綜述001 第1篇　工業(yè)過程自動化027 第1章電力自動化028 1.1　“雙碳”目標(biāo)與信息物理融合能源系統(tǒng)028 1.1.1　“雙碳”目標(biāo)與新型能源體系028 1.1.2　信息物理融合能源系統(tǒng)028 1.2　火電自動化029 1.2.1　火電自動化發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢029 1.2.2　主要科學(xué)問題挑戰(zhàn)與新技術(shù)突破030 1.2.3　發(fā)展思路與發(fā)展方向033 1.3　核電自動化035 1.3.1　發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢035 1.3.2　主要科學(xué)問題挑戰(zhàn)與新技術(shù)突破037 1.3.3　發(fā)展思路與發(fā)展方向038 1.4　水電自動化040 1.4.1　發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢040 1.4.2　主要科學(xué)問題挑戰(zhàn)與新技術(shù)突破043 1.4.3　發(fā)展思路與發(fā)展方向046 1.5　新能源自動化048 1.5.1　發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢048 1.5.2　主要科學(xué)問題挑戰(zhàn)與新技術(shù)突破050 1.5.3　發(fā)展思路與發(fā)展方向056 1.6　電網(wǎng)自動化059 1.6.1　發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢059 1.6.2　主要科學(xué)問題挑戰(zhàn)與新技術(shù)突破063 1.6.3　發(fā)展思路與發(fā)展方向067 1.7發(fā)展建議068 參考文獻(xiàn)069 第2章冶金自動化074 2.1　冶金自動化背景介紹074 2.1.1　冶金行業(yè)發(fā)展概況074 2.1.2　冶金自動化概況076 2.2　冶金自動化國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀簡述078 2.2.1　鋼鐵生產(chǎn)自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀078 2.2.2　有色金屬生產(chǎn)自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀080 2.3　冶金自動化技術(shù)與方法進(jìn)展081 2.3.1　在線檢測與智能感知技術(shù)081 2.3.2　運行狀態(tài)智能監(jiān)測技術(shù)084 2.3.3　生產(chǎn)流程智能控制技術(shù)088 2.3.4　物質(zhì)流轉(zhuǎn)智能決策技術(shù)092 2.3.5　智能工廠關(guān)鍵技術(shù)096 2.4　技術(shù)應(yīng)用效果098 2.4.1　鋼鐵生產(chǎn)自動化應(yīng)用案例098 2.4.2　有色金屬生產(chǎn)自動化應(yīng)用案例100 2.5　存在的問題與挑戰(zhàn)102 2.5.1　存在的問題102 2.5.2　面臨的挑戰(zhàn)103 2.6　發(fā)展建議103 2.6.1　技術(shù)發(fā)展建議103 2.6.2　政策措施建議103 第3章煉油自動化105 3.1　煉油自動化概述105 3.2　煉油自動化儀表與控制系統(tǒng)106 3.2.1　概述106 3.2.2　煉油自動化儀表107 3.2.3　煉油控制系統(tǒng)108 3.3　煉油數(shù)字孿生技術(shù)110 3.3.1　概述110 3.3.2　常減壓111 3.3.3　催化重整112 3.3.4　催化裂化114 3.3.5　加氫裂化116 3.3.6　延遲焦化116 3.4　煉油先進(jìn)過程控制與優(yōu)化技術(shù)118 3.4.1　概述118 3.4.2　油品在線快評技術(shù)119 3.4.3　煉油先進(jìn)過程控制技術(shù)121 3.4.4　煉油在線優(yōu)化技術(shù)129 3.5　煉油生產(chǎn)決策技術(shù)134 3.5.1　生產(chǎn)決策層概述134 3.5.2　生產(chǎn)計劃優(yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用135 3.5.3　生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用137 3.5.4　其他決策技術(shù)應(yīng)用情況139 3.6　煉油數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化發(fā)展140 3.6.1　概述140 3.6.2　大數(shù)據(jù)技術(shù)141 3.6.3　三維數(shù)字化技術(shù)143 3.6.4　工業(yè)軟件149 參考文獻(xiàn)152 第4章石油化工自動化154 4.1　背景介紹154 4.1.1　石油化工行業(yè)概況154 4.1.2　石油化工自動化概況158 4.2　國內(nèi)外現(xiàn)狀160 4.2.1　烯烴生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀160 4.2.2　環(huán)氧乙烷/乙二醇生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀165 4.2.3　芳烴生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀166 4.2.4　