面向工业应用的边缘计算 应用指南-编制说明

一、项目来源

1.任务来源：全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会

（SAC/TC124）2022年国家标准制修订计划项目，项目计划号：20220076-T-604。

2.任务名称：《面向工业应用的边缘计算应用指南》。

二、编制依据和技术来源

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结

构和起草规则》的规定起草。

本标准为2018年科技部国家重点研发计划--网络协同制造和智能工厂《工

业互联网边缘计算节点设计方法与运行关键技术》项目研究基础上编制，项目执

行期限为2019年06月至2022年05月。

根据科技部高技术研究发展中心（国科高发计字〔2019〕43号）关于国家

重点研发计划网络协同制造和智能工厂重点专项2018年度项目立项的通知，以

及提交科技部备案的《国家重点研发计划课题任务书》（课题名称：工业互联网

边缘计算模型与体系架构，课题编号：2018YFB1700201），项目需要完成国家标

准《工业互联网边缘计算体系架构》报批稿1项。

三、起草单位和起草人

本标准由机械工业仪器仪表综合技术经济研究所牵头制定，参加单位包括：

中国信息通信研究院、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆机电智能制造有限公

司、重庆盟讯电子科技有限公司、陕煤集团榆林化学有限责任公司。

为有效推进标准制定工作，特别成立了标准起草工作组，由来自标准起草单

位的16位专家组成，包括：公彦杰、曾鹏、王哲、刘丹、宋纯贺、黄颖、赵艳

领、郑秋平、王洲、夏长清、张恒升、岳相军、冷冶、柳明杨、胡钟颢、武东升。

四、工作过程

2019年11月13日，在中科院沈阳自动化所举办了国家重点研发计划“网

络协同制造和智能工厂重点专项”2018年度项目启动会暨实施方案论证会。会

上就各项标准草案的范围、适用对象和标准框架进行了讨论，并达成了共识，同

1

时明确了各单位的分工和下一步工作计划。

2020年9月29日，在线上召开了“工业互联网边缘计算模型与体系架构”

