http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 06:46:48 來源:中國工程院院刊
一、前言
作為新型網絡基礎設施,工業互聯網是新一代信息技術與先進工業的連接紐帶 。我國正在以智能製造為主攻方向,加快工業互聯網創新發展 ,提升製造業數字化、網絡化、智zhi能neng化hua發fa展zhan水shui平ping。在zai抗kang擊ji新xin型xing冠guan狀zhuang病bing毒du肺fei炎yan疫yi情qing過guo程cheng中zhong,工gong業ye互hu聯lian網wang企qi業ye搭da建jian了le多duo個ge物wu資zi信xin息xi對dui接jie平ping台tai,高gao效xiao彙hui聚ju了le產chan業ye鏈lian上shang下xia遊you的de信xin息xi數shu據ju,實shi現xian了le醫yi療liao物wu資zi等deng生sheng產chan信xin息xi的de精jing準zhun匹pi配pei 。
隨著工業互聯網的快速發展,標準化工作迫在眉睫。近年來國家主管部門發布了多項政策文件,積極推進工業互聯網的標準化工作。2019 年 3 月,《工業互聯網綜合標準化體係建設指南》提出了工業互聯網標準概念架構,重點推進支撐行業應用的標準化工作,涵蓋了工業互聯網的關鍵技術、產品、管理、應用等需求。2021 年 1 月,《工業互聯網創新發展行動計劃(2021—2023 年)》部署了我國工業互聯網未來三年的發展目標和重點任務 。
工業互聯網與物聯網、大數據、信息技術、網絡安全等密切相關並相互影響。構建工業互聯網標準體係,不僅需要對工業互聯網技術體係進行研究,也需要對物聯網、大數據、信息技術、網絡安全等相關方向進行梳理。本文立足工業互聯網標準體係的現實需求,梳理發展現狀、凝練麵臨問題、提出體係框架、論證實施路徑,以期為我國工業互聯網的規範化、高質量發展提供基礎參考。
二、工業互聯網標準化的作用與進展分析
(一)工業互聯網標準化作用分析
我國高度重視互聯網標準化工作,提出要以高標準助力高技術創新,引領高質量發展 。標準化是實現工業互聯網行業互治、推廣應用的基礎,也是推動產業創新發展的有效手段。
近年來,國際上發布了多項信息技術方麵的國際標準,在推動網絡構建與使用、大數據、網絡安全、不同工業互聯網之間的兼容性等方麵起到了重要作用。例如,國際標準化組織製定的 ISO 7498 開放係統互聯模型係列標準,有效指導了不同智能設備之間的通信。
標準能夠固化各領域專家的經驗和知識,規範各領域的使能技術、參考架構、互聯互通等,有助於引導和推動相關技術與產業的融合發展。例如,《信息技術大數據工業產品核心元數據》(GB/ T 38555—2020)彙聚了我國工業界諸多領域專家的經驗知識,規定了工業產品核心元數據的表示方法,促進了信息交換與交流。
標biao準zhun是shi連lian接jie科ke研yan與yu生sheng產chan的de橋qiao梁liang,可ke加jia快kuai工gong業ye互hu聯lian網wang關guan鍵jian技ji術shu的de示shi範fan和he推tui廣guang,有you助zhu於yu工gong業ye互hu聯lian網wang技ji術shu的de規gui模mo化hua應ying用yong,進jin而er促cu進jin技ji術shu進jin步bu。例li如ru,《信息安全技術工業控製係統風險評估實施指南》(GB/ T 36466—2018)為檢測機構、供應商進行工業控製係統風險評估提供了必要依據,推動了工業控製係統的網絡安全建設。
(二)國外工業互聯網標準化的基礎工作
近年來,國際標準化組織重點開展了物聯網、工業數據等方麵的標準化工作,為工業互聯網國際標準化奠定了良好基礎。國際標準化組織 / 國際電工委員會第一聯合技術委員會(ISO/IEC JTC1)主導開發了全球信息和通信技術標準 ,下設機構正在開展物聯網、數字孿生領域的國際標準化研究。國際標準化組織自動化係統與集成技術委員會(ISO/TC184)是工業自動化領域的核心標準化組織,著重開展自動化與控製係統、信息係統、集成技術等的標準化研究。國際電工委員會工業過程測量和控製技術委員會(IEC/TC65)主要研究連續和批量控製領域中的用於工業過程測量與控製的係統、元器件國際標準。國際電工委員會工業網絡分技術委員會(IEC/SC 65C)負責製定工業網絡相關的國際標準(如互操作性、性能評估等)。
