2.3 工业互联网标准体系

2.3.1 概述

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，正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，将对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性的影响。“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的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，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）》^[26]、全面总结工业互联网标准化需求基础上，AII组织撰写并发布《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定的联盟标准，形成了统一、综合、开放的工业互联网标准体系。

工业互联网标准体系包括基础共性、总体、应用三大类标准，如图2-3所示。

2.3.2 重点标准化领域及方向

2.3.2.1 基础共性标准

基础共性标准主要是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，为其他各部分标准的制定提供支撑，包括工业互联网场景、技术、业务等主要概念的定义、分类，相近概念之间的关系等。

（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的需求标准。

（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、绩效等方面的标准。

2.3.2.2 总体标准

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.标识解析标准

标识解析标准主要包括编码与存储、标识采集、解析、交互处理、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方面的标准。

（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。

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、边缘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。

4.平台与数据标准

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

（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、数据共享等的标准。

（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。

5.工业App标准

工业App标准主要包括工业开发标准、应用标准、服务标准。

（1）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）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）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。

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、生产制造及运行过程中的安全防护、检测及其他技术要求，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、检测及其他技术要求，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、检测及其他技术要求，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、检测及其他技术要求，包括工业大数据、企业用户和个人用户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、病毒防护及其他技术要求，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。

2.3.2.3 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

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、服务化延伸标准。

（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。

2.3.3 标准体系演进分析

《工业互联网标准体系（版本 2.0）》相较于《工业互联网标准体系框架（版本1.0）》主要新增以下系列标准：

（1）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、应用核心能力等的分布式开放体系和关键技术。随着“云+边”协同计算、“5G+边缘计算”等应用场景的落地实施，需要在边缘设备网络、边缘智能及边缘开放能力方面形成标准规范，其国内外标准化工作刚刚进入起步阶段，需要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的标准研制工作。

（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，满足特定场景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痛点应用问题。为此，需要尽快在工业 App 的业务体系、生态体系、支撑技术体系等方面建立共识，以冲破目前尚无相关标准的困境。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，能够更有效地发展和推广工业App，支撑“百万工业App”发展目标的实现。

（3）垂直行业应用。

工业互联网新的体系架构同时在工业应用场景、垂直行业推广方面提供了实施路径。要指导全行业建设工业互联网，需要针对特定行业制定标准规范，指导行业工业互联网的快速构建。当前，面向重点行业领域的标准研制工作尚刚刚起步，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。