第二次课题组会议暨标准工作组第二次会议。会上介绍了《工业互联网边缘计算

体系架构》研究报告初稿，与会专家对研究报告进行了详细讨论，提出了若干意

见和建议，并确定标准名称为《面向工业应用的边缘计算应用指南》。会后，

根据专家意见，项目组对研究报告进行了修改，正式开展标准草案编制工作。

2021年3月4日，在北京召开了标准工作组第三次会议，与会专家对《面

向工业应用的边缘计算应用指南》的正文部分进行了逐字逐句的审查。会后，

牵头单位根据专家意见对标准草案进行了修改，工作组专家按照分工完成编制和

校对工作。

2021年4月15日-5月30日，为更广泛的征集专家意见，邀请国内边缘计

算领域有成功应用案例的大型企业，对标准草案进行公开征求意见。收到了来自

重庆机电智能制造有限公司、重庆盟讯电子科技有限公司、陕煤集团榆林化学有

限责任公司等单位的修改意见。牵头单位根据征集到的意见对标准草案进行了修

改。

2021年6月15日，通过网络会议参加了由TC124组织的国家标准立项预答

辩会议，与会专家对标准制定的目的和意义，标准主要内容，与其它边缘计算相

关标准定位的差异进行了质询，项目组作了相应的解释。评审意见如下：应更加

注重标准语言的规范性；明确本标准与工业互联网其它边缘计算相关标准之间的

关系，避免内容上的交叉；进一步完善工业边缘控制器、边缘网关、边缘服务器

在典型应用场景中的差异化功能描述，并以资料性附录的形式补充典型应用案

例。会后，项目牵头单位根据专家评审意见对标准草案进行了进一步的修改，并

参加计划于2021年9月举行的正式立项答辩。

2021年9月14日，通过网络会议参加了由国标委组织的国家标准立项答辩，

项目组从标准制定的目标、适用对象、主要内容、标准体系中的定位等方面作了

汇报。会后，针对评审专家的问题，项目组补充分析了本标准与《物联网边缘

计算第1部分：通用要求》的差异与关系，最终标准通过立项答辩，并于2022

年1月17日开始在全国标准信息公共服务平台公示。

五、标准介绍

2

1.主要内容

《面向工业应用的边缘计算应用指南》聚焦于智能工厂、数字化车间内部

的三层网络架构，重点阐明了三类边缘计算设备在工业场景中使用时应考虑的功

能指标、性能指标，并给出了应用导则。最后，定义了工业边缘计算典型应用模

式，并以资料性附录的形式将标准化、可复制的典型应用场景固化，方便相关工

业领域推广使用,主要内容包括：

（1）工业边缘计算应用架构：包含设备层、控制层、企业层的工业边缘计

算应用架构，对工业边缘计算在不同层级中的应用方式给出了描述。

（2）工业边缘计算设备选型：包含工业边缘控制器、工业边缘网关、工业

边缘服务器三种通用设备，对其通用能力、差异化能力给出了选型时需要重点考

虑的因素。

（3）工业边缘控制器、工业边缘网关、工业边缘服务器的差异化性能指标、

功能指标，包含：网络性能、存储性能、可用性、开放编程功能、虚拟化功能、

数据处理功能、协同功能、智能计算功能、设备管理功能等。

（4）工业边缘计算应用模式：面向工业应用的边缘计算体系可以包含工业

边缘控制器、工业边缘网关、工业边缘服务器中的一种或多种，对典型应用模式

以及场景给出了描述。

（5）工业边缘计算网络架构指南（推荐性附录）：通过5G、TSN等新型网

络基础设施，为工业提供更低成本、符合工业应用要求的运算与通信能力，帮助

工业用户实现面向工业4.0的智能应用。

（6）工业边缘计算应用场景指南（推荐性附录）：在给出工业边缘计算应

用架构示例的基础上，分别给出了过程控制优化、能效优化、预测性维护，三个

场景的应用举例。

2.适用范围

本标准为工业系统集成商、边缘计算设备供应商、网络运营商在进行面向工

业应用的“云-边-端”协同的新型边缘计算方案设计、网络建设、边缘计算设备

选型时提供普遍性、原则性、方向性的指导和建议。

3.本标准的技术水平

目前国内外产业界对边缘计算架构及模型开展多方面的探索。2014年欧洲

3

ETSI成立移动边缘计算标准化工作组（MEC），将密集型移动计算任务迁移到附

近的网络边缘服务器中，提出移动边缘计算模型；2015年，开放雾计算联盟（OFC）

开展OpenFog架构及安全性、可扩展性、开放性等8个支柱模型研究；2018年，

华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所等单位联合发起的边缘计算产

业联盟（ECC），发布了《边缘计算参考架构3.0》白皮书，构建了30个边缘计

算测试床项目。2019年2月，在MWCBarcelona（巴塞罗那世界移动大会）上，

中国移动发布了《边缘计算技术白皮书》，从运营商的角度阐述了边缘计算及其

技术路标。

从技术层面分析，国内外研究内容只针对计算能力如何从云端向网络边缘渗

透，未充分关注工厂/车间内的具体应用场景对边缘计算的实际需求，而且未包

