工业互联网边缘计算节点架构白皮书
工业互联网 白皮书
工业互联网白皮书
工业互联网是将物联网、智能制造、大数据和人工智能技术融合在一起，建立在信息网络基础上的智能制造体系，利用数字化网络技术和信息技术，在全业务流程、全工序和全层次实现从资源规划到成品提供的智能化灵活的生产过程的总称。
工业互联网的核心在于实现原材料采购、生产、物料供应链和消费环节的信息化管理，实现网络化的信息和物联网的结合，以及网络中开发智能化的监控管理，形成“最短周期”的智能制造系统。
通过工业互联网，企业可以实现以客户为中心，全程可追溯的供应链开放式分布式化、高效互联的大尺度型“互联网制造”，从而在行业内赢得优势。
从政府的角度来看，工业互联网的发展将有利于提高产品质量、完善公共服务、增进能源效率，促进企业协调发展。
此外，工业互联网可以帮助加快社会信息化进程，实现从制造业型经济向智能制造业型经济的转型升级，加速全球化经济进程，促进世界经济发展和国家经济创新。
20180829-工业互联网 标识解析 体系架构白皮书(征求意见稿)(1)(1)
工业互联网标识解析体系架构白皮书（征求意见稿）工业互联网产业联盟（AII）2018年编写说明近年来，随着互联网和新一代信息技术与传统行业的加速融合，全球新一轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起，一系列新的生产方式、组织方式和商业模式不断涌现，工业互联网也随之应运而生，并正在推动全球工业体系发生深刻变革。
工业互联网的本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。
标识及标识解析技术是实现工业互联网快速发展的关键技术。
其中，工业互联网标识是指能够唯一识别机器、产品、算法、工序等制造业物理资源和虚拟资源的身份符号。
工业互联网标识类似于互联网域名，赋予每一个产品、零部件、机器设备唯一的“身份证”，以实现资源区分和管理。
工业互联网标识解析是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统装置。
工业互联网标识解析类似于互联网域名解析，可以通过产品标识查询存储产品信息的服务器地址，或者直接查询产品信息以及相关服务。
指导单位：工业和信息化部牵头编写单位：中国信息通信研究院编写组成员：目录一、标识解析的内涵与外延 (1)(一) 标识解析的内涵 (1)(二) 标识解析的意义 (2)二、工业互联网标识解析应用场景与需求 (5)(一) 工业互联网标识解析典型应用场景 (5)(二) 工业互联网标识解析需求分析 (13)三、工业互联网标识解析体系功能架构 (17)(一) 功能框架 (17)(二) 基础资源 (18)(三) 关键角色 (21)四、工业互联网标识解析体系实施架构 (23)五、工业互联网标识解析体系管理架构 (27)(一) 开展工业互联网标识解析体系管理架构设计的意义 28(二) 工业互联网标识解析体系管理架构设计 (29)六、工业互联网标识解析体系发展趋势 (33)一、标识解析的内涵与外延(一) 标识解析的内涵工业互联网标识解析体系是工业互联网网络架构的重要组成部分，是维护全球工业互联网稳定运行的重要基础设施和服务，其作用就类似于互联网领域的域名解析系统（DNS）。
2023-工业互联网平台工业设备上云白皮书-1
工业互联网平台工业设备上云白皮书“工业互联网平台工业设备上云白皮书”是当前热门的话题之一，关注度非常高。
国内许多企业已经开始进行工业设备的云化升级，从而进一步提高工业企业的生产效率和降低生产成本，这是一个非常重要的趋势。
本文将从以下几个方面分步骤阐述：1. 云技术的兴起随着云技术的不断兴起，人们对云技术的应用也开始越来越广泛。
