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两部门联合印发《工业互联网综合标准化体系建设指南》

导读: 为发挥标准在工业互联网产业生态体系构建中的顶层设计和引领规范作用,推动相关产业转型升级,加快制造强国和网络强国建设步伐,工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定《工业互联网综合标准化体系建设指南》,现予印发。

各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门、通信管理局、市场监督管理部门,有关行业协会、中央企业、标准化技术组织、标准化专业机构:

为发挥标准在工业互联网产业生态体系构建中的顶层设计和引领规范作用,推动相关产业转型升级,加快制造强国和网络强国建设步伐,工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定《工业互联网综合标准化体系建设指南》,现予印发。

附件: 工业互联网综合标准化体系建设指南

工业和信息化部

国家标准化管理委员会

2019年1月25日

附件:

工业互联网综合标准化体系建设指南

前  言

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,日益成为新工业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,是推进制造强国和网络强国建设的重要基础,是全面建成小康社会和建设社会主义现代化强国的有力支撑。工业互联网具有较强的跨领域综合性,正在形成全新和复杂的生态系统,急需加强工业互联网标准化工作,夯实工业互联网发展基础。

为落实《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》决策部署,指导当前和未来一段时间内工业互联网标准化工作,解决标准缺失、滞后、交叉重复等问题,工业和信息化部、国家标准化管理委员会组织制定《工业互联网综合标准化体系建设指南》,并进行动态更新完善,加快建立统一、综合、开放的工业互联网标准体系。

技术发展现状

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。

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图1 工业互联网参考架构

(一)网络体系

网络体系是工业互联网的基础。工业互联网网络体系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。网络体系包括网络与联接、标识解析、边缘计算等关键技术。

1.网络与联接

网络与联接技术主要包括工厂内外网等网络互联技术以及异构协议数据间互通技术。我国在工厂外部网络相关产业及技术基础相对较好,在工厂内部网络相关产业及技术方面基础薄弱。经过近几年的努力,我国在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)等方面有所突破,相关技术标准已成为国际标准。随着工业互联网的发展,工业以太网、工业无源光纤网络(PON)、工业无线、确定性网络(DetNet)、时间敏感网络(TSN)、软件定义网络(SDN)、低功耗无线网络、第五代移动通信技术(5G)、支持互联网协议第六版(IPv6)的技术和产品等已成为发展重点,需要在这些重点技术领域加快技术标准及产业布局。

2.标识解析

工业互联网标识解析技术是指可以根据目标对象的标识编码查询其网络位置或者相关信息的过程,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)、国际物品编码协会(GS1)等以及我国的物联网统一标识(Ecode)编码体系等。现有的标识解析技术大部分是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,无法满足工业互联网全产业链协同发展的需求。为了促进工业互联网产业持续快速健康发展,需要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我国工业互联网标识解析标准体系。

3.边缘计算(网络侧)

边缘计算是网络体系和平台体系的重要支撑技术,是网络、平台功能在边缘侧的映射。从网络侧看,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。通过边缘计算能够“就近”提供边缘智能服务,满足工业在敏捷联接、实时业务、安全与隐私保护等方面的需求。国际上主流信息通信企业均加大对边缘计算技术的研发及产品研制,产业处于发展初期,国内外标准化工作进入起步阶段,正在加快推动相关的标准研制工作。

(二)平台体系

平台体系是工业互联网的核心。工业互联网平台体系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。平台体系包括平台与数据、工业APP等关键技术。

1.平台与数据

工业互联网平台是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,是实现制造业数字化、网络化、智能化过程中工业资源配置的核心,是信息化和工业化深度融合背景下的新型产业生态体系。工业互联网平台是在云计算、大数据、工业通信、工业软件等技术综合集成应用基础上延伸出来的新型技术体系,支撑实现海量异构数据汇聚和建模分析、工业经验知识转化复用、工业智能应用开发运行。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,工业设备连接、数据采集、工业大数据应用、工业机理建模分析、工业微服务、工业应用开发环境、平台间兼容等重点领域成为标准化和产业推广布局的重点。

2.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。工业APP涵盖了从设计开发、测试部署到应用改进的软件开发技术,并涉及基础学科、行业知识和专业能力等工业技术。工业APP属于新兴领域,产业界尚无相关标准。随着工业APP产品的推出及试点应用标准化工作成为当前迫切需求,急需围绕工业APP架构、开发部署、运维管理、测试验证等关键领域开展标准研制和产业化推广。

3.边缘计算(平台侧)

为满足工业生产实时性、安全性等方面的需求,平台功能需要在靠近数据源的边缘侧进行映射,负责生产现场数据实时处理与业务快速优化,满足工业在虚拟化和资源抽象、超低时延数据感知、边云协同、轻量级机器学习应用等方面的需求。工业互联网平台企业均开展平台边缘计算智能算法和模块的研发及产业化,亟需加快制定平台边缘计算智能的实时操作系统、分布式计算任务调度、边云协同策略等方面的标准。

(三)安全体系

安全体系是工业互联网的保障。安全体系通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系,打造满足工业需求的安全技术体系和相应管理机制,识别和抵御来自内外部的安全威胁,化解各种安全风险,是工业互联网可靠运行,实现工业智能化的安全可信保障。

工业互联网安全从防护对象、防护措施及防护管理三个维度构建。针对不同的防护对象部署相应的安全防护措施,根据实时监测结果发现网络中存在的或即将发生的安全问题并及时做出响应,并通过加强防护管理,明确基于安全目标的可持续改进的管理方针,从而保障工业互联网的安全。

工业互联网安全主要涉及设备、控制系统、网络、数据、平台、应用等方面的防护技术和管理手段,现有面向公网或专网的安全技术及管理标准尚不能满足工业互联网跨网络、跨领域的整体安全保障需求。现阶段针对工业互联网安全相关标准主要集中在工业控制系统领域,为支撑工业互联网健康发展,需要系统全面地开展工业互联网安全技术研究与标准研制。

(四)应用

工业互联网应用催生的新模式新业态是我国工业互联网的特色之一。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、服务化延伸等典型应用。

对于智能化生产,企业围绕研发设计、生产制造、经营管理各环节,应用工业互联网将人、机、料、法、环等资源进行集成与分析,实现生产管控一体化、制造工艺优化、柔性制造、能耗管理、仓储物流优化等。对于网络化协同,制造企业基于工业互联网平台集成设计企业、供应链企业的业务系统,实现协同设计与供应链协同优化;在制造装备联网的基础上,远程下达加工制造需求、对外开放空闲制造能力,实现云制造。对于个性化定制,企业应用工业互联网精准、无缝对接用户个性化需求,并结合产品的模块化设计,实现个性化产品定制。对于服务化延伸,企业应用工业互联网将产品的研发设计数据、运行状态数据、历史维护数据、用户使用行为数据等进行汇聚并分析,实现故障预测与健康管理、远程维护、产品设计反馈优化等。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。

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