《智能制造应用互联 第1部分：集成技术要求gbt 42405.1-2023》详细解读

《智能制造应用互联第1部分：集成技术要求gb/t42405.1-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4CPS融通互联集成技术架构contents目录4.1架构描述4.2业务诉求4.3分层转换互联模型4.4融通互联引擎模型4.5基础技术支撑4.5.1协议转换4.5.2路由计算contents目录4.5.3数据格式转换4.5.4报文加密4.5.5参数化协议适配4.6解决方案(产品)5CPS融通互联集成技术要求contents目录5.1分层转换互联模型集成技术要求5.2融通互联引擎模型集成技术要求5.2.1协议包装器技术要求5.2.2消息报文技术要求5.2.3消息流管道技术要求5.3CPS融通互联总线集成技术要求contents目录5.3.1通用设计要求5.3.2设备服务总线设计要求5.3.3应用服务总线设计要求5.3.4开放服务总线设计要求5.3.5工业要素标识解析技术要求5.4集成应用技术要求5.4.1集成安全标准contents目录5.4.2集成数据标准5.4.3集成数据交换场景标准附录A(资料性)融通互联集成参考架构范例附录B(资料性)分层转换互联模型参考附录C(资料性)融通互联引擎模型参考contents目录附录D(资料性)融通互联产品解决方案参考附录E(资料性)管理壳信息模型参考附录F(资料性)协议包装器模板构建方式附录G(规范性)报文标准附录H(资料性)设备服务总线功能参考附录I(资料性)应用服务总线功能参考contents目录附录J(资料性)开放服务总线功能参考附录K(资料性)工业要素标识解析服务功能参考附录L(规范性)编码规范参考文献011范围本部分规定了智能制造应用互联的集成技术要求，包括系统架构、接口与集成方式、数据交互格式和信息安全等方面的要求。适用于智能制造系统中不同厂商、不同类型设备与系统之间的应用互联，以及智能制造应用系统的集成与实施。标准的定义与界限本标准不涉及智能制造应用系统内部的具体实现细节，只关注系统间的互联与集成。本标准还涉及智能制造系统的集成测试与验证方法，以确保各系统间的互联互通和协同工作。智能制造应用互联的集成技术要求涉及多个领域，包括但不限于设备层、控制层、执行层以及企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）等信息系统层面。涵盖的内容包括系统间的通信协议、数据格式转换、接口标准、信息安全保障措施等，以确保智能制造系统的稳定、高效运行。涵盖的内容与领域010203022规范性引用文件规范性引用文件为智能制造应用互联提供了统一的参考和依据，确保各个部分之间的协调和一致性。确保标准的准确性和一致性这些文件包含了智能制造应用互联所涉及的技术要求和标准，为实施者提供了技术支持和指导。提供技术支持和指导通过规范性引用文件，可以使得更多的人了解和接受智能制造应用互联的标准，从而促进其推广和应用。促进标准的推广和应用引用文件的重要性主要引用文件GB/TXXXX.X-XXXX智能制造能力成熟度模型GB/TXXXX.X-XXXX智能制造对象标识要求其他相关的国家、行业或团体标准GB/TXXXX.X-XXXX工业互联网平台参考架构引用文件的应用010203在制定智能制造应用互联的实施方案时，应参考和遵循这些规范性引用文件的要求和规范。在进行智能制造系统的设计和开发时，应确保系统的功能和性能符合这些引用文件的标准。在对智能制造系统进行测试和验证时，应以这些引用文件为依据，确保系统的稳定性和可靠性。033术语、定义和缩略语集成技术将不同系统、设备、应用等进行技术整合，以实现信息共享、流程协同和功能互操作的技术。智能制造一种以信息技术为基础，结合制造技术，实现制造过程智能化、柔性化和高度集成化的制造模式。工业互联网平台基于云计算、大数据、物联网等新一代信息技术，为工业制造提供数据采集、存储、分析和可视化等服务的平台。术语智能制造应用互联指通过工业互联网平台，实现智能制造相关应用系统的互联互通，提高制造过程的可视化、可控制和智能化水平。集成技术要求为实现智能制造应用互联，对相关技术、系统、平台等提出的集成和整合要求，以确保各组件之间的协同工作和信息共享。定义工业物联网（IndustrialInternetofThings）IIoT制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）MES01020304智能制造（IntelligentManufacturing）IM企业资源规划（EnterpriseResourcePlanning）ERP缩略语043.1术语和定义智能制造是一种基于先进制造技术、信息物理系统和互联网技术的制造模式，通过智能化设备、智能化生产管理系统和智能化服务，实现制造过程的可视化、可控制和智能化。定义智能制造具有自适应、自学习、自优化等特征，能够提高生产效率、降低成本、提升产品质量和服务水平。特点智能制造定义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、高效配置的工业云平台。功能工业互联网平台工业互联网平台具备数据采集、数据处理、数据分析、数据可视化等核心功能，同时提供应用开发、微服务、安全管理等基础服务，以及面向特定行业、特定场景的应用服务。0102智能制造管控工业互联网平台是结合智能制造和工业互联网技术，实现对制造过程的全面管控和优化的平台。定义该平台可以应用于各种制造行业，如钢铁、机械、电子等，通过实时数据采集、分析和处理，帮助企业实现生产过程的可视化、可控制和智能化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本和风险。同时，该平台还可以为企业提供定制化的应用服务，满足企业不同的业务需求。应用智能制造管控工业互联网平台053.2缩略语3.2缩略语在《智能制造应用互联第1部分：集成技术要求》（GB/T42405.1-2023）中，涉及到了许多专业术语和缩略语。这些缩略语是该标准中重要的组成部分，它们代表了智能制造应用互联领域的关键技术和概念。以下是一些可能出现的缩略语及其解读1.CPS：信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems），这是智能制造的核心概念，强调物理世界与数字世界的深度融合。2.OT：操作技术（OperationalTechnology），指的是与工业设备、生产线等物理实体相关的技术。4.API应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface），允许不同软件系统之间进行交互的标准。