美國、德國等製造業強國基於產業發展需求,在產業聯盟、國guo家jia政zheng策ce等deng多duo個ge層ceng麵mian推tui動dong相xiang關guan標biao準zhun化hua工gong作zuo。美mei國guo工gong業ye互hu聯lian網wang聯lian盟meng由you多duo家jia大da型xing信xin息xi技ji術shu企qi業ye發fa起qi成cheng立li,是shi推tui動dong工gong業ye互hu聯lian網wang標biao準zhun化hua的de重zhong要yao平ping台tai;以參考架構為引領,通過企業自主設立的應用案例,組織垂直領域應用探索,建立測試床提供驗證支撐條件;聯合其他標準化組織,協同推動工業互聯網落地應用。德國在國家工業規劃層麵提出工業 4.0 概念,發布了《工業 4.0 標準化路線圖》(第四版);認為當前核心標準化需求包括用例、參考架構模型、係統及其屬性、互通性、集成、通信、人員與工作 7 個方麵,跨領域的標準化需求分為開源、工業安全、數據保護 / 隱私、增值網絡可信度、功能安全等。
(三)我國工業互聯網標準化的基礎工作
我國積極推進工業互聯網標準化工作,正式發布了多項政策文件,如《工業互聯網創新發展行動計劃(2021—2023 年)》《工業互聯網綜合標準化體係建設指南》等。《工業互聯網綜合標準化體係建設指南》提出,需識別出 320 項工業互聯網標準項目,預計到 2025 年製定標準數量超過 100 項 ,重點支撐行業應用的標準化工作。工業互聯網標準體係依托行業龍頭企業,在部分領域開展應用層麵的重點突破,如標識解析、工廠內網、網絡資源管理、邊緣設備、工業大數據等產業發展亟需的標準。
工業互聯網標準化工作與工業網絡、數據、平台、網絡安全等領域密不可分。①在工業網絡方麵,我國具有工廠外網方麵的良好基礎,主導形成了工廠自動化用以太網、麵向工業過程自動化的無線網絡等國際標準。②在數據方麵,依托全國信息技術標準化技術委員會大數據標準工作組,重點圍繞大數據技術在工業產品研發、生產、服務等方麵的應用以及工業數據管理等開展標準化研究,發布了工業大數據標準體係框架。③具備行業性、區域性影響力的工業互聯網平台超過 50 家,發布並更新了《工業互聯網平台標準化白皮書》,提出了標準化工作發展方向、標準化生態建設等建議。④在網絡安全方麵,自 2010 年起陸續開展工業控製係統信息安全相關標準的研究製定工作 ,依托全國信息安全標準化技術委員會提出了工業控製係統信息安全標準體係。
三、我國工業互聯網標準化麵臨的問題
(一)工業互聯網標準的係統布局亟需優化
隨著工業互聯網技術研究與產業應用的日益深入,越來越多的企業、高校、科研院所參與了工業互聯網標準的研究工作,各類國家標準、行業標準、團體標準相繼發布。然而,沒有機構開展相關標準的協調工作,標準與標準之間的先後關係、緊迫程度沒有合理安排,使得已有標準的係統性欠缺,協調統一的工業互聯網標準化發展局麵有待形成。
(二)與相關領域現有標準的協調推進尚未開展
筆者調研發現,目前網絡安全相關國家標準已發布 294 項,製定中的有 416 項;信息技術相關國家標準已發布 949 項,製定中的有 969 xiang。zhexiebiaozhunweigongyehulianwangbiaozhunhuagongzuotigonglejichuhecanzhao,bufenbiaozhunzaigongyehulianwangbiaozhuntixizhongkeyanyonghuoxiugaicaiyong。zaixianxinggongyehulianwangbiaozhuntixidezhidingguochengzhong,shangweimingqueyuxiangguanlingyuxianyoubiaozhunzhijiandexietiaotuijinjizhi,kenengcunzaizhongfuyanzhideqingkuang。