聚合物生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀174 4.3　新技術(shù)和新方法195 4.3.1　烯烴生產(chǎn)過程自動化新技術(shù)和新方法195 4.3.2　環(huán)氧乙烷/乙二醇生產(chǎn)過程自動化新技術(shù)和新方法202 4.3.3　芳烴生產(chǎn)過程自動化新技術(shù)和新方法206 4.3.4　聚合物生產(chǎn)過程自動化新技術(shù)和新方法207 4.4　應(yīng)用情況214 4.4.1　烯烴生產(chǎn)過程自動化技術(shù)應(yīng)用情況214 4.4.2　環(huán)氧乙烷/乙二醇生產(chǎn)過程自動化技術(shù)應(yīng)用情況215 4.4.3　芳烴生產(chǎn)過程自動化技術(shù)應(yīng)用情況215 4.4.4　聚合物生產(chǎn)過程自動化技術(shù)應(yīng)用情況217 4.5　發(fā)展建議218 參考文獻(xiàn)220 第5章傳統(tǒng)化工自動化224 5.1　背景介紹224 5.1.1　傳統(tǒng)化工行業(yè)概況224 5.1.2　傳統(tǒng)化工自動化技術(shù)概況230 5.1.3　傳統(tǒng)化工數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展需求234 5.2　國內(nèi)外現(xiàn)狀236 5.2.1　化肥行業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀236 5.2.2　無機(jī)酸行業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀239 5.2.3　無機(jī)堿行業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀241 5.2.4　其他傳統(tǒng)化工自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀243 5.3　新技術(shù)和新方法245 5.3.1　化肥行業(yè)自動化新技術(shù)和新方法245 5.3.2　無機(jī)酸行業(yè)自動化新技術(shù)和新方法246 5.3.3　無機(jī)堿行業(yè)自動化新技術(shù)和新方法247 5.3.4　其他傳統(tǒng)化工自動化新技術(shù)和新方法249 5.4　應(yīng)用情況250 5.4.1　化肥行業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用情況250 5.4.2　無機(jī)酸行業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用情況252 5.4.3　無機(jī)堿行業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用情況253 5.4.4　其他傳統(tǒng)化工自動化技術(shù)應(yīng)用情況253 5.5　存在問題、挑戰(zhàn)及發(fā)展建議254 5.5.1　問題與挑戰(zhàn)254 5.5.2　發(fā)展建議256 參考文獻(xiàn)258 第6章煤化工自動化261 6.1　背景介紹261 6.1.1　煤炭在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位261 6.1.2　煤化工產(chǎn)業(yè)鏈概述262 6.2　國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢263 6.2.1　煤化工發(fā)展歷程263 6.2.2　潔凈煤技術(shù)的發(fā)展歷程264 6.2.3　潔凈煤技術(shù)的發(fā)展方向266 6.2.4　煤化工發(fā)展中的問題268 6.3　煤化工新工藝技術(shù)269 6.3.1　煤氣化工藝技術(shù)269 6.3.2　煤制甲醇技術(shù)271 6.3.3　煤制甲烷技術(shù)272 6.3.4　合成油技術(shù)273 6.3.5　合成氣制乙二醇技術(shù)275 6.4　煤化工自動化與智能化技術(shù)276 6.4.1　煤化工工藝孿生技術(shù)276 6.4.2　煤化工先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)278 6.4.3　煤化工智能化技術(shù)及應(yīng)用279 6.5　發(fā)展建議281 參考文獻(xiàn)281 第7章生物化工自動化284 7.1　生物化工自動化背景284 7.1.1　生物化工核心內(nèi)涵284 7.1.2　生物化工行業(yè)應(yīng)用285 7.1.3　生物化工自動化技術(shù)概況286 7.2　典型生產(chǎn)自動化現(xiàn)狀288 7.2.1　生物發(fā)酵自動化288 7.2.2　生物分離自動化290 7.2.3　傳統(tǒng)釀造自動化292 7.3　新技術(shù)與新方法293 7.3.1　動力學(xué)與大數(shù)據(jù)混合建模293 7.3.2　基于過程分析技術(shù)的在線檢測294 7.3.3　生產(chǎn)綜合監(jiān)測與智能診斷296 7.3.4　工藝優(yōu)化與持續(xù)改進(jìn)296 7.4　行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)298 7.4.1　大宗檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)自動化系統(tǒng)298 7.4.2　糖醇色譜分離生產(chǎn)自動化系統(tǒng)301 7.4.3　傳統(tǒng)白酒釀造生產(chǎn)自動化系統(tǒng)305 