5.MQ消息队列（MessageQueue），一种通信方法，用于在分布式系统中传递消息，实现异步通信。3.IT信息技术（InformationTechnology），涉及数据处理、网络通信、软件开发等领域的技术。3.2缩略语3.2缩略语DMZ：隔离区（DemilitarizedZone），在网络安全中，DMZ是指一个物理或逻辑子网，用于放置对外提供服务的服务器，以减少对内部网络的安全风险。SaaS：软件即服务（SoftwareasaService），一种云计算服务模式，通过网络提供软件应用。RestAPI：基于HTTP的Web服务接口，使用标准的HTTP方法进行数据交互。这些缩略语在标准中频繁出现，对于理解和实施智能制造应用互联至关重要。它们代表了不同的技术和概念，在智能制造的集成过程中发挥着关键作用。通过掌握这些缩略语的含义，可以更好地理解和应用《智能制造应用互联第1部分：集成技术要求》（GB/T42405.1-2023）这一国家标准。064CPS融通互联集成技术架构4.1架构概述CPS融通互联模型将数据和系统抽象为跨越整个企业的“数据虚拟化层”，是一个虚拟化的抽象服务平台。该架构旨在解决智能制造应用互联需求，实现系统、平台、工业APP之间的互联互通和互操作。CPS融通互联是一个企业级、跨部门、跨组织和跨系统的泛在信息物理融合系统。010203CPS融通互联引擎模型包括数据源系统、协议包装器、信息管理壳等关键组件，实现信息的融合、交换和共享。基础技术支撑包括协议转换、路由计算、数据格式转换以及参数化协议适配等技术，为智能制造应用互联提供强大的技术支持。4.2主要构成4.3实现方法通过分层转换互联模型、CPS融通互联引擎模型等关键技术，实现多源异构IT系统、OT系统间的信息融合、信息交换和信息共享。制定统一的集成接口标准、应用集成方法、数据格式标准及集成安全支持方法，确保企业应用信息系统之间的顺畅互联。简化企业应用信息系统互联集成的项目实施、管理维护以及后续的扩展升级过程，提高工作效率。4.4应用价值指导和简化工业企业业务的全面数据化建设，助力企业实现智能制造转型。为制造企业向智能制造演进提供互联集成领域的工程实施基础性标准化支撑，推动工业制造业的持续发展。074.1架构描述VS智能制造应用互联采用分层架构设计，包括设备层、数据层、应用层等，各层之间通过标准化的接口进行交互，实现数据的采集、传输、处理和应用。模块化设计平台采用模块化设计思想，将不同功能模块进行划分，便于系统的扩展和维护。分层架构4.1.1整体架构设计4.1.2数据采集与传数据传输采用标准化的通信协议和数据格式，确保数据在传输过程中的准确性和实时性。同时，通过加密和校验等技术手段，保障数据传输的安全性。数据采集通过各类传感器、仪器仪表等设备，实时采集生产现场的数据，包括设备状态、生产流程、产品质量等信息。4.1.3数据处理与分析数据分析运用大数据分析技术，对预处理后的数据进行挖掘和分析，发现数据中的潜在规律和关联关系，为生产决策提供支持。数据预处理对采集到的原始数据进行清洗、去噪、归一化等预处理操作，提高数据的质量和可用性。4.1.4应用层功能远程监控通过智能制造应用互联平台，实现对生产现场的远程实时监控，及时掌握生产状况和设备运行情况。故障预警与诊断利用数据分析和人工智能技术，对设备进行故障预警和诊断，提高设备维护的效率和准确性。生产优化与调度根据实时数据和历史数据，对生产过程进行优化和调度，提高生产效率和产品质量。同时，通过与其他信息系统的集成，实现生产计划的协同和优化。084.2业务诉求实时监控生产流程通过工业互联网平台对生产流程进行实时监控，及时发现并解决问题，确保生产顺利进行。提高生产效率优化生产调度利用平台数据分析功能，合理安排生产计划，提高设备利用率和劳动生产率。减少生产瓶颈通过数据分析，找出生产过程中的瓶颈环节，进行针对性优化，提高整体生产效率。通过实时数据采集和分析，实现库存的精准管理，减少库存积压和浪费。精准库存管理监控能源消耗，及时发现能源浪费现象，提出节能建议，降低运营成本。能源管理优化通过远程监控和预测性维护，减少设备故障停机时间，降低维护成本。维护成本降低降低运营成本01020301质量追溯体系建立产品质量追溯体系，对生产过程中的质量数据进行采集、分析和处理，及时发现并处理质量问题。提升产品质量02工艺参数优化通过数据分析，优化生产工艺参数，提高产品质量和稳定性。03检测设备集成集成各种检测设备，实现自动化检测和数据处理，提高检测效率和准确性。根据客户需求，提供定制化的生产服务，满足客户个性化需求，提升客户满意度。定制化生产服务实现与供应商、物流等供应链环节的协同，优化供应链管理，提高企业整体竞争力。供应链协同优化通过工业互联网平台实现生产与销售、采购等部门的协同，快速响应市场变化。快速响应市场变化增强企业竞争力094.3分层转换互联模型010203分层转换互联模型是智能制造应用互联中的一个重要组成部分。该模型旨在解决智能制造、工业互联场景中不同系统、不同技术之间的信息孤岛问题。通过分层转换，实现多源异构IT系统、OT系统间的信息融合、信息交换和信息共享。模型概述模型结构分层转换互联模型由多个层级构成，每个层级都有其特定的功能和作用。这些层级包括但不限于：连接端点、特殊域连接技术、连接核心网关、连接核心标准以及核心网关等。““0104020503关键功能连接端点特殊域连接技术连接核心网关作为数据中转站，负责数据的路由、转发和安全控制。连接核心标准制定统一的数据交换和通信标准，确保各系统之间的顺畅通信。核心网关实现数据的最终整合和处理，为上层应用提供统一、标准的数据接口。针对不同领域或特殊需求，提供定制化的连接解决方案。负责与各种异构系统进行连接，实现数据的初步采集和转换。分层转换互联模型的应用能够显著提高智能制造系统的集成度和灵活性。通过该模型，企业可以更加便捷地实现跨业务、跨部门和跨组织之间的协作与信息共享。这将有助于提升企业的运营效率、降低生产成本，并推动企业向全面的智能制造转型。应用价值010203104.4融通互联引擎模型数据源系统：提供数据或者向其它系统索取数据的IT系统、OT系统和物理设备等，是信息交换的发起方或接收方。01数据源系统协议适配接口：包括MQ、MQTT、WebService、RestAPI等协议，用于系统间或设备间的信息交换。02信息管理壳：对源系统协议接口的标准化封装和声明，通过协议包装器的封装对外提供标准服务。03协议包装器：由“管理壳”与“协议适配器”组合而成，用于实现不同格式、不同协议信息标准化的统一。04消息队列及消息队列管理器：每个数据源系统实现信息交换的缓冲区，用于处理来自不同服务请求协议的相关数据调用。