工業互聯網導論微課版王道平課后參考答案

項目11.名詞解釋（1）工業互聯網：工業互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合形成的產業和應用形態，是工業智能化發展的關鍵綜合信息基礎設施。（由于工業互聯網定義很多，也可選擇其它定義。）（2）工業互聯網聯盟：GE、AT&T、Cisco、IBM和Intel五家公司組建的聯盟有關工業互聯網方面的聯盟。（3）信息物理系統：信息物理系統是一個綜合了計算、通信、控制技術的多維復雜系統。將物理設備連接到互聯網上，讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治五大功能，從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合。（4）互聯工業：通過各種關聯，創造新的附加值的產業社會的工業。（5）交互智能化：工業互聯網發展趨勢之一，通過實現智能的人機交互發展工業互聯網，具體指智能平臺以數據為核心，采用數據流、軟件、硬件等不同層級的智能交互技術。（6）網絡生態化：工業互聯網通過系統結構的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業的產業整合、面向不同企業的產業鏈整合、跨越時空地域的產業布局、跨越行業的融合創新，最終實現社會資源的高效利用。（7）互聯網：互聯網又稱國際網絡，指的是網絡與網絡之間所串聯成的龐大網絡，這些網絡以一組通用的協議相連，形成邏輯上的單一巨大國際網絡。（8）物聯網：通過各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描等信息感知裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程的相關信息并通過與各類網絡的接入，實現物與物、物與人的泛在連接，以及對物品和過程的智能化感知、識別和管理，從而讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡。2.單選題（1）工業互聯網的快速發展階段是（B）。A．2009—2012年 B．2013—2020年C．2013年至今 D．2021年至今（2）工業互聯網聯盟成立于（B）年。A．2012 B．2014C．2013 D．2015（3）2015年第十二屆全國人民代表大會第三次會議政府工作報告中首次提出（B）計劃。A．工業互聯網 B．“互聯網+”C．物聯網 D．互聯網（4）國務院發布的《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》中明確提出到（A）年年底，工業云企業用戶比2015年年底翻一番。A．2018 B．2020 2025 D．20223.多選題（1）美國通用電氣公司聯合（ABCD）公司共同組建了工業互聯網聯盟。A．AT&T B．Cisco C．IBM D．Intel（2）（ABCD）是工業互聯網具備的特征。A．海量數據 B．軟件定義C．平臺支撐 D．服務增值（3）工業互聯網的發展趨勢包括（AD）。A．交互智能化 B．產品同質化C．組織集中化 D．網絡生態化（4）（AB）是我國的工業互聯網產業政策。A．《工業互聯網平臺建設及推廣指南》 B．《工業互聯網網絡建設及推廣指南》C．《工業互聯網參考體系架構》 D．《國家工業戰略2030》（5）工業互聯網的發展階段包括（ABC）。A．快速發展階段 B．起步發展階段穩步發展階段 D．蓬勃發展階段4.判斷題（1）2008年金融危機后，全球的主要工業化國家逐漸意識到“去工業化”帶來的“產業空心化”問題。 （√）（2）工業互聯網的起步發展階段是2009—2012年。 （√）（3）德國“工業4.0”強調的是加強企業信息化、智能化和一體化建設，而美國工業互聯網不是，兩者本質上是不同的。 （×）（4）出到2020年年底，培育10家左右的跨行業、跨領域工業互聯網平臺和一批面向特定行業、特定區域的企業級工業互聯網平臺的政策文件是《工業互聯網網絡建設及推廣指南》。 （×）（5）中國信息通信研究院聯合制造業、通信業、互聯網等相關企業于2016年2月1日共同發起成立工業互聯網產業聯盟。 （√）5.填空題（1）工業互聯網的概念由上海可魯系統軟件有限公司首先提出。（2）中國工業互聯網研究院對工業互聯網的定義是：工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物。（3）交互智能化產品個性化、制造服務化、組織分散化網絡生態化5個方面。（4）網絡與網絡之間所串聯成的、以一組通用的協議相連的龐大網絡稱為互聯網。6.簡答題（1）什么是工業互聯網？請列舉3個不同產業聯盟或公司給出的定義。答：以下五個定義中任選三個即可：=1\*GB3①工業互聯網產業聯盟（AII）：工業互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合形成的產業和應用形態，是工業智能化發展的關鍵綜合信息基礎設施。=2\*GB3②工業互聯網聯盟（IIC）：將“互聯網思維”應用到工業環境中，覆蓋物聯網的非消費端。它將智能機器、設備和工作中的人連接起來，通過先進的數據分析，實現更好的決策，產生變革性的商業成果。=3\*GB3③美國GE公司：通過傳感器、大數據和云平臺，把機器、人、業務活動和數據連接起來，通過實時數據分析使得企業可以更好地利用機器的性能，以達到資產優化、運營優化的目的，并最終提高生產率。=4\*GB3④中國工業互聯網產業聯盟：通過人、機、物的全面互聯，全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接，對各類數據進行采集、傳輸、分析并形成智能反饋，推動形成全新的生產制造和服務體系，優化資源要素配置效率，充分發揮創造裝備、工藝和材料的潛能，提高企業生產效率，創造差異化的產品并提供增值服務。=5\*GB3⑤中國工業互聯網研究院：工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物，是實現工業經濟數字化、網絡化、智能化發展的重要基礎設施，通過對人、機、物的全面互聯，構建起全要素、全產業鏈、全價值鏈全面連接的新型工業生產制造服務體系。（2）簡述工業互聯網的發展歷程。答：工業互聯網的發展歷程主要可以分為3個階段，分別是：=1\*GB3①起步發展階段（2009~2012年）：這一階段在技術方面融合發展了現代信息化制造技術與云計算、物聯網、服務計算、高性能計算等新興信息通信技術，形成“網絡化、服務化”的智能制造新模式和“泛在互聯、共享服務、跨界融合”的新業態。=2\*GB3②快速發展階段（2013~2020年）：形成以互聯化（協同化）、服務化、個性化（定制化）、柔性化、社會化為主要特征的智能制造新模式，其業態在“泛在互聯、共享服務、跨界融合”的基礎上增加了“數據驅動、自主智慧、萬眾創新”的特征，形成“互聯網+”新業態。=3\*GB3③穩步發展階段（2021年~至今）：2021年以后，工業互聯網進一步融合以大數據、人機混合智能、群體智能、跨媒體智能、無人自主智能等為主要方向的新一代人工智能技術，建模與仿真、數字孿生、邊緣計算、5G、區塊鏈等新通信技術以及新智能化制造技術，邁向了以互聯化、服務化、個性化、柔性化、自主智能化為主要特征的新階段。（3）工業互聯網具有哪些特征？至少說出5點并作簡要說明。（說明：問題（3）和問題（4）的答案有交叉。）答：工業互聯網具有互聯互通、海量數據、模式創新、業態更新、軟件定義、平臺支撐、服務增值、智能主導和組織重構等特征，從中任選五個進行說明即可。=1\*GB3①互聯互通：其本質就是把傳統的資源變成數字化的資源，并且在此基礎上通過傳統的縱向集成與現代的橫向集成，以及互聯網特色的端到端的集成等方式實現綜合集成，打破資源壁壘，使這些數字化資源高效地流動起來。