2024工业互联网平台技术规范

工业互联网平台技术规范工业互联网平台技术规范目录1范围 32规性引目录1范围 32规性引文件 33术、定和缩语 33.1术和定义 33.2缩语 44工互联平台构 55.工互联技术范 66.工互联技术线 921范围范等。本标准适用于基于防爆行业的工业互联网平台的研发，应用，产品标准化及销售等方面。2规范性引用文件注日期的引用文件，其随后的所有修改或修订版均不适用于本标准，新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用用于本标准。GBT22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》GBT22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》YD/T3865-2021《工业互联网数据安全保护要求》YD/T3844-2021《工业互联网平台应用管理接口要求》20170053-T-339《工业互联网总体网络架构》20203867-T-469《工业互联网平台开放应用编程接口功能要求》1范围范等。本标准适用于基于防爆行业的工业互联网平台的研发，应用，产品标准化及销售等方面。2规范性引用文件注日期的引用文件，其随后的所有修改或修订版均不适用于本标准，新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用用于本标准。GBT22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》GBT22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》YD/T3865-2021《工业互联网数据安全保护要求》YD/T3844-2021《工业互联网平台应用管理接口要求》20170053-T-339《工业互联网总体网络架构》20203867-T-469《工业互联网平台开放应用编程接口功能要求》3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语与定义适用于本标准3工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。3.2缩略语APP：应用程序（Application）PaaS：平台即服务（PlatformasaService）DaaS：数据即服务（(DataasaService）IaaS：基础设施即服务（InfrastructureasaService）SaaS：软件即服务（SoftwareasaService)DCS:集散控制系统（DistributedControl)EPA：工业以太网技术（EthernetforPlantAutomation）eSIM：嵌入式SIM卡（Embedded-SIM)FCS：现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）FDT：现场设备工具（FieldDeviceTool)工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。3.2缩略语APP：应用程序（Application）PaaS：平台即服务（PlatformasaService）DaaS：数据即服务（(DataasaService）IaaS：基础设施即服务（InfrastructureasaService）SaaS：软件即服务（SoftwareasaService)DCS:集散控制系统（DistributedControl)EPA：工业以太网技术（EthernetforPlantAutomation）eSIM：嵌入式SIM卡（Embedded-SIM)FCS：现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）FDT：现场设备工具（FieldDeviceTool)SDN：软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork)IP:互联网协议(InternetProtocol)IPv6：互联网协议第6版（InternetProtocolVersion6）VPN：虚拟专用网（VirtualPrivateNetwork）VR：虚拟现实技术（VirtualReality）WIA：工业无线网络技术（WirelessNetworksforIndustrialAutomation)SDN（SoftwareDefinedNetwork)MEC（Multi-accessEdgeComputing）MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）4PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）Identification）RFID:无线射频识别（RadioFrequency4工业互联网平台架构第一层是边缘，通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。一是通过各类通信手段接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；二是依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成；三是利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端平台的集成。第二层是平台，基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能，构建可扩展的开放式云操作系统。一是提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造5PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）Identification）RFID:无线射频识别（RadioFrequency4工业互联网平台架构第一层是边缘，通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。一是通过各类通信手段接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；二是依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成；三是利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端平台的集成。第二层是平台，基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能，构建可扩展的开放式云操作系统。