7.5　存在問題與發(fā)展建議307 參考文獻(xiàn)308 第8章精細(xì)化工自動化311 8.1　精細(xì)化工簡介311 8.1.1　精細(xì)化工產(chǎn)品的定義311 8.1.2　精細(xì)化工產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)311 8.2　精細(xì)化工的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢312 8.2.1　精細(xì)化工產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀312 8.2.2　精細(xì)化工自動化發(fā)展現(xiàn)狀314 8.2.3　精細(xì)化工自動化應(yīng)用315 8.2.4　精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢316 8.2.5　精細(xì)化工自動化發(fā)展建議317 8.3　精細(xì)化工新產(chǎn)品與技術(shù)318 8.3.1　精細(xì)化工產(chǎn)品分類318 8.3.2　新產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)318 8.3.3　新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)319 8.4　精細(xì)化工自動化與智能化技術(shù)320 8.4.1　精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝原理320 8.4.2　精細(xì)化工生產(chǎn)自動化技術(shù)323 8.4.3　精細(xì)化工數(shù)字化與智能化技術(shù)326 8.5　發(fā)展建議327 參考文獻(xiàn)328 第9章合成橡膠自動化330 9.1　合成橡膠自動化背景介紹330 9.1.1　合成橡膠行業(yè)概況330 9.1.2　合成橡膠自動化概況332 9.2　合成橡膠自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀333 9.2.1　丁苯橡膠自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀334 9.2.2　順丁橡膠與異戊橡膠自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀336 9.2.3　乙丙橡膠自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀338 9.2.4　特種橡膠自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀340 9.3　合成橡膠自動化先進(jìn)技術(shù)與方法342 9.3.1　關(guān)鍵過程變量及其測量342 9.3.2　聚合反應(yīng)過程建模348 9.3.3　優(yōu)化控制方法352 9.4　技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化案例358 9.4.1　綠色生產(chǎn)技術(shù)案例358 9.4.2　控制優(yōu)化技術(shù)案例359 9.4.3　智能化建設(shè)案例361 9.5　問題與發(fā)展建議362 9.5.1　問題總結(jié)362 9.5.2　發(fā)展建議363 參考文獻(xiàn)363 第10章環(huán)保自動化366 10.1　環(huán)保自動化背景介紹366 10.1.1　環(huán)保行業(yè)概況366 10.1.2　環(huán)保自動化概況368 10.2　環(huán)保自動化國內(nèi)外現(xiàn)狀369 10.2.1　大氣污染治理自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀369 10.2.2　城市污水處理自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀370 10.2.3　城市固廢焚燒自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀372 10.3　環(huán)保自動化新技術(shù)與新方法373 10.3.1　污染物智能檢測技術(shù)與方法373 10.3.2　城市污水處理智能優(yōu)化控制技術(shù)與方法383 10.3.3　城市固廢焚燒智能優(yōu)化控制技術(shù)與方法388 10.4　應(yīng)用情況392 10.4.1　污染物智能檢測技術(shù)應(yīng)用情況392 10.4.2　城市污水處理智能優(yōu)化控制技術(shù)應(yīng)用情況394 10.4.3　城市固廢焚燒智能優(yōu)化控制技術(shù)應(yīng)用情況394 10.5　發(fā)展建議395 10.5.1　技術(shù)發(fā)展建議395 10.5.2　人才培養(yǎng)建議396 10.5.3　政策措施建議396 參考文獻(xiàn)397 第2篇　裝備設(shè)備自動化401 第1章數(shù)控機(jī)床自動化402 1.1　引言402 1.1.1　數(shù)控技術(shù)起源與發(fā)展402 1.1.2　中國的數(shù)控發(fā)展409 1.2　數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)分析414 1.2.1　數(shù)控系統(tǒng)的基本原理415 1.2.2　數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)418 1.2.3　