LG-MEW02型工業互聯網數字孿生綜合實訓臺

一、平臺應用概述

隨著新技術的成熟，新型的、先進的應用將來自5G、人工智能（AI）和物聯網（IoT）的融合。這種融合將創造出一個智能連接的世界，對所有個人、行業、社會和經濟產生積極影響。工業互聯網學科都離不開相關成熟學科的支撐，通過學科交叉及其知識集成構成新專業新學科。作為學科交叉極強的工程新興專業，如何構建其科學合理的課程體系成為該專業建設面臨的首要教學需求。

該實訓室建設內容按照《工業互聯網產業人才崗位能力要求》為藍本，分為五部分模塊和能力培養內容：

1、工業大數據與工業智能：

基于工業控制、工業總線以及傳感網，進行數據采集及預測性維護等，通過掌握網絡通訊、數據存儲以及工業總線技術等進行的計算機軟件控制及數據開發。

2、數據存儲與部署：

基于云計算、數據庫以及服務器部署等要求，通過數據庫鏈接至云平臺形成工業云端數據存儲，定義設備功能和分類，形成基于微服務架構的工業物聯網系統云平臺。

3、工業應用與互聯網：

基于前端設計、包含通過HTML，CSS及JavaScript等前端應用技術，通過前端服務器完成對工業應用的各種界面及應用端開發；

4、工業APP：

基于工業互聯網，工業 APP 是面向工業產品全生命周期相關業務(設計、生產、實驗、使用、保障、交易、服務等)的場景需求，把工業產品及相關技術過程中的知識、最佳實踐及技術訣竅封裝成應用軟件

5、工業人工智能：

基于工業互聯網數據傳輸，定制專業的人工智能判斷專家系統，以機器視覺、云AI搜索、語音智能為主流，給與工業控制的智能化判斷及應用。

二、工業互聯網網絡集成與實踐平臺

（一）產品概述

工業物聯網實訓平臺是一款工業物聯網綜合教學實訓平臺，包含了完整的工業物聯網架構，包括：感知設備、執行機構、無線傳感網絡、有線傳感網絡、工業主控機構、工業物聯網云平臺、工業大數據分析平臺。工業物聯網實訓平臺使用了工業物聯網、嵌入式、大數據、移動應用、人工智能等新興技術，同時內置工業互聯云平臺，為高校相關學科專業升級和改革提供教學、實驗和科研支撐。

工業物聯網實訓平臺能夠滿足工業互聯網的教學、實訓課程需求，包括：《物聯網短距離無線通信》、《物聯網長距離無線通信》、《工業物聯網》、《工業自動化控制》、《物聯網應用技術》、《機器視覺技術》等。

（二）產品形態

產品尺寸上，工業物聯網實訓平臺高180cm，寬80cm。

工業物聯網實訓平臺結構上使用工業鋁型材和冷軋鋼板，面板采用網孔板設計。孔板通過線槽分割成的宮格結構，方便裝卸非常適合快速多次的實踐教學，非常靈活方便，在滿足理論和實驗教學的同時，還能夠進行綜合布線等拆裝操作，實驗平臺支持多名學生同時操作和學習。

工業互聯網智能網關實驗臺以工業智能網關為核心，結合PLC、伺服系統、RFID等自動化設備，實現工業數據采集、工業以太網、現場總線、邊緣計算、云服務開發、遠程訪問等實驗教學。通過該系統，學生可以掌握工業互聯網應用開發流程。

（三）工業互聯網開發資源庫

工業物聯網實訓平臺提供三層架構的軟硬件資源，包括：設備層、平臺層、應用層，為相關教學提供配套的教學、實驗、實訓資源。所有硬件和教學資源全部開源開放，提供線上線下教學，微課視頻等教學資源，讓教學更輕松，項目開發更容易，售后服務更便捷。

（四）機電組成清單

該產品由五大單元構成，分別是：

1、工業主控監控單元；

2、工業滑臺加工單元；

3、車間環境監控單元；

4、工業原料傳送單元；

5、廠區環境監測單元。

實訓平臺提供完整的主控監控單元，包括：工控主機、工控PLC、工控網關、遠程IO模塊、HMI工控屏、高清球機、CAN網關；所有工業組件采用可拆卸式安裝，預留接線接口和編程接口。

三、配套工業互聯網實訓課程資源包

工業互聯網是一套綜合化應用課程體系。互聯網系統作為信息化和自動化的結合點，具有無限放大的潛力和優勢。工業自動化包含采集、傳輸、計算等環節，而物聯網是全面感知、可靠傳遞、智慧處理，兩者是相通的。互聯網只是更加強調數字化、智能化應用及云計算部署。工業互聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等屬于其上游技術和產業，而下游則是智能控制技術的應用。

1、構建工業互聯網課程資源庫

根據工業互聯網、自動化、計算機，學科共融，結合行業應用，建設課程資源庫如下：

工業互聯網場景實訓案例庫

提供豐富的課程開發案例，以及視頻+工程+素材手冊，形成示范性課程應用

提供校企共建設計、教師自建的課程案例素材，可根據平臺快速建設行業應用課程；

2、主要實訓教學功能

（1）工業場景應用，從設備層、驅動層、控制層、數據層、應用層，實現學生對智能制造經典五層架構的認知及應用；

（2）常見工業總線搭建，包含物理鏈路RS485、CAN、以太網，通訊協議等

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

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

（5）邊緣計算單元，數據處理、數據匯聚、數據邏輯計算、常見邊緣算法等

（6）數字工位單元，人機交互、生產協同、生產管理、邊緣協同等

（7）手機APP搭建，基于工具化的二次開發軟件，快速構建手機APP，實現遠程監視、遠程控制、實時數據、實時曲線、歷史曲線、數據分析等

（8）大屏網頁搭建，設備建模、實現遠程監視、遠程控制、實時數據、實時曲線、歷史曲線、數據分析等。

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