05融通互联引擎模型的构成通过协议包装器的标准化处理，将不同格式、不同协议的信息进行统一，实现信息的融合。实现异构系统的信息融合通过消息队列和消息流引擎，实现信息的实时、高效交换。实现信息的实时交换通过包装器的注册管理实现对外公开的服务接口，供其他系统调用。提供标准化服务接口融通互联引擎模型的功能01提高智能制造系统的互联互通性通过融通互联引擎模型，实现智能制造系统内部以及与其他系统的互联互通，提高生产效率。降低系统集成成本该模型提供了一个标准化的集成方案，降低了企业在系统集成过程中的成本投入。促进工业互联网平台的发展融通互联引擎模型是工业互联网平台的重要组成部分，其应用将推动工业互联网平台的进一步发展。融通互联引擎模型的应用价值0203114.5基础技术支撑能够管理和调节不同协议之间的请求，确保信息的准确传递。实现对应协议的请求控制将不同系统的通讯协议进行转换，使得各异构系统能够进行数据交换和通讯。通过协议转换实现异构协议系统通讯协议转换路由计算服务传递与稳定有效传输01通过消息流管道在服务端和客户端之间进行稳定有效的数据传输。动态寻址与路由信息解析02能够动态地解析路由信息，找到正确的服务地址。组装路由信息并发起请求03根据路由信息组装请求，并调用相应的服务。读取路由信息与回调服务请求方04基于服务调用的返回结果，读取路由信息并通过路径寻址将结果返回给服务请求方。根据服务提供方注册选择的报文内容格式，通过定义的报文内容格式实现自动转换。自动转换报文内容格式支持XML到JSON，JSON到XML等多种数据格式的映射处理，以满足不同系统间的数据交换需求。多种格式映射处理数据格式转换参数化协议适配动态解析参数信息01根据报文内容中指定的参数动态解析读取参数信息，以实现个性化的服务调用。协议转换适配器复用02根据协议适配的能力复用相应的协议转换适配器，提高系统的灵活性和可扩展性。自动选择协议对应的适配器03根据服务注册选择的通讯协议，系统能够自动选择协议对应的入站和出站适配器。转换能力与MQ协议接入接出04出入站适配器具备统一MQ协议的接入与接出能力，同时具备MQ协议与其它协议之间的转换能力，以满足多样化的系统接入需求。124.5.1协议转换协议转换的定义与重要性在智能制造应用中，各种设备、系统之间采用不同的通信协议，导致数据孤岛问题严重。协议转换技术的出现，打破了这一壁垒，使得数据能够在不同系统之间自由流动，为智能制造的集成与协同提供了有力支持。重要性协议转换是指将不同通信协议之间的数据进行转换，以实现数据的互通与共享。定义原理概述协议转换技术主要通过对不同协议的数据格式进行解析与映射，转换成目标协议所支持的数据格式，从而实现数据的互通。01协议转换的技术原理关键技术包括数据解析、数据映射、数据封装等。其中，数据解析负责对源协议数据进行解码，提取出有效信息；数据映射则将解析出的信息按照目标协议的数据结构进行重新组织；数据封装则将映射后的数据按照目标协议的格式进行编码，以便于传输与接收。02协议转换在智能制造中的应用场景数据分析与优化智能制造过程中产生的数据具有海量、多样、实时等特点。通过协议转换技术，可以将这些数据统一转换成标准格式，便于进行数据分析与优化。这有助于发现生产过程中的潜在问题，提出优化建议，提高生产效率与质量。系统集成智能制造涉及多个业务系统，如ERP、MES、SCM等。这些系统之间需要进行数据交互与共享，以支持业务的协同与优化。协议转换技术可以实现这些系统之间的无缝对接，提高系统集成度与业务协同效率。设备接入智能制造现场存在大量不同厂商、不同型号的设备，这些设备采用不同的通信协议。通过协议转换技术，可以将这些设备统一接入到智能制造管控工业互联网平台中，实现设备的集中管理与监控。134.5.2路由计算4.5.2路由计算0102034.5.2路由计算路由计算是智能制造应用互联中的关键技术之一，它确保了信息在复杂的网络环境中能够准确、高效地传输。在GB/T42405.1-2023标准中，路由计算的功能和要求被明确规定，主要包括以下几点1.服务传递与消息传输：路由计算负责将服务传递至指定的终端地址。在这个过程中，消息通过消息流管道在队列中进行稳定有效的传输，确保信息的可靠性和完整性。2.动态寻址与解析路由计算具备动态寻址的能力，能够解析路由中的路由信息，并根据这些信息组装请求并调用服务。这种动态寻址机制提高了系统的灵活性和可扩展性。4.5.2路由计算3.路径寻址与回调基于服务调用后返回的结果信息，路由计算能够读取路由信息，并通过路径寻址的能力返回服务请求方所在的系统。同时，它还能根据路径依赖关系回调服务请求方，确保信息的双向流通。4.多协议支持路由计算需要支持多种协议之间的转换，以适应不同系统之间的通信需求。这包括但不限于HTTP、MQTT、AMQP等常见协议，从而确保智能制造应用中的各种设备和系统能够无缝对接。通过实现上述功能，路由计算在智能制造应用互联中发挥着至关重要的作用，它不仅能够确保信息的准确传输，还能提高整个系统的运行效率和稳定性。因此，在设计和实施智能制造系统时，应充分考虑路由计算的重要性和实现细节。请注意，以上内容是基于GB/T42405.1-2023标准的解读，并可能涉及一些专业术语和技术细节。如需更深入的了解或实际应用，请咨询相关领域的专家或查阅相关文档。4.5.2路由计算144.5.3数据格式转换数据格式转换的重要性01在智能制造系统中，不同的设备和系统可能采用不同的数据格式，数据格式转换是实现这些系统之间数据交互的关键。通过数据格式转换，可以将原始数据转换为更易于分析和处理的形式，从而提高数据的可用性。统一的数据格式有助于实现信息的共享和协同工作，提高整个智能制造系统的效率和灵活性。0203实现系统间数据交互提高数据可用性促进信息共享标准化数据格式制定统一的数据交换标准，如XML、JSON等，使得不同系统能够按照这些标准进行数据交换。数据映射技术通过建立数据映射关系，实现不同数据格式之间的转换。这种方法需要对源数据格式和目标数据格式有深入的理解。中间件技术利用中间件技术，在数据传输过程中进行格式转换。中间件可以接收不同格式的数据，并将其转换为统一的格式后传输给目标系统。数据格式转换的方法010203数据格式多样性智能制造系统中涉及的数据格式种类繁多，给数据格式转换带来挑战。解决方案是建立全面的数据格式库，并不断更新和完善，以适应新的数据格式。01.数据格式转换的挑战与解决方案数据一致性保证在进行数据格式转换时，需要确保转换后的数据与原始数据在语义上保持一致。这需要对数据转换过程进行严格的测试和验证。02.性能优化大量的数据格式转换可能会影响系统的性能。因此，需要采用高效的转换算法和工具，以及优化数据存储和传输方式，来提高数据格式转换的效率。03.154.5.4报文加密对称加密技术采用相同的密钥进行加密和解密，如AES、DES等算法。