數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)424 1.3　數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢和創(chuàng)新436 1.3.1　最新發(fā)展和創(chuàng)新技術(shù)436 1.3.2　未來發(fā)展趨勢443 1.3.3　數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域462 1.4　結(jié)論474 參考文獻(xiàn)474 第2章車輛駕駛自動化476 2.1　車輛駕駛自動化行業(yè)背景簡介476 2.1.1　數(shù)字交通背景下的車輛智能網(wǎng)聯(lián)化476 2.1.2　車輛駕駛自動化的發(fā)展與技術(shù)分級477 2.2　車輛駕駛自動化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀477 2.2.1　環(huán)境感知研究進(jìn)展477 2.2.2　智能決策研究進(jìn)展480 2.2.3　規(guī)劃控制研究進(jìn)展481 2.3　車輛駕駛自動化關(guān)鍵新技術(shù)與新方法483 2.3.1　車-路-云通信技術(shù)483 2.3.2　車-路-云協(xié)同控制技術(shù)486 2.3.3　自動駕駛技術(shù)490 2.3.4　功能安全與預(yù)期功能安全502 2.3.5　先進(jìn)優(yōu)化算法和硬件實現(xiàn)技術(shù)504 2.4　車輛駕駛自動化關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)507 2.4.1　環(huán)境感知507 2.4.2　智能決策508 2.4.3　規(guī)劃控制508 2.5　車輛駕駛自動化發(fā)展建議509 2.5.1　技術(shù)發(fā)展建議509 2.5.2　人才培養(yǎng)建議509 2.5.3　政策發(fā)展建議510 參考文獻(xiàn)511 第3章軌道交通自動化514 3.1　概述514 3.2　國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀517 3.2.1　高速鐵路517 3.2.2　城市軌道交通518 3.2.3　重載鐵路519 3.2.4　普速鐵路（貨運）521 3.2.5　磁懸浮522 3.3　軌道交通自動化關(guān)鍵技術(shù)523 3.3.1　高速鐵路523 3.3.2　城市軌道交通528 3.3.3　重載鐵路533 3.3.4　普速鐵路（貨運）535 3.3.5　磁懸浮537 3.4　應(yīng)用情況540 3.4.1　高速鐵路540 3.4.2　城市軌道交通543 3.4.3　重載鐵路544 3.4.4　普速鐵路（貨運）547 3.4.5　磁懸浮549 3.5　存在的問題與挑戰(zhàn)550 3.6　發(fā)展建議550 3.6.1　技術(shù)發(fā)展建議550 3.6.2　人才培養(yǎng)建議551 3.6.3　政策發(fā)展建議551 參考文獻(xiàn)552 第4章航天航空自動化554 4.1　航天航空自動化背景介紹554 4.1.1　概述554 4.1.2　航天航空自動化系統(tǒng)簡介555 4.1.3　航天航空行業(yè)概況559 4.2　航天航空自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀562 4.2.1　航天航空自動化技術(shù)現(xiàn)狀562 4.2.2　高超聲速飛行器控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀562 4.2.3　航天器軌道控制領(lǐng)域研究的研究現(xiàn)狀568 4.2.4　航天器姿態(tài)控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀572 4.2.5　航天器姿軌聯(lián)合控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀578 4.2.6　空間聯(lián)合體控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀580 4.2.7　航天器編隊飛行控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀587 4.2.8　航天器自主導(dǎo)航領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀591 4.2.9　航天器自主診斷重構(gòu)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀594 4.2.10　航天器的半實物仿真研究現(xiàn)狀597 4.3　航天航空自動化技術(shù)與方法605 4.3.1　高超聲速飛行器控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究605 4.3.2　航天器軌道控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究607 4.3.3　航天器姿態(tài)控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究608 4.3.4　航天器姿軌聯(lián)合控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究608 4.3.5　空間聯(lián)合體控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究608 4.3.6　航天器編隊飛行控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究609 