=2\*GB3②海量數據：海量數據通過生產制造全過程、全產業鏈、產品全生命周期數據的自動流動不斷優化制造資源的配置效率，就是要實現提質、增效、降本，就是要提高制造業全要素生產效率，這將帶來數據驅動的創新、生產和決策。=3\*GB3③模式創新：這種情況使更多通過跨界的方式進入原有行業的顛覆者出現，是有中國特色的工業化與信息化深度融合的“互聯網+”發展模式。=4\*GB3④業態更新：對于制造業而言，以生產性服務業、科技服務業等為典型的服務化制造業已經成為業態更新的重要方向。越來越多的制造企業已經從傳統的制造“產品”轉型為提供“產品+服務”。=5\*GB3⑤軟件定義：軟件定義正在加速驅動制造業的數字化，軟件定義產品、軟件定義企業管理流程、軟件定義生產方式、軟件定義企業新型能力、軟件定義商業模式、軟件定義產業生態等正在成為全球制造業發展的新特征。⑥平臺支撐：信息通信技術和制造業的不斷融合發展，使得以平臺為核心的產業競爭從消費領域向制造領域拓展，工業互聯網平臺成為全球領軍企業競爭的新賽道、產業布局的新方向和制造大國競爭的新焦點。⑦服務增值：服務增值是指企業通過在產品上增加智能模塊，實現產品聯網與運行數據采集，并利用大數據分析提供多樣化智能服務，實現由賣產品向賣服務拓展，有效延伸價值鏈條，擴展利潤空間。⑧智能主導：新工業革命的核心技術不僅可以滿足制造業多種不同場景的智能化分析需求，還可以面向制造企業智能化運營決策，以及企業間的制造資源與供應鏈的智能化協同。智能的本質是以數據在閉環系統的自動流動，實現要素資源配置的優化。（4）選擇工業互聯網的3個特征進行闡述。答：=1\*GB3①互聯互通：其本質就是把傳統的資源變成數字化的資源，并且在此基礎上通過傳統的縱向集成與現代的橫向集成，以及互聯網特色的端到端的集成等方式實現綜合集成，打破資源壁壘，使這些數字化資源高效地流動起來。=2\*GB3②海量數據：海量數據通過生產制造全過程、全產業鏈、產品全生命周期數據的自動流動不斷優化制造資源的配置效率，就是要實現提質、增效、降本，就是要提高制造業全要素生產效率，這將帶來數據驅動的創新、生產和決策。=3\*GB3③模式創新：這種情況使更多通過跨界的方式進入原有行業的顛覆者出現，是有中國特色的工業化與信息化深度融合的“互聯網+”發展模式。（5）簡述我國工業互聯網的發展現狀，并與美國、德國等國家進行對比。答：=1\*GB3①我國工業互聯網的發展現狀：我國工業互聯網新型基礎設施建設體系化；工業互聯網與實體經濟的融合持續深化；工業互聯網產業新生態快速壯大；工業互聯網安全保障能力顯著提升。=2\*GB3②美國的工業互聯網聯盟公布了工業互聯網參考架構IIRA1.9，進一步完善了工業互聯網標準化體系建設，該參考架構對工業互聯網關鍵屬性和跨行業共性的架構問題及系統特征進行分析。=3\*GB3③德國主要有“工業4.0”，提出基于信息物理系統實現工廠智能化生產，讓工廠直接與消費需求對接。

項目21.名詞解釋（1）物理識別是指對目標物的物理、化學和生物學的量化認識。如視覺包括明暗、色彩、大小、形狀、遠近、受力、活力、運動狀態等。（2）IaaS（InfrastructureasaService），即基礎設施即服務。指把IT基礎設施作為一種服務通過網絡對外提供，并根據用戶對資源的實際使用量或占用量進行計費的一種服務模式。（3）數據管理技術是指對數據進行分類、編碼、存儲、檢索和維護，具體就是指人們對數據進行收集、組織、存儲、加工、傳播和利用的一系列活動的總和。（4）產品數據管理（ProductDataManagement，PDM）是一種幫助工程師和其他人員管理產品數據和產品研發過程的工具，是對產品全生命周期數據和過程進行有效管理的方法和技術。（5）逆向分析技術是一種主要針對無法獲得源代碼的應用程序，將可執行程序反匯編，通過分析反匯編代碼來理解其代碼功能。（6）去同步攻擊工業控制系統中的控制或調度算法一般基于時間驅動，攻擊者通過破壞工業控制設備間的時間同步，導致基于時間驅動的控制或調度算法失效，使得系統無法持續、穩定地運行。（7）APT攻擊攻擊者利用多重攻擊手段，以破壞關鍵設施或阻礙某任務進行為目的，在長時間內潛伏并反復對目標進行攻擊，最終達到攻擊目的。（8）社會工程攻擊社會工程攻擊是一種利用“社會工程學”來實施的網絡攻擊行為。攻擊者通過非技術操作獲得對系統的非授權訪問，在這一過程中，人類特征（如幫助、信任、恐懼或對權威的尊重等）被利用。在維護工業控制系統安全方面，工作人員占據特殊位置，安全不能僅依靠技術措施來保證。2．單選題（1）20世紀被定義為一種幫助工程師管理產品研發過程的工具是（A）。A．PDM B．ERPC．MES D．E-Commerce（2）計算機網絡由計算機、（C）、傳輸介質及相應的應用軟件組成。A．CPU B．GPUC．網絡操作系統 D．網絡連接系統（3）無線通信網絡可分為無線廣域網、無線城域網、（A）和無線個域網。A．無線局域網 B．無線通信網C．低功耗廣域網絡 D．Wi-Fi（4）IaaS是指把（B）基礎設施作為一種服務通過網絡對外提供。A．安全 B．ITC．工業 D．互聯網（5）工業互聯網的數據安全是指保護管理數據、操作數據、（B）等各類數據的安全。A．工業數據 B．用戶數據C．網絡數據 D．平臺數據（6）中國工業互聯網體系架構包括業務視圖、功能架構和（A）3個模塊。A．實施框架 B．網絡框架C．數據框架 D．管理框架3．多選題（1）感知層主要解決的是（AB）的數據獲取問題。A．人類世界 B．物理世界C．數據世界 D．邏輯世界（2）數據采集方式的發展主要經歷了（AD）兩個階段。A．人工采集 B．主動采集C．被動采集 D．自動采集（3）網絡體系包括網絡連接、（AB）等關鍵技術。A．標識解析 B．邊緣技術C．計算機網絡 D．無線通信技術（4）應用層大致可以概括為設計開發層和（ABC）。A．資源管理層 B．制造執行層C．商務層 D．平臺層（5）工業互聯網標準體系3.0建設內容包括（ABD）。A．應用 B．安全C．接口 D．網絡4．填空題（1）工業互聯網技術架構可劃分為感知層、網絡層、平臺層、應用層4個層次。（2）感知層的主要功能有識別、傳感、定位等。（3）應用層中的PDM體系結構包括用戶應用層、系統集成層和支撐系統層3個層次。（4）數據采集、標簽管理、標識注冊、標識解析、標識數據處理和標識數據建模功能。（5）工業互聯網標準體系3.0建設內容包括基礎共性標準、網絡標準、邊緣計算標準、平臺標準、安全標準和應用標準。5．判斷題（1）工業互聯網技術架構包括感知層、網絡層、平臺層、應用層。 （√）（2）工業互聯網平臺涉及數據集成和邊緣處理技術、IaaS技術等6類關鍵技術。 （×）（3）邊緣計算可以分為網絡側邊緣計算和平臺側邊緣計算。 （√）（4）隨著工業互聯網技術的發展，工業互聯網事故越來越少。 （×）（5）工業互聯網網絡體系包括網絡互聯、標識解析、數據互聯等關鍵技術。 （√）（6）工業互聯網標準體系3.0建設內容包括基礎共性標準、網絡標準、邊緣計算標準、平臺標準、軟件標準和硬件標準。 （×）6．簡答題（1）工業互聯網體系架構包含幾個層次？簡述各部分內容。答：工業互聯網體系架構分為網絡體系和安全體系兩部分。網絡體系將連接對象延伸到工業全系統、全產業鏈、全價值鏈，包括網絡互聯、標識解析、數據互通等關鍵技術。安全體系通過構建涵蓋工業全系統的安全防護體系，增強設備、網絡、控制、應用和數據的安全保障能力，識別和抵御安全威脅，化解各種安全風險，構建工業智能化發展的安全可信環境，保障工業智能化的實現。（2）簡述企業資源計劃系統的內容及其意義。答：企業資源計劃系統ERP是指建立在信息技術基礎上，以系統化的管理思想，為企業決策層員工提供決策運行手段的管理平臺，根據計算機技術的發展和供需鏈管理，推論各類制造業在信息時代管理信息系統的發展趨勢和變革。