工业互联网标准体系20.doc
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1、工业互联网标准体系(版本2.0)工业互联网产业联盟(All)2019年2月指导单位:工业和信息化部联合牵头编写单位:中国航天科工集团有限公司、中国 信息通信研究院参与编写单位:中国科学院沈阳自动化研究所、华为技 术有限公司、海尔集团、三一集团有限公司、中国电信集团 股份有限公司、北京奇安信科技有限公司、中国联合网络通 信有限公司.中国移动通信集团有限公司、阿里云计算有限 公司、清华大学、北京索为系统技术股份有限公司、中兴通 讯股份有限公司、潍柴动力股份有限公司、用友网络科技股 份有限公司、智能云科信息科技有限公司、富士康科技集团、 工业和信息化部电子第一研究所、机械工业仪器仪表综合技 术经济研
2、究所、北京机械工业自动化研究所、浙江中控技术 股份有限公司、江苏徐工信息技术股份有限公司、上海威派 格智慧水务股份有限公司、中国物品编码中心.北京和利时 智能技术有限公司、万向集团公司研究院、上海宝信软件股 份有限公司、中国电子信息产业集团电子六所、树根互联技 术有限公司、比亚迪股份有限公司、北京六方云科技有限公 司、网神信息技术(北京)股份有限公司编写组成员:中国航天科工集团有限公司:魏毅寅、李曙春、张萍、 柴旭东、侯宝存、王飞、李国栋、朱虹、秦鹏、李云鹏、于 文涛、邹萍、姜海森、谷牧、孙博雅、黄健、石伟、黄羿清中国信息通信研究院:续合元、石友康、李海花、黄颖、沈彬、张恒升、罗松、刘默、刘棣
3、斐、田慧荣、李艺、杜霖、李南、刘棣斐、池程、田娟、陈洁、林欢中国科学院沈阳自动化研究所:曾鹏、李栋、刘意杨、刘阳、张华良华为技术有限公司:秦尧、李汉涛、张朝辉、王雨晨、彭炎、周亚灵、赵黎黎海尔集团:陈录城、张维杰、王晓虎、任涛林、张海港三一集团有限公司:贺东东、王锦霞中国电信集团股份有限公司:杨震、孙健.王志宏、张东、李洁、龚晟、张建雄、徐敏捷、程涛北京奇安信科技有限公司:陶耀东中国联合网络通信集团有限公司:陈晓天、许冬勇、巫灵珊中国移动通信集团有限公司:陈维、王荣.张峰阿里云计算有限公司:刘松、张大江、刘欢、李俊平、胡鑫、杨国彦、刘宇航清华大学:王建民、王晨 北京索为系统技术股份有限公司:王
4、战中兴通讯股份有限公司:楚俊生、张博山、李斌、王继潍柴动力股份有限公司:曹志月、陆成长、高庆用友网络科技股份有限公司:杨宝刚、梁栋智能云科信息科技有限公司:朱志浩、张晓、余涛、白 鸥富士康科技集团:高子和、蒋逸文、王雷、夏芳华 工业和信息化部电子第一研究所:何小龙、周剑、陈杰. 邢腾飞、张健、李君、肖琳琳机械工业仪器仪表综合技术经济研究所:刘丹、闫晓风、 赵艳岭、谢素芬北京机械工业自动化研究所:谢兵兵浙江中控技术股份有限公司:俞文光、陆卫军、黄文君 江苏徐工信息技术股份有限公司:杨勇、张启亮、郭辉 上海威派格智慧水务股份有限公司:杨峰、丁凯 中国物品编码中心:李健华、张旭北京和利时智能技术有限
5、公司:朱毅明万向集团公司研究院:陈军、马吉军、杨晨、谢超、蒋 海军上海宝信软件股份有限公司:丛力群、欧阳树生中国电子信息产业集团电子六所:张尼、卢凯树根互联技术有限公司:刘震、文博武、彭卓比亚迪股份有限公司:罗小平北京六方云科技有限公司:李江力网神信息技术(北京)股份有限公司:李鸿彬、崔君荣工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益 成为新ZDlk革命的关键支撑和深化互联网+先进制造业“的重要基 石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。”工业互联 网、标准先行”标准化工作是实现工业互联网的重要技术基础。为指导当前和未来一段时间工业互联网标准化工作,解决标准缺 失、滞后、
6、交叉重复等问题,落实国务院关于深化互联网+先进 制造业 发展工业互联网的指导意见.由工业和信息化部指导,在 紧密结合工业互联网标准体系框架(版本1.0 )、全面总结工业 互联网标准化需求基础上,工互联网产业联盟(以下简称联盟) 组织撰写工业互联网标准体系(版本2.0 ),修订了工业互联网 标准体系框架及重点标准化方向,梳理了已有工业互联网标准及未来 要制走的联盟标准,形成统一、综合、开放的工业互联网标准体系。工业互联网是一个长期发展和演进的过程,联盟将根据国内外工 业互联网的发展情况,持续推进标准化需求研究,广泛吸纳产业界的 反馈意见,适时修订和发布报告新版。编写说明5一、工业互联网发展情况1
