工业互联网标准体系20.docx
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工业互联网标准体系20
工业互联网标准体系
（版本2.0）
2019年2月
一、工业互联网发展情况
（一）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。
（二）工业互联网重点领域标准化发展情况
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，需要在时间敏感网络（TSN）、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（OID）、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，无法支撑构建统一管理、高效、安全可靠、互联互通的网络基础设施。
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。
二、工业互联网标准体系建设的思路及原则
（一）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（2018-2020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。
图2工业互联网标准体系框架
2
（二）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。
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开发类标准：
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。
在工业APP参考架构方面，提出工业APP的典型分类，并针对工业APP的不同分类提出工业APP的参考架构及判定准则；在工业APP开发方法方面，提出工业APP的开发方法典型分类（如工业软件云化改造、基于平台原生开发、跨平台移植适配等），并有效规范不同工业APP开发方法的
技术过程及控制要求；在工业APP开发平台方面，基于开发平台与不同工业资源（如工业软件、制造设备、工业产品等）的适配原则，提出工业APP开发平台的典型分类，并有效规范不同工业APP开发平台的应用模式及性能要求。
（2）工业APP应用类标准：
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。
在工业APP应用需求方面，有效规范工业APP的应用主体、组配化环境、建模方法、性能要求等相关要求；在工业APP应用
模式方面，有效规范工业APP的独立应用及组配化应用模式，并进一步规范工业APP在组配化应用模式中的应用定位；在工业APP应用评价方面，针对不同类型的工业APP及应用模式，有效规范工业APP评价指标体系及评价方法。
（3）工业APP服务类标准：
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。
在工业APP知识产权方面，有效规范工业APP的知识产权确定及保护要求；在工业APP质量保
证方面，有效规范工业APP在全寿命周期不同阶段的质量
评价及控制要求；在工业APP流通服务方面，有效规范工业APP的定价、交易管理、售后服务管理等有关要求；在工业APP安全防护方面，有效规范工业APP的知识安全、数据安全、应用安全等有关要求。
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。
四、工业互联网标准化推进及实施建议
实施动态更新。
实施动态更新完善机制，随着工业互联网发展水平和行业认识水平的不断提高，根据工业互联网发展的不同阶段，修订联盟《工业互联网标准体系》。
加快标准研制。
基于“共性先立，急用先行”的原则，依托工业互联网标准绿色通道，加快联盟标准向国家和行业标准的上升转化；推动标准试验验证平台和公共服务平台建设，为标准的制定和实施提供技术支撑和保障。
加强宣贯培训。
充分发挥工业互联网产业的作用，进一步加强标准的培训、宣贯工作，通过培训、咨询等手段
推进标准宣贯与实施。
加强国际交流与合作。
加强联盟与国际标准化组织的交流与合作，定期举办工业互联网标准化国际论坛，组织中外企业和标准化组织开展交流合作，通过参与国际标准化组织（ISO）、国际电工技术委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）等相关国际标准化组织的标准化工作，积极向国际标准化组
织输出联盟乃至我国工业互联网标准，加强国际合作。
附件1：
工业互联网相关名词术语和缩略语
5G:
第五代移动通信技术（the5thGenerationmobilecommunicationtechnology）AII：
工业互联网产业联盟（AllianceofIndustrialInternet）APP:
应用程序（Application）CID：
通信标识（CommunicationIdentifier）COAP：
受限应用协议（ConstrainedApplicationProtocol）
CRM：
客户资源管理（CustomerRelationshipManagement）DCS:
分布式控制系统（DistributedControlSystem）DDoS：
分布式拒绝服务（DistributedDenialofService）DDS：
数据分布服务（DataDistributionService）
DNS:
域名系统（DomainNameSystem）DONA：
数字对象名称管理机构（DigitalObjectNumberingAuthority）
Ecode：
物联网统一标识（EntityCode）
EPA:
工厂自动化用以太网（EthernetinPlantAutomation）ETL:
抽取-转换-加在（Extract-Transform-Load）
FCS:
现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）
IEC:
国际电工技术委员会（InternationalElectrotechnicalCommittee）
IaaS:
基础设施即服务（InfrastructureasaService）
IETF：
国际互联网工程任务组（InternetEngineeringTask
Force）
IP:
互联网协议（InternetProtocol）
ISO:
国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）
LTE：
长期演进（LongTermEvolution）
MES:
制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）
NB-IoT：
基于蜂窝的窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）
OID：
对象标识符（ObjectIdentifier）PaaS：
平台即服务（PlatformasaService）
PLC:
可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）PLM：
产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）PON:
无源光纤网络（PassiveOpticalNetwork）SaaS：
软件即服务（SoftwareasaService）SCADA：
数据采集与监控系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition）
SCM：
供应链管理（Supplychainmanagement）SDK：
软件开发工具包（SoftwareDevelopmentKit）SDN：
软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork）SLA:
服务等级协议（Service-LevelAgreement）SOA：
面向服务的体系结构（Service-OrientedArchitecture）
TSN:
时间敏感网络（TimeSensitiveNetwork）
VPN：
虚拟专用网（VirtualPrivateNetwork）
WIA-FA：
面向工厂自动化的无线网络（WirelessNetworkforIndustrialAutomation–FactoryA
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