4.3.7　航天器自主導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展中的前沿研究609 4.3.8　航天器自主診斷重構(gòu)技術(shù)發(fā)展中的前沿研究610 4.4　應(yīng)用612 4.4.1　先進(jìn)控制技術(shù)在高超聲速飛行器領(lǐng)域中的典型應(yīng)用612 4.4.2　先進(jìn)控制技術(shù)在航天器軌道控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用613 4.4.3　先進(jìn)控制技術(shù)在航天器姿態(tài)控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用613 4.4.4　先進(jìn)控制技術(shù)在航天器姿軌聯(lián)合控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用613 4.4.5　先進(jìn)控制技術(shù)在空間聯(lián)合體控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用614 4.4.6　先進(jìn)控制技術(shù)在航天器編隊飛行控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用614 4.5　發(fā)展建議615 4.5.1　技術(shù)發(fā)展建議615 4.5.2　人才培養(yǎng)發(fā)展建議615 4.5.3　政策發(fā)展建議615 參考文獻(xiàn)616 第5章陸用（運載）裝備自動化633 5.1　陸用裝備自動化背景介紹633 5.1.1　引言633 5.1.2　陸用裝備自動化系統(tǒng)的典型特征描述634 5.1.3　陸用裝備自動化技術(shù)發(fā)展趨勢635 5.2　陸用裝備自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀637 5.2.1　陸用裝備自動化技術(shù)現(xiàn)狀637 5.2.2　陸用裝備智能指揮控制系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀640 5.2.3　陸用裝備智能火力控制系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀642 5.2.4　陸用裝備維護(hù)保障自動化技術(shù)現(xiàn)狀645 5.2.5　陸用裝備的試驗、檢測與效能評估技術(shù)現(xiàn)狀647 5.3　陸用裝備自動化新技術(shù)與新方法650 5.3.1　陸用裝備自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化技術(shù)650 5.3.2　陸用裝備自動化系統(tǒng)的建模技術(shù)與方法653 5.3.3　戰(zhàn)場多元信息智能感知、融合與定位技術(shù)與方法655 5.3.4　多元信息驅(qū)動的戰(zhàn)場態(tài)勢智能分析及預(yù)測技術(shù)與方法656 5.3.5　復(fù)雜戰(zhàn)場的數(shù)字孿生體系的建模、仿真技術(shù)與方法659 5.3.6　分布式智能指揮與火力控制一體化技術(shù)和方法662 5.3.7　陸用裝備檢測、診斷、維修與保障自動化的技術(shù)與方法664 5.3.8　陸用裝備智能化實時評估技術(shù)與方法667 5.4　陸用裝備自動化技術(shù)應(yīng)用669 5.4.1　智能無人戰(zhàn)車系統(tǒng)的典型應(yīng)用669 5.4.2　自動化火炮系統(tǒng)的典型應(yīng)用671 5.4.3　我國防空裝備自動化系統(tǒng)的典型應(yīng)用673 5.4.4　坦克裝甲裝備自動化系統(tǒng)的典型應(yīng)用675 5.4.5　空地協(xié)同智能無人集群作戰(zhàn)系統(tǒng)的典型應(yīng)用677 5.4.6　智能化作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用679 5.5　陸用裝備自動化發(fā)展建議680 5.5.1　技術(shù)發(fā)展建議680 5.5.2　人才發(fā)展建議680 5.5.3　政策發(fā)展建議681 參考文獻(xiàn)682 第6章船舶設(shè)備自動化685 6.1　船舶自動化背景介紹685 6.1.1　引言685 6.1.2　船舶自動化簡介685 6.1.3　船舶動力系統(tǒng)自動化685 6.1.4　船舶導(dǎo)航系統(tǒng)自動化686 6.1.5　船舶操縱系統(tǒng)自動化687 6.1.6　船舶監(jiān)控系統(tǒng)自動化687 6.1.7　船舶通信系統(tǒng)自動化687 6.2　水面/水下無人船舶國內(nèi)外研究現(xiàn)狀688 6.2.1　水面/水下無人船舶單體國內(nèi)外研究現(xiàn)狀688 6.2.2　水面/水下無人船舶集群國內(nèi)外研究現(xiàn)狀691 6.2.3　水面/水下無人船舶發(fā)展趨勢693 6.3　水面/水下無人船舶自動化新技術(shù)與新方法697 6.3.1　水面/水下無人船舶自主導(dǎo)航新技術(shù)697 6.3.2　水面/水下無人船舶智能控制新技術(shù)與新方法699 6.3.3　水面/水下無人船舶集群協(xié)同新技術(shù)與新方法702 6.4　水面/水下無人船舶自動化新技術(shù)應(yīng)用704 6.4.1　水面無人船舶裝備自動化典型應(yīng)用704 6.4.2　水面/水下無人船舶集群協(xié)同典型應(yīng)用705 6.5　水面/水下無人船舶設(shè)備自動化發(fā)展建議707 6.5.1　技術(shù)發(fā)展建議707 6.5.2　人才培養(yǎng)建議707 6.5.3　政策發(fā)展建議708 參考文獻(xiàn)708 第3篇　　共性關(guān)鍵技術(shù)717 第1章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)718 1.