走向智能推荐：工业互联网平台标准化白皮书(2018)

通讯地址：北京市东城区安定门东大街1号邮编：100007联系电话：010-6410283464102815邮箱：[e-mail]中国电子技术标准化研究院2018年1月30日工业互联网平台标准化白皮书中国电子技术标准化研究院（2018）工业互联网平台标准化白皮书3内容摘要为积极贯彻落实《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，中国电子技术标准化研究院联合北京和利时智能技术有限公司、智能云科信息科技有限公司、石化盈科信息技术有限责任公司、航天云网科技发展有限责任公司、华为技术有限公司、浙江大学、参数技术公司、北京寄云科技有限公司、江苏极熵物联科技有限公司等单位编写了《工业互联网平台标准化白皮书（2018）》（以下简称：白皮书），目的是为政、产、学、研、用各方组织开展工业互联网平台标准化工作提供支持，更好地服务于我国工业互联网平台建设和推广，为构建可持续发展的工业互联网平台生态做出积极的贡献。本白皮书的编写以新时代标准化工作总体思路为指导，以参考架构为分析标准化需求的理论体系，以综合标准化为标准化工作的总方法，系统分析工业互联网平台的标准化需求，以构建工业互联网平台新型标准体系为目标，提出了亟待研制的关键标准及方向建议，希望能为下一步开展工业互联网平台标准化工作提供参考和指引。第一章概述：简要介绍了本白皮书的编写背景、思路和目标。第二章平台发展情况：重点梳理了美国、德国和我国的工业互联网平台发展现状和最佳实践，分析了工业互联网平台的发展规律，总结了以参考架构为核心的标准化与平台建设推广双向迭代的发展态势，回答了标准化工作中“为什么”这一基本问题。第三章标准化需求分析：给出了基于参考架构理论的“四步走”标准化需求分析方法，围绕业务、用户和功能三个视图分析标准化需求，解决了标准化“做什么”的问题。4工业互联网平台标准化白皮书第四章标准化实施路径：提出了可持续发展的“一五一三”工业互联网平台标准化生态，以及通过标准化公共服务平台建设，汇聚政、产、学、研、用五个方面的资源，实现产业、技术、标准协同发展。根据标准化工作的不同阶段，规划了标准体系框架、标准研制、试验验证和应用推广等重点任务，解决了标准化“怎么做”的问题。第五章政府主导制定的潜在关键标准：立足政府主导标准保基本的定位，提出了潜在的由政府主导制定的四类关键标准，包括基础共性、通用指南、行业管理和安全标准，发挥标准化工作在行业管理、规范引导、支撑保障、公共服务等方面的作用。第六章市场自主培育的潜在标准方向：从提高竞争力、推动技术创新、强化组织管理、消除技术壁垒四大目标出发，提出了由市场自主培育的潜在重点标准方向。最后，作为正文相关内容的补充，以附录的形式给出了名词解释和已有相关标准清单。版权声明：如需转载或引用，请注明出处。工业互联网平台标准化白皮书5目录第一章概述……………………………………………………………………1…1.1…编写背景…………………………………………………………1…1.2…编写思路…………………………………………………………1…1.3…预期目标…………………………………………………………2第二章平台发展情况…………………………………………………………5…2.1…提出背景…………………………………………………………5…2.2…发展现状…………………………………………………………5…2.3…发展趋势…………………………………………………………6第三章标准化需求分析………………………………………………………9…3.1…标准化的使命……………………………………………………9…3.2…标准化需求分析方法……………………………………………9……3.2.1…参考架构理论………………………………………………9……3.2.2…标准化需求分析过程………………………………………11…3.3…标准化需求………………………………………………………12……3.3.1…业务视图及其标准化需求…………………………………12……3.3.2…用户视图及其标准化需求…………………………………13……3.3.3…功能视图及其标准化需求…………………………………14第四章标准化实施路径………………………………………………………17…4.1…标准化生态分析…………………………………………………17…4.2…标准体系框架……………………………………………………19……4.2.1…综合标准化…………………………………………………19……4.2.2…标准体系框架………………………………………………206工业互联网平台标准化白皮书目录…4.3…标准研制…………………………………………………………21…4.4…试验验证…………………………………………………………22…4.5…应用推广…………………………………………………………22第五章政府主导制定的潜在关键标准………………………………………23第六章市场自主培育的潜在标准方向………………………………………27第七章结束语…………………………………………………………………31附录A术语解释…………………………………………………………………32附录B已有相关标准…………………………………………………………33参考文献………………………………………………………………………40工业互联网平台标准化白皮书1第一章概述1.1编写背景随着新一代信息技术与制造业深度融合，工业互联网成为推动制造业转型升级、发展实体经济的新型网络基础设施。工业互联网平台作为工业互联网的核心，由数据采集体系、工业PaaS平台和应用服务体系三大核心要素构成，是实体经济全要素连接的枢纽、资源配置的中心和智能制造的大脑，已成为发达国家推进“再工业化”战略、抢占新一轮科技革命和产业变革制高点的必争之地，更是我国工业实现换道超车的重要机遇。