LG-MEW02型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生綜合實訓(xùn)臺

一、平臺應(yīng)用概述

隨著新技術(shù)的成熟，新型的、先進的應(yīng)用將來自5G、人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的融合。這種融合將創(chuàng)造出一個智能連接的世界，對所有個人、行業(yè)、社會和經(jīng)濟產(chǎn)生積極影響。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)科都離不開相關(guān)成熟學(xué)科的支撐，通過學(xué)科交叉及其知識集成構(gòu)成新專業(yè)新學(xué)科。作為學(xué)科交叉極強的工程新興專業(yè)，如何構(gòu)建其科學(xué)合理的課程體系成為該專業(yè)建設(shè)面臨的首要教學(xué)需求。

該實訓(xùn)室建設(shè)內(nèi)容按照《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才崗位能力要求》為藍本，分為五部分模塊和能力培養(yǎng)內(nèi)容：

1、工業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)智能：

基于工業(yè)控制、工業(yè)總線以及傳感網(wǎng)，進行數(shù)據(jù)采集及預(yù)測性維護等，通過掌握網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)存儲以及工業(yè)總線技術(shù)等進行的計算機軟件控制及數(shù)據(jù)開發(fā)。

2、數(shù)據(jù)存儲與部署：

基于云計算、數(shù)據(jù)庫以及服務(wù)器部署等要求，通過數(shù)據(jù)庫鏈接至云平臺形成工業(yè)云端數(shù)據(jù)存儲，定義設(shè)備功能和分類，形成基于微服務(wù)架構(gòu)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)云平臺。

3、工業(yè)應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)：

基于前端設(shè)計、包含通過HTML，CSS及JavaScript等前端應(yīng)用技術(shù)，通過前端服務(wù)器完成對工業(yè)應(yīng)用的各種界面及應(yīng)用端開發(fā)；

4、工業(yè)APP：

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，工業(yè) APP 是面向工業(yè)產(chǎn)品全生命周期相關(guān)業(yè)務(wù)(設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、使用、保障、交易、服務(wù)等)的場景需求，把工業(yè)產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)過程中的知識、最佳實踐及技術(shù)訣竅封裝成應(yīng)用軟件

5、工業(yè)人工智能：

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，定制專業(yè)的人工智能判斷專家系統(tǒng)，以機器視覺、云AI搜索、語音智能為主流，給與工業(yè)控制的智能化判斷及應(yīng)用。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)集成與實踐平臺

（一）產(chǎn)品概述

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺是一款工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合教學(xué)實訓(xùn)平臺，包含了完整的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，包括：感知設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、有線傳感網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)主控機構(gòu)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺使用了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用、人工智能等新興技術(shù)，同時內(nèi)置工業(yè)互聯(lián)云平臺，為高校相關(guān)學(xué)科專業(yè)升級和改革提供教學(xué)、實驗和科研支撐。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺能夠滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)、實訓(xùn)課程需求，包括：《物聯(lián)網(wǎng)短距離無線通信》、《物聯(lián)網(wǎng)長距離無線通信》、《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)》、《工業(yè)自動化控制》、《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)》、《機器視覺技術(shù)》等。

（二）產(chǎn)品形態(tài)

產(chǎn)品尺寸上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺高180cm，寬80cm。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺結(jié)構(gòu)上使用工業(yè)鋁型材和冷軋鋼板，面板采用網(wǎng)孔板設(shè)計。孔板通過線槽分割成的宮格結(jié)構(gòu)，方便裝卸非常適合快速多次的實踐教學(xué)，非常靈活方便，在滿足理論和實驗教學(xué)的同時，還能夠進行綜合布線等拆裝操作，實驗平臺支持多名學(xué)生同時操作和學(xué)習(xí)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)實驗臺以工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)為核心，結(jié)合PLC、伺服系統(tǒng)、RFID等自動化設(shè)備，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、邊緣計算、云服務(wù)開發(fā)、遠程訪問等實驗教學(xué)。通過該系統(tǒng)，學(xué)生可以掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)流程。

（三）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)資源庫

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺提供三層架構(gòu)的軟硬件資源，包括：設(shè)備層、平臺層、應(yīng)用層，為相關(guān)教學(xué)提供配套的教學(xué)、實驗、實訓(xùn)資源。所有硬件和教學(xué)資源全部開源開放，提供線上線下教學(xué)，微課視頻等教學(xué)資源，讓教學(xué)更輕松，項目開發(fā)更容易，售后服務(wù)更便捷。

（四）機電組成清單

該產(chǎn)品由五大單元構(gòu)成，分別是：

1、工業(yè)主控監(jiān)控單元；

2、工業(yè)滑臺加工單元；

3、車間環(huán)境監(jiān)控單元；

4、工業(yè)原料傳送單元；

5、廠區(qū)環(huán)境監(jiān)測單元。

實訓(xùn)平臺提供完整的主控監(jiān)控單元，包括：工控主機、工控PLC、工控網(wǎng)關(guān)、遠程IO模塊、HMI工控屏、高清球機、CAN網(wǎng)關(guān)；所有工業(yè)組件采用可拆卸式安裝，預(yù)留接線接口和編程接口。

三、配套工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)課程資源包

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一套綜合化應(yīng)用課程體系。互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為信息化和自動化的結(jié)合點，具有無限放大的潛力和優(yōu)勢。工業(yè)自動化包含采集、傳輸、計算等環(huán)節(jié)，而物聯(lián)網(wǎng)是全面感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者是相通的。互聯(lián)網(wǎng)只是更加強調(diào)數(shù)字化、智能化應(yīng)用及云計算部署。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等屬于其上游技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，而下游則是智能控制技術(shù)的應(yīng)用。

1、構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)課程資源庫

根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、自動化、計算機，學(xué)科共融，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用，建設(shè)課程資源庫如下：

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景實訓(xùn)案例庫

提供豐富的課程開發(fā)案例，以及視頻+工程+素材手冊，形成示范性課程應(yīng)用

提供校企共建設(shè)計、教師自建的課程案例素材，可根據(jù)平臺快速建設(shè)行業(yè)應(yīng)用課程；

2、主要實訓(xùn)教學(xué)功能

（1）工業(yè)場景應(yīng)用，從設(shè)備層、驅(qū)動層、控制層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層，實現(xiàn)學(xué)生對智能制造經(jīng)典五層架構(gòu)的認知及應(yīng)用；

（2）常見工業(yè)總線搭建，包含物理鏈路RS485、CAN、以太網(wǎng)，通訊協(xié)議等

（3）常見無線通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，如WiFi、433M、lora、zigbee、4G、5G等

（4）常見工業(yè)控制執(zhí)行單元，DI/DO、AI/AO、電機、變頻、儀器儀表、傳感器等

（5）邊緣計算單元，數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)邏輯計算、常見邊緣算法等

（6）數(shù)字工位單元，人機交互、生產(chǎn)協(xié)同、生產(chǎn)管理、邊緣協(xié)同等

（7）手機APP搭建，基于工具化的二次開發(fā)軟件，快速構(gòu)建手機APP，實現(xiàn)遠程監(jiān)視、遠程控制、實時數(shù)據(jù)、實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)分析等

（8）大屏網(wǎng)頁搭建，設(shè)備建模、實現(xiàn)遠程監(jiān)視、遠程控制、實時數(shù)據(jù)、實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)分析等。

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