7、)工业互联网体系架构1(-)工业互联网重点领域标准化发展情况2二、工业互联网标准体系建设的思路及原则6(-)指导思想6()基本原则7三、工业互联网标准体系框架8(-)工业互联网标准体系框架8()重点标准化领域和方向10四、工业互联网标准化推进及实施建议19附件工业互联网相关名词术语和缩略语21附件2:工业互联网标准明细表24-工业互联网发展情况(-)工业互联网体系架构工业互联网通过系统构建网络.平台、安全三大功能体 系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智 能化发展的新兴业态和应用模式,见图1所示。图1工业互联网体系架构其中,网络体系是工业互联网的基础,将连接对象延 伸到工业全
8、系统、全产业链、全价值链,可实现人、物品、 机器、车间、企业等全要素,以及设计、研发、生产、管理、 服务等各环节的泛在深度互联,包括网络联接、标识解析、 边缘计算等关键技术。平台体系是工业互联网的核心,是面向制造业数字化、 网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分 析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配 置的载体,其中平台技术是核心,承载在平台之上的工业 APP技术是关键。安全体系是工业互联网的保障,通过构建涵盖工业全 系统的安全防护体系,增强设备、网络、控制、应用和数据 的安全保障能力,识别和抵御安全威胁,化解各种安全风险, 构建工业智能化发展的安全可信环境,保障工业
9、智能化的实 现。新模式新业态是我国工业互联网的特色应用.我国工 业企业、信息通信企业、互联网企业积极开展工业互联网应 用探索和模式创新,形成了智能化生产、个性化定制、网络 化协同、服务化延伸等诸多新模式新业态。(-)工业互联网重点领域标准化发展悄况1网络与联接在传统工业网络领域,虽然我国自主研发的工厂自动化 用以太网(EPA)、面向工业过程自动化的无线网络(WIA-PA ) 等技术已成为国际标准,但在工业互联网整体产业和技术方 面基础仍较为薄弱,急需制定相应标准。目前,联盟已发布 或在开展工厂内网工业EPON系统技术要求、工业 互联网标杆网络工厂外网技术要求标准制定,随着工业 互联网的发展,需
10、要在时间敏感网络仃SN)、软件定义网络(SDN)、第五代移动通信技术(5G)、支持互联网协议第 六版(IPv6)、确定性网络(DetNet)、低功耗无线网络、工 业无源光纤网络(PON).工业无线等重点领域加快技术标 准及产业布局。2标识解析标识解析系统是工业互联网重要基础设施之一。目前, 国内外存在多种标识解析技术,包括标码(Handle).对象 标识符(0ID)、物联网统一标识(Ecode )编码、国际物品 编码(GS1)等。现有标识解析技术大部分面向物联网个别 领域应用,缺少针对工业互联网特定应用场景、复杂工序流 程等特定应用设计,在数据互认、互操作等方面也缺技术方 案,无法支撑构建统一
11、管理、高效、安全可靠、互联互通的 网络基础设施。目前,CCSA和工业互联网产业联盟正在制 定工业互联网标识解析信息协同共享技术要求等相关 标准,将从整体上构建一套体系完整、兼容性强、能够满足 各行业应用的工业互联网标识解析标准体系。3边缘计算边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧构建的 融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放体系和 关键技术,其国内外标准化工作刚刚进入起步阶段,国内正 在制定工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘控 制器工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘网 关等通信行业标准。目前,联盟尚未发布边缘计算相关标 准,正在加快推动边缘计算相关的总体架构、资源抽象和虚