(三)標準落地應用推進力度有待加強
工業互聯網標準涉及工業、xinxijishujixiangguanxinjishulingyuderonghe。danzaishijifazhanguochengzhong,cunzaizhebiaozhunyingyongbugouchongfendexianxiang,youqishizhongdianbiaozhundeluodiyingyongtuijinlidubugou,ru《信息技術通用數據導入接口》(GB/T 36345—2018)等解決數據互聯互通等痛點問題的標準。
四、工業互聯網標準的體係框架與發展路徑
工業互聯網相關技術體係的核心在於數據處理:在網絡互聯互通的基礎上,通過數據的采集、傳輸、集成、篩選、使用,基於平台、麵向應用,開展製造過程的優化決策、分析、控製,同時關注整個數據閉環過程的安全問題。在《工業互聯網綜合標準化體係建設指南》的基礎上,本文提出了麵向產業發展需求的工業互聯網標準體係框架(見圖 1),力求全麵反映工業互聯網的新型信息基礎設施特征。工業互聯網標準體係的研究重點涉及基礎共性、網絡、數據、平台、安全等方麵,構建工業互聯網標準體係框架,著力解決數據流通過程中的標準化問題。

工業互聯網標準體係框架構成
針對工業互聯網標準的係統布局需求,基於工業互聯網標準體係框架,聚焦產業發展痛點問題,本文提出了工業互聯網標準製定路線圖(見圖 2),明確了未來 5 年行業研究的主要任務。在工業互聯網標準體係、製定路線圖的基礎上,運用趨勢研判成果、成效評價工具,持續進行體係及路線圖的迭代優化,推動形成“以成效考察促執行、以評估反饋助改進”的閉環工作機製;破解企業內部和集團企業的設備、生產過程、資源配置互聯互通問題,促進跨企業的資源數據彙聚、共享、應用。

工業互聯網標準製定路線圖
(一)基礎共性標準
綜合考慮《工業互聯網綜合標準化體係建設指南》《國家智能製造標準體係建設指南(2018 年版)》中有關基礎共性標準的劃分方法,建議基礎共性標準劃分為通用、測試與評估、管理三部分。通用標準包含工業互聯網相關的術語定義、架構、功能、可靠性,測試與評估標準包含測試方法、測試指標、評價方法,管理標準包含係統建設、運行主體、關鍵要素的管理要求。基礎共性標準是工業互聯網各領域的通用標準,也是其他領域標準製定的基礎。
工業互聯網作為基礎和主體,應優先發展評價標準,以評促建,為我國加快工業互聯網創新發展提供有效工具。在圖 1 所示的標準體係中,“基礎共性–測試與評估”部分暫缺,應推動相關標準的研究製定,如《工業互聯網評價指數》《工業 APP 認定和分級測評規範》《工業互聯網網絡技術測試評估環境》《工業互聯網平台應用能力與績效評價》。
(二)網絡標準
網絡標準應重點關注網絡互連層麵的運營技術、信息技術融合網絡與骨幹網,分為工廠內網、工廠外網、工業網絡設備、資源管理、邊緣計算五部分。工業網絡設備包括設備 / 產品聯網、網絡設備等底層硬件標準,應突出網絡層要求。資源管理標準涉及地址和無線頻譜等資源使用、網wang絡luo運yun行xing管guan理li要yao求qiu。邊bian緣yuan計ji算suan與yu網wang絡luo層ceng標biao準zhun密mi切qie相xiang關guan。網wang絡luo標biao準zhun是shi規gui範fan工gong業ye互hu聯lian網wang本ben體ti的de核he心xin關guan鍵jian標biao準zhun,為wei工gong業ye互hu聯lian網wang應ying用yong提ti供gong網wang絡luo連lian接jie和he互hu聯lian互hu通tong支zhi撐cheng。
2018 年發布的《工業互聯網網絡建設和推廣指南》mingquetichugongyehulianwangwangluobiaozhundezhidingmubiao。weilejiakuaituidongxinjishuyugongyehulianwangrongheyingyong,yingyanjiuzhidinggongyehulianwangguanjianjishuxiangguanwangluobiaozhun,ru《工業互聯網時間敏感網絡需求及場景》《工業互聯網基於軟件定義廣域網的工業應用場景》《工業互聯網 5G 部署實施指南》等。