一是提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造5企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；二是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库，供开IaaS）应用开发（开发工具、微服务框架）工业微服务组件库（工业知识组件、算法组件、原理模型组件）工业大数据系统（工业数据清洗、管理、分析、可视化等）通用PaaS平台资源部署和管理设备管理资源管理运维管理故障恢复工业数据建模和分析（机理建）供应链协作企业开发者应用创新设备状态分析供应链分析能耗分析优化……业务运行设计APP生产APP管理APP服务APP应用层（工业SaaS）平台层（工业PaaS）5工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的工业APP。第三层是应用，形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP，形成工业互联网平台的最终价值。一是提供了设计、生企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；二是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库，供开IaaS）应用开发（开发工具、微服务框架）工业微服务组件库（工业知识组件、算法组件、原理模型组件）工业大数据系统（工业数据清洗、管理、分析、可视化等）通用PaaS平台资源部署和管理设备管理资源管理运维管理故障恢复工业数据建模和分析（机理建）供应链协作企业开发者应用创新设备状态分析供应链分析能耗分析优化……业务运行设计APP生产APP管理APP服务APP应用层（工业SaaS）平台层（工业PaaS）5工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的工业APP。第三层是应用，形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP，形成工业互联网平台的最终价值。一是提供了设计、生APP创新环境，使开发者基于平台数据及微服务功能实现应用创新。5.工业互联网技术规范5.1数据集成与边缘处理技术设备接入：基于工业以太网、工NB-IOT86ModBusOPCCANProfibus等各类工业通信协议和软件通信接口，实现数据格式转换和统一。另一方面利用HTTP、MQTT等方式从边缘侧将采集到的数据传输到实时操作系统、边缘分析算法等技术支撑，在靠近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用，提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞，并与云端分析形成协同。5.2.IaaS等技术，实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理，根据需求进行弹性分配，并确保资源使用的安全与隔离，为用户提供完善的云基础设施服务。5.3.平台使能技术资源调度：通过实时监控云端应用的业务量动态变化，结合相应的调度算法为应用程序分配相应的底层资源，ModBusOPCCANProfibus等各类工业通信协议和软件通信接口，实现数据格式转换和统一。另一方面利用HTTP、MQTT等方式从边缘侧将采集到的数据传输到实时操作系统、边缘分析算法等技术支撑，在靠近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用，提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞，并与云端分析形成协同。5.2.IaaS等技术，实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理，根据需求进行弹性分配，并确保资源使用的安全与隔离，为用户提供完善的云基础设施服务。5.3.平台使能技术资源调度：通过实时监控云端应用的业务量动态变化，结合相应的调度算法为应用程序分配相应的底层资源，拟化、数据库隔离、容器等技术实现不同租户应用和服务的隔离，保护其隐私与安全。5.4HadoopSparkStorm等分布式处理9架构，满足海量数据的批处理和流处理计算需求。数据预处理：运用数据冗余剔除、异常检测、归一化等方法对原始NoSQL7时序数据库等不同的数据管理引擎实现海量工业数据的分区选择、存储、编目与索引等。5.5.应用开发和微服务技术多语言与工具支持：支持Java、Python、JavaScript、Ruby和PHP等多种语言编译环境，并提供EclipseintegrationJBossDeveloperStudio、gitJenkins供涵盖服务注册、发现、通信、调用的管理机制和运行环境，支撑Labview用拖拽方式进行应用创建、测试、扩展等。时序数据库等不同的数据管理引擎实现海量工业数据的分区选择、存储、编目与索引等。5.5.应用开发和微服务技术多语言与工具支持：支持Java、Python、JavaScript、Ruby和PHP等多种语言编译环境，并提供EclipseintegrationJBossDeveloperStudio、gitJenkins供涵盖服务注册、发现、通信、调用的管理机制和运行环境，支撑Labview用拖拽方式进行应用创建、测试、扩展等。5.6.工业数据建模与分析技术数据分析算法：运用数学统计、机器学习及最新的人工智能算法实现面向历史数据、实时数据、时理构建各类模型，实现分析应用。5.7安全技术数据接入安全：通过工业防火墙技术、工业网闸技术、加密隧道传输技术，防止数据泄漏、被侦听或篡改，保障数据在源头和传输过程中安全。平台安全：通过平台入侵实时检测、网络安全防御系统、恶意代码防护、网站威胁防护、网页防篡改等技术实现工业互联网平台的代码安全、应用安全、数据安全、网站8所能使用的计算资源和网络资源实现对云平台重要资源的访问控制和管理,防止非法访问。6.工业互联网技术路线平台技术架构由数据层、技术支撑层、微服务层、微应用层、Mysql、Hbase、OpenTSDB支撑层包括SG-UAP、SG-ISCSpringCloudVueEChartsOpenLayersqiankun所能使用的计算资源和网络资源实现对云平台重要资源的访问控制和管理,防止非法访问。6.工业互联网技术路线平台技术架构由数据层、技术支撑层、微服务层、微应用层、Mysql、Hbase、OpenTSDB支撑层包括SG-UAP、SG-ISCSpringCloudVueEChartsOpenLayersqiankun接入层通过IE、Chrome浏览器及IOS、Android移动端接入。微服务技术架构主要包括如下内容：服务注册&发现与调用：基于Nacos来实现的服务注册与发现，使用Feign/DubboRPC来实现服务互调；统一授权认证：基于SpringSecurity、SpringOAuth2、JWT现的统一认证服务中心，登录基于springsecurity的标准登录流oauth2.0oauth2web端采用简化模式(implicit)登录系统，移动端可使用密码模式(password)SpringSocial录方式，如微信/QQ、支付宝、微博等，并提供拓展模式，支持更多三方渠道。Sentinel负载等多个维度保护服务的稳定性；9SpringBoo