12、 拟化、边云协同、节点管理、设备资源开放等方面标准研制 工作。4平台与数据工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化 需求,构建基于云平台的海量数据采集、汇聚、分析服务体 系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置。全球工 业互联网平台发展迅速,涌现出一批优秀平台产品和创新应 用,但整体上看,当前平台发展还处于初级阶段,产业发展 与标准化共识正在形成,数据采集、资源管理与配置、工业 大数据、工业微服务、工业应用开发环境、平台互通适配等 领域成为标准化和产业推广布局的重点。目前,联盟已发布 工业互联网工业互联网平台通用要求、工业互联网 平台接口模型等平台架构类标准;在数据采集方面,联 盟
13、已发布或正在制定制造资源/能力集成接入要求、工业设 备接入技术要求等标准;在应用开发环境和工业微服务方 面,已发布或正在制定工业互联网平台应用接口管理要 求、工业互联网平台微服务框架等标准;在工业互 联网平台测试与评估方面,发布或正在制定工业互联网平 台可信服务评估评测要求、工业互联网平台测试验 证等标准。5工业APP工业APP是基于工业互联网平台,承载工业知识和经验, 满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成 果。工业APP的本质是工业知识的沉淀、复用与重构,其根 本价值是解决工业应用问题。业界需要尽快对工业APP的内 容体系、生态体系、支撑平台体系等方面建立共识。目前, 联盟尚
14、无相关标准。随着工业APP不断解决工业实际问题、 支撑工业能力体系建设、推动工业应用模式升级,通过制定 相关标准,能够更有效的发展和推广工业APP,支撑“百万 工业APP”发展目标的实现。6工业互联网安全工业互联网安全标准化工作应紧密围绕工业互联网各 安全防护对象,从防护对象、防护措施和防护管理三个维度 来开展。目前在工业互联网安全方面,联盟依托产业发展现 状,在联盟标准的制定与实施层面持续开展工作,目前已发 布工业互联网安全总体要求和工业互联网平台安全防 护要求两项联盟标准,并依据上述标准开展试点应用与培 训宣贯工作,促进产业对于工业互联网安全防护意识与防护 水平不断提升。7应用在工业互联网
15、典型应用方面已经开展了少量标准的制 定,涵盖在智能化生产、网络化制造、供应链管理、个性化 定制等方面,面向重点行业领域的标准研制工作尚未开展, 需要根据行业应用需求不断凝练标准化目标,联合产业链上 下游主体持续推进标准化工作。工业互联网标准体系建设的思路及原则(-)指导思想进一步贯彻落实国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见和工业互联网发展行动 计划(20182020年)的工作部署,充分发挥标准在推进 工业互联网产业健康有序发展中的支撑和引领作用,针对工 业互联网标准跨行业、跨专业、跨领域的特点,立足行业需 求,兼顾国际体系,建立涵盖基础共性、总体和应用等三类 标准的工业
16、互联网标准体系。加强联盟标准的统筹规划与宏 观指导作用,加快创新技术成果向标准转化,强化标准的应 用与实施,深化工业互联网标准国际交流与合作,提升标准 对制造业的整体支撑作用,为产业发展保驾护航。(二)基本原则统筹规划,做好顶层设计。加强工业互联网标准体系框 架设计,明确重点标准化领域和方向,有效指导联盟标准制 定并向行业标准、国家标准等上升转化。需求牵引,推进产业发展。坚持以应用需求为牵引,强 化标准的先进性、适用性和有效性,结合产业共性需求规划 部署阶段性推进重点,动态更新联盟工业互联网标准体系。兼容并蓄,推进国际合作。加强联盟工业互联网技术创 新成果向国际标准的转化,充分借鉴国际工业互联