（3）我國工業互聯網的發展優勢是什么？答：我國IaaS基礎設施能力較強，正從互聯網行業向其他行業擴張，且我國互聯網生態基礎好，SaaS應用潛力最大。跨行業跨領域平臺、垂直行業、專業領域、企業平臺各具特點優勢互補，目前初步形成多層級平臺體系。（4）邊緣計算技術注重哪兩個方面？網絡基礎設施主要包括哪些？答：邊緣計算注重網絡側邊緣計算和平臺側側邊緣計算兩個方面。邊緣計算網絡基礎設施主要包括邊緣計算接入網絡、邊緣計算內部網絡、和邊緣計算互聯網絡。（5）簡述工業互聯網標準體系3.0中的網絡標準和應用標準。答：網絡標準是工業互聯網標準體系的基礎，應用標準面向行業的具體需求，是對其他部分標準的落地細化。=1\*GB3①網絡標準包括終端與網絡標準、“5G+工業互聯網”標準、標識解析標準。其中，終端與網絡標準主要是工業設備/產品聯網、工業互聯網企業內網絡、工業互聯網企業外網絡、工業園區網絡、網絡設備、網絡資源和管理、互聯互通互操作等標準；“5G+工業互聯網”標準包括“5G+工業互聯網”網絡技術與組網、“5G+工業互聯網”適配增強技術、“5G+工業互聯網”終端、“5G+工業互聯網”邊緣計算、“5G+工業互聯網”應用、“5G+工業互聯網”網絡管理等標準；標識解析標準主要分為編碼與存儲、標識采集、解析、交互處理、設備與中間件、異構標識互操作、標識節點、標識應用等標準。=2\*GB3②應用標準包括典型應用和垂直行業應用等標準。典型應用標準包括平臺化設計、智能化生產、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理等應用標準；垂直行業應用標準依據基礎共性標準、網絡標準、邊緣計算標準、平臺標準、安全標準和典型應用標準，面向汽車、電子信息、鋼鐵、輕工（家電）、裝備制造、航空航天、石油化工等重點行業/領域的工業互聯網應用，制定行業應用導則、特定技術要求和管理規范。

項目31.名詞解釋（1）工業互聯網平臺：工業互聯網平臺是指將物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術應用于制造業、能源、交通、物流等領域的互聯網平臺。（2）邊緣層：邊緣層是工業互聯網平臺數據的來源，主要包括全面的數據收集、數據的聚合和分析兩個功能，其本質是利用泛在感知技術對多源設備、異構系統、運營環境、人等要素信息進行實時高效采集和云端匯聚。（3）基礎設施層：基礎設施層，是工業互聯網平臺中利用虛擬化、分布式存儲等技術對計算、存儲等物理資源進行池化處理，從而對海量資源實施動態調整、按需部署，為用戶提供云基礎設施服務的層級。（4）平臺層：平臺層是基于工業PaaS架構，集成了設備管理、運維管理等管理功能，工業微服務、大數據分析和應用程序開發功能的層級，其地位等同于工業互聯網的操作系統。（5）數據建模分析技術：運用數學統計、機器學習及最新的人工智能算法實現面向歷史數據、實時數據、時序數據的聚類、關聯和預測分析，是一種用于定義和分析數據要求和其需要相應支持信息系統的過程。（6）多租戶技術：一種軟件架構技術，其目的在于探討與實現如何在多用戶的環境下共用相同的系統或程序組件，并且仍可確保各用戶間數據的隔離性。（7）工業互聯網生態體系：在工業相關領域內，所有工業互聯網要素（人、機、物、平臺、成員、區域、發展環境等）及其所聯接的價值鏈、產業鏈上諸多要素構成的統一整體。2．選擇題（1）工業互聯網平臺體系架構包括邊緣層、基礎設施層、（B）、應用層。A．數據層 B．平臺層C．網絡層 D．服務層（2）基礎設施層的核心技術包括（B）。A．分布式計算技術、大數據處理技術、容器化技術和云服務平臺管理技術B．分布式存儲技術、大數據分析技術、虛擬化技術和云端資源調度技術C．分布式數據庫技術、數據可視化技術、服務器虛擬化技術和云端安全技術D．分布式文件系統技術、數據備份技術、容災技術和云計算網絡技術（3）分布式存儲方式的類型包括直連式存儲（DAS）、網絡存儲設備（NAS）和（A）。A．存儲網絡（SAN） B．網絡功能虛擬化（NFV）C．存儲網關（SG） D．存儲管理器（SM）（4）平臺層的核心技術包括數據建模分析技術、工業建模技術、（A）、動態調度技術和平臺安全技術。A．微服務架構技術 B．單體架構技術C．無服務架構技術 D．分布式架構（5）應用層的核心技術包括圖像化編程技術、（B）和應用系統集成技術。A．單租戶技術 B．多租戶技術C．虛擬化技術 D．容器技術3．判斷題（1）微服務架構是一種將應用程序拆分為一組小的、相互關聯的服務的架構風格。 （√）（2）工業互聯網平臺的現有解決方案可以分為3類，分別是智能制造類平臺、協同制造服務類平臺和云制造服務類平臺。 （√）（3）EcoStruxure平臺僅面向樓宇、信息技術、工廠、配電、電網和機器6個方向提供整體解決方案，不能為汽車制造企業提供能源管理方面的解決方案。 （×）（4）卡奧斯COSMOPlat是一款擁有自主知識產權的消費級互聯網平臺。 （×）（5）美國通用電氣公司創建的“Predix工業云平臺”由邊緣層、平臺層和應用服務層組成。 （×）（6）BEACON平臺包括邊緣層、云網層、平臺層、應用層等。 （√）4．填空題（1）工業互聯網平臺體系架構可劃分為邊緣層、基礎設施層、平臺層、應用層4層。（2）工業互聯網平臺的應用價值包括降低成本、提升效率、提升產品和服務品質、創造新價值。（3）工業互聯網具有3個主要應用場景，分別是設備/產品管理、業務與運營優化和社會化資源協作。（4）工程機械行業工業互聯網平臺的應用場景包括設備預測性維護、備件管理、智慧施工。（5）軌道交通行業工業互聯網平臺的應用場景包括虛擬仿真、協同制造、產業鏈管理和設備健康管理。5．簡答題（1）工業互聯網平臺體系架構有哪些？它們的核心技術和主要功能是什么？答：工業互聯網平臺的體系結構包括邊緣層、基礎設施層、平臺層和應用層。邊緣層的主要功能包括：全面的數據收集、數據的聚合和分析。其本質是利用泛在感知技術對多源設備、異構系統、運營環境、人等要素信息進行實時高效采集和云端匯聚。基礎設施層的核心技術包括：分布式存儲技術、海量數據的管理技術、虛擬化的技術和云計算平臺的管理技術。其主要功能是利用虛擬化、分布式存儲等技術對計算、存儲等物理資源進行池化處理，從而對海量資源實施動態調整、按需部署，為用戶提供云基礎設施服務。平臺層的核心技術包括：數據建模分析技術、工業建模技術、微服務架構技術、動態調度技術、平臺安全技術。其主要功能在于將云計算、大數據、人工智能和工業經驗知識進行有效結合，形成工業數據分析能力。應用層的核心技術包括：圖形化編程技術、多租戶技術和應用系統集成技術。其主要功能在于為各類工業場景和工業流程提供全方位的服務，幫助企業提高生產效率、降低成本、增強產品競爭力和服務質量，推動數字化轉型進程的加速和優化。（2）工業互聯網平臺可應用于哪些行業？分別有哪些具體應用？答：目前，我國應用工業互聯網的行業主要有：機械制造、電子信息、軌道交通、能源、服裝等行業。在工程機械行業，工業互聯網平臺可應用于設備預測性維護、備件管理、智慧施工等方面。在電子信息行業，工業互聯網平臺可應用于設備管控、生產研發管理、產品質量檢測、供應鏈協同等方面。在軌道交通行業，工業互聯網平臺可應用于虛擬仿真、協同制造、產業鏈管理、設備健康管理等方面。（3）試舉例說明工業互聯網平臺的應用價值。答：工業互聯網平臺的應用價值主要體現在：降低成本、提升效率、提升產品和服務品質、創造新價值等方面。例如，工業互聯網可通過降低用工量、減少故障損失、降低能耗、減少運維成本、減少資源浪費、減少等方式降低成本；通過優化業務流程、提高生產柔性、提高資源利用效率和員工工作效率、縮短交付周期、提高供應鏈運作效率等方式提升效率。（4）簡述卡奧斯COSMOPlat平臺和Predix平臺有什么共性與區別。答：共性：海爾COSMOPlat平臺和Predix平臺都是以協同生產為主要場景的協同制造服務類平臺。