含5G、TSN等新型通信技术对边缘计算体系架构的影响。随着5G、TSN等新型通

信技术的成熟，在可预见的未来，边缘终端设备将会快速普及，这使得边缘计算

环境呈现出边缘设备数量庞大化、设备类型异构化、网络拓扑动态化、数据海量

化、应用多样化等特征，对工业边缘计算带来新的挑战。

在标准制定方面，ITU-TSG20发起了“边缘计算需求和能力要求”的国际

标准立项，CCSA也陆续开展多项边缘计算行业标准立项，均为本课题的研究奠

定了基础。2016年10月，由IEEE和ACM正式成立了IEEE/ACMSymposiumonEdge

Computing，对边缘计算的应用价值和研究方向开展了研究与讨论。2017年中国

科学院沈阳自动化研究所牵头成立了中国自动化学会边缘计算专业委员会，在总

结整理边缘计算应用案例的基础上，围绕多个边缘计算核心技术开展研究。

从标准层面分析，国外标准更聚焦“边缘智能”，仍缺少工业边缘计算相关

国际标准。国内标准大多关注物联网、工业互联网领域，偏向于边缘服务器与云

平台类应用，缺少边缘计算在工业现场的应用规范。综合分析，本标准与国外同

类技术处于同一水平，处于国内领先水平，可填补国内空白。

4.标准涉及专利情况

本标准的技术内容不涉及专利。

5.预期达到的社会效益

近年来5G等新型工业网络的应用，边缘数据呈爆炸式增长；原有的工业控

制器、网关等设备无法满足工业对大数据处理、智能决策等新型应用的高算力、

4

高可靠等需求。

本标准面向工业应用场景的边缘计算领域，很好地解决了方案设计、设备选

型时没有可以参考的标准，实施方案定制化程度高等问题，可以有力推动制造业

OT与IT深度融合，为企业在工业边缘计算项目的实施过程中提供规范指导，实

现边缘计算应用的低成本、快速开发与部署。

6.标准协调性说明

与国内现有标准、制定中标准的协调配套情况分析如下：

（1）工业领域不同层级的边缘计算有其特殊性，首先需要满足工业控制高

实时、高可靠等要求，并不是所有边缘计算技术都适合在工业现场应用；

（2）《工业互联网综合标准化体系建设指南（2021版）》制定过程中，征

求多位行业专家意见，本标准有其特定适用范围，与工业互联网标准体系无冲突；

（3）本标准与现行法律、法规、强制性标准等无冲突。

7.重大分歧意见的处理

本标准制定过程中，无重大分歧意见。

六、标准性质建议

建议作为国家推荐性标准执行。

国家标准《面向工业应用的边缘计算应用指南》起草工作组

2022年5月20日

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一、项目来源

1.任务来源：全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会

（SAC/TC124）2022年国家标准制修订计划项目，项目计划号：20220076-T-604。

2.任务名称：《面向工业应用的边缘计算应用指南》。

二、编制依据和技术来源

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结

构和起草规则》的规定起草。

本标准为2018年科技部国家重点研发计划--网络协同制造和智能工厂《工

业互联网边缘计算节点设计方法与运行关键技术》项目研究基础上编制，项目执

行期限为2019年06月至2022年05月。

根据科技部高技术研究发展中心（国科高发计字〔2019〕43号）关于国家

重点研发计划网络协同制造和智能工厂重点专项2018年度项目立项的通知，以

及提交科技部备案的《国家重点研发计划课题任务书》（课题名称：工业互联网

边缘计算模型与体系架构，课题编号：2018YFB1700201），项目需要完成国家标

准《工业互联网边缘计算体系架构》报批稿1项。

三、起草单位和起草人

本标准由机械工业仪器仪表综合技术经济研究所牵头制定，参加单位包括：

中国信息通信研究院、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆机电智能制造有限公

司、重庆盟讯电子科技有限公司、陕煤集团榆林化学有限责任公司。

为有效推进标准制定工作，特别成立了标准起草工作组，由来自标准起草单

位的16位专家组成，包括：公彦杰、曾鹏、王哲、刘丹、宋纯贺、黄颖、赵艳

领、郑秋平、王洲、夏长清、张恒升、岳相军、冷冶、柳明杨、胡钟颢、武东升。

四、工作过程

2019年11月13日，在中科院沈阳自动化所举办了国家重点研发计划“网

络协同制造和智能工厂重点专项”2018年度项目启动会暨实施方案论证会。会

上就各项标准草案的范围、适用对象和标准框架进行了讨论，并达成了共识，同

1

时明确了各单位的分工和下一步工作计划。

2020年9月29日，在线上召开了“工业互联网边缘计算模型与体系架构”