云技术作为一种新型的IT基础设施服务方式，已经广泛应用于行业和企业，不仅提供了便捷和高效的资源分配，还优化了IT资源的使用，使IT资源的成本大大降低，从而更加适合企业间进行合作和共享。
2. 工业互联网平台工业互联网平台是目前最主流的商业模式之一，它可以真正地创造商业价值。
企业在建立工业互联网平台的过程中，首先需要实现的是工业设备的云化升级。
通过将工业设备上传到云端，工业企业可以实现设备数据的实时监控和故障预测，从而更加精准地维护设备。
同时，工业企业还可以通过从云端获得更多的数据，优化生产流程，提高生产效率。
3. 工业设备上云的优势首先，工业设备上云可以大大降低企业 IT 资源的成本，同时提高企业的生产效率和产能。
其次，通过工业设备的云化升级，企业可以实现设备数据的实时监控和故障预测，从而更加精准地维护设备。
最后，工业企业还可以通过从云端获取更多的数据来优化生产流程，提高生产效率。
4. 云化升级的挑战企业在实现工业设备的云化升级时，会面临一定的挑战，其中最大的挑战之一是如何应对设备的巨大数据量。
另外，企业还需要解决数据安全和隐私问题。
最后，企业在进行工业设备的云化升级时，还需要解决云化设备的兼容性问题。
总结工业设备上云是一项非常重要的趋势，可以降低 IT 资源的成本，提高企业的生产效率和产能，同时还可以优化生产流程。
但是，企业在实现工业设备的云化升级时，还需要解决一些难题。
未来，工业企业需要根据自身需求选择适合自己的工业设备云化升级方案。
2023-工业互联网平台上云白皮书-1
工业互联网平台上云白皮书随着科技的不断发展，工业互联网逐渐成为了工业发展的新趋势，工业互联网平台作为其中的重要组成部分也受到了广泛关注。
随着工业互联网平台的推广与普及，越来越多的企业加入了进来，而云计算的应用也逐渐成为了工业互联网平台上的一种趋势。
本文就将围绕“工业互联网平台上云白皮书”展开阐述，分步骤讲解工业互联网平台上云的重要性和应用。
一、云计算的基本概念云计算是一种将计算机硬件和软件资源通过网络服务的方式，按需分配给用户的一种新型的互联网计算模式。
它是一种具有高度可扩展性、可靠性和容错性的计算模式，能够提供强大的数据处理能力和存储能力，也可以提供高速网络服务和分布式计算服务。
二、工业互联网平台上云的重要性随着工业互联网平台的不断发展壮大，如何实现更高效的数据管理与交互成为了一个非常紧迫的需求。
而云计算平台正是以高效、快速、安全等特点成为现代企业建立数据中心、共享资源和信息技术服务的最佳方式之一。
1.降低IT成本工业互联网平台上云可以大大降低企业IT成本，使企业不必购买和维护大量的服务器、存储设备和软件等设备，这些都可以通过云计算平台予以提供。
通过云计算，企业只需按需付费，避免浪费，并可以使IT成本更加透明。
2.提高数据安全工业互联网平台上云可以保障安全性，不仅可以防止数据泄露，同时也可以避免用户信息被不可信系统或黑客攻击。
通过云计算平台，企业可以通过多层数据备份和保护，防止数据丢失和文件损坏，实现数据的高效备份和恢复。
3.提高数据处理效率通过工业互联网平台上云，企业可以实现数据的高效处理和分析。
在云计算平台上，企业可以利用图形处理器和多核处理器，快速分析大量的数据，从而提高生产效率和降低成本。
三、工业互联网平台上云的应用1.生产流程控制通过工业互联网平台上云，企业可以实现对生产流程的全面控制。
通过对云平台上获取的数据进行统计和分析，企业可以更好地把握生产流程，从而实现生产优化和工厂资源的更加优化利用。
