工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領域中，圍繞典型智能制造模式，從客戶需求到銷售、訂單、計劃、研發(fā)、設計、工藝、制造、采購、供應、庫存、發(fā)貨和交付、售后服務、運維、報廢或回收再制造等整個產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)和應用的總稱。工業(yè)大數(shù)據(jù)以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心，極大地延展了傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)范圍，同時還包括工業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)和應用，其主要來源可分為以下三類：第一類是生產(chǎn)經(jīng)營相關(guān)業(yè)務數(shù)據(jù)，第二類是設備物聯(lián)數(shù)據(jù)，第三類是外部數(shù)據(jù)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)是使工業(yè)大數(shù)據(jù)中所蘊含的價值得以挖掘和展現(xiàn)的一系列技術(shù)與方法，包括數(shù)據(jù)規(guī)劃、采集、預處理、存儲、分析挖掘、可視化和智能控制等。工業(yè)大數(shù)據(jù)應用則是對特定的工業(yè)大數(shù)據(jù)集，集成應用工業(yè)大數(shù)據(jù)系列技術(shù)與方法，獲得有價值信息的過程。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究與突破，其本質(zhì)目標就是從復雜的數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)新的模式與知識，挖掘得到有價值的新信息，從而促進制造型企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新，提升經(jīng)營水平和生產(chǎn)運作效率，拓展新型商業(yè)模式。物聯(lián)網(wǎng)、云計算和新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展使得工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)得以實現(xiàn)并廣泛應用。在今后很長一段時間內(nèi)，工業(yè)大數(shù)據(jù)領域都將持續(xù)給產(chǎn)業(yè)界帶來大量的機遇。

目前高校缺乏為工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供人才的相關(guān)課程，同時大量企業(yè)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型也對既有員工的大數(shù)據(jù)應用研發(fā)提出要求。本書的編寫工作正是期望今后能為本科院校、職業(yè)院校的教學和企業(yè)員工與工業(yè)大數(shù)據(jù)領域搭建起一座認知與實踐的橋梁。

本書適合作為本科院校人工智能、機器人工程、機械工程、自動化等專業(yè)和高職院校機電一體化、物聯(lián)網(wǎng)、機械工程、自動化與工業(yè)機器人等相關(guān)專業(yè)的教材，建議學時數(shù)為48～64，也可作為智能制造與自動化工程技術(shù)人員的進修及培訓用書。

本書內(nèi)容共分為9章，為避免因純技術(shù)性工具書中晦澀難懂的術(shù)語使讀者望而卻步，本書全篇采用較為通俗化的表述方式來講解各部分內(nèi)容，同時采用簡明易懂的案例來幫助讀者更好地理解相關(guān)概念。首先，本書前三章通過一段場景化的對話式敘述，總體分析工業(yè)大數(shù)據(jù)時代下企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)外需求與技術(shù)保障，以及工業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)在智能工廠建設中的應用和影響，讓讀者對工業(yè)大數(shù)據(jù)有一個快速的初步認知。其次，參考《大數(shù)據(jù)系列報告之一：工業(yè)大數(shù)據(jù)白皮書（2017版）》，為讀者詳細介紹工業(yè)大數(shù)據(jù)的定義、特征、三大架構(gòu)及其與傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)科學的區(qū)別，以及與新一代智能制造的關(guān)系。隨后，從工業(yè)大數(shù)據(jù)強實時、低并發(fā)、連續(xù)性強及可靠性要求高的特征出發(fā)解釋工業(yè)大數(shù)據(jù)體系中所使用的網(wǎng)絡通信協(xié)議，羅列了四個級別并著重介紹三種車間級和兩種管理級的典型工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡模型與運行機制。第4到第6章則從工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)出發(fā)，依次介紹采集技術(shù)中的數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)項，并且分別介紹單點采集與組合采集兩種技術(shù)；再到存儲技術(shù)中的一套完整的數(shù)控機床大數(shù)據(jù)匯聚系統(tǒng)設計方法以及工業(yè)大數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵技術(shù)；最后是分析技術(shù)中的分布式并行計算概念，以及典型的MapReduce和Spark運行機制，也總結(jié)了分布式并行計算的編程思想。最后三章首先講述人工智能的概念、發(fā)展史與新一代人工智能中典型神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理及其與工業(yè)大數(shù)據(jù)的關(guān)系；其次結(jié)合案例分別介紹了工業(yè)大數(shù)據(jù)在智能機床、工程機械、電網(wǎng)、發(fā)動機以及白色家電這些典型工業(yè)領域的應用，使讀者對工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與實際生產(chǎn)生活有更直觀的聯(lián)系；最后描述工業(yè)大數(shù)據(jù)時代下的傳統(tǒng)商務模式的革新，并通過三大創(chuàng)新領域來佐證這一趨勢與可能性，令讀者的觀念達到一個前瞻性的層次。至此，無論從基本概念、技術(shù)架構(gòu)，還是實際應用落地，本書均竭力為讀者打造一套完整的體系。

本書由華中科技大學劉懷蘭副教授、國家工程中心惠恩明博士任主編，國家數(shù)控工程中心陳吉紅教授為主審，參加編寫的人員還包括馮冰艷、汪林磊、晏嫚、楊華威、金磊、尤煒焜、閤辰皓。編寫團隊成員均多年從事工業(yè)大數(shù)據(jù)研究開發(fā)與應用。

限于編者水平和經(jīng)驗，本書難免有疏漏與不妥之處，懇請同行專家和使用本書的廣大讀者批評指正。

為了方便教學，本書還配有課件、習題與答案和豐富的微課等教學資源，如果需要，請登錄http://www.accim.com.cn獲取。