都利用云計算、物聯網、人工智能等技術，基于多企業的供應鏈數據、用戶需求數據、產品服務數據進行綜合集成與分析，實現面向不同領域的多企業間高效協同、產品全生命周期管理與交付產品感知服務的優化閉環。區別：海爾COSMOPlat平臺是具有中國自主知識產權、引入用戶全流程參與體驗的工業互聯網平臺，其核心是大規模定制模式，通過持續與用戶交互，將硬件體驗變為場景體驗，將用戶由被動的購買者變為參與者、創造者，將企業由原來的以自我為中心變成以用戶為中心。Predix平臺是由美國通用電氣（GE）公司開發的專注于工業物聯網的云平臺，其核心是智能資產管理，通過收集和分析設備、系統和環境的數據，實現設備的遠程監控、預測維護、優化運行和節能減排。從技術架構的角度上看：COSMOPlat架構共由資源層、平臺層、應用層、模式層組成，從而實現資源的聚合與調度匹配、解決方案的形成、模式的復制和資源共享。Predix平臺的架構則由邊緣層、平臺層和應用層構成，提供數據采集與云端傳輸、云基礎架構、工業服務交叉框架等服務。（5）簡述工業互聯網平臺建設的4個關鍵切入點。答：=1\*GB3①堅持建平臺、用平臺和測平臺協同發展。堅持邊建設、邊測試、邊推廣，打造平臺功能豐富與海量使用雙向迭代、互促共進的良性循環。在跨行業、跨領域工業互聯網平臺培育方面，應參照國家制造業創新中心培育方式，出臺工業互聯網平臺遴選標準。在工業互聯網平臺應用推廣方面，建議加強部省聯動，遴選一批地方積極性高、企業上云基礎好的省作為工業互聯網平臺應用示范省，推動示范省“塊狀經濟”產業集聚區內的企業整體上云。在工業互聯網平臺的試驗測試方面，支持龍頭制造企業、互聯網企業牽頭，開展跨行業、跨領域、特定行業、特定領域實驗驗證環境建設和測試床建設，形成一批可復用、可推廣的平臺和解決方案，加速平臺規模化應用。=2\*GB3②加大工業App培育力度。培育工業App，是建設工業互聯網平臺生態的核心，是形成工業互聯網平臺雙邊市場的關鍵。而培育工業App，又需要加快基礎共性工業App資源池、行業通用工業App資源池和企業專用工業App資源池的建設。建設企業專用工業App資源池，要注意面向特定行業、特定場景的特殊應用需求，推動工業互聯網平臺、第三方開發者和用戶企業加強對接合作，推動專用工業App在工業互聯網平臺上的開發、測試、部署和應用推廣。=3\*GB3③加強開源社區建設。當今時代，軟件開源和硬件開放已成為不可逆轉的趨勢，掌控開源生態尤為重要。這首先要求培育開源社區，引導自動化企業開放各類標準兼容、協議轉換的技術，實現工業數據在多源設備、異構系統之間的有序流動，確保工業設備“聯得上”，引導工業互聯網平臺企業開放開發工具、知識組件、算法組件，構建開放共享、資源富集、創新活躍的工業App開發生態，確保模型行業機理模型“跟得上”。其次，需要加快工業App開發者人才隊伍建設，支持工業互聯網平臺企業舉辦開發者創新創業大賽，打造基于工業互聯網平臺的“雙創”新生態，推動工業App短時間內“上數量”。=4\*GB3④構建工業互聯網平臺產業支撐體系。工業互聯網平臺不是一項孤立的技術，而是一套綜合技術體系，是現代信息技術的集大成。首先需要提升自動控制與感知產業支撐能力，加快推動智能傳感器、可編程邏輯控制器、分布式控制系統、數據采集與監控系統等研發和產業化。其次需要實施工業技術軟件化工程，推動工業云操作系統、新型工業軟件、工業大數據建模分析、微服務組件等核心技術的研發和產業化。再次必須夯實工業互聯網平臺網絡基礎，推進工廠內網IP化、無線化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署，加快

NB-IoT

等新型網絡技術部署，加快軟件定義網絡、網絡功能虛擬化等新一代網絡技術研究和部署試點。又次需要構建工業互聯網安全保障體系，強化設備、網絡、控制、應用和數據的安全保障能力，實現對工業生產系統和商業系統的全方位保護。最后應加強新技術應用推廣，促進邊緣計算、大數據、人工智能、區塊鏈等技術在工業互聯網平臺中的應用。（6）基于本項目所學，談談你對我國工業互聯網平臺發展趨勢的理解。答：工業互聯網平臺是現代工業體系中不可或缺的重要組成部分。它們連接了物理世界和數字世界，對于實現生產自動化、提升產品質量、優化供應鏈等方面都有著不可替代的作用。目前，我國已初步建成工業互聯網基礎設施和產業體系。新型基礎設已初步建成，工業互聯網標識解析體系已構建完成，有側重、協同聚集發展的工業互聯網平臺體系已初步形成，工業互聯網安全保障體系已初步建成。但仍然存在一些問題和不足，具體體現在：跨行業、跨領域平臺構建能力薄弱；平臺建設技術支撐能力仍需加強；面向新型工業APP的開發生態尚未建立。對于以上問題，我國工業互聯網平臺發展未來應朝著：構建跨行業、產業鏈布局的整體協同平臺，發展關鍵平臺建設技術，推動互聯網平臺生態化建設等方向進行。總之，隨著技術不斷進步，工業互聯網平臺也在不斷發展壯大。未來，工業大數據、云計算、物聯網、網絡通訊技術、數字孿生、人工智能等新技術的廣泛應用將會進一步推動工業互聯網平臺的發展，使其在數字化轉型中發揮更為重要的作用。

項目41.名詞解釋（1）工業大數據：工業大數據是指在工業領域中，圍繞典型智能制造模式，從用戶需求到銷售、訂單、計劃、研發、設計、工藝、制造、采購、供應、庫存、發貨和交付、售后服務、運維、報廢或回收再制造等整個產品全生命周期各個環節所產生的各類數據及相關技術和應用的總稱。其以產品數據為核心，極大延展了傳統工業數據范圍，同時還包括工業大數據相關技術和應用。（2）云計算：云計算是一種能夠通過網絡以便利的、按需付費的方式獲取計算資源（包括網絡、服務器、存儲、應用和服務等）并提高其可用性的模式。這些資源來自共享的、可配置的資源池，并能夠以最省力和無人干預的方式獲取和釋放。（3）物聯網：通過各種信息傳感設備及系統（傳感網、射頻識別系統、紅外感應器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統等，按約定的通信協議，將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網、互聯網進行信息交換，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種信息網絡。物聯網的主要特征是每一個物件都可以尋址，每一個物件都可以控制，每一個物件都可以通信。（4）網絡通訊技術：網絡通訊技術是指是指通過計算機和網絡通訊設備對圖形和文字等形式的資料進行采集、存儲、處理和傳輸等，使信息快速傳送并達到充分共享的技術。由于工業現場環境不同及應用場景有差異，因此需要多種通信機制來覆蓋不同的業務需求。（5）數字孿生：“一個集成了多物理性、多尺度性、概率性的復雜產品仿真模型，能夠實時反應真實產品的狀態”。數字孿生是以數字化方式創建物理實體的虛擬模型，借助數據模擬物理實體在現實環境中的行為，通過虛實交互反饋、數據融合分析、決策迭代優化等手段，為物理實體增加或擴展新的能力。數字孿生可以通過接收來自物理對象的數據實時演化，從而與物理對象在生命周期保持一致。作為一種充分利用模型、數據、智能并集成多學科的技術，數字孿生面向全產品生命周期過程，發揮連接物理世界和信息世界橋梁和紐帶作用，提供實時、高效、智能的服務。（6）數字線程技術：數字線程技術是數字孿生技術體系中最為關鍵的技術，能夠屏蔽不同類型數據、模型格式，支撐全類數據和模型快速流轉和無縫集成，主要包括正向數字線程技術和逆向數字線程技術兩大類型。（7）人工智能：人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。（8）深度學習：深度學習的核心理念在于通過模擬人腦的層級抽象結構，對大規模的數據利用無監督方式進行特征學習。相較于淺層機器學習的人為提取特征，深度學習能夠自動從數據中提取特征。