工业互联网架构白皮书知识考核试题与答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版工业互联网架构白皮书知识考核一、不定项选择题1.等保2.0提出的基本原则有（）*A.分等级保护√B.突出重点√C.整体防护D.积极防御√E.综合防护√2.2020年5月22日，《2020年国务院政府工作报告》提出，重点支持“两新一重”建设，其中“两新”是指（）*A.新型基础设施建设√B.新型城镇化建设√C.新型工业体系建设D.新型互联网+建设3.工业互联网安全体系架构，基于安全需求，从哪些角度出发进行的设计。
（）*A.利益相关者√B.垂直行业√C.动态风控D.安全视角√4.工业互联网安全体系架构从安全视角看，可以从哪几个视图来构建工业互联网安全体系。
（）*A.安全业务√B.安全功能√C.安全实施√D.安全技术√5.随着工业互联网安全攻击日益呈现出的新型化、多样化、复杂化，现有的工业互联网安全暴露出哪些问题（）*A.数据隐私和数据安全防护缺乏有效手段√B.工业生产迭代周期短，存量设备可以快速进行安全防护升级换代C.OT与IT两个领域人员融合较慢，安全意识急需提升√D.工业信息安全存在先天不足，安全防护能力难以快速提升√6.工业互联网安全产业发展趋势为（）*A.工业互联网产业政策持续向好√B.融合多领域技术的工业互联网安全解决方案涌现√C.工业互联网安全得到越来重视√D.工业互联网安全标准不断完善与发展√E.工业互联网安全人才需求持续增长√7.下面那项不是企业工业互联网云平台需要解决安全风险或难题（）[单选题] *A.云内更多东西访问，边界防护失效B.威胁态势无感知，虚拟层漏洞不易修复C.网络边界消失，硬件设备无法部署D.相较于外部攻击，内部人员攻击不会造成较大风险√8.工业互联网安全技术发展趋势为（）*A.工业互联网安全态势监测与感知将成为重要技术手段√B.工业互联网未知威胁防范√C.云平台成为安全防护的重点√D.内生安全防御和补偿式安全防御将长期并存√E.工业互联网安全防护自动化与智能化将不断发展√9.安全业务视图包含的维度有（）*A.行业维度√B.企业维度√C.建设维度√D.政府维度E.安全能力√10.建设维度的主要任务是（）*A.加强工业互联网安全公共服务能力B.构建工业互联网安全管理体系√C.提升企业工业互联网安全防护水平√D.强化工业互联网数据安全保护能力√11.企业维度的主要任务是（）*A.推动工业互联网安全责任落实√B.构建工业互联网安全管理体系C.提升企业工业互联网安全防护水平√D.强化工业互联网数据安全保护能力12.工业互联网主要由工业制造OT系统和信息IT系统构成，IT系统与OT系统存在的不同之处有（）*A.传统安全保护的是服务器、个人计算终端，工控安全保护的是工业控制设备√B.不同的工业场景，工控系统的应用方式区别较大，不同的工控系统、以及相同类工控系统但不同厂家设备，都有较大的差别。
边缘计算优势
26互联网经济T HE I NTERNET E CONOMY□ 文/冯海玉在过去的十年中，由于需要扩展数据中心中使用的技术，加快推进物联网的应用，边缘计算得以快速发展。
然而随着云计算和边缘计算架构模型的融合和发展，边缘和数据中心之间的界限将日渐模糊。
2019年10月24日，美国工业互联网联盟（IIC）发布《边缘计算优势》白皮书。
报告深入浅出地分析了边缘计算的特征，定义了边缘计算及其实现方式，展望了边缘计算的商业优势，指出了边缘计算面临的机遇和挑战。
边缘计算优势互联网经济官方微信在过去的十年中，由于需要扩展数据中心中使用的技术，以支持更接近物理世界中物体的云计算，边缘计算一直在稳步增长。
这是使物联网（IoT）加速发展的关键因素。
但是，边缘计算像其他新技术一样，大量重叠的术语混淆了基本概念以及它们之间的关系。
本白皮书旨在揭开边缘计算的神秘面纱，探讨其优势，解释其工作原理、实现方式以及未来所面临的机遇和挑战。
一、什么是边缘计算用来描述边缘计算及其周边技术的词语非常多。