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系718 1.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀721 1.2.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀721 1.2.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)現(xiàn)狀727 1.2.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)現(xiàn)狀734 1.2.4　工業(yè)人工智能技術(shù)現(xiàn)狀737 1.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新技術(shù)與新方法739 1.3.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)與新方法739 1.3.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺新技術(shù)與新方法745 1.3.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)754 1.3.4　工業(yè)人工智能新技術(shù)766 1.4　應(yīng)用情況770 1.4.1　在離散制造業(yè)中的應(yīng)用770 1.4.2　在流程制造業(yè)中的應(yīng)用771 1.5　發(fā)展建議772 1.5.1　技術(shù)發(fā)展建議772 1.5.2　人才培養(yǎng)建議773 1.5.3　政策建議773 第2章工控安全技術(shù)774 2.1　緒論774 2.1.1　工控系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)774 2.1.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的安全威脅777 2.1.3　發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)乃大勢所趨778 2.1.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的內(nèi)涵剖析781 2.2　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀782 2.2.1　國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀782 2.2.2　我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀784 2.2.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全突出新技術(shù)與方法787 2.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防御技術(shù)794 2.3.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險評估技術(shù)794 2.3.2　安全設(shè)計與規(guī)劃技術(shù)797 2.3.3　安全運營與響應(yīng)技術(shù)797 2.3.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全攻防技術(shù)799 2.3.5　控制系統(tǒng)全生命周期的內(nèi)容安全801 2.3.6　工程文件全生命周期保護(hù)803 2.3.7　信息物理融合異常檢測805 2.3.8　控制邏輯代碼安全審計806 2.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)應(yīng)用與行業(yè)案例808 2.4.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)安全案例808 2.4.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險評估案例812 2.4.3　智能制造行業(yè)安全技術(shù)防護(hù)建設(shè)案例816 2.4.4　工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)取證安全案例818 2.5　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全存在的問題與挑戰(zhàn)820 2.5.1　復(fù)雜性和多樣性挑戰(zhàn)820 2.5.