工业互联网标准体系-梳理学习

(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。

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    节点0(工业互联网标准体系)
    节点1(基础共性)
    节点11(术语定义)
    节点12(通用需求)
    节点13(架构)
    节点14(测试与评估)
    节点15(管理)
    节点2(总体)
    节点21(网络与联结)
    节点22(标识解析)
    节点23(边缘计算)
    节点24(平台与数据)
    节点25(工业APP)
    节点26(安全)
    节点211(工厂内网)
    节点212(工厂外网)
    节点213(设备/产品联网)
    节点214(网络设备)
    节点215(网络资源管理)
    节点216(互联互通)
    节点221(编码与存储)
    节点222(标识采集)
    节点223(解析)
    节点224(交互处理)
    节点225(设备与中间件)
    节点226(异构标识互操作)
    节点231(边缘设备)
    节点232(边缘智能)
    节点233(能力开放)
    节点241(数据采集)
    节点242(资源管理与配置)
    节点243(工业大数据)
    节点244(工业微服务)
    节点245(应用开发环境)
    节点246(平台互通适配)
    节点251(开发)
    节点252(应用)
    节点253(服务)
    节点261(设备安全)
    节点262(控制系统安全)
    节点263(网络安全)
    节点264(数据安全)
    节点265(平台安全)
    节点266(应用程序安全)
    节点267(安全管理)
    节点3(应用)
    节点31(典型应用)
    节点32(垂直行业应用)
    节点311(智能化生产)
    节点312(个性化定制)
    节点313(网络化协同)
    节点314(服务化延伸)
    节点321(汽车)
    节点322(航空航天)
    节点323(石油化工)
    节点324(机械制造)
    节点325(轻工家电)
    节点326(电子信息)
    节点327(...)
    节点0---节点1
    节点0---节点2
    节点0---节点3
    节点1---节点11
    节点1---节点12
    节点1---节点13
    节点1---节点14
    节点1---节点15
    节点2---节点21
    节点2---节点22
    节点2---节点23
    节点2---节点24
    节点2---节点25
    节点2---节点26
    节点21---节点211
    节点21---节点212
    节点21---节点213
    节点21---节点214
    节点21---节点215
    节点21---节点216
    节点22---节点221
    节点22---节点222
    节点22---节点223
    节点22---节点224
    节点22---节点225
    节点22---节点226
    节点23---节点231
    节点23---节点232
    节点23---节点233
    节点24---节点241
    节点24---节点242
    节点24---节点243
    节点24---节点244
    节点24---节点245
    节点24---节点246
    节点25---节点251
    节点25---节点252
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    节点3---节点31
    节点3---节点32
    节点31---节点311
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    节点32---节点324
    节点32---节点325
    节点32---节点326
    节点32---节点327

(二)重点标准化领域及方向

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

2.1 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) 工厂内网络标准: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。

(2) 工厂外网络标准: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(NB-IoT)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(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,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务之间的互操作,包括实现方式、交互协议、数 据互认等标准。

2.3 边缘计算标准

边缘计算标准主要包括边缘设备标准、边缘智能标准、 能力开放标准三个部分。

(1)边缘设备标准:主要规范边缘云、边缘网关、边缘控制器等边缘计算设备的功能、性能、接口等要求。

(2)边缘智能标准:主要规范实现边缘计算智能化处理能力技术的相关标准包括虚拟化和资源抽象技术、实时操作系统、分布式计算任务调度、边云协同策略和技术等。

(3)能力开放标准:主要规范基于边缘设备的资源开放 能力、接口、协议等要求,以及边缘设备之间互通所需的调度、接口等要求。

2.4 平台与数据标准

平台与数据标准主要包括数据采集标准、资源管理与配置标准、工业大数据标准、工业微服务标准、应用开发环境标准,以及平台互通适配标准等。

(1)数据采集标准:主要规范工业互联网平台对各类 工业数据的集成与接入处理相关技术要求,包括协议解析、 数据集成、数据边缘处理等标准。

(2)资源管理与配置标准:主要规范工业互联网平台基 础资源虚拟化、资源调度管理、运行管理等技术要求,以及工业设备和工业资源配置要求等。

(3)工业大数据标准:主要包括工业数据交换、工业 数据分析与系统、工业数据管理、工业数据建模、工业大数据服务等标准。

①工业数据交换标准:主要规范工业互联网平台内不同系统之间数据交换体系架构、互操作、性能等要求。

②工业数据分析与系统标准:主要规范工业互联网数据 分析的流程及方法,包括一般数据分析流程及典型场景下数据分析可以使用的工具、大数据系统等标准。

③工业数据管理标准:主要规范工业互联网数据的存储结构、数据字典、元数据、数据质量要求、数据生命周期管理、数据管理能力成熟度等要求。

④工业数据建模标准:主要规范物理实体(在制品、设备、产线、产品等)在网络空间中的映像及相互关系,包括静态属性数据描述,运行状态等动态数据描述,以及物理实 体之间相互作用及激励关系的规则描述等标准。

