[套装书]工业4.0开放平台通信统一架构OPC UA实践+新工业革命：现场力和可视化下的日本工业4.0（2册）

2.1　应用架构 8
2.1.1　场景1：独立的内部OPC UA服务器 10
2.1.2　场景2：共享外部软件OPC UA服务器 11
2.1.3　场景3：共享中间件OPC UA服务器/外部网关 12
2.1.4　场景4：聚合软OPC UA服务器 12
2.1.5　场景5：不同网段聚合软OPC UA服务器 14
2.1.6　场景6：外网多重聚合软OPC UA服务器 14
2.1.7　场景7：外网聚合软OPC UA服务器 15
2.2　OPC UA 行业伴随标准 16
2.3　OPC UA安全性最佳实践 20
2.3.1　IT安全基础理论 20
2.3.2　OPC UA的安全机制 21
2.3.3　最佳实践与已知挑战 23
2.4　OPC UA功能子集、一致性测试和认证 26
2.4.1　OPC UA功能子集 26
2.4.2　一致性测试工具 31
2.4.3　认证 33
2.4.4　当前进展、经验与认知 34
2.5　OPC UA信息模型及建模 39
2.5.1　节点类型 41
2.5.2　类型定义 43
2.5.3　引用类型 43
2.5.4　信息模型实例 44
2.6　OPC UA在生产线中的导入 48
2.6.1　制造企业的新机遇 48
2.6.2　企业边际条件定义 49
2.6.3　导入流程 52
第3章　OPC UA与产业升级 56
3.1　OPC UA对于控制层的意义及构想 57
3.1.1　实时性 58
3.1.2　PLCopen：控制层映射及功能块 59
3.1.3　OPC UA发布/订阅模式 61
3.1.4　行业信息模型 62
3.1.5　基于SoA-PLC的TwinCAT理念 63
3.1.6　控制器中OPC UA的现状与未来 65
3.2　西门子控制器中的OPC UA 66
3.2.1　西门子与OPC UA 66
3.2.2　OPC UA与PROFINET 67
3.2.3　SIMATIC S7-1500控制器与OPC UA 67
3.2.4　S7-1500内置OPC UA的替代选项 73
3.3　OPC UA与现有设备升级 75
3.3.1　OPC UA全面实施的意义 76
3.3.2　方式1：快速大规模移植 76
3.3.3　方式2：渐进式移植并支持更多的现有协议 77
3.3.4　方式3：基于OPC UA网关实现系统移植 78
3.3.5　OPC UA与缺乏软件接口的设备 80
3.3.6　OPC UA在非工业领域中的应用 81
3.4　嵌入式系统中的OPC UA 83
3.4.1　嵌入式微处理系统的分类 85
3.4.2　嵌入式系统的限制 87
3.4.3　嵌入式系统中OPC UA协议栈的系统需求 89
3.4.4　嵌入式系统中OPC UA协议栈的实现策略 91
3.4.5　结构化编码 92
3.4.6　时间确定性与调度 92
3.4.7　通信接口的解耦 93
3.4.8　内存分配 94
3.4.9　应用程序与OPC UA解耦 95
3.4.10　消息处理 95
3.4.11　地址空间分配 97
3.4.12　方法调用与中断 99
第4章　开发指南 101
4.1　Unified Automation公司OPC UA开发环境 102
4.1.1　开源软件或商用软件 102
4.1.2　开发语言 103
4.1.3　操作系统 104
4.1.4　OPC UA功能选择 104
4.1.5　使用性 106
4.1.6　接口设计 106
4.1.7　可扩展性 108
4.1.8　性能与资源 109
4.1.9　现有设备的移植 109
4.1.10　测试工具与性能比较 110
4.2　Prosys OPC开发工具与库函数 111
4.2.1　Prosys OPC UA Java-SDK 112