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接性增加的風(fēng)險821 2.5.3　供應(yīng)鏈安全風(fēng)險822 2.5.4　物理安全問題823 2.5.5　持久性和容錯性挑戰(zhàn)824 2.5.6　人員素質(zhì)和安全意識問題824 2.6　發(fā)展建議825 2.6.1　技術(shù)發(fā)展建議825 2.6.2　人才培養(yǎng)建議826 2.6.3　政策措施建議828 第3章工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)830 3.1　概述830 3.1.1　工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的定義830 3.1.2　工控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)830 3.1.3　工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域831 3.2　技術(shù)與應(yīng)用832 3.2.1　無線網(wǎng)絡(luò)832 3.2.2　現(xiàn)場總線834 3.2.3　工業(yè)以太網(wǎng)837 3.2.4　確定性網(wǎng)絡(luò)839 3.3　問題與挑戰(zhàn)841 3.3.1　安全性841 3.3.2　標(biāo)準(zhǔn)化846 3.3.3　技術(shù)應(yīng)用848 3.3.4　協(xié)議異構(gòu)性849 3.4　發(fā)展建議850 3.4.1　技術(shù)發(fā)展建議850 3.4.2　人才培養(yǎng)建議851 3.4.3　政策措施建議851 參考文獻(xiàn)851 第4章工控裝備技術(shù)853 4.1　工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)853 4.1.1　工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展綜述853 4.1.2　DCS分布式控制系統(tǒng)858 4.1.3　PLC可編程控制器與系統(tǒng)864 4.1.4　SIS安全關(guān)鍵控制系統(tǒng)871 4.2　工業(yè)控制系統(tǒng)突出新技術(shù)與新方法877 4.2.1　通用智能前端控制器與重構(gòu)877 4.2.2　融合功能安全與信息安全的綜合安全技術(shù)880 4.2.3　多時間尺度時間敏感網(wǎng)絡(luò)與先進(jìn)物理總線技術(shù)883 4.2.4　基于多領(lǐng)域機(jī)理建模的控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)平臺885 4.3　發(fā)展建議887 4.3.1　技術(shù)發(fā)展建議887 4.3.2　人才培養(yǎng)建議889 4.3.3　政策措施建議891 參考文獻(xiàn)893 第5章數(shù)字孿生技術(shù)894 5.1　數(shù)字孿生簡介894 5.1.1　數(shù)字孿生的內(nèi)涵894 5.1.2　數(shù)字孿生的特點896 5.1.3　發(fā)展數(shù)字孿生的重要意義896 5.2　數(shù)字孿生國內(nèi)外研究現(xiàn)狀897 5.3　數(shù)字孿生的技術(shù)與方法898 5.3.1　數(shù)據(jù)基礎(chǔ)技術(shù)898 5.3.2　數(shù)字孿生體構(gòu)建技術(shù)905 5.3.3　數(shù)字孿生連接交互技術(shù)912 5.3.4　數(shù)字孿生賦能技術(shù)915 5.3.5　數(shù)字孿生軟件平臺技術(shù)931 5.4　數(shù)字孿生的應(yīng)用933 5.4.1　工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)933 5.4.2　城市數(shù)字孿生系統(tǒng)938 5.4.3　建筑數(shù)字孿生系統(tǒng)939 5.4.4　電網(wǎng)數(shù)字孿生系統(tǒng)939 5.4.5　醫(yī)療數(shù)字孿生系統(tǒng)940 5.4.6　數(shù)字孿生系統(tǒng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用940 5.5　數(shù)字孿生存在的問題與挑戰(zhàn)941 5.5.1　復(fù)雜環(huán)境智能感知技術(shù)的挑戰(zhàn)941 5.5.2　高速安全可信數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶魬?zhàn)942 5.5.3　高保真數(shù)字孿生建模技術(shù)的挑戰(zhàn)942 5.5.4　高性能算力存儲技術(shù)的挑戰(zhàn)942 5.5.5　高質(zhì)量連接交互技術(shù)的挑戰(zhàn)942 5.5.6　完備健全評價體系的挑戰(zhàn)943 5.6　數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展建議943 5.6.1　技術(shù)發(fā)展建議943 5.6.2　人才培養(yǎng)發(fā)展建議943 5.6.3　政策制定建議943 參考文獻(xiàn)944 第6章特種傳感器技術(shù)948 6.1　概述948 6.1.1　背景簡介948 6.1.2　國內(nèi)外發(fā)展簡述948 6.1.3　存在的問題和挑戰(zhàn)949 6.2　傳感器新技術(shù)950 6.2.1　太赫茲探測技術(shù)950 6.2.2　微納氣體傳感器953 6.2.3　自供電傳感技術(shù)及其在工業(yè)自動化中的應(yīng)用955 6.2.4　分布式光纖應(yīng)變傳感技術(shù)進(jìn)展957 6.2.5　光纖多參數(shù)檢測技術(shù)960 6.2.6　面向復(fù)雜工況的實時互聯(lián)網(wǎng)融合感知技術(shù)962 6.2.7　無線無源傳感器964 6.2.8　無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)967 6.3　傳感器工業(yè)測量技術(shù)969 6.3.1　