包括边缘、雾、边缘计算、赛迪网官方微信272020年第11期雾计算等。
这些名称都是基于某一特定方面，适用于某些特定技术，而这些技术无疑会不断发展变化。
在这里，我们将边缘计算理解为一组核心功能，并对其描述词汇做出严格的限制。
我们将“边缘计算”一词涵盖以上所有的方面。
边缘计算的计算模型完全是分布式的，并能支持各种交互和通信范例。
边缘计算存在于现实世界的物体之间，从边缘节点（Edge node）层到数据中心（Data Center），由IoT 设备（传感器和执行器）进行监视和控制。
运营生产、监督和安全控制可以在边缘节点中进行实施。
该架构还支持跨各个子系统之间的通信。
为了支持多个供应商、旧设备和协议，避免发生供应商锁定，我们需要将多个供应商提供的硬件和软件组装到一个可以无缝互操作（Interoperate，又称互用，是指不同的计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起工作并共享信息）的系统中。
工业互联网信息模型白皮书 (征求意见稿)
工业互联网信息模型白皮书（征求意见稿）2020年4月目录一、概述 (1)（一）构建工业互联网信息模型将助力工业互联网信息交互 (1)（二）传统工业垂直领域信息模型难以满足工业互联网协同发展需求 (3)（三）构建工业互联网信息模型将推动工业互联网的高质量发展 (4)二、3IM的内涵 (4)（一）3IM的范围 (4)（二）3IM的定义 (6)三、3IM的应用 (7)（一）设备-设备闭环 (8)（二）设备/系统-信息系统闭环 (8)（三）设备/系统-信息系统-应用闭环 (9)（四）企业-产品-用户闭环 (9)四、3IM的框架 (10)（一）3IM基本框架 (10)（二）3IM的包含与被包含关系 (11)（三）3IM包含的关键要素 (14)（四）3IM和工业互联网体系架构的关系 (14)五、构建3IM的主要步骤 (17)（一）需求确定 (17)（二）了解现状 (18)（三）定义信息模型 (18)（四）搭建信息模型实例 (18)（五）测试验证 (19)（六）部署实施 (19)（七）推广应用 (20)六、附件 (20)（一）应用场景概览 (20)（二）机械工业仪器仪表综合技术经济研究所制造装备信息模型 (21)（三）中国科学院沈阳自动化研究所机器视觉信息模型 (24)（四）华为技术有限公司OceanConnect IoT云服务信息模型 (27)前言受各国战略引领和市场推动影响，全球工业互联网信息的应用呈现加速发展态势，各企业和研究单位纷纷涉足工业互联网信息标准化领域，试图寻找一种有效可靠的方法，实现信息的互联互通互操作。
近年来，国内外一些研究组织和单位机构陆续开展了信息模型的相关研究工作，信息模型技术方向的研究成果也得到不断丰富。
国内方面，中国信息通信研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中科院沈阳自动化研究所、华为等单位针对信息模型相关技术展开研究，涉及到信息模型的通用建模规则、模型元素定义、语义化描述方法以及信息模型统一描述等内容。
2023-边缘计算安全白皮书-1
边缘计算安全白皮书随着互联网技术的不断发展，边缘计算已成为当前网络领域的热点话题。
而边缘计算安全问题也引起了人们的广泛关注。
为此，一份名为“边缘计算安全白皮书”的报告应运而生，旨在解决边缘计算安全问题。
以下是边缘计算安全白皮书的主要内容及其分析。
一、引言边缘计算是一种新兴的计算架构，它利用网络中分布式的边缘设备处理和存储数据，从而减轻网络通信的压力。
但是，一方面边缘设备的数量巨大，另一方面边缘设备的安全性不能与传统计算机相比，这给边缘计算安全带来了巨大的挑战。