⑤工业大数据服务标准:主要规范工业互联网平台运用大数据能力对外提供的服务,包括大数据存储服务、大数据分析服务、大数据可视化服务、数据建模及数据开放、数据 共享等标准。

(4)工业微服务标准:主要规范工业互联网平台微服务架构原则、管理功能、治理功能、应用接入、架构性能等 要求。

(5)应用开发环境标准:主要规范工业互联网平台的 应用开发对接和运营管理技术要求,包括应用开发规范、应用开发接口、服务发布、服务管理以及资源管理、用户管理、 计量计费、开源技术等标准。

(6)平台互通适配标准:主要规范不同工业互联网平台之间的数据流转、业务衔接与迁移,包括互通共享的数据接 口、应用进行移植和兼容的应用接口、数据及服务流转迁移要求等标准。

2.5 工业 APP 标准

工业 APP 标准主要包括工业 APP 开发标准、工业 APP应用标准、工业 APP 服务标准。

(1)工业 APP 开发标准:用于规范工业 APP 参考架构、工业 APP 开发方法、工业 APP 开发平台等相关标准。

(2)工业 APP 应用标准:用于规范工业 APP 的应用需求、应用模式、应用评价等应用特性的相关标准。

(3)工业 APP 服务标准:服务于工业 APP生态建设, 用于规范工业 APP 的知识产权、质量保证、流通服务、安 全防护等相关标准。

2.6 安全标准

安全标准主要包括设备安全、控制系统安全、网络安全、 数据安全、平台安全、应用程序安全、安全管理等标准。

(1)设备安全标准: 主要规范工业互联网中各类终端设备在设计、研发、生产制造以及运行过程中的安全防护、 检测及其它技术要求,包括数据采集类设备、智能装备类设备(如可编程逻辑控制器(PLC)、智能电子设备(IED)等) 等。对于每一类终端设备,均包括但不限于设计规范、防护要求(或基线配置要求)、检测要求等标准。

(2)控制系统安全标准: 主要规范工业互联网中各类 控制系统中的控制软件与控制协议的安全防护、检测及其它技术要求,包括数据采集与监视控制系统(SCADA)、集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)等安全标准。

(3)网络安全标准:主要规范承载工业智能生产和应用的通信网络与标识解析系统的安全防护、检测及其它技术要求,以及相关网络安全产品的技术要求。

(4)数据安全标准:主要规范工业互联网数据相关的安全防护、检测及其它技术要求,包括工业大数据、用户个 人信息等数据安全技术要求、数据安全管理规范等标准。

(5)平台安全标准:主要规范工业互联网平台的安全 防护、检测、病毒防护及其它技术要求,包括边缘计算能力、 工业云基础设施(包括服务器、数据库、虚拟化资源等)、 平台应用开发环境、微服务组件等安全标准。

(6)应用程序安全标准:主要规范用于支撑工业互联 网智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等服 务的应用程序的安全防护与检测要求,包括支撑各种应用的 软件、APP、Web 系统等。

(7)安全管理标准:主要规范工业互联网相关的安全管 理及服务要求,包括安全管理要求、安全责任管理、安全能 力评估、安全评测、应急响应等标准。

3.应用标准

应用标准包括典型应用标准和垂直行业应用标准等。

(1)典型应用标准:包括智能化生产标准、个性化定制 标准、网络化协同标准、服务化转型标准。

①智能化生产标准:主要面向工业企业的生产制造环节,制定通用的业务应用等标准。

②个性化定制标准:主要面向个性化、差异化客户需求,制定通用的业务应用等标准。

③网络化协同标准:主要面向协同设计、协同制造、供 应链协同等场景,制定通用的业务应用等标准。

④服务化延伸标准:面向产品远程运维、基于大数据的 增值服务等典型场景,制定通用的业务应用等标准。

(2)垂直行业应用标准:依据基础共性标准、总体标准和典型应用标准,面向汽车、航空航天、石油化工、机械制造、轻工家电、电子信息等重点行业领域的工业互联网应用,开发行业应用导则、特定技术标准和管理规范, 优先在重点行业领域实现突破,同时兼顾传统制造业转型升级的需求,逐步覆盖制造业全应用领域。

来源:两部门关于印发《工业互联网综合标准化体系建设指南》的通知( 工信部联科〔2019〕32号 )