深度學習是將原始的數據特征，通過多層的特征轉換，得到更高層次、更抽象的特征表示，并進一步輸入到預測函數中得到最終結果。2．選擇題（1）工業大數據相較于大數據的特征包括（C）。A．動態性 B．真實性 C．跨尺度 D．開放性（2）企業信息化數據不包括（C）。A．產品研發數據 B．客服數據C．生產監控數據 D．物流數據（3）用戶可在任意位置使用終端以通過互聯網獲取相應的服務，這說的是云計算的（C）特點。A．通用性 B．按需服務C．虛擬化 D．高可靠性（4）基于自主組網技術不包括（D）。A．Wi-Fi B．ZigBeeC．LoRa D．LTECat.1（5）工業總線的基本類型不包括（B）。A．傳感器級總線 B．控制總線C．設備級總線 D．現場總線（6）數字孿生體中（A）模型融合技術包括多物理場仿真技術、多學科聯合仿真技術等。A．跨學科 B．跨領域C．跨尺度 D．跨維度（7）人工智能的概念是由“人工智能之父”（C）與幾位不同學科的專家提出的。A．尼爾遜 B．帕特里克·溫斯頓 C．約翰·麥卡錫 D．帕特里克·格魯克3．判斷題（1）數據分析是挖掘和展現工業大數據價值的基礎。 （×）（2）云計算能夠大幅節省成本，規模是極其重要的因素，但如果企業要建設自己的私有云，規模不大，就不會有自己的成本優勢。 （×）（3）感知層在實現其感知功能時所用到的主要技術有RFID技術、傳感器技術、攝像頭技術、GPS技術。 （√）（4）第三代合作伙伴計劃的5G定義了3類應用場景：增強移動寬帶、海量機器類通信、高可靠低時延通信。其中，增強移動寬帶場景主要針對海量的現場設備通信。 （×）（5）數字孿生的概念模型曾被稱為“鏡像的空間模型”“信息鏡像模型”等，主要包括物理空間的實體產品、虛擬空間的虛擬產品以及二者之間的連接，即數據和信息接口。 （√）（6）人工智能算法是工業人工智能技術的核心，從功能性上可以劃分為有監督學習和無監督學習，判斷依據是數據訓練時是否有已知數據的標簽。 （√）4．填空題（1）工業大數據可以分為企業信息化數據、工業互聯網數據、企業外部跨界數據3類。（2）云計算的服務類型分為3類，即基礎設施即服務、平臺即服務和軟件即服務。（3）物聯網的技術復雜、形式多樣，通過對物聯網多種應用需求進行分析，目前比較認可的是把物聯網分為3個層次：感知層、網絡層和應用層。（4）有線網絡通信技術主要分為工業總線和工業以太網兩大技術體系。（5）數字孿生技術的3個典型特征：全生命周期實時映射、綜合決策和閉環優化。（6）強人工智能是指機器能像人類一樣思考，有感知和自我意識，能夠自發學習知識。5．簡答題（1）列舉3～5個工業大數據技術在工業互聯網中的應用場景。答：（從以下幾點中任選3~5點回答即可）①智能化設計：工業大數據在設計環節的應用可以有效提高研發人員的創新能力、研發效率和產品質量。客戶與制造企業之間的交互和交易行為會產生大量數據，挖掘和分析這些客戶動態數據，能夠幫助客戶參與產品的需求分析和產品設計等創新活動，實現新型產品創新和協作的新模式。通過將產品生命周期設計中各個環節所需要的知識資源有機地集成在一起，運用大數據相關技術，可以將產品生命周期設計所需大數據與各種設計過程集成，以高度有序化的方式展示產品生命周期大數據與設計的關系，提高了產品的設計效率和質量。②智能化生產：智能化生產是新一代智能制造的主線，通過智能系統及設備升級改造與融合，促進制造過程自動化、流程智能化。工業大數據通過采集和匯聚設備運行數據、工藝參數、質量檢測數據、物料配送數據和進度管理數據等生產現場數據，利用大數據技術對其進行分析并反饋結果，并在制造工藝、生產流程、質量管理、設備維護、能耗管理等具體場景中應用，實現生產過程的優化。③網絡化協同制造：工業互聯網引發制造業產業鏈分工細化，參與企業需要根據自身優劣勢對業務進行重新取舍。基于工業大數據，驅動制造全生命周期從設計、制造到交付、服務、回收各個環節的智能化升級，推動制造全產業鏈智能協同，優化生產要素配置和資源利用，消除低效中間環節。基于統一的設計平臺和制造資源信息平臺，產業鏈上下游企業可以實現多站點協同、多任務并行，加速新產品協同研發過程。對產品供應鏈的大數據進行分析，將帶來倉儲、配送、銷售效率的大幅提升和成本的大幅下降。④智能化服務：現在制造企業不再僅僅是產品提供商，而是提供產品、服務、支持、自我服務和知識的“集合體”。工業大數據與新一代技術的融合應用，賦予市場、銷售、運營維護等產品全生命周期服務全新內容，不斷催生制造業新模式、新業態，從大規模流水線生產轉向規模化定制生產和從生產型制造向服務型制造轉變，推動服務型制造業與生產型服務業的大發展。⑤個性化定制：工業大數據技術及解決方案助力實現制造全流程數據集成貫通，構建千人千面的用戶畫像，并基于用戶的動態需求，指導需求準確地轉化為訂單，滿足用戶的動態需求變化，最終形成基于數據驅動的工業大規模個性化定制新模式。將工業大數據與大規模定制個性化定制模式結合，能夠形成支持工業產品開發個性化、設備管理個性化、企業管理個性化、人員管理個性化、垂直行業個性化等一系列滿足用戶個性化需求的工業價值創造新模式，為工業企業顯著降低成本，形成價值創造的新動能。（2）簡述虛擬化技術的概念和功能。答：用戶可在任意位置使用終端以通過互聯網獲取相應的服務，用戶所請求的資源和對數據資源的運算都來自“云”，而不是固定的有形實體。用戶不需要擔心也無須了解這些服務器所處的位置，只需給“云”發送請求，便能接收到返回的數據和計算結果。（3）簡述物聯網技術的特征。答：①聯網終端規模化：物聯網時代的一個重要特征是“物品觸網”，每一件物品均具有通信功能，成為網絡終端。據預測，未來5～10年內，聯網終端的規模有望突破百億元大關。②感知識別普適化：作為物聯網的末梢，自動識別和傳感網技術近些年來發展迅猛，應用廣泛。當今社會，人們的衣食住行都能折射出感知識別技術的發展。無處不在的感知與識別將物理世界信息化，將傳統上分離的物理世界和信息世界高度融合。③異構設備互聯化：盡管硬件和軟件平臺千差萬別，各種異構設備（不同型號與類別的RFID標簽、傳感器、手機、筆記本電腦等）利用無線通信模塊和標準通信協議，構建成自組織網絡。在此基礎上，運行不同協議的異構網絡通過“網關”互聯互通，實現網際信息共享及融合。④管理處理智能化：物聯網將大規模數據高效、可靠地組織起來，為上層行業應用提供智能的支撐平臺。數據存儲、組織以及檢索成為行業應用的重要基礎設施。與此同時，各種決策手段包括運籌學理論、機器學習、數據挖掘、專家系統等廣泛應用于各行各業。⑤應用服務鏈條化：鏈條化是物聯網應用的重要特點。以工業生產為例，物聯網技術覆蓋從原材料引進、生產調度、節能減排、倉儲物流，到產品銷售、售后服務等各個環節，成為提高企業整體信息化程度的有效技術。更進一步，物聯網技術在一個行業的應用也將帶動相關上下游產業，最終服務于整個產業鏈。（4）列舉3～5個數字孿生技術在工業互聯網中的應用場景。答：（從以下幾點中任選3~5點回答即可）①模擬仿真：在模擬仿真方面，數字孿生的應用場景包括虛擬測試（如風洞試驗）、虛擬驗證（如結構驗證、可行性驗證）、過程規劃（如工藝規劃）、操作預演（如虛擬調試、維修方案預演）、隱患排查（如飛機故障排查）等。在這些場景中，數字孿生主要能夠減少實物實驗次數、提高可行性、成功率、降低試制與測試成本、減少危險和失誤。②生產監控：在生產監控方面，數字孿生的應用場景包括行為可視化（如虛擬現實展示）、運行監控（如裝配監控）、故障診斷（如風機齒輪箱故障診斷）、狀態監控（如空間站狀態監測）、安防監控（如核電站監控）。在這些場景中，數字孿生的主要作用是識別缺陷、定位故障、信息可視化、保障生命安全等。③生產預測：在生產預測方面，數字孿生應用場景包括故障預測（如風機故障預測）、壽命預測（如航空器壽命預測）、質量預測（如產品質量控制）、行為預測（如機器人運動路徑預測）和性能預測（如實體在不同環境下的表現）等。在上述場景中，數字孿生的作用為減少宕機時間、緩解風險、避免災難性破壞、提高產品質量和驗證產品適應性等。④生產優化：在生產優化方面，數字孿生的應用場景包括設計優化（如產品再設計）、配置優化（如制造資源優選）、性能優化（如設備參數調整）、能耗優化（如汽車流線性提升）、流程優化（如生產過程優化）和結構優化（如城市建設規劃）等。在以上場景中，數字孿生的作用是改進產品開發、提高系統效率、節約資源、降低能耗、提升用戶體驗和降低生產成本。⑤生產控制：在生產控制方面，數字孿生的應用場景包括運行控制（如機械臂動作控制）、遠程控制（如火電機組遠程啟停）、協同控制（如多機協同）等。在以上場景中，數字孿生的作用為提高操作精度、適應環境變化、提高生產靈活性和實時響應擾動。（5）簡述知識圖譜的概念和邏輯層次。答：①概念：知識圖譜的本質是一個有向圖結構的知識庫，一種揭示實體或概念之間關系的語義網絡，其中圖的節點代表實體或概念，圖的邊代表實體/概念之間的各種語義關系。②邏輯層次：知識圖譜在邏輯上可分為模式層與數據層兩個層次。數據層主要包含一系列的事實，知識將以事實為單位進行存儲；模式層構建在數據層之上，主要是通過本體庫來規范數據層的一系列事實表達。