混合加密技术结合对称加密和非对称加密，提高安全性和效率。非对称加密技术采用公钥和私钥进行加密和解密，如RSA算法。加密技术确保智能制造应用互联过程中传输的报文数据不被窃取或泄露。保护数据隐私通过加密技术，可以验证报文的完整性和真实性，防止数据在传输过程中被篡改。防止数据篡改加密技术可以防止恶意攻击和非法访问，确保数据在传输过程中的安全性。确保数据传输安全报文加密的重要性加密过程密钥生成根据所选的加密技术，生成相应的密钥，用于后续的加密和解密操作。加密操作使用密钥对原始报文进行加密，生成密文数据。解密操作接收方使用相应的密钥对密文数据进行解密，还原出原始报文。确保设备间传输的数据不被窃取或篡改，提高通信的安全性。智能制造设备间的通信对远程控制指令进行加密，防止指令被截获或篡改，确保指令的准确性和安全性。远程控制指令的传输对于需要保密的敏感数据，可以采用加密技术进行存储和传输，确保数据的安全性。敏感数据的存储和传输加密技术的应用场景164.5.5参数化协议适配参数化协议适配的定义参数化协议适配是指根据不同设备、系统和应用之间的通信协议差异，通过参数化配置实现协议的转换和适配，以保障各个组件之间的顺畅通信。在智能制造应用中，由于涉及到多种设备、系统和应用，它们之间的通信协议往往存在差异，因此需要进行参数化协议适配。参数化协议适配的重要性提高智能制造系统的互操作性通过参数化协议适配，可以实现不同设备、系统和应用之间的无缝连接，提高智能制造系统的互操作性。降低系统集成成本参数化协议适配能够减少因通信协议不兼容而导致的系统集成问题，从而降低集成成本。提升智能制造效率顺畅的通信能够保障智能制造过程中数据的实时传输和处理，从而提升制造效率。通过专门的协议转换器，将不同设备的通信协议进行转换，以实现设备间的互联互通。协议转换器参数化协议适配的实现方式在智能制造系统中引入软件中间件，通过中间件对不同设备的通信协议进行统一处理，以实现协议的适配。软件中间件制定统一的标准化接口，要求各设备厂商遵循该接口规范，从而实现设备间的无缝连接。这种方式需要设备厂商的配合和支持。标准化接口挑战随着智能制造技术的不断发展，新的设备和通信协议不断涌现，这给参数化协议适配带来了挑战。解决方案建立开放、灵活的参数化协议适配机制，支持新设备和通信协议的快速接入和适配。同时，加强与设备厂商的沟通与合作，共同推动智能制造领域通信协议的标准化和统一化进程。参数化协议适配的挑战与解决方案174.6解决方案(产品)创新应用通过工业互联网技术，实现了对生产设备的远程监控、预测性维护、生产优化等创新应用，提高了生产效率和产品质量。平台架构该平台采用先进的云计算、大数据等技术，实现了设备接入、数据采集、存储、分析和可视化等功能，为智能制造提供了强大的技术支撑。安全性保障平台采用了多重安全防护措施，确保数据传输和存储的安全性，为智能制造提供了可靠的信息安全保障。智能制造管控工业互联网平台标准化接口平台提供了标准化的数据接口和协议，方便与其他系统进行集成，实现了数据的互通互联。数据采集与处理平台能够实时采集生产现场的数据，并进行高效的处理和分析，为生产决策提供有力支持。可视化展示通过丰富的可视化工具，平台能够将生产数据以直观、易懂的方式展示出来，提高了生产管理的效率和便捷性。020301集成技术要求提高生产效率通过智能制造管控工业互联网平台的应用，企业能够实现生产设备的智能化管理和优化，从而提高生产效率。降低运营成本提升产品质量应用效果平台可以帮助企业及时发现和解决生产设备的问题，减少故障停机时间，降低运营成本。通过对生产数据的实时监测和分析，企业能够及时调整生产参数，提升产品质量和客户满意度。185CPS融通互联集成技术要求业务诉求明确企业智能化转型的需求和目标，以及CPS融通互联在实现这些目标中的作用。分层转换互联模型描述如何将各个IT系统、OT系统通过不同的技术、数据模型集成起来，形成一个统一的、互联互通的平台。CPS融通互联引擎模型详细阐述融通互联引擎的工作原理，如何通过协议包装器、消息队列、消息流引擎等技术实现系统的集成。5.1CPS融通互联模型架构数据格式转换制定统一的数据格式转换标准，确保不同系统间的数据能够顺畅交换。5.2CPS融通互联集成技术要求的具体内容01路由计算通过动态寻址的方式解析路由中的路由信息，实现信息的准确传递。02协议适配器提供多种协议的适配功能，以满足不同系统的接入需求。03参数化协议适配根据报文内容中指定的参数动态解析读取参数信息，实现协议的自动适配。04高并发限制利用消息队列的缓冲机制，降低大并发情况下的性能开销，确保系统稳定运行。报文大小与拆分原则制定合理的报文大小和拆分规则，以适应不同系统的传输需求。业务逻辑分离明确数据总线只负责数据传输的处理，不涉及业务逻辑的实现，确保系统的灵活性和可扩展性。5.3CPS融通互联总线的功能要求确保在集成过程中数据的安全性和完整性，防止数据泄露和篡改。集成安全标准5.4集成应用技术要求定义不同场景下数据交换的流程和规范，确保数据的准确传递和处理。集成数据交换场景标准提供一种处理异常的服务通道和技术手段，解决发生信息交换的异常服务的补偿措施。错误补偿机制195.1分层转换互联模型集成技术要求该模型能够实现智能制造系统中各个层级之间的数据交互和信息共享。通过该模型，可以实现设备层、控制层、管理层等不同层级之间的无缝连接。分层转换互联模型是一种将不同层级、不同协议的系统进行集成的模型。5.1.1模型概述5.1.2集成技术要求设备层集成要求能够接入各种类型的设备和传感器，实现数据的采集和传输。控制层集成要求能够实现各种控制系统的集成，包括PLC、DCS等，确保数据的准确传输和实时控制。管理层集成要求能够实现与企业管理系统的集成，包括ERP、MES等，提供全面的数据分析和优化建议。数据交互格式统一为了确保不同系统之间的数据能够顺畅交互，需要制定统一的数据交互格式和标准。数据传输安全确保数据在传输过程中的安全性和完整性，防止数据被篡改或窃取。系统稳定性要求系统具有高可靠性，能够长时间稳定运行，减少故障发生的概率。容错能力系统应具备一定的容错能力，当某个部分出现故障时，能够自动切换到备用系统或进行故障恢复。5.1.3安全性与可靠性要求介绍西王金属科技有限公司如何应用智能制造管控工业互联网平台进行创新应用，并取得的实际效果。西王金属科技有限公司应用案例提出具体的评估指标和方法，对智能制造管控工业互联网平台的应用效果进行客观评价。包括生产效率提升、成本降低、产品质量提高等方面的评估结果。效果评估指标5.1.4应用案例与效果评估205.2融通互联引擎模型集成技术要求融通互联引擎模型应采用模块化设计，以便于集成、维护和扩展。模块化设计提供标准化的接口，以实现与其他系统的互联互通。标准化接口引擎模型应具有高可用性，确保在故障情况下仍能保持稳定的运行。