4.2.2　基于Java-SDK的测试工具 120
4.2.3　Prosys OPC UA Historian工具 122
4.2.4　Prosys OPC UA Modbus服务器 124
4.3　基于open62541的OPC UA开源实现 128
4.3.1　开源软件的优势 128
4.3.2　开源软件的劣势 130
4.3.3　open62541开源项目的目标 131
第5章　OPC UA应用案例 133
5.1　Candy Hoover公司的案例分析 134
5.1.1　生产场景 135
5.1.2　品质控制场景 137
5.1.3　应用程序说明 138
5.1.4　OPC UA架构 140
5.1.5　OPC UA的使用和展望 141
5.2　福伊特公司—用户角度的OPC UA 142
5.2.1　引言 142
5.2.2　工业4.0项目的企业内部挑战 143
5.2.3　基于OPC UA的工厂互联 146
5.3　Festo控制器与OPC UA功能 152
5.3.1　目的和技术要求 152
5.3.2　固件升级 153
5.3.3　设备和能效数据收集 158
5.4　基于OPC UA与AutomationML 的PLUGandWORK 160
5.4.1　PLUGandWORK 和工业4.0 160
5.4.2　OPC UA 与AutomationML 161
5.4.3　具体实现 163
5.5　服务工程化的敏捷管理 165
5.5.1　动机 165
5.5.2　技术现状 166
5.5.3　系统构架的立场和视角 167
5.5.4　SERVUS方法 170
“即插即用”技术时代已来临 177
基于时间敏感网络的OPC UA 183
缩略词 189
参考文献 192



---------------------------新工业革命：现场力和可视化下的日本工业4.0---------------------------



推荐序一
推荐序二
译者序
前言
第1章解读“第四次工业革命”的三个理念
1.1背景、由来、成败后果（通向2030的路线图）
1.1.1背景和由来
1.1.2成败后果
1.2三个核心理念：互联、替代、创造
1.2.1互联
1.2.2替代
1.2.3创造
1.3为了发扬“日本特色”
1.3.1进步的速度永不停息
1.3.2日本应选择的道路
第2章从先进案例看工业4.0
第3章不同于迄今为止额“数字化”
第4章对日本来说工业4.0是否构成威胁
第5章在“日本的现场”发挥作用
采访
后记
参考文献

.　　---------------------------新工业革命：现场力和可视化下的日本工业4.0---------------------------
　　
　　
　　新工业革命呼唤新工科人才进入实体经济
　　这是一本阅读对象面很广的读物，由有着丰富产业咨询经验兼具很强归纳分析能力的专家所著，结构像是PPT讲义似的纲目清楚，是什么、为什么、怎么做、谁来做，设问作答，眉清目秀，读起来很流畅。实际案例穿插其中，详略得当，若引起了更大兴趣，完全可以按图索骥去进一步深入了解。可圈可点的内容很多，我这里，特别地从人才培养工作的视角谈些看法，算是读后感，希望离题不远。
　　书中对于欧洲、日本、美国引领和应对新工业革命的路径、策略做了分析比较，并非分出高下，却更凸显其“势”。产业的面貌会有多快的变化？“我们也许总是高估一年后能干成多少，我们却也总是低估十年后它会变化多少”。不管哪个模式，包括中国制造2025的构想，都对工科人才的培养提出了新的挑战。