項目51.名詞解釋（1）碼制：碼制指條碼符號的類型，每種類型的條碼符號都是由符合特定碼制的“條”和“空”組合或圖形組成的。每種碼制都具有固定的編碼容量和所規定的字符集。（2）RFID：RFID（射頻識別）系統是利用感應無線電波或微波能量進行非接觸式雙向通信、識別和交換數據的自動識別技術。（3）CCD：CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉變為模擬電流信號，模擬電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現等。（4）CMOS：COMS圖像傳感器通常由像敏單元陣列、行地址譯碼器、列地址譯碼器、模數轉換器、接口電路、預處理電路、同步控制電路、時序脈沖電路等幾部分組成，并且被集成到同一塊硅片上。（5）IPC：網絡攝像機（InternetProtocolCamera，IPC）由網絡編碼模塊和光學成像模塊組合而成。光學成像模塊用于把光學圖像信號轉變為電信號，以便存儲或者傳輸。（6）GPS：GPS利用分布在高度為20200km的6個軌道上的24顆衛星對地面目標的狀況進行精確測定，每個軌道上擁有4顆衛星，在地球上任何一點、任何時刻都可以同時接收到來自4顆衛星的信號，衛星所發射的空間軌道信息覆蓋整個地球表面。（7）GIS：GIS是一種特定的、十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬件、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、處理、分析、顯示和描述的技術系統。（8）BDS：北斗衛星導航系統（本小節簡稱北斗系統，英文縮寫為BDS）是我國著眼于國家安全和經濟社會發展需要，自主建設運行的全球衛星導航系統，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。2．單選題（1）有些碼制僅能表示10個數字字符：0～9，如（A）。A．UPC B．UCC C．交叉25碼 D．49碼（2）（B）是最成熟、應用領域最廣泛的一種自動識別技術。A．生物識別技術 B．條碼技術C．語音識別技術 D．圖像識別技術（3）目前常用的一維條碼的碼制不包括（D）。A．39碼 B．25碼 C．EAN D．36碼（4）A．紅外線 B．微波 C．超聲波 D．無線電波（5）CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉變為（B）信號。A．數字電流 B．模擬電流 C．數字電壓 D．模擬電壓（6）GPS的（B）是指它的空間部分。A．地面監控系統 B．GPS衛星星座C．GPS信號系統 D．GPS信號接收機（7）按（B）對GIS進行分類，可分為工業型GIS和應用型GIS。A．內容 B．功能C．數據結構 D．應用領域（8）（C）的建成，標志著北斗系統全面建設完成并開通。A．北斗一號系統 B．北斗二號系統C．北斗三號系統 D．北斗四號系統3．多選題（1）一維條碼的碼制有（ABC）。A．EAN B．25碼 C．庫德巴碼 D．49碼（2）矩陣式二維條碼有（ABC）。A．QR碼 B．MaxicodeC．DataMatrix D．PDF417（3）我國研制的北斗衛星導航系統可應用于（ABCD）。A．搜索營救 B．災害預測C．環境評估 D．城市規劃（4）下列關于工業互聯網標識應用場景描述的選項有（BCD）。A．機器直接幫助完成自動化作業 B．智能化生產C．網絡化協同 D．個性化定制4．填空題（1）一維條碼通常是對物品的標識，而不是對物品的描述。（2）RFID具有全自動快速識別多目標、動態實時通信、應用面廣、數據容量大等特點。（3）CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉變為模擬電流信號，模擬電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。（4）CMOS圖像傳感器（更正：原題目中的IPC圖像傳感器，應為CMOS圖像傳感器）具有低成本、低耗電、高整合度特點，適合大規模批量生產，適用于尺寸小、低價格、攝像質量無過高要求的應用。（5）GPS以全球24顆定位人造衛星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三位速度等信息。（6）空間操作存儲、管理、分析和更新。（7）工業互聯網標識的應用場景有智能化生產、網絡化協同和服務化延伸。5．判斷題（1）PDF417條碼是一種多層、非定長、具有高容量和糾錯能力的二維條碼。 （√）（2）RFID技術是一項易于操控、簡單實用并且適用于自動化控制的應用技術，它不僅支持只讀工作模式，還支持讀寫工作模式，可以在惡劣環境下工作。 （√）（3）CCD攝像器件不但具有體積小、質量輕、功耗小、工作電壓低和抗燒毀等優點，而且其在分辨率﹑動態范圍、靈敏度、實時傳輸和自掃描等方面具有優越性。 （√）（4）北斗系統空間段采用3種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比，高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其是低緯度地區性能特點更為明顯。 （√）（5）服務化延伸是指在生產、物流、維修等環節，通過掃描產品的標識編碼從上下游企業自動獲取原材料、在制品和產品的相關信息，結合數據治理，實現產品追溯、預測性維護、備品備件管理等標識應用。 （√）6.簡答題（1）舉例說明現實中RFID技術的應用場景。答：=1\*GB3①倉庫/運輸/物資管理：貨品嵌入RFID芯片，自動采集貨品信息，降低丟失風險，提高交接速度。=2\*GB3②門禁/考勤：通過身份或指紋信息自動識別簽到，方便省力。=3\*GB3③固定資產管理：圖書館、博物館等場所的資產管理。=4\*GB3④郵件自動分揀：提高分揀速度和準確性。=5\*GB3⑤動物跟蹤和管理：植入RFID標簽標識動物身份，監測健康狀況。=6\*GB3⑥物流和供應鏈管理：實時跟蹤和監控貨物。=7\*GB3⑦零售和庫存管理：商品管理和庫存監控。=8\*GB3⑧醫療健康：醫療器械和藥品的追蹤管理。（2）簡述CCD的工作原理。答：CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉變為模擬電流信號，模擬電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。CCD從功能上可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。（3）GPS由幾部分組成？