第二次课题组会议暨标准工作组第二次会议。会上介绍了《工业互联网边缘计算

体系架构》研究报告初稿，与会专家对研究报告进行了详细讨论，提出了若干意

见和建议，并确定标准名称为《面向工业应用的边缘计算应用指南》。会后，

根据专家意见，项目组对研究报告进行了修改，正式开展标准草案编制工作。

2021年3月4日，在北京召开了标准工作组第三次会议，与会专家对《面

向工业应用的边缘计算应用指南》的正文部分进行了逐字逐句的审查。会后，

牵头单位根据专家意见对标准草案进行了修改，工作组专家按照分工完成编制和

校对工作。

2021年4月15日-5月30日，为更广泛的征集专家意见，邀请国内边缘计

算领域有成功应用案例的大型企业，对标准草案进行公开征求意见。收到了来自

重庆机电智能制造有限公司、重庆盟讯电子科技有限公司、陕煤集团榆林化学有

限责任公司等单位的修改意见。牵头单位根据征集到的意见对标准草案进行了修

改。

2021年6月15日，通过网络会议参加了由TC124组织的国家标准立项预答

辩会议，与会专家对标准制定的目的和意义，标准主要内容，与其它边缘计算相

关标准定位的差异进行了质询，项目组作了相应的解释。评审意见如下：应更加

注重标准语言的规范性；明确本标准与工业互联网其它边缘计算相关标准之间的

关系，避免内容上的交叉；进一步完善工业边缘控制器、边缘网关、边缘服务器

在典型应用场景中的差异化功能描述，并以资料性附录的形式补充典型应用案

例。会后，项目牵头单位根据专家评审意见对标准草案进行了进一步的修改，并

参加计划于2021年9月举行的正式立项答辩。

2021年9月14日，通过网络会议参加了由国标委组织的国家标准立项答辩，

项目组从标准制定的目标、适用对象、主要内容、标准体系中的定位等方面作了

汇报。会后，针对评审专家的问题，项目组补充分析了本标准与《物联网边缘

计算第1部分：通用要求》的差异与关系，最终标准通过立项答辩，并于2022

年1月17日开始在全国标准信息公共服务平台公示。

五、标准介绍

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1.主要内容

《面向工业应用的边缘计算应用指南》聚焦于智能工厂、数字化车间内部

的三层网络架构，重点阐明了三类边缘计算设备在工业场景中使用时应考虑的功

能指标、性能指标，并给出了应用导则。最后，定义了工业边缘计算典型应用模

式，并以资料性附录的形式将标准化、可复制的典型应用场景固化，方便相关工

业领域推广使用,主要内容包括：

（1）工业边缘计算应用架构：包含设备层、控制层、企业层的工业边缘计

算应用架构，对工业边缘计算在不同层级中的应用方式给出了描述。

（2）工业边缘计算设备选型：包含工业边缘控制器、工业边缘网关、工业

边缘服务器三种通用设备，对其通用能力、差异化能力给出了选型时需要重点考

虑的因素。

（3）工业边缘控制器、工业边缘网关、工业边缘服务器的差异化性能指标、

功能指标，包含：网络性能、存储性能、可用性、开放编程功能、虚拟化功能、

数据处理功能、协同功能、智能计算功能、设备管理功能等。

（4）工业边缘计算应用模式：面向工业应用的边缘计算体系可以包含工业

边缘控制器、工业边缘网关、工业边缘服务器中的一种或多种，对典型应用模式

以及场景给出了描述。

（5）工业边缘计算网络架构指南（推荐性附录）：通过5G、TSN等新型网

络基础设施，为工业提供更低成本、符合工业应用要求的运算与通信能力，帮助

工业用户实现面向工业4.0的智能应用。

（6）工业边缘计算应用场景指南（推荐性附录）：在给出工业边缘计算应

用架构示例的基础上，分别给出了过程控制优化、能效优化、预测性维护，三个

场景的应用举例。

2.适用范围

本标准为工业系统集成商、边缘计算设备供应商、网络运营商在进行面向工

业应用的“云-边-端”协同的新型边缘计算方案设计、网络建设、边缘计算设备

选型时提供普遍性、原则性、方向性的指导和建议。

3.本标准的技术水平

目前国内外产业界对边缘计算架构及模型开展多方面的探索。2014年欧洲

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ETSI成立移动边缘计算标准化工作组（MEC），将密集型移动计算任务迁移到附

近的网络边缘服务器中，提出移动边缘计算模型；2015年，开放雾计算联盟（OFC）

开展OpenFog架构及安全性、可扩展性、开放性等8个支柱模型研究；2018年，

华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所等单位联合发起的边缘计算产

业联盟（ECC），发布了《边缘计算参考架构3.0》白皮书，构建了30个边缘计

算测试床项目。2019年2月，在