17、网技术和 标准化成果,协同推动国际标准研制。三、工业互联网标准体系框架(一)工业互联网标准体系框架工业互联网标准体系框架包括基础共性、总体、应用三 大类标准,如图2所示。7直行工业互联网标准体系M共性机屋 工子 M 1R石化工 M空天n* 个性化定 化伶H 化生产 I 化生产K与wtt用术定文络与联接:S9序安全早台ft金ft安金*全金控廉一安全 *S用开S平ftsaflEA用开发环工鼻大ttsaMes力开*m 催边ffMwmx作中#交互处a折*B与# /产品工厂*图2工业互联网标准体系框架8(-)重点标准化领域和方向1基础共性标准基础共性标准主要规范工业互联网的通用性、指导性标 准,包括术语
18、定义、通用需求.架构、测试与评估、管理等 标准。(1)术语定义标准:主要规范工业互联网相关概念, 为其它各部分标准的制定提供支撑,包括工业互联网场景、 技术、业务等主要概念定义、分类.相近概念之间关系等。(2)通用需求标准:主要规范工业互联网的通用能 力需求,包括业务、功能、性能、安全、可靠性和管理等方 面需求标准。(3)架构标准:包括工业互联网体系架构以及各部分 参考架构,以明确和界定工业互联网的对象、边界、各部分 的层级关系和内在联系。(4)测试与评估标准:主要规范工业互联网技术、设 备/产品和系统的测试要求,以及工业互联网应用领域、应 用企业、和应用项目的成熟度要求,包括测试方法、评估指
19、 标、评估方法等。(5)管理标准:主要规范工业互联网系统建设及运行 相关责任主体以及关键要素的管理要求,包括工业互联网系 统运行、管理、服务、交易、分配、绩效等方面标准。2总体标准 21网络与联接标准网络与联接标准主要包括工厂内网络、工厂外网络、工 业设备/产品联网、网络设备、网络资源管理、互联互通等 标准。(1)工厂内网标准:主要规范工业设备/产品、控制系 统、信息系统之间网络互联要求,包括工业以太网、工业无 源光网络(PON )、时间敏感网络(TSN)、确定性网络(DetNet)、软件定义网络(SDN )以及工业无线、低功耗 无线网络、第五代移动通信技术(5G)工业应用等关键网 络技术标准
20、2)工厂外网标准:主要规范联接生产资源、商业资 源以及用户.产品的公共网络(互联网、专网、VPN等)要 求,包括基于多协议标签交换(MPLS)、光传送网(OTN)、 软件定义网络(SDN)等技术的虚拟专用网络(VPN)标准, 以及长期演进(LTE)、基于蜂窝的窄带物联网(NBloT) 等蜂窝无线网络标准。(3)工业设备/产品联网标准:主要规范工业设备/产 品联网所涉及的功能、接口、参数配置、数据交换、时钟同 步、定位、设备协同、远程控制管理等要求。(4)网络设备标准:主要规范工业互联网内使用的网 络设备功能.性能、接口等关键技术要求,包括工业网关、 工业交换机、工业路由器、工业光网络单元(
21、ONU)、工业 基站、工业无线访问(AP)等标准。(5)网络资源管理标准:主要规范工业互联网涉及的 地址、无线频谱等资源使用管理要求以及网络运行管理要 求,包括工业互联网IPv6地址管理规划、应用和实施等标 准,用于工业环境的无线频谱规划等标准,以及工厂内网络 管理标准、工厂外网络管理等标准。(6)互联互通标准:主要规范跨设备、跨网络、跨域 数据互通时涉及的协议、接口等技术要求。2. 2标识解析标准标识解析标准主要包括编码与存储、标识数据采集、解 析、数据交互.设备与中间件、异构标识互操作等标准。(1)编码与存储标准:主要规范工业互联网的编码方 案,包括编码规则、注册操作规程,节点管理等标准,
22、以及 标识编码在条码、二维码、射频识别标签存储方式等标准。(2)标识采集标准:主要规范工业互联网标识数据的 采集方法,包括各类涉及标识数据采集实体间的通信协议以 及接口要求等标准。(3)解析标准:主要规范工业互联网标识解析的分层 模型、实现流程、解析查询数据报文格式、响应数据报文格 式和通信协议等要求。(4)交互处理标准:主要规范设备对标识数据的过滤、 去重等处理方法以及标识服务所涉及的标识间映射记录数 据格式和产品信息元数据格式等要求。(5)设备与中间件标准:主要规范工业互联网标识解 析服务设备所涉及的功能、接口、协议、同步等要求。(6)异构标识互操作标准:主要规范不同工业互联网 标识解析服
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