《硫酸钾生产智能工厂 设备互联互通要求》编制说明

《硫酸钾生产智能工厂设备互联互通要求》编制说明

（征求意见稿）

一、工作简况

1、任务来源

本标准受科技部2020年重点研发计划网络协同制造和智能工厂专项《盐湖化工产业

集聚区域网络协同制造集成技术研究与应用示范》项目（编号：2020YFB1713800）和未

来工业互联网基础理论与关键技术重大研究计划《流程工业生产链和产业链智能协同与

优化决策理论与关键技术》项目（编号：9226720028）资助，根据2023年7月6日中国

机械工业标准化技术协会下发的“关于印发2023年第四批团体标准制修订计划的通知”

（中机标字[2023]23号）的文件制定，计划编号CAMS2023026，标准项目名称：硫酸钾

生产智能工厂设备互联互通要求，标准起草牵头单位：中南大学，标准制定周期12个

月。

2、主要工作过程

起草（草案、调研）阶段：硫酸钾是一种重要的化工原料，广泛用于农业、化肥、

工业等领域。作为钾肥的一种，硫酸钾能够提供植物所需的钾元素，促进植物生长，增

加产量和质量。此外，硫酸钾还在工业生产中用作原料或添加剂，对于多个行业的生产

过程都具有重要意义。近年来中央高度重视以硫酸钾生产为代表的流程工业高端化、智

能化、绿色化发展，而设备互联互通是流程工业数字化转型的基础，有助于推动工厂实

现智能化生产和管理。但目前尚无相应的标准对硫酸钾生产设备互联互通进行规范。根

据国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司硫酸钾厂生产设备互联互通现状，为盐湖化工企业

提供可参考的互联互通框架，中南大学向中国机械工业标准化技术协会（以下简称中机

标协）提出制定团体标准的建议，在标委会组织下成立了“硫酸钾生产智能工厂设备互

联互通要求”标准起草工作组，由中南大学担任标准起草工作组牵头单位负责总体协调

工作。标准起草工作组经过研究，确定了工作方案，提出了进度安排。工作组对国内外

盐湖化工及其他行业智能工厂设备互联互通建设情况进行了全面调研，并广泛搜集了国

内外的技术资料。经过在国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司硫酸钾厂现场调研，结合搜

集到的互联互通相关资料，编制了《硫酸钾生产智能工厂设备互联互通要求》标准草案

初稿。2023年8月10日，由中南大学组织标准起草工作组成员以及国投新疆罗布泊钾盐

有限责任公司、长沙有色冶金设计研究院等单位从事智能工厂、系统通讯和网络工程方

面的相关专业技术人员对标准草案进行了研讨，专家与准起草工作组成员针对标准草案

内容进行了认真讨论并提出修改意见，准起草工作组根据专家意见对标准草案进行了修

改。于2023年8月18日，完成了标准征求意见稿和编制说明，提交中机标协秘书处。

3、主要参加单位

本标准由中南大学负责牵头起草。

二、标准编制原则和主要内容的确定依据

1、标准编制原则

本标准在制定工作中遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、

不断完善”的原则，标准制定与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，统

筹推进。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据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》进行编写。在确定本标准主要技术性能指标时，