二、边缘计算的安全问题1、边缘设备的安全问题边缘设备的安全问题主要表现在设备硬件、软件、通信和操作方面。
其中，硬件和软件本身的缺陷、操作系统的脆弱性、数据传输中数据的被篡改和丢失等是边缘设备的安全隐患。
2、边缘计算的数据安全问题边缘计算中大量的数据流转导致了数据的安全问题。
这其中包括数据泄漏、数据篡改、数据丢失等问题。
这些问题可能由于恶意软件、黑客攻击、系统漏洞等因素导致。
三、边缘计算安全的解决方案1、加密与解密技术为了避免边缘设备的数据泄露问题，可以使用加密与解密技术,确保边缘设备传递的数据在传输过程中仅有目标设备能够解密和访问。
2、使用安全协议为了保证通信的安全，可以使用安全协议。
如TLS协议,确保数据传输过程的安全。
3、设备管理和认证在设备管理和认证方面,可以采用设备加密和认证技术来确保对设备进行授权操作。
四、结论边缘计算正成为新的发展趋势，但也面临着严峻的安全挑战。
本文详细分析了边缘计算安全问题，并提出了多种解决方案。
作为未来网络的重要组成部分，边缘计算还有很多问题值得探讨和研究，只有加强研究，才能更好地解决边缘计算的安全问题，为其发展提供更有力的保障。
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安全 管理
边缘 控制器
网络
协议 转换
TSN
设备 接入
开发
编辑开 算法 发环境 功能库
策略 执行
控制
PLC 运动 控制 控制
控制器 东西向 协同
现场 设备
数据 采集
控制 输出
传感器
机器人 数控机床 机械手
冲床
摄像头
…...
AGV
工控机
扫码枪
仪表
门禁
机床…...Fra bibliotek工业边缘节点通用架构模型
典型硬件产品现状
相关政策（2020）
• 十四五规划以及2035远景目标 • 政府工作报告 • 中央政治局会议纪要
中国信息通信研究院：2017-2020年我国工业互联网产业经济总体情况 2020年工业互联网政策梳理
融合发展及行业标准
融合发展
• “新基建”七大领域 • 工业互联网+ 概念 • 工业互联网+ 大数据/5G/人工智能
行业标准
• CCSA下设工业互联网特设组ST8 • 工业互联网边缘计算总体架构与要求 • 边缘云、边缘网关、边缘控制器的层级化部署架构 • “边缘计算标准件计划”
中央电视台：“新基建”七大领域定义 工业互联网特设组ST8在研标准一览
挑战痛点
行业共通
• 跨设备互联互通 • 跨软件格式互联互通 • 跨平台数据互联互通 • 数字化模型搭建迭代 • 整体安全性和可靠性
边缘计算标准件计划 模块化架构工业边缘节点
支持人工智能加速的 工业边缘节点
在中国信息通信研究院组织的“边缘计算标准件计划”首批产品评 测中:
● 业界主要边缘计算整机产品围绕硬件基础性能、边缘控制、数 据采集、边缘智能、运维管理、边缘安全、分布式协同等60余 个边缘计算关键能力评测指标完成测试。
市场趋势及相关政策
市场趋势（2018-2020）
• 工业互联网经济增加值：1.42万亿元，2.13万亿元和3.1万亿元； • 同比增长分别为：55.7%，47.3%，47.9%； • 占GDP比重：1.5%，2.2%和2.9%； • 对GDP增长贡献率：6.7%，9.9%和11%。 • 全社会新增就业岗位：135万个，206万个和255万个
● 边缘侧单个或者多个分布式协同的服务器 ● 云端基于机器学习离线训练好的模型部署到边缘云 ● 根据模型中输出与特征之间权重关系，优化终端上传数据的过滤规则，以此减少流
量成本和云端存储成本
云平台
数据 上传
边缘云
业务应用管理
业务指令上 任务编 下行传输 排调度
应用部署和生命周期 管理
模型 下发
平台管理
运维管理