每部分分別有什么內容？答：GPS系統包括3個部分：空間部分（GPS衛星星座）、地面監控部分（地面監控系統）、用戶設備部分（GPS信號接收機）。=1\*GB3①空間部分（GPS衛星星座）：GPS衛星星座由均勻分布在6個軌道上的24顆（其中有3顆備用衛星）高軌道工作衛星構成，每個軌道平面交點的經度相隔60°，軌道平面相對地球赤道的傾角為55°，每個軌道上均勻分布著4顆衛星，相鄰軌道之間的衛星彼此呈30°，以保證全球均勻覆蓋的要求。=2\*GB3②地面監控部分（地面監控系統）：地面控制站是由美國國防部控制的，其主要工作是追蹤及預測GPS衛星、控制GPS衛星狀態及軌道偏差、維護整套GPS衛星工作正常。=3\*GB3③用戶設備部分（GPS信號接收機）：GPS信號接收機能夠捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，并跟蹤這些衛星的運行，對所接收的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛星所發送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。（4）簡述北斗衛星導航系統的主要功能和優勢。答：北斗系統的功能：北斗系統具有實時導航、快速定位、精準授時、位置報告和短報文通信5個主要功能。①實時導航：結合交通、測繪、地震、氣象、國土等行業監測站網資源，提供實時米級、分米級、厘米級等增強定位精度服務，生成高精度的實時軌道、鐘差、電離層等產品信息，以滿足實時用戶應用。②快速定位：北斗系統的性能達到國外同類系統水平，其中瞬態和快速定位指標居國際領先地位，可為服務區域內用戶提供全天候、高精度、快速實時的定位服務。③精準授時：北斗系統時鐘通過星載高精度的銣原子鐘和氫原子鐘與協調世界時（UTC）時間同步，地面用戶北斗接收機接收到來自衛星的時鐘信號后，即可完成高精度的時間傳遞。④位置報告：北斗系統全球位置報告是用戶將衛星無線電導航業務（RNSS）定位結果，通過北斗組網星座中全球連續覆蓋的入站鏈路發送至地面控制中心，實現位置報告功能。⑤短報文通信：北斗系統是全球首個在定位、授時之外集報文通信于一體的衛星導航系統，短報文通信是北斗系統的核心優勢。它通過空間衛星將信號傳輸到接收機（如船舶接收機）上，既可以避免傳輸距離近的弊端，又可以提高通信質量。北斗系統的優勢：①北斗系統采用高、中、低3種軌道衛星組成混合星座，與其他衛星導航系統相比，高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區服務優勢更為明顯。②北斗系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。③北斗系統創新融合了導航與通信能力，具備基本導航、短報文通信、星基增強、國際搜救、精密單點定位等多種服務能力。（5）簡述工業互聯網標識在供應鏈優化管理中的應用。答：通過標識解析連接機器、物料、人、信息系統，實現供應鏈相關數據的全面感知、動態傳輸、實時分析和優化管理，改善上下游供應鏈關系，提高制造資源配置效率。工業互聯網標識應用的成效：供應鏈內各環節交易時間平均縮短20%；減少采購管理人員的投入，供應商庫存周轉率提升30%。（6）簡述工業互聯網標識在產品智能售后管理中的應用。答：備品備件智能化管理通過標識解析體系，打通備品備件采購、使用、倉儲、維修等數據，可以追溯從售后服務到前期生產過程各環節中產品的信息，快速應對維保服務時發生的備件更換業務。

項目61.名詞解釋（1）邊緣計算：邊緣計算理解為一種新的計算模式，將在地理距離或網絡距離上與用戶鄰近的資源統一起來，為應用提供計算、存儲和網絡服務。（2）多接入邊緣計算：基本思想就是把云計算平臺從移動核心網絡內部遷移到移動接入網邊緣，實現計算及存儲資源的彈性利用。（3）CDN模型：CDN是一種基于互聯網的緩存網絡，通過在網絡邊緣部署緩存服務器來降低遠程站點的數據下載延時、加速內容交付等，得到了學術界和工業界的高度關注并快速發展。（4）移動邊緣計算：移動邊緣計算（MobileEdgeComputing，MEC）是在接近移動用戶的無線接收范圍內，提供信息技術服務和云計算能力的一種新型網絡結構，它已成為一種標準化、規范化的技術。（5）霧計算：霧計算是一種高度虛擬化計算平臺，其中心思想是將云計算中心任務遷移到網絡邊緣設備上。這是一種面向物聯網的分布式計算基礎設施，可將計算能力和數據分析應用擴展至網絡“邊緣”，它使客戶能夠在本地分析和管理數據，從而通過連接獲得即時的信息。（6）商業視圖：商業視圖從商業角度出發，聚焦利益相關者的愿景、價值觀和目標，并將利益目標映射到基本系統功能中，最終獲得自動化控制、分析和優化等邊緣計算系統的核心需求。（7）功能視圖：邊緣計算的功能視圖包含4個層次：基礎資源、功能領域、邊緣管理、邊緣服務。（8）數據第一入口：邊緣計算作為物理世界到數字世界的橋梁，是數據的第一入口，擁有海量、實時、完整的數據，可基于數據的全生命周期對數據進行管理與價值創造，更好地支撐預測性維護、資產效率與管理等創新應用。2．單選題（1）在邊緣計算的各種定義中，都強調它是一種信息的（B）。A．計算架構 B．計算模式C．計算模型 D．計算方法（2）以下（C）不是邊緣計算的特征。A．數據處理實時性 B．業務數據可靠性C．數據存儲延時性 D．應用開發多樣性（3）相較于云計算，邊緣計算更適用于（C）數據的處理與分析。A．全局性、實時、短周期 B．局部性、實時、長周期C．局部性、實時、短周期 D．全局性、實時、長周期（4）在邊緣計算參考架構3.0中，（A）位于云層與設備層之間。A．邊緣層 B．控制層C．數據層 D．管理層（5）（B）用于指導如何實現可靠、復雜的邊緣計算系統應用與功能。A．商業視圖 B．使用視圖C．功能視圖 D．部署視圖（6）邊緣計算可促進工業互聯網與（D）的融合。A．以太網 B．光纖網C．云計算 D．5G網絡3．判斷題（1）邊緣計算可以在靠近數據源的一端處理數據，不必將數據傳輸到云中心處理。 （√）（2）分布式數據庫模型是數據庫技術和存儲技術兩者結合的結果。 （×）（3）不管是邊緣計算還是云計算，其實都是處理大數據的一種方式。 （√）（4）在邊緣計算參考架構3.0中，邊緣計算提供統一的管理服務、數據全生命周期服務和傳輸服務。 （√）（5）虛擬化是指將物理的計算、存儲與網絡資源轉換為虛擬的計算、存儲與網絡資源，并將它們放置在統一的資源池中。 （√）（6）邊緣計算的部署視圖按距離由近及遠可分為數據層、邊緣層和云層。 （×）4．填空題（1）按照

OpenStack

社區的定義，邊緣計算的目標是在靠近數據輸入或用戶的地方提供計算、存儲和網絡帶寬。（2）在

P2P