综合考虑硫酸钾生产企业的状况和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现

了标准在技术上的先进性和技术上的合理性。

2、标准主要内容的确定

本文件规定了硫酸钾智能工厂生产设备互联互通的技术要求，包括硫酸钾生产智能

工厂的系统组成、互联互通网络体系与信息模型映射、互联互通基本要求、设备信息模

型和设备数据字典，适用于指导硫酸钾生产智能工厂中设备的互联互通。

在互联互通基本要求方面主要规定了生产设备、MES与ERP之间的互联要求、数据互

通的格式要求、系统性能要求以及信息安全要求。

在设备信息模型中规定了设备信息模型框架与信息模型的具体结构。

3、确定主要技术内容的依据

本标准具体内容的确定主要考虑了国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司硫酸钾厂实际

互联互通情况，各个技术内容的依据如下：

硫酸钾生产智能工厂的系统组成：该部分依据实际工厂情况介绍硫酸钾厂通用系统

组成，以确保标准与实际生产相符。

互联互通网络体系与信息模型映射：该部分定义了互联互通网络体系以及如何将数

据映射到设备信息模型。互联互通网络体系的提出依据硫酸钾厂实际情况与需求。信息

模型映射流程参考GB/T39561.1—2020《数控设备互联互通及互操作第1部分:通用技术

要求》，并将其修改细化，进而应用在流程工业硫酸钾生产设备。

互联互通基本要求：互联互通基本要求依据硫酸钾生产工厂互联互通的实际需求与

应用情况，具体包括硫酸钾生产设备互联要求、MES与车间软件系统互联要求、MES与ERP

等系统互联要求、数据格式要求、系统性能要求、信息安全要求等方面。

设备信息模型：该部分定义了硫酸钾生产设备信息模型作为数据互通的基础信息单

元，参考了工业互联网产业联盟的《工业互联网信息模型白皮书》和GB/T39561.1—2020

《数控装备互联互通及互操作第2部分：设备描述模型》，将其细化并应用在了具体的

硫酸钾生产设备。

设备数据字典：根据硫酸钾厂提供的设备数据字典，参考GB/T39561.1—2020《数

控装备互联互通及互操作第2部分：设备描述模型》和GB／T41256—2022《机器人制造

数字化车间装备互联互通和互操作规范》，基于硫酸钾生产设备信息模型建立了设备数据

字典，为数据交换提供了标准化的参考。

4、解决的主要问题

硫酸钾是一种重要的化工原料，广泛用于农业、化肥、工业等领域。我国硫酸钾生

产行业系统往往采用封闭的系统架构，各个设备和系统之间缺乏标准的接口和通讯方式，

数据难以互通互联，进而导致生产流程不协调、数据管理和分析困难、生产效率低下等

问题。通过制定《硫酸钾生产智能工厂设备互联互通要求》可以规范指导硫酸钾生产企

业数据互联互通，促进企业高端化、智能化、绿色化发展。

三、主要试验（或验证）情况

依据本标准构建了国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司硫酸钾厂的管控系统如下图所

示，通过严格遵循《硫酸钾生产智能工厂设备互联互通要求》标准中的规定，确保了系

统的正常运行和互通性能。在系统构建过程中，进行了以下相关试验（或验证）：

通信时延验证：对硫酸钾厂的互联互通网络体系进行了通信时延验证，验证了设备

与设备、管控系统与现场设备、管控系统与车间控制系统之间的网络连接是否稳定，在

互联互通系统测试中设备间的平均通信时延为4毫秒，管控系统与现场设备间的平均通

信时延为10毫秒，管控系统与车间控制系统之间的平均通信时延小于1毫秒。

信息模型映射验证：数据能够正确映射到所定义的设备信息模型中并以XML格式进

行编码传输。

数据传输稳定性验证：测试设备与设备、管控系统与现场设备、管控系统与车间控

制系统之间的数据传输的成功率，测试数据包传输数目为4000个，数据传输准确率为

100%。

系统响应时间验证：持续发送请求60秒，总请求数为107，系统平均响应时间为

0.56秒。

负载能力验证：测试系统在100台以上设备同时通讯的情况下，能否保持正常通信

和数据传输。

系统可靠性验证：经过72小时连续运行测试，验证系统在不同环境下的稳定性和

可靠性。

通过以上试验（或验证）情况，可以全面评估《硫酸钾生产智能工厂设备互联互

通要求》标准的实际适用性和有效性，确保标准在实际硫酸钾生产行业中能够达到预期

的互联互通效果。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

本标准的实施将推动硫酸钾生产工厂向智能化、数字化方向发展，提升生产过程的

自动化水平和信息化程度。对工厂内部不同设备、系统之间能够实现高效的数据交换和

通信，促进生产流程的协调和优化，降低生产成本，提高生产效率具有指导意义。本标

准的推广应用将带动硫酸钾产业的整体升级。通过实现设备互联互通，工厂能够更好地

监测和控制生产过程，优化生产计划和资源配置，提高产品质量和一致性，从而增强产

业的竞争力和可持续发展能力。

六、与国际、国外对比情况

本标准为自主制定，标准没有采用国际标准。

经多渠道查询，没有查询到类似的国际标准。

国内针对离散行业已有GBT39561.1—2020《数控装备互联互通及互操作第1部分:通

用技术要求》和GBT41256—2022《机器人制造数字化车间装备互联互通和互操作规范》

等国家标准。对于硫酸钾生产等流程行业，目前尚无设备互联互通相关的标准。

本标准水平为国内先进水平。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

本标准为推荐性标准，无强制性内容。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无

九、其他应予说明的事项

标准申报时的标准名称为“智能工厂硫酸钾生产设备互联互通要求”。在标准草案形

成后召开专家讨论会时，认为本标准适用于硫酸钾生产智能工厂中的设备互联互通，原

名称中的智能工厂意义不明确，修改后的标