高可用性5.2.1引擎模型架构0102035.2.2数据集成要求数据安全与隐私保护在数据采集、传输、处理和存储过程中，应确保数据的安全性和隐私性。数据处理与存储具备高效的数据处理能力和大容量的数据存储能力，以满足大规模数据处理需求。数据采集与传输引擎模型应支持多种数据采集方式，并能实现数据的实时、准确传输。引擎模型应支持服务的注册、发现和管理功能，以便于服务的动态加载和卸载。服务注册与管理提供标准化的服务调用接口，实现服务的协同工作和互操作。服务调用与协同保证服务的质量和性能，以满足不同应用场景的需求。服务质量与性能5.2.3服务集成要求安全性保障通过冗余设计、故障恢复等手段，提高引擎模型的可靠性，确保其稳定运行。可靠性保障监控与日志管理提供完善的监控和日志管理功能，便于及时发现和解决问题。引擎模型应采取多种安全措施，防止数据泄露、非法访问和恶意攻击。5.2.4安全性与可靠性要求215.2.1协议包装器技术要求协议包装器的基本概念功能与作用协议包装器主要承担数据采集、协议转换、数据封装与解析等功能，确保智能制造系统中各设备与系统之间的顺畅通信。协议包装器定义协议包装器是一种在智能制造系统中使用的软件组件，用于将不同设备、系统之间的通信协议进行转换和封装，以实现数据的互通与共享。兼容性协议包装器应能兼容多种主流工业通信协议，如Modbus、OPCUA、MQTT等，以满足不同设备与系统之间的通信需求。协议包装器应具有高可靠性，能够保证数据传输的稳定性和准确性，避免因通信故障导致的生产中断或数据丢失。协议包装器应具备高实时性，能够确保数据的及时采集与传输，以满足智能制造系统对实时性的高要求。协议包装器应具备完善的安全机制，包括数据加密、身份验证等，以确保智能制造系统中数据的安全传输与存储。协议包装器的技术要求实时性可靠性安全性西王金属科技有限公司该公司通过应用智能制造管控工业互联网平台，利用协议包装器实现了生产现场数据的实时采集与远程监控，提高了生产效率与产品质量。其他制造企业众多制造企业通过引入协议包装器技术，成功实现了设备与系统之间的互联互通，为智能制造的推进奠定了坚实基础。协议包装器的应用实例225.2.2消息报文技术要求报文结构消息报文应遵循特定的结构，包括报文头、报文体和报文尾，以确保数据的完整性和可读性。数据类型与编码规定消息报文中使用的数据类型及其编码方式，如整数、浮点数、字符串等，并采用统一的编码标准，如ASCII、UTF-8等。字段定义明确每个字段的名称、类型、长度和含义，以便于解析和处理消息报文。报文格式规范010203传输协议选择适合的传输协议，如TCP/IP、UDP等，以确保消息报文的可靠传输。传输安全采用加密、签名等安全措施，保障消息报文在传输过程中的安全性和完整性。传输效率优化传输机制，减少传输延迟和丢包率，提高消息报文的传输效率。030201报文传输要求解析与封装接收端应能够正确解析消息报文，并按照规范进行封装，以便于后续处理。错误处理对于解析错误或不符合规范的消息报文，应给出相应的错误提示，并进行适当的处理，如重发请求或记录日志等。兼容性确保消息报文在不同系统、不同版本之间具有良好的兼容性，避免因版本升级或系统更换导致的数据解析问题。020301报文处理要求235.2.3消息流管道技术要求消息流管道的定义消息流管道是智能制造系统中，负责数据传输和通信的重要组成部分。它实现了智能制造系统内部以及系统与外部之间的信息交互和共享。消息流管道应具备高效的数据传输能力，确保实时、准确地传递信息。高效性消息传递过程中，应保证数据的完整性和安全性，防止数据丢失或被篡改。可靠性消息流管道应支持多种数据格式和通信协议，以适应不同的应用场景和需求。灵活性消息流管道的技术特点010203采用标准化的通信协议和数据格式，确保不同系统之间的兼容性。利用中间件技术，实现消息的发布/订阅、路由、过滤等功能。通过加密、签名等安全措施，保障消息传输的安全性。消息流管道的实现方式01生产现场数据采集与传输通过消息流管道，实时采集生产现场的数据，并将其传输到上层管理系统进行分析和处理。远程监控与调试利用消息流管道，实现对远程设备的实时监控和调试，提高生产效率和产品质量。供应链协同通过消息流管道，实现供应链各环节之间的信息共享和协同工作，提高供应链的响应速度和灵活性。消息流管道在智能制造中的应用场景0203245.3CPS融通互联总线集成技术要求事务控制服务数量入口访问控制，并利用消息队列的缓冲机制来降低大并发情况下的性能开销。高并发限制报文大小标准包括失败、成功和超时三种状态，确保服务请求方能够在指定时间范围内收到处理消息，并明确服务提供方或服务总线的返回状态。对于超过一定大小的服务提供方批量数据，需要进行消息拆分，确保数据包大小适中。报文大小控制在5MB以内，且不宜超过20MB，以确保数据传输的效率。通用设计要求报文拆分原则具备对OT领域的设施、设备、自动化控制系统、物联网协议的封装能力。设施与设备封装能力拥有物理设备、OT域系统的数据采集和输出能力，以形成标准化的数据服务。数据采集与输出实现感知计算功能，对敏感信息起到预警提示的作用。感知计算设备服务总线设计要求01应用系统协议封装具备IT领域的应用系统协议封装能力，以形成标准化的服务。应用服务总线设计要求02异构系统集成负责集成融合IT领域的异构系统，通过对异构系统协议的接口进行标准化的协议内容包装。03数据交换与路由支持标准的报文格式和MQ协议输出，以统一的MQ消息格式进行数据交换和路由。支持互联网领域的SaaS应用，以及第三方供应商系统的接入。互联网领域接入协议转换安全与控制能够将外部的RestAPI和WebService协议转换为MQ协议，以及将内部的MQ协议转换为RestAPI和WebService协议。实现互联网接入的流量控制、鉴权、熔断机制、服务级别和安全控制干预，如黑名单功能。开放服务总线设计要求255.3.1通用设计要求标准化与开放性应遵循国际、国内相关标准和规范，确保平台的标准化程度。应具有良好的开放性，支持多种工业协议与数据格式，便于与其他系统进行集成。应保证平台的高可靠性，确保长时间稳定运行，降低故障率。应具备完善的安全防护机制，保障数据安全和信息安全，防止恶意攻击和非法访问。可靠性与安全性可扩展性与易维护性应具有良好的可扩展性，能够根据业务需求进行灵活扩展，满足不断增长的应用需求。应提供便捷的维护手段，降低维护成本，提高维护效率。““实时性与高效性应具备实时数据采集、传输和处理能力，确保对生产过程的实时监控和及时响应。应优化数据处理流程，提高数据处理效率，降低系统延迟，提升用户体验。265.3.2设备服务总线设计要求高可用性设备服务总线应设计成高可用性的系统，确保数据传输的稳定性和可靠性，防止因单点故障导致整个系统瘫痪。