(三)數據標準
數據是工業互聯網三大核心之一。數據類標準旨在解決生產全過程中數據采集、傳輸、處理、分析等環節所涉及的數據格式、數據表示、數據接口不統一的問題,實現物理實體數字化、數據互聯互通及互操作;主要由數據采集與共享、語義、標識三部分組成。
當前社會正處於大數據、數shu字zi化hua轉zhuan型xing的de階jie段duan,數shu據ju驅qu動dong策ce略lve及ji其qi實shi踐jian運yun用yong成cheng為wei共gong識shi。大da數shu據ju技ji術shu能neng夠gou促cu進jin製zhi造zao企qi業ye降jiang低di生sheng產chan成cheng本ben,對dui經jing濟ji高gao質zhi量liang發fa展zhan至zhi關guan重zhong要yao。應ying研yan究jiu製zhi定ding工gong業ye互hu聯lian網wang場chang景jing下xia的de數shu據ju共gong享xiang類lei標biao準zhun,如ru《工業互聯網製造資源信息交換規範》等。
(四)平台標準
平台標準分為參考架構、開發部署、應用、服務四部分。平台參考架構標準規定了平台架構等總體設計要求。平台開發部署標準包括部署在平台的應用接口、平台與平台之間的接口標準、係統之間的集成適配標準、平台自身開發及開發環境標準與擴展要求。平台應用標準包括部署在平台的工業 APP 相關標準(涵蓋設計、開發、測試、應用)、工業應用程序接口(API)相關標準。平台服務標準包括與移植到平台的微服務、資源池相關的標準,平台運營標準。
針對工業互聯網平台開發、部署、運維標準較為欠缺的現狀,應研究製定《工業互聯網平台應用係統部署和數據遷移規範》《工業互聯網平台開放接口規範》《工業 APP 質量與測評規範》等;研究製定《工業互聯網平台參考架構》,提供基於共同概念、用於弱化不同執行差異的工業互聯網平台框架;研究製定《工業互聯網平台服務能力成熟度模型》,提升工業互聯網平台建設的水平;研究製定《工業互聯網平台互操作和可移植》,明確工業互聯網平台互操作、可移植的常用規範術語和概念,互操作、可移植之間的相互關係;研究製定《工業互聯網平台選型指南》,打造平台體係的服務支撐,構建平台發展生態,提升平台服務水平。
(五)安全標準
安全標準包括設備與控製係統安全、網絡安全、數據安全、應用安全、安全管理。設備與控製係統安全分為設備安全、控kong製zhi係xi統tong安an全quan,二er者zhe之zhi間jian存cun在zai著zhe密mi切qie的de動dong態tai聯lian係xi,不bu宜yi單dan獨du考kao慮lv。網wang絡luo安an全quan指zhi通tong信xin網wang絡luo安an全quan防fang護hu等deng產chan品pin技ji術shu要yao求qiu。數shu據ju安an全quan包bao括kuo數shu據ju傳chuan輸shu安an全quan、數據安全管理規範等內容。應用安全包括平台應用安全、應用程序安全。安全管理指工業互聯網相關安全管理技術和服務要求。
2020 年發布的《“工業互聯網 + 安全生產”行動計劃(2021—2023 年)》明確提出實現更高質量、更有效率、更可持續、更為安全的發展模式。為了加強對工業互聯網關鍵技術及重要應用的網絡安全保障與管理,應研究製定《信息安全技術工業互聯網平台安全要求及評估規範》等工業互聯網平台安全相關標準、《工業 APP 安全防護要求》《工業 APP 安全檢測要求》《工業互聯網工業安全 APP 技術要求》等工業 APP 網絡安全相關標準。
五、對策建議
(一)實施工業互聯網重點標準突破