模型中，每臺計算機（節點）具有相同的功能，沒有主從之分，沒有專用服務器，也沒有專用工作站。（3）商業視圖用于建立利益相關者之間的關系及其業務遠景，使用視圖描述了在邊緣計算應用所涉及的不同系統單元之間需要協同的活動。（4）數據全生命周期主要包括數據預處理、數據分析、數據分發與策略執行和數據可視化與存儲等環節。（5）連接性、數據第一入口、約束性、分布性和融合性。5．簡答題（1）簡述邊緣計算的概念和特征。答：=1\*GB3①概念：邊緣計算理解為一種新的計算模式，將在地理距離或網絡距離上與用戶鄰近的資源統一起來，為應用提供計算、存儲和網絡服務。=2\*GB3②特征：數據處理實時性，具有輕量化的云計算能力并且靠近數據源頭；業務數據可靠性包括數據安全、隱私保護和可靠業務；應用開發多樣性包括工業制造、智能家居、智能駕駛、設備公司、運營商和互聯網公司。（2）簡要說明NoSQL分布式數據庫的特點。答：NoSQL分布式數據庫是一種具有實時性、復雜分析、快速查詢等特征的，面向大數據環境下海量數據存儲的關系分布式數據庫，主要為滿足大數據環境下，海量數據對數據庫高并發、高效存儲訪問、高可靠性和高擴展性的需求，可將其分為鍵值存儲類數據庫、列存儲數據庫、文檔型數據庫、圖形數據庫等。（3）云計算有哪些優勢和劣勢？它與邊緣計算的區別和聯系各是什么？答：=1\*GB3①云計算的優點是不需要單獨在數據中心旁設置龐大的硬件配套，更適用于全局性、非實時、長周期的大數據處理與分析。=2\*GB3②云計算的缺點則是數據需要遠距離地傳遞，在處理時滯上有一定劣勢。=3\*GB3③區別與聯系：云計算顯著的優勢在于全局性、非實時、長周期的大數據處理與分析；而邊緣計算更適用于局部性、實時、短周期數據的處理與分析，對本地業務的實時智能化決策有更好的支持。因此，邊緣計算與云計算之間不是替代關系，而是互補協同關系，二者相輔相成，為行業發展提供助力，只有二者協同應用，才能滿足社會發展的需要。不管是邊緣計算還是云計算，其實都是處理大數據的一種方式，邊緣計算是對云計算的一種補充和優化。（4）簡述功能視圖中分析功能模塊的功能。答：分析功能模塊結構主要包括流數據分析、視頻圖像分析、智能計算和數據挖掘等。①流數據分析：可對數據進行即時處理，快速響應事件并滿足不斷變化的業務條件與需求。針對流數據具有的大量、連續、快速、隨時間變化快等特點，流數據分析需要能夠過濾無關數據，進行數據聚合和分組，快速提供跨流關聯信息，將元數據、參考數據和歷史數據與上下文的流數據相結合，并能夠實時監測異常數據。②視頻圖像分析：對于海量非結構化的視頻數據，在邊緣側可提供實時的圖像特征提取、關鍵幀提取等基礎功能。③智能計算：在邊緣側應用智能算法（如傳統的遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法，與人工智能相關的神經網絡、機器學習等），可完成對復雜問題的求解。④數據挖掘：在邊緣側提供常用的統計模型庫，支持統計模型、機理模型等模型算法的集成，支持輕量的深度學習等模型訓練方法。（5）舉例說明邊緣計算在工業互聯網中的應用場景。答：=1\*GB3①預測性維護：例如，化工廠中配備傳感器的攝像機用于檢測管道中的腐蝕情況，并在管道可能造成任何損壞之前向工作人員發出警報。=2\*GB3②質量控制：當運行一條生產數百萬產品的裝配線時，需要實時捕獲缺陷。使用邊緣計算的設備可以在微秒內做出決定，立即發現缺陷，并提醒員工，這種能力為工廠提供了顯著的優勢功能。=3\*GB3③裝備效能：例如，在汽車焊接過程中，制造商需要滿足許多要求，以確保其焊接具有最高質量。利用傳感器數據和邊緣計算，公司可以實時監控產品質量，并在產品出廠前發現缺陷或安全風險。=4\*GB3④產量優化：通過使用傳感器數據、人工智能和邊緣計算，機器可以在任何參數需要更改時立即重新校準，以生產出質量更好的產品。不需要手動監督，也不需要將數據發送到中心位置進行審查。=5\*GB3⑤車間優化：例如，在汽車制造廠，若工人必須步行到不同的地點來完成任務，則效率低下。如果數據不可用，主管可能不知道這個瓶頸。傳感器有助于分析工廠空間如何使用、誰在使用以及為什么使用。=6\*GB3⑥供應鏈分析：例如，具有自動化流程的ELECTRONIC制造公司可以立即通知全國其他生產廠商生產更多所需原材料，從而不影響生產。=7\*GB3⑦人員安全：使用配備AI視頻分析功能的攝像頭和傳感器網絡，制造商可識別處于不安全條件下的工人，并快速干預以防止事故發生。邊緣計算對于工人安全至關重要，因為需要實時做出救生決策。

項目71.名詞解釋（1）信息安全：信息安全是指信息系統（包括硬件、軟件、數據、人、物理環境及其基礎設施）受到保護，不受偶然的或者惡意的影響而遭到破壞、更改、泄露，系統連續可靠地運行，信息服務不中斷，最終實現業務連續性。（2）可認證性：可認證性又稱真實性，是指能夠對信息的發送實體和接收實體的真實身份以及信息的內容進行鑒別的特性。（3）不可否認性：不可否認性也稱抗抵賴性，是指信息的發送者無法否認已發出的信息或信息的部分內容，信息的接收者無法否認已經接收的信息或信息的部分內容。（4）工業互聯網安全：對于工業互聯網安全，可以從工業和互聯網兩個視角進行分析。從工業視角看，工業互聯網安全的重點是保護智能化生產的連續性和可靠性，關注智能裝備、工業控制設備及系統的安全；從互聯網視角看，工業互聯網安全主要指保障個性化定制、網絡化協同及服務化延伸等，以提供持續的服務能力，防止重要數據泄露。（5）網絡空間：我國對網絡空間的定義為：網絡、服務、系統、人員、過程、組織以及駐留或穿越其中的互聯數字環境。（6）工業互聯網可用性：確保授權用戶或實體對信息及資源的正常使用不會被異常拒絕，允許其可靠而及時地訪問信息及資源。（7）數據安全：數據安全包括生產操作數據安全、生產管理數據安全和工廠外部數據安全，涉及采集、傳輸、存儲、處理等各個環節的數據及用戶信息的安全。（8）控制安全：控制安全包括SCADA、DCS、PLC、HMI等。2．單選題（1）信息安全的基本屬性不包括（B）。A．可用性 B．實時性C．保密性 D．完整性（2）最常見的信息安全模型為（A）模型。A．PDRR B．PRDRC．RPDR D．DRPR（3）以下（D）不是工業互聯網安全風險的來源。A．設備 B．平臺C．應用 D．算法（4）工業互聯網安全目標有（C）個。A．4 B．5C．6 D．7（5）《工業互聯網安全標準體系（2021年）》包括（）個類別和（）個細分領域。（D）A．3，6 B．6，6C．6，16 D．3，163．多選題（1）信息安全的模型中包括（AC）。A．檢測 B．認證C．防護 D．識別（2）工業互聯網安全應包括（ABC）。A．數據安全 B．設備安全C．網絡安全 D．服務安全（3）網絡安全包括承載工業智能生產和應用的（AD）。A．工廠內部網絡安全 B．局域網安全C．廣域網安全 D．工廠外部網絡安全（4）基于數據整合與分析的安全防護措施框架中，安全決策優化層的功能包括（ABCD）。A．指導 B．分析C．預測 D．描述（5）《工業互聯網安全標準體系（2021年）》包括的類別有（AB）。A．安全管理 B．安全應用服務C．安全決策優化 D．分類分級安全防護4．判斷題（1）信息安全與計算機安全、網絡安全、數據安全等相互關聯、關系密切。 （√）（2）安全隔離原則是信息安全的原則之一。 （√）（3）工業互聯網安全目標有5個，分別是工業互聯網的可靠性、保密性、完整性、可用性、隱私和數據保護。 （×）（4）完整性是衡量工業互聯網業務在投入使用后實際使用的效能。 （×）（5）工業互聯網可用性指工業互聯網業務在一定時間內、一定條件下無故障地執行指定功能的能力或可能性。 （×）5．填空題（1）信息安全的安全屬性主要包括保密性、完整性、可用性、可認證性和不可否認性等。（2）保密性、完整性、可用性、可靠性、彈性、隱私安全。（更正：原文中少了一個空格）（3）工業數據、現場設備、網絡基礎設施、工業控制系統、工業互聯網應用和工業互聯網平臺。（更正：原文中少了一個空格）（4）安全態勢感知控制、安全防護數字模型和安全決策優化（5）分類分級安全防護、安全管理和安全應用服務個類別。6．簡答題（1）畫圖并解釋信息安全模型的內容。答：常見的信息安全模型是PDRR模型。PDRR是指防護（Protection）、檢測（Detection）、響應（Response）和恢復（Recovery）。這4個部分構成了一個動態的信息安全周期，如圖所示。安全策略的每一部分由一組相應的安全措施來實現一定的安全功能。=1\*GB3①安全策略的第一部分是防護，根據系統已知的所有安全問題做出防護措施，如打補丁、訪問控制、防火墻和數據加密等。=2\*GB3②安全策略的第二部分是檢測，入侵者如果穿過了防護系統，檢測系統就會檢測入侵者的相關信息。=3\*GB3③安全策略的第三部分是響應，一旦檢測出入侵，響應系統就開始采取相應的措施，即做出響應。=4\*GB3④安全策略的第四部分是恢復，在入侵事件發生響應后，把系統恢復到原來的狀態。（2）簡述工業互聯網安全與傳統網絡安全