总线架构设计可扩展性总线架构需要具备良好的可扩展性，能够支持未来设备的增加和系统的扩容，以满足企业不断增长的业务需求。安全性总线设计需考虑数据传输的安全性，包括数据的加密、身份验证和访问控制等，以防止数据泄露和非法访问。准确性总线需要保证数据传输的准确性，避免数据在传输过程中出现丢失或损坏，确保数据的完整性和真实性。高效性为了提高系统的整体性能，总线应采用高效的数据传输机制，减少网络带宽的占用，提高数据的吞吐量。实时性设备服务总线应确保数据的实时传输，减少数据传输延迟，提高生产过程的监控效率。数据传输要求接口设计要求标准化接口设备服务总线应提供标准化的接口，以方便不同设备之间的连接和数据交换，降低系统的集成难度。接口兼容性为了满足不同设备和系统的接入需求，总线接口应具备良好的兼容性，能够支持多种数据格式和通信协议。接口可扩展性随着技术的发展和设备的更新，总线接口应具备可扩展性，以适应未来新设备和系统的接入需求。275.3.3应用服务总线设计要求消息路由应用服务总线应具备高效的消息路由机制，确保信息在平台内各个组件之间准确传递。总线功能要求数据转换与映射总线应支持不同数据格式之间的转换和映射，以满足不同系统间的数据交互需求。服务注册与管理提供服务的注册、发现和管理功能，便于服务的动态添加、更新和删除。优化数据传输路径，减少数据传输过程中的延迟，提高实时性。低延迟总线设计应具备良好的可扩展性，以便根据业务需求进行灵活扩展。可扩展性应用服务总线应能处理大量的并发请求，确保在高负载情况下仍能保持稳定的性能。高吞吐量性能要求安全性要求数据加密在数据传输过程中，总线应支持数据加密功能，以保障数据的安全性。身份验证与授权总线应支持对接入的服务和消费者进行身份验证和授权，确保只有合法的服务和消费者能够接入和使用总线。日志与审计记录所有通过总线的消息和事件，以便进行后续的审计和追踪。可靠性要求消息持久化总线应支持消息持久化功能，确保在发生故障时消息不会丢失。01容错与恢复设计合理的容错机制，以便在发生故障时能够迅速恢复服务，保证系统的稳定运行。02负载均衡总线应具备负载均衡功能，以均衡分配请求到各个服务节点，提高系统的整体性能和可靠性。03285.3.4开放服务总线设计要求支持多种通信协议开放服务总线应能够支持多种通信协议，包括但不限于HTTP、AMQP、MQTT等，以满足不同设备和系统的接入需求。可扩展性总线设计应具备高度的可扩展性，能够随着企业业务的发展和智能制造系统的升级而灵活扩展。负载均衡为确保高并发场景下的稳定性和性能，总线应支持负载均衡功能，合理分配服务请求。总线架构的灵活性030201服务注册与发现提供服务的自动注册与发现机制，便于服务的动态管理和维护。服务路由与调度根据服务调用方的需求和服务提供方的状态，实现智能路由和调度。容错与恢复在出现故障时，总线应具备一定的容错能力，并能快速恢复服务，确保系统的稳定运行。服务治理与可靠性对接入总线的服务和设备进行身份验证和授权，确保只有合法的服务和设备能够访问总线。身份验证与授权对在总线上传输的数据进行加密和完整性校验，防止数据泄露和篡改。数据加密与完整性保护提供细粒度的访问控制策略，并记录所有访问行为，便于后续的审计和追溯。访问控制与审计安全性与隐私保护295.3.5工业要素标识解析技术要求5.3.5工业要素标识解析技术要求工业要素标识解析技术要求在《智能制造应用互联第1部分：集成技术要求》（GB/T42405.1-2023）中扮演着重要角色。以下是对该部分要求的详细解读1.实现工业要素标准的数字化模型定义：这一要求意味着需要为工业要素（如设备、产品、物料等）建立标准化的数字化模型。这有助于在智能制造系统中对工业要素进行统一管理和识别。2.生成工业要素的唯一标识码：根据定义的数字化模型，为每个工业要素生成唯一的标识码。这个标识码将作为该要素的“身份证”，便于在智能制造系统中进行追踪、查询和管理。5.3.5工业要素标识解析技术要求3.分发标识码到各应用系统和设备通过应用互联、设备互联的融通互联引擎，将生成的唯一标识码分发到各个应用系统和设备中。这样，无论在哪个环节，都可以通过标识码快速准确地识别和管理工业要素。4.数据打标与识别当工业要素往外发出数据时，使用其唯一标识码进行数据打标。这有助于使用方快速识别数据来源和属性，提高数据处理效率。5.全面的工业要素管理工业要素标识管理不仅包括要素的分类、编码规则、属性等基本信息，还涉及管理职责、数据流向、数据生命周期管理等环节。这要求建立一个完善的管理体系，确保工业要素在智能制造系统中的顺畅流转和高效利用。305.4集成应用技术要求5.4.1数据集成01智能制造系统应能实时、准确地从设备、传感器等数据源采集数据，并通过可靠的网络传输到数据中心。为确保数据的准确性和可比性，应对采集到的原始数据进行标准化和规范化处理。在数据采集、传输、存储和使用过程中，应采取必要的安全措施，确保数据的安全性和用户隐私。0203数据采集与传输数据标准化与规范化数据安全与隐私保护跨平台兼容性智能制造系统应具备良好的跨平台兼容性，支持多种操作系统和设备类型。业务流程集成智能制造系统应能实现与企业现有业务流程的无缝对接，提高生产效率和协同能力。应用系统集成智能制造系统应能与企业的其他应用系统（如ERP、MES等）进行集成，实现数据共享和业务协同。5.4.2应用集成远程监控与维护智能制造系统应支持远程监控设备状态、生产进度等，并提供及时的维护服务。个性化定制服务根据客户需求，智能制造系统应能提供个性化的定制服务，满足市场的多样化需求。供应链协同服务智能制造系统应能实现与供应链上下游企业的协同，提高供应链的响应速度和灵活性。5.4.3服务集成云计算技术应用智能制造系统应充分利用云计算技术，实现数据的集中存储、处理和分析。人工智能技术应用智能制造系统应融合人工智能技术，实现自动化、智能化的生产和管理。大数据分析技术应用通过对海量数据的挖掘和分析，智能制造系统应能为企业提供有价值的决策支持。5.4.4技术集成315.4.1集成安全标准010203访问控制确保只有授权用户能够访问敏感数据和系统资源，通过身份验证和权限管理来限制对平台的访问。数据加密对传输和存储的数据进行加密处理，以保护数据的机密性和完整性，防止数据泄露和非法篡改。安全审计记录和分析平台的安全事件，及时发现并应对潜在的安全威胁。安全防护机制漏洞扫描定期对平台进行漏洞扫描，发现并及时修复潜在的安全漏洞。补丁管理建立有效的补丁管理机制，确保平台软件的安全更新得到及时应用。安全漏洞管理制定应急响应计划明确在发生安全事件时的应对措施和流程，以最小化潜在损失。安全事件处置应急响应计划建立专门的安全事件处置团队，负责快速响应和处理安全事件。0102VS定期对员工进行安全意识培训，提高员工对网络安全的认识和防范能力。