　　一个极大的挑战，表现为我们熟悉的划分比较仔细、术业有专攻的工科各学科，融合交响，势不可挡。书中的大量模式总结和实例剖析，都让我们看到了“学科”或者“专业”边界在产业实践中的融化。机械、电气电子、信息通信、材料能源，不仅是德国默克尔女士要求这些工业协会融合协同，“只有这样才谈得上工业4.0”，在美国的工业互联网和日本强调现场力的新工业革命蓝图中，都突出强调了这些传统细分工科的“拧麻花”趋势。甚至不只是工科内部的学科交叉融合和跨界整合，书中写到工业4.0时代所必备的基本素质时，又看到了对于工科与其他学科（管理、人文、心理、学习等）的协同融汇、渗透贯通的需要。
　　这提出了一个问题——新工业革命，是否呼唤着与以往不同的新工科人才培养模式的变革创新？本书最后，作者在“高层的觉悟”的探讨中，点出了这场工业革命中，人的特别重要性，我既认同，又更觉压力重重，凝练成一句话，中国要想从制造大国走向制造强国、创造强国，人才之新、教育之变，是关键中的关键！
　　有机会再细谈具体的学科专业的建设与改革，这方面最近在复旦大学和天津大学的两次会议，高等教育界同仁有许多高见。这里我只想提一个显得有点儿深沉的问题：是不是中国的工业界，中国的工程师，其社会地位和经济存在，对于吸引人才缺乏竞争力？更遑论新人才和一流人才。
　　在本书中，我不断地读到作者对于日本现场力优势的理性自信，其基础建立在整个环境中对工程师、工科人才的认可、尊重，对于那些在工业界中从事现场工作，持续改善提升有效性的“现场”工程师，作者“居然”把这些人的价值提高到了其整体上会对工业4.0成败与否举足轻重的位置。这个定位过分了吗？值得我们好好想想。
　　让很多人颇感忧虑的是，当今社会中的许多“超级关心孩子前途的”父母亲，常常对于自己的孩子在申请大学专业时、毕业竞争岗位时，选择进入到制造、工科、实体经济的工程现场，严肃地表示不满意；学生及其亲友
　　更热衷于流向一些工作环境更好、收入更好、社会认知更体面的行业中、岗位上去。纵是学成文武艺，育成新工科人才，如果并不进入到工业界，那么与什么新工业革命，又有几分干系？甚至，那还能算做是新工科人才吗？
　　造成此种现状的原因，要认真据实加以分析。选择中的志趣，基于自身优势的倾向性，是如何丧失于追风与攀比中的呢？实在地说，工业这个行当、工程师岗位被轻视，价值式微，恐怕是个大坎儿。人往高处走，这个“高”，不只是物质上的吸引，更有精神上的崇尚。新工业革命，要引人入行，恐怕要回答：社会大环境中，对于工程师的角色如何重塑重振？与美、德、日等国相比，中国的社会文化中，如何让工程师价值、工程师特许、工程师荣耀奠定和树立起来？在工业与商业、制造与流通、现场与总部、机器与金融、实体与虚体这些个前后比较、社会认知、大众舆论中，如何能够让前者能够不是那么灰头土脸、难以示人？
　　电视剧中什么样的社会角色更有可能充当主角，这也许不是个简单的艺术创作问题，这里面有着社会的价值塑造的方向问题。一方面，像是本书中很多案例所描述的改制造业以往的传统模式为盈利模式创新、产品表现创新、服务创新从而改善工作条件提升一线收入，这算是制造业、工业界自身的努力；另一方面，这些努力和变化之外，是否教育机构、政府社会与行业组织也有责任对学生们、在岗的工程师们进行积极的价值塑造？如何能够激发一种“工程师”动手造万物的真正内生的志趣，让融合多学科交叉的“能工巧匠”变成智能制造时代的新英雄？如何发掘和保有工程师身上那种知行合一、行胜于言、耐得住寂寞、拿得出结果的精气神儿、专业劲儿？如何让工程师这些沉浸于创新与创造过程中的专业分子能够散发出那种创客的“酷”？
　　这还远不是答案，甚至可能连问题都还没有问全。但我觉得这个看似有些虚的探究实在是很重要。振兴实体经济，你一定得先从活血如何注入实体经济中去做起，这里的活血，可不只是指钱财，更该指的是人才。新工业革命的这“一声鹤唳”，倘若（一定会！）“殷勤唤起”了新工科人才的培养，更要引他们入到实体经济当中去，造就中国新工业的“大地清华”，唯有这样，中国制造2025，才有源头活水般的人才保证。
　　工业革命，“工科日新”，人才为本，价值其先。
　　杨斌清华大学教授
　　2017年4月于清华园