黑體空腔式鋼水溫度連續(xù)測量技術(shù)969 6.3.2　顆粒尺寸檢測技術(shù)971 6.3.3　礦用激光傳感器973 6.3.4　基于氣力輸送粉體流動參數(shù)檢測技術(shù)975 6.3.5　多模態(tài)過程層析成像與多參數(shù)測試技術(shù)978 6.4　傳感器信息融合技術(shù)980 6.4.1　基于成像和光譜檢測的電站鍋爐及工業(yè)爐窯三維溫度場可視化在線監(jiān)測980 6.4.2　工業(yè)視覺檢測技術(shù)983 6.4.3　鋼板表面三維形貌檢測技術(shù)986 6.4.4　高爐風(fēng)口成像技術(shù)987 6.4.5　井下全自主無人機(jī)三維激光掃描測量技術(shù)989 6.4.6　邊云協(xié)同的高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)991 6.5　發(fā)展建議993 第7章人機(jī)交互技術(shù)994 7.1　人機(jī)交互背景簡介994 7.1.1　人機(jī)交互的內(nèi)涵995 7.1.2　人機(jī)交互的特點997 7.1.3　發(fā)展人機(jī)交互的重要意義999 7.2　人機(jī)交互發(fā)展階段1001 7.2.1　個人主機(jī)時代1001 7.2.2　移動計算時代1001 7.2.3　人工智能時代1002 7.3　人機(jī)交互的技術(shù)與方法1003 7.3.1　人機(jī)交互輸入技術(shù)1003 7.3.2　人機(jī)交互輸出技術(shù)1013 7.4　人機(jī)交互的應(yīng)用1021 7.4.1　智能家居領(lǐng)域1021 7.4.2　智能穿戴領(lǐng)域1022 7.4.3　機(jī)器人領(lǐng)域1022 7.4.4　數(shù)字人領(lǐng)域1023 7.4.5　智能辦公領(lǐng)域1024 7.4.6　智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域1024 7.4.7　智能工業(yè)領(lǐng)域1025 7.5　人機(jī)交互存在的問題與挑戰(zhàn)1026 7.5.1　感知、理解與反饋：基于現(xiàn)有技術(shù)的準(zhǔn)確性和實時性挑戰(zhàn)1026 7.5.2　新興終端設(shè)備對現(xiàn)有人機(jī)交互技術(shù)的挑戰(zhàn)1028 7.5.3　新興應(yīng)用場景對現(xiàn)有人機(jī)交互技術(shù)的挑戰(zhàn)1029 7.6　人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展建議1031 7.6.1　技術(shù)發(fā)展建議1031 7.6.2　人才培養(yǎng)發(fā)展建議1032 7.6.3　政策制定建議1034 參考文獻(xiàn)1035 第8章工業(yè)機(jī)器人技術(shù)1036 8.1　工業(yè)機(jī)器人研究與產(chǎn)業(yè)概況1036 8.1.1　工業(yè)機(jī)器人研究進(jìn)展概況1036 8.1.2　工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況1036 8.1.3　國際主要發(fā)達(dá)國家的機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃1037 8.2　工業(yè)機(jī)器人核心零部件1038 8.2.1　精密減速器1038 8.2.2　伺服驅(qū)動系統(tǒng)1039 8.2.3　控制器1040 8.2.4　專用傳感器1040 8.2.5　專用芯片1041 8.3　核心控制算法與軟件1043 8.3.1　運動學(xué)與動力學(xué)建模1043 8.3.2　智能控制與規(guī)劃1044 8.3.3　工業(yè)機(jī)器人操作系統(tǒng)1045 8.3.4　離線編程、低代碼編程和自動編程1046 8.3.5　工業(yè)機(jī)器人的云服務(wù)1047 8.4　新型工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)1048 8.4.1　混聯(lián)機(jī)器人1048 8.4.2　協(xié)作工業(yè)機(jī)器人1050 8.4.3　移動操作型工業(yè)機(jī)器人1050 8.5　工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證1051 8.5.1　工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀1051 8.5.2　工業(yè)機(jī)器人國家標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀1051 8.6　工業(yè)機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用1052 8.6.1　汽車行業(yè)應(yīng)用1052 8.6.2　電子制造行業(yè)應(yīng)用1053 8.6.3　五金行業(yè)應(yīng)用1054 8.6.4　冶煉行業(yè)應(yīng)用1054 8.7　存在的問題與挑戰(zhàn)1055 8.7.1　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)存在的問題與挑戰(zhàn)1055 8.7.2　工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)存在的問題與挑戰(zhàn)1056 8.8　發(fā)展建議1057 8.8.1　技術(shù)發(fā)展建議1057 8.8.2　政策措施建議1057 參考文獻(xiàn)1057