安全操作规范制定并执行严格的安全操作规范，确保员工在日常工作中遵守安全规定。安全意识教育人员安全意识培训325.4.2集成数据标准为确保智能制造系统中各组件之间的顺畅通信，必须采用标准化的数据格式，如XML、JSON等，以实现数据的结构化表示。标准化数据格式制定统一的数据交换协议，如RESTfulAPI、gRPC等，以支持跨平台、跨系统的数据交互与共享。数据交换协议数据格式与交换标准对传输和存储的数据进行加密处理，确保数据在传输和存储过程中的安全性，防止数据泄露和非法访问。数据加密采用差分隐私、联邦学习等隐私保护技术，确保个人和企业的隐私数据不被滥用和泄露。隐私保护技术数据安全与隐私保护数据清洗与预处理对原始数据进行清洗、去重、转换等预处理操作，以提高数据质量和准确性。01数据质量与可靠性数据校验机制建立数据校验机制，对传输和存储的数据进行完整性、一致性和准确性校验，确保数据的可靠性。02数据互操作性与可扩展性数据互操作性制定统一的数据接口和规范，以实现不同系统之间的数据互操作，便于数据的整合和利用。数据可扩展性设计灵活的数据结构和存储方式，以适应智能制造系统不断发展和变化的需求，确保数据的可扩展性。335.4.3集成数据交换场景标准标准化的数据格式为确保不同系统间的顺畅数据交换，应制定统一的数据交换格式。这包括但不限于XML、JSON等通用数据格式，它们具有良好的可读性和跨平台兼容性。01.数据交换格式和标准数据交换协议除了数据格式外，还需规定数据交换的协议，如HTTP、FTP等，以确保数据的稳定、高效传输。02.数据安全性在数据交换过程中，必须考虑数据的安全性。这包括数据的加密、解密、签名和验证等过程，以防止数据在传输过程中被篡改或窃取。03.数据交换系统的功能和性能要求性能要求为保证数据交换的效率和稳定性，系统应满足一定的性能指标，如吞吐量、响应时间、并发处理能力等。这些指标将直接影响数据交换的效率和用户体验。功能要求数据交换系统应具备数据接收、转换、路由、分发等基本功能。同时，系统还应支持数据的实时交换、批量交换以及异步交换等多种模式。日志管理为便于故障排查和问题追踪，系统应详细记录数据交换过程中的所有操作日志。这些日志应包括时间戳、操作类型、操作结果等信息。实时监控系统应提供实时监控功能，以便管理员随时了解数据交换的状态和性能。这包括交换数据的数量、速度、成功率等关键指标。异常处理在数据交换过程中，系统应具备异常处理能力。一旦检测到异常情况，如数据传输错误、超时等，系统应立即采取相应的补救措施，并通知管理员进行处理。数据交换过程的监控和管理34附录A(资料性)融通互联集成参考架构范例该架构采用分层设计，包括物理层、数据层、应用层等，各层之间通过标准接口进行交互，实现高效的数据传输与处理。分层结构架构概览整个架构采用模块化设计，便于根据实际需求进行灵活配置和扩展，提高系统的可维护性和可扩展性。模块化设计在架构设计中充分考虑了安全性因素，通过身份验证、访问控制等手段确保数据传输和存储的安全性。安全性考虑数据处理与分析对采集到的数据进行清洗、整合、分析和挖掘，为上层应用提供有价值的信息。智能决策与优化基于数据分析结果，为企业提供智能决策支持和生产优化建议，帮助企业提高生产效率和降低成本。可视化展示将分析结果以图表、报表等形式进行可视化展示，便于用户直观地了解生产运营情况。数据采集与传输负责从各种设备、传感器等数据源中采集数据，并通过安全的传输协议将数据发送到数据中心。关键组件与功能标准化接口高可扩展性技术特点与优势采用多种安全措施确保数据传输和存储的安全性，防止数据泄露和非法访问。04采用标准化的接口和协议，便于与各种设备和系统进行集成。01通过冗余设计、故障恢复等手段确保系统的高可靠性，避免因系统故障导致生产中断。03架构采用模块化设计，可根据实际需求进行灵活扩展，满足企业不断增长的业务需求。02高可靠性安全性保障35附录B(资料性)分层转换互联模型参考分层转换互联模型是一种用于智能制造系统的参考模型，旨在实现不同层次之间的信息转换与互联互通。通过该模型，可以实现智能制造系统内各层次之间的数据共享、信息交互和业务协同。该模型将智能制造系统划分为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层，每层都有其特定的功能和数据交换要求。模型概述设备层是智能制造系统的最底层，包括各种生产设备、传感器和执行器等。设备层的主要功能是实现设备的智能化、自动化和网络化，以及设备之间的互联互通。设备层需要支持多种工业通信协议和数据格式，以确保与上层控制系统的顺畅通信。设备层010203控制层0302控制层是智能制造系统的中间层，负责对设备层进行实时监控和控制。01控制层还需要具备强大的数据处理能力和高效的算法，以确保对设备的精确控制和优化。控制层需要收集设备层的数据，进行处理和分析，并根据分析结果对设备进行调整和优化。车间层是智能制造系统的核心层，负责整个车间的生产计划和调度。车间层车间层需要根据企业层的生产计划和订单要求，智能生成车间的生产排程和作业计划。车间层还需要对生产现场进行实时监控和调度，确保生产按照计划进行，并及时处理生产过程中的异常情况。企业层010203企业层是智能制造系统的最高层，负责制定企业的生产计划和战略决策。企业层需要收集并分析车间层的数据，了解整个企业的生产情况和运营状况。企业层还需要与其他企业进行协同和信息共享，以实现整个产业链的协同和优化。同时，也需要关注市场动态和客户需求，以便及时调整生产计划和经营策略。36附录C(资料性)融通互联引擎模型参考引擎核心组件包括数据源系统、协议包装器、消息队列、消息流引擎等，共同构成融通互联引擎的核心结构。数据源系统接口提供与数据源系统的连接，支持多种协议和数据格式的接入，实现数据的采集和交换。协议包装器负责对不同协议的数据进行标准化封装，使得不同数据源的数据能够以统一的方式进行传输和处理。融通互联引擎架构融通互联引擎工作流程数据采集与接入通过数据源系统接口，从各个数据源采集数据，并将其接入到融通互联引擎中。数据标准化处理利用协议包装器对不同协议的数据进行标准化处理，确保数据能够以统一格式进行传输和处理。消息队列与消息流引擎通过消息队列实现数据的缓冲和异步传输，消息流引擎则负责数据的路由、计算和分发，确保数据能够按照业务逻辑正确地传输到目标系统。01跨系统、跨协议的数据集成融通互联引擎能够支持多种系统和协议的数据集成，打破信息孤岛，实现数据的互联互通。高效的数据处理能力通过消息队列和消息流引擎的高效协作，实现数据的快速处理和传输，提高整体系统的性能和响应速度。灵活性和可扩展性融通互联引擎的设计具有高度的灵活性和可扩展性，能够适应不同业务场景的需求变化，并支持系统的横向和纵向扩展。