2017年11月，国务院印发了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》（以下简称：《指导意见》），明确将打造平台体系作为七大任务之一，提出构建工业互联网标准体系，实施标准研制及试验验证工程。工业互联网平台标准体系作为工业互联网标准体系的重要组成部分，是打造平台体系的基础技术支撑，有助于统一认识、促进技术成果转化和应用、构建平台发展生态[1-3]。为积极贯彻落实《指导意见》要求，中国电子技术标准化研究院联合相关单位编写本白皮书，旨在对工业互联网平台发展现状进行系统梳理，对标准化需求和实施路径进行研究，提出潜在的标准化工作方向和标准化生态建设建议，以便更好地引导工业互联网平台发展，支撑制造强国和网络强国战略实施。1.2编写思路（1）调研分析发展情况。综合分析美国、德国和我国工业互联网平台相关的政策措施、技术和应用发展最新方向，总结提出工业互联网平台2工业互联网平台标准化白皮书的发展规律，为提出标准化需求奠定基础。（2）研究提炼标准化需求。依据参考架构理论，提出工业互联网平台标准化需求分析方法，从不同视图对标准化需求进行分析。（3）构建标准化生态。以标准为核心，构建可持续发展的“一五一三”全新标准生态。（4）提出标准体系框架和重点工作方向。运用综合标准化方法，提出工业互联网平台标准体系框架，并从政府主导制定和市场自主培育两级梳理标准化的重点工作方向。工业互联网平台标准化白皮书编写总体思路如图1-1所示。图1-1工业互联网平台标准化白皮书编写思路1.3预期目标（1）明晰标准化需要解决的问题，深化工业互联网平台相关方对标准化作用的认识和理解，明确标准化工作方向。工业互联网平台标准化白皮书3（2）形成标准化实施路径，支持工业互联网平台标准化工作，支撑工业互联网平台高质量发展。（3）提出潜在标准化工作重点，给出由政府主导制定和市场自主培育的标准化工作建议，引导和规范工业互联网平台建设。工业互联网平台标准化白皮书5第二章平台发展情况2.1提出背景国际金融危机之后，世界主要发达国家纷纷认识到以制造业为主体的实体经济的战略意义，期望通过产业升级解决高成本等问题，并通过发展高端产业寻求经济发展的新支柱。在此背景下，美国实施“再工业化”战略，产业界提出了工业互联网，核心功能是将机器、物料、人、信息系统连接起来，结合软件和大数据分析，进行科学决策与智能控制，提高制造资源配置效率，大幅降低生产成本。出于同样的考虑，德国在《德国2020高技术战略》中提出工业4.0战略，通过将机器设备、零部件、物料、人等进行数字转化，进行网络连接，实现设备之间、工厂之间横向集成，提高生产效率。在市场需求的驱动下，美德各大企业加大力度开展了工业互联网平台的研究和建设工作，通过资源集聚、应用创新，实现资源的优化配置，推动工业互联网落地实施[4-6]。我国制造业正处于转型升级阶段，工业互联网同样是我国战略布局的关键。国内各大企业积极贯彻《指导意见》的要求，围绕自身的战略转型情况，加快建设和推广工业互联网平台。2.2发展现状目前，工业互联网平台发展正处于规模化扩张期，以美德为代表的世界主要国家纷纷将工业互联网平台作为战略重点，各国领军企业通过发展工业互联网平台，不断巩固和强化他们在制造业的地位。GE联合AT&T、CISCO、IBM、INTEL等企业组建工业互联网联盟(IIC)，发布参考架构IIRA，发挥美国互联网优势，以IT技术和网络技术为6工业互联网平台标准化白皮书主要手段，打造服务于制造业的通用平台，实现多个行业业务的横向集成，促进行业信息融合，提高制造资源的配置效率。如IIC的牵头企业GE发布的工业互联网平台Predix，已经实现10多个领域的设备接入，联盟的其它企业围绕Predix发挥各自优势，提升Predix平台运营和服务能力。德国联邦政府支持相关行业协会建设工业4.0平台，负责工业4.0国家战略的宣传推广、标准制定、人才培养和技术研发等。工业4.0平台发挥了德国传统制造业优势，在深耕专业领域的基础上，借助工业互联网平台，面向不同行业提供定制化解决方案，实现价值从业务需求到设备资产的纵向延伸。如西门子发布的MindSphere平台，已经实现约100万台设备和系统的互联[7]。目前，全球工业互联网平台数量已经超过150个。美国、德国和我国对工业互联网平台的研究内容及成果如表2-1所示。2.3发展趋势工业互联网平台已呈现出智能生产平台、设备运营平台等多种类型，不同相关方对工业互联网平台有不同的理解，需要对其内涵形成一致认表2-1美国、德国和我国对工业互联网平台的研究内容及成果工业互联网平台标准化白皮书7识。从未来发展看，多个平台共存将成为趋势。与此同时，跨领域平台的功能和技术路线不一致，使得平台与设备、平台与用户、平台与平台之间的互联互通成为瓶颈。统一的参考架构可以为平台规划设计、开发实现和测试验证等提供参考，同时也是实现互操作和可移植的重要基础。从美德推进工业互联网平台发展的路径来看，参考架构的深化应用是工业互联网平台建设的发力点。美德在建设平台的同时都提出了参考架构，并基于参考架构，进一步研发用例集、指南和测试床等成果，拓展平台应用。这种方式一方面为技术路径和技术选择提供参考，提高平台建设的质量；另一方面可加速实现技术和业务框架及其解决方案的通用性，提高平台及平台应用间的互联互通互操作能力[8]。参考架构在平台建设和标准化工作之间搭建了桥梁。参考架构先行，系统地梳理平台的商业、技术、功能等需求，以点带面，开拓相关技术标准和应用标准，自下而上构建和完善标准体系。在动态优化中，用标准反向带动平台建设，最终实现以参考架构为核心的标准化与平台建设推广双向迭代、互促共进的工作格局。工业互联网平台标准化白皮书93.2标准化需求分析方法3.2.1参考架构理论参考架构理论源自国际标准ISO/IEC/IEEE42010:2011《系统和软件工程架构描述》，认为任何系统的架构都应从不同相关方的多个视角分别图3-1工业互联网平台标准化的使命第三章标准化需求分析3.1标准化的使命工业互联网平台标准化的使命是营造可持续发展的工业互联网平台生态，支撑政府、服务产业，发挥“标准化+工业互