工业互联网标准体系20.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、）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

15、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

16、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

17、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。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。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

18、用的工具、大数据系统等标准。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。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。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

19、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、

20、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

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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。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。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。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。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

26、、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

27、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 (the 5th Generation mobile communication technology) AII

28、：工业互联网产业联盟（Alliance of Industrial Internet） APP: 应用程序(Application) CID：通信标识（Communication Identifier） COAP：受限应用协议（Constrained Application Protocol）CRM：客户资源管理（Customer Relationship Management） DCS: 分布式控制系统 (Distributed Control System) DDoS：分布式拒绝服务（Distributed Denial of Service） DDS：数据分布服务（Data Distri

29、bution Service）DNS: 域名系统（Domain Name System） DONA：数字对象名称管理机构（Digital Object Numbering Authority）Ecode：物联网统一标识（Entity Code）EPA: 工厂自动化用以太网 (Ethernet in Plant Automation) ETL: 抽取-转换-加在(Extract-Transform-Load)FCS: 现场总线控制系统 (Fieldbus Control System)IEC: 国际电工技术委员会 (International Electrotechnical Committee

30、)IaaS:基础设施即服务(Infrastructure as a Service)IETF：国际互联网工程任务组（Internet Engineering TaskForce）IP: 互联网协议 (Internet Protocol)ISO: 国际标准化组织 (International Organization for Standardization)LTE：长期演进（Long Term Evolution）MES: 制造执行系统 (Manufacturing Execution System)NB-IoT：基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things

31、）OID：对象标识符（Object Identifier） PaaS：平台即服务（Platform as a Service）PLC: 可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller) PLM：产品生命周期管理（Product Lifecycle Management） PON: 无源光纤网络 (Passive Optical Network) SaaS：软件即服务（Software as a Service） SCADA：数据采集与监控系统（Supervisory Control And Data Acquisition）SCM：供应链管理（Supply ch

32、ain management） SDK：软件开发工具包（Software Development Kit） SDN：软件定义网络（Software Defined Network） SLA:服务等级协议 (Service-Level Agreement) SOA：面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture）TSN: 时间敏感网络 (Time Sensitive Network)VPN：虚拟专用网（Virtual Private Network）WIA-FA：面向工厂自动化的无线网络（Wireless Network for Industrial Automation Factory A