聚焦製造業等代表性行業亟需,研究工業互聯網重點標準,以網絡、數據、平台、anquandengweiyouxianfangxiang,tixianxinyidaixinxijishuduizhizaoyedefazhanzhichengzuoyong。zheyanyuzhizaoyezhongdianhuanjiedeguanjianwenti,jiakuaigongyehulianwangzhongdianbiaozhuntupo,qianzhanbuju 5G、人工智能等新技術創新融合應用標準。在標識解析、安an全quan生sheng產chan等deng基ji礎chu短duan板ban方fang麵mian,集ji中zhong力li量liang開kai展zhan關guan鍵jian技ji術shu和he標biao準zhun攻gong關guan,形xing成cheng一yi批pi先xian進jin標biao準zhun和he軟ruan硬ying件jian產chan品pin,推tui動dong形xing成cheng標biao準zhun化hua與yu技ji術shu突tu破po迭die代dai互hu動dong的de發fa展zhan局ju麵mian。
(二)注重標準落地應用
開展工業互聯網標準在製造業落地應用的整體規劃,運用現有相關標準試驗驗證平台、標準化資源,新建工業互聯網標準化公共服務平台,為細分行業、中小企業提供一站式標準化綜合服務。深化產業需求導向,加強工業互聯網重點標準的應用和試點,驗證標準的先進性、適用性、有效性。引導工業互聯網領域重點企業承擔或參與國際、國家、行(xing)業(ye)等(deng)層(ceng)級(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)和(he)修(xiu)訂(ding)工(gong)作(zuo),推(tui)動(dong)重(zhong)點(dian)標(biao)準(zhun)的(de)試(shi)點(dian)應(ying)用(yong)。前(qian)瞻(zhan)研(yan)判(pan)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi),更(geng)新(xin)並(bing)優(you)化(hua)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)標(biao)準(zhun)體(ti)係(xi)框(kuang)架(jia)和(he)路(lu)線(xian)圖(tu)。
(三)培育和健全產業生態
聚焦廣大中小企業,暢通產業鏈循環,以標準化手段降低產業鏈協同成本、縮短產品生命周期、快速響應市場變化。深化重點行業的產業鏈協同,發揮標準的基礎支撐和協調作用,分級分類推動各區域及跨地區、跨(kua)部(bu)門(men)的(de)協(xie)作(zuo)問(wen)題(ti)。發(fa)揮(hui)龍(long)頭(tou)企(qi)業(ye)的(de)標(biao)準(zhun)應(ying)用(yong)示(shi)範(fan)作(zuo)用(yong),開(kai)展(zhan)跨(kua)行(xing)業(ye)業(ye)務(wu)協(xie)作(zuo)流(liu)程(cheng)和(he)服(fu)務(wu)模(mo)式(shi)創(chuang)新(xin),提(ti)高(gao)產(chan)業(ye)鏈(lian)整(zheng)體(ti)協(xie)同(tong)效(xiao)率(lv)。以(yi)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)與(yu)新(xin)興(xing)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)融(rong)合(he)標(biao)準(zhun)為(wei)重(zhong)點(dian),推(tui)進(jin)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)領(ling)域(yu)新(xin)型(xing)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)建(jian)設(she),實(shi)現(xian)上(shang)下(xia)遊(you)配(pei)套(tao)企(qi)業(ye)的(de)緊(jin)密(mi)相(xiang)連(lian)、協同運轉。遴選一批優秀的工業互聯網新型供應鏈平台,打造平台標杆,發揮示範引領作用。