融通互联引擎的特点与优势0203融通互联引擎的应用场景智能制造在智能制造领域，融通互联引擎能够实现生产设备、生产管理系统、质量检测系统等不同系统之间的数据集成和共享，提高生产效率和质量。01供应链管理通过融通互联引擎，可以实现供应链各环节的数据共享和协同工作，提高供应链的透明度和效率。02物联网应用在物联网领域，融通互联引擎能够连接各种智能设备和传感器，实现数据的实时采集、传输和处理，为各种物联网应用提供数据支持。0337附录D(资料性)融通互联产品解决方案参考设备服务总线系统设备驱动装配与生成通过定义参数信息，动态实例化设备驱动，实现数据采集、处理与控制。数据采集与处理支持多种数据采集协议，进行实时数据采集、处理及转换，满足不同应用需求。设备状态监测与预警实时监测设备运行状态，对异常数据进行预警提示，保障设备安全稳定运行。远程维护与调试支持远程对设备进行参数配置、软件升级及故障诊断，提高设备维护效率。应用服务总线系统服务注册与管理提供统一的服务注册、发现与管理机制，实现服务的动态加载与卸载。02040301数据格式转换与适配支持多种数据格式之间的转换与适配，满足不同系统之间的数据交互需求。消息路由与转发根据消息内容及服务订阅关系，实现消息的智能路由与转发，确保消息准确送达。服务监控与日志对服务运行状况进行实时监控，记录服务调用日志，便于问题追踪与排查。第三方服务接入与整合支持第三方服务的快速接入与整合，丰富平台的服务能力。API网关与安全管理提供API网关功能，实现服务的统一入口与安全管理，保障服务调用的安全性。流量控制与负载均衡对服务调用流量进行控制与调度，实现负载均衡，确保服务的高可用性。服务计费与结算支持服务的计费与结算功能，为第三方服务提供商业运营模式支持。开放服务总线系统工业要素标识解析系统工业要素标识编码与生成01为工业要素分配唯一标识码，实现工业要素的全生命周期管理。标识解析与查询02提供标识解析服务，支持通过标识码查询工业要素相关信息。数据共享与交换03基于标识解析结果，实现不同系统之间的数据共享与交换。标识安全与隐私保护04确保标识编码的安全性与隐私性，防止信息泄露与非法访问。38附录E(资料性)管理壳信息模型参考管理壳信息模型是一个用于描述和管理智能制造系统中各种资源和能力的模型，旨在提供一种标准化的方式来集成和交互智能制造系统的各个组成部分。定义通过管理壳信息模型，智能制造系统能够更好地实现资源的优化配置、生产过程的可视化监控、以及高效的故障排查。作用管理壳信息模型的基本概念资源描述对智能制造系统中的各种资源进行详细的描述，包括设备、人员、物料等，以便于系统能够准确地识别和调度这些资源。能力描述数据交互格式管理壳信息模型的核心要素描述智能制造系统中各组成部分所具备的能力，如加工能力、检测能力、物流能力等，以便于系统能够根据生产任务的需求进行能力的匹配和优化。定义智能制造系统中各组成部分之间进行数据交互的格式和规范，确保信息的准确传递和共享。生产计划管理借助管理壳信息模型，智能制造系统可以实时监控生产过程中的各种参数和状态，及时发现并处理异常情况，确保生产的顺利进行。生产过程监控故障排查与维护当智能制造系统出现故障时，管理壳信息模型可以帮助工作人员快速定位故障原因，提供有效的维护方案，减少生产损失。通过管理壳信息模型，智能制造系统能够制定出更加精确的生产计划，实现生产资源的优化配置和生产任务的高效执行。管理壳信息模型在智能制造中的应用场景发展趋势随着智能制造技术的不断发展，管理壳信息模型将越来越完善，能够更好地支持智能制造系统的集成和优化。同时，管理壳信息模型也将向更加智能化、自适应化的方向发展，提高智能制造系统的柔性和效率。挑战在实现管理壳信息模型的过程中，需要解决数据标准化、信息安全、系统兼容性等多个方面的问题。此外，如何确保管理壳信息模型的实时性和准确性也是未来发展的重要挑战。管理壳信息模型的发展趋势与挑战39附录F(资料性)协议包装器模板构建方式协议包装器模型是一个参数化模型，它按照不同的协议类型进行构建，能够抽象出各种接口协议的共性，并分离出共性参数。参数化模型设计设计相应的管理壳信息模型，该模型包含了协议包装器所需的各种参数和信息，用于实现协议转换和适配。管理壳信息模型定义协议包装器模型设计协议转换适配器开发微服务发布协议转换适配器以微服务的形式发布，并在包装器注册管理器中进行注册发布，每个适配器都被赋予一个唯一标识码。转换逻辑实现协议转换适配器是协议转换的核心，它通过编程开发语言（如JAVA,JS,C等）实现具体的转换逻辑。实例化派生使用特定类型的包装器模型对抽象化的IT系统、OT系统或设备、产线进行实例化派生。参数化定义协议包装器实例化与注册通过包装器注册管理器完成参数化定义，生成系统接口相应协议的包装器定义描述。0102服务公开与注册通过实例化的协议包装器模型注册，将包装器模型公开为标准的公共服务，多个服务形成虚拟化的服务资源池。访问控制与安全管理对虚拟资源目录设定访问权限、鉴权模式、流量控制和安全熔断机制等，以确保服务的安全性和可用性。服务资源池构建通过协议包装器，实现不同协议之间的互操作性，使得各异构系统能够无缝集成。协议互操作性协议包装器只负责数据的传输和协议转换，不涉及具体的业务逻辑处理，保证了系统的灵活性和可扩展性。业务逻辑与数据传输分离协议包装器应用与集成40附录G(规范性)报文标准包含报文起始符、报文长度、报文类型等信息，用于标识报文的开始和基本信息。报文头部包含具体的数据内容，根据报文类型的不同，数据内容和格式也会有所不同。报文主体包含校验和、结束符等信息，用于确保报文的完整性和准确性。报文尾部报文格式010203ABCD实时数据报文用于传输实时的生产数据、设备状态等信息。报文类型控制指令报文用于传输控制指令，对设备进行远程控制。历史数据报文用于传输历史数据，供后续分析和处理。报警信息报文用于传输设备的报警信息，及时发现和处理异常情况。采用标准的通信协议进行传输，确保数据的可靠传输。传输协议支持有线和无线等多种传输方式，适应不同的应用场景。传输方式采用加密、校验等技术手段，确保报文在传输过程中的安全性和完整性。传输安全报文传解析方式根据报文格式和类型，采用相应的解析算法对报文进行解析。数据处理对解析后的数据进行处理，包括数据清洗、转换、存储等操作。异常处理在解析和处理过程中，对异常情况进行检测和处理，确保数据的准确性和可靠性。030201报文解析与处理41附录H(资料性)设备服务总线功能参考支持多种工业通信协议，实现各类设备的快速接入。设备接入自动发现网络中的设备，便于统一管理。设备发现远程配置设备参数，提高设备使用效率。设备配置设备连接与管理实时数据采集高效、稳定地采集设备数据，确保数据的实时性和准确性。数据存储与查询提供分布式数据存储和高效数据查询功能。数据预处理对采集到的数据进行清洗、去噪和归一化等预处理操作。数据采集与处理01