● 部署现场往往跨地域较大 ● 支持单机远程管理与升级 ● 支持机群管理功能，如灾难备份，负载均衡/迁
移等
软件安全
● 工业级产品的安全需要端到端的安全性 ● 网络安全、数据安全、应用安全等上层技术
边云协同系统架构
目录
工业互联网介绍 工业边缘节点概述
工业边缘节点参考架构 工业边缘节点应用实践
硬件参考架构
工业边缘控制器
● 边缘侧连接各种现场设备 ● 采用分布式异构计算平台 ● 多物理内核结合虚拟化技术的支持
工业边缘网关
● 边缘计算装置 ● 工业设备的接入和数据解析的需求 ● 工业边缘网关可将现场各种工业设备、采集装置、应用系统的标准或私有通信协议
转化成标准OPCUA等通讯协议
工业边缘云服务器/一体机
价值
• 更快的响应速度 • 更低的网络使用率 • 更安全的数据保护 • 更高的可靠性
工业互联网 “端-边-网-云” 简化模型
硬件需求
工业级环境
● 产品外壳处做增强式设计 ● 抗冲击、抗粉尘、防水防泼溅等。
工业级可靠性
● 7x24小时连续工作，工业级严酷环境 ● 工业级元器件，宽工温设计、宽电压设计、抗电磁干扰
本白皮书可供对工业互联网感兴趣的终端工厂用户和普通读者快速了解工业边缘节点的概念和作用， 把握未来智慧工业的发展趋势和方向；也可供工业互联网的系统集成商和软硬件产品提供商详细了解工业 边缘节点的标准化进展、可用软硬件架构和典型产品现状，亦可根据实践案例，开发基于工业边缘节点的 新产品和方案。
目录
工业互联网介绍 工业边缘节点概述 工业边缘节点参考架构 工业边缘节点应用实践
工业互联网边缘计算节点架构白皮书
技术创新，变革未来
工业互联网边缘计算节点白皮书
参与单位
主要内容和定位价值
本白皮书是第一本专门介绍用于工业场景的工业互联网边缘计算节点（即：工业边缘节点）的综述性 文档，主要内容包括： • 历史机遇：“新基建”和”工业互联网+“对边缘计算产业的影响，以及中国标准订立进展 • 挑战需求：边云协同背景下，工业边缘节点面临的挑战和需求（软硬件两方面） • 探索尝试：工业边缘节点已有参考架构，产品现状和应用实践的尝试
底层技术
软件需求
实时连接性
● 大部分应用需要毫秒级实时，甚至需要微秒级实时 ● 支持主流现场总线协议
异构计算支持
● 处理结构化数据 +非结构化数据 ● 不同计算单元协同起来的异构计算 ● 硬件的优势，实现性能、成本、功耗、可移植性
虚拟化容器化
● 多个系统共同控制，虚拟化技术支持负载整合 ● 鲁棒性要求，需要用容器化技术隔离各个负载
角色差异
• 软硬件产品提供商：兼容成本 vs. 用户体验 • 系统集成商：标准化利用 vs. 定制化开发 • 工厂用户：已有产线利用率 vs. 柔性生产需求
目录
工业互联网介绍 工业边缘节点概述 工业边缘节点参考架构 工业边缘节点应用实践
作用及价值
作用
• 提供互联互通机制 • 解决现场连接性问题 • 支持人工智能部署 • 支持实时控制部署
能力等
工业接口及连接器
● 专用工业接口和连接器 ● 常见的有：GPIB，EtherCAT网口，RS-485串口等技术
易扩展性及可升级性
● 全生命周期较长，一般在10-20年不等 ● 为了满足中期技术改造的需求，核心部件应可独立升
级 ● 满足接口易扩展性，方便按照不同应用场景定制不同
的接口
硬件安全
● 工业级产品的安全需要端到端的安全性 ● 节点安全，身份和认证管理，受信执行，功能安全等
虚拟化平 台管理
运维管理
微服务 下发
智能 边云 建模 协同 工具
数据 数据 异构 聚合 分析 计算
边缘云 东西向 协同
边缘 网关
设备管理
访问 通讯 设备注 授权 管理 册管理
存储
数据 边缘 数据预 采集 缓存 处理
计算
嵌入式实时 轻量操级作系统数据 容器 分析
日志 管理 边缘 智能
网关东 西向 协同