《工業互聯網總體網絡架構gb/t42021-2022》詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3術語和定義4縮略語5工業互聯網總體網絡架構5.1工業互聯網總體網絡需求5.1.1三類企業主體5.1.2七類互聯主體contents目錄5.1.3八種互聯類型5.2工業互聯網網絡目標框架5.3工業互聯網網絡連接框架6工業互聯網工廠內網絡架構6.1目標架構6.2功能要求7工業互聯網工廠外網絡架構7.1目標架構contents目錄7.2功能要求8工業互聯網網絡實施架構8.1工業互聯網網絡實施框架8.2生產控制網絡8.2.1網絡實體組成8.2.2建設模式8.3企業與園區網絡8.3.1網絡實體組成contents目錄8.3.2部署要求8.4國家骨干網絡8.5數據互通互操作體系9工業互聯網網絡安全要求9.1設備安全防護要求9.2網絡安全防護要求參考文獻011范圍工業互聯網總體網絡架構的定義描述了工業互聯網網絡的設計原則、功能架構、技術實現及系統部署等方面的要求。涵蓋的領域涉及工業互聯網的網絡設備、網絡通信、數據處理、安全保障等多個領域，為工業互聯網的全面發展提供支撐。標準內容范圍為工業企業構建高效、穩定、安全的工業互聯網網絡提供參考和指導。工業企業幫助設備制造商理解工業互聯網網絡需求，開發符合標準要求的網絡設備和解決方案。設備制造商為系統集成商提供標準化的工業互聯網網絡集成方案，降低集成復雜度和成本。系統集成商適用對象范圍010203工業網絡安全通過標準化的網絡架構，提升工業網絡安全防護能力，保障工業互聯網的安全穩定運行。智能制造支持智能制造場景中的設備連接、數據采集、遠程控制等需求，提升制造過程的智能化水平。工業互聯網平臺為工業互聯網平臺提供高效、可靠的網絡連接和數據傳輸服務，支撐平臺業務的快速發展。應用場景范圍022規范性引用文件引用目的確保標準的準確性和完整性，提供必要的參考和支持。引用范圍涵蓋與工業互聯網總體網絡架構相關的技術、協議、安全等方面的標準。引用文件概述包括術語定義、體系架構等基礎標準。基礎通用標準總體技術標準應用場景標準涉及工業互聯網整體技術框架、互聯互通等關鍵技術標準。針對不同行業、領域的應用場景，制定相應的實施指南和標準。具體引用文件引用文件為工業互聯網總體網絡架構提供必要的技術支撐和參考。提供技術支撐通過引用相關標準，推動工業互聯網領域的標準化進程，提高行業整體水平。促進標準化發展引用涉及安全、可靠等方面的標準，確保工業互聯網系統的穩定性和安全性。保障安全可靠引用文件的重要性033術語和定義工業互聯網定義工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態。工業互聯網功能工業互聯網意義3.1工業互聯網通過對人、機、物、系統等的全面連接，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系。為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑，是第四次工業革命的重要基石。網絡基礎包括有線網絡、無線網絡、移動網絡等多種類型，滿足工業現場復雜多變的環境需求。網絡類型網絡性能要求網絡具有高可靠性、低時延、大帶寬等特點，以保障工業生產的穩定性和實時性。工業互聯網以網絡為基礎，實現設備、系統、人之間的互聯互通。3.2網絡3.3平臺平臺定義工業互聯網平臺是面向制造業數字化、網絡化、智能化需求，構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務體系。平臺功能平臺架構提供制造能力在線發布、協同和交易服務，支撐社會化生產、共享制造、眾包眾創、供應鏈金融等新型制造模式。包括邊緣層、IaaS層、PaaS層和SaaS層，分別提供數據采集、基礎設施服務、平臺服務和軟件應用服務。數據要素數據是工業互聯網的核心要素，包括設備數據、生產數據、運營數據等。數據采集通過傳感器、RFID、條碼等技術手段，實時采集生產現場的數據。數據分析利用大數據、云計算等技術手段，對采集到的數據進行處理、分析和挖掘，為決策提供支持。3.4數據044縮略語IIoTIndustrialInternetofThings，即工業物聯網，是指將物聯網技術應用于工業領域，實現設備的互聯互通和數據的采集分析。IIoTMECMulti-accessEdgeComputing，即多接入邊緣計算，是一種將計算、存儲和網絡功能從中心數據中心推向網絡邊緣的技術，以降低延遲并提升數據處理效率。MECSDNSDNSoftwareDefinedNetwork，即軟件定義網絡，是一種網絡虛擬化技術，通過集中控制和開放接口，實現網絡資源的靈活調配和優化。NFVNetworkFunctionsVirtualization，即網絡功能虛擬化，是一種將網絡設備功能通過軟件實現的技術，以提高網絡設備的靈活性和可擴展性。NFV055工業互聯網總體網絡架構包括工廠內網和工廠外網，實現數據的采集、傳輸和交互。網絡層提供數據處理、分析和可視化等功能，是工業互聯網的核心。平臺層保障工業互聯網的數據安全、網絡安全和信息安全。安全層5.1架構組成5.2架構設計原則靈活性架構應具備靈活性和可擴展性，以適應不同的應用場景和需求。架構應遵循開放標準，支持多種設備和系統的接入。開放性架構應確保數據的安全性和隱私保護。安全性5.3網絡互聯與數據互通數據互通確保數據在不同設備和系統之間能夠順暢傳輸和共享。網絡互聯通過標準化接口和協議，實現不同設備和系統之間的網絡連接。通過技術手段提升架構的性能和穩定性。性能優化根據應用需求，不斷拓展架構的功能和服務。功能拓展跟蹤新技術發展，及時將新技術融入架構中，保持架構的先進性。技術演進5.4架構優化與演進065.1工業互聯網總體網絡需求高可靠性網絡必須保證數據傳輸的穩定性和準確性，避免因網絡故障導致的生產中斷。大帶寬隨著工業互聯網應用的不斷深入，數據傳輸量將大幅增加，需要大帶寬網絡支持。低延遲工業互聯網應用需要實時數據傳輸，對網絡延遲有嚴格要求，以確保生產流程的順暢進行。5.1.1網絡性能需求保障工業互聯網中傳輸的數據不被竊取、篡改或破壞，確保數據的完整性和機密性。數據安全5.1.2網絡安全需求防范網絡攻擊和入侵，保證工業互聯網網絡的穩定運行。網絡安全實施嚴格的訪問控制策略，避免未經授權的訪問和操作。訪問控制對網絡設備進行統一配置和管理，提高網絡管理的效率和準確性。配置管理根據網絡使用情況，對網絡性能進行優化，提高網絡資源的利用率。性能優化實時監測網絡狀態，及時發現并解決網絡故障和問題。網絡監控5.1.3網絡管理需求靈活性工業互聯網網絡應具備良好的擴展性，以適應不斷變化的業務需求和技術發展。可擴展性網絡架構應支持平滑升級和擴展，降低因業務發展而帶來的網絡改造成本。兼容性新加入的網絡設備和系統應能與現有網絡兼容，確保網絡的穩定運行。5.1.4網絡擴展性需求075.1.1三類企業主體01網絡設備供應提供工業路由器、交換機、網關等網絡設備，確保工業互聯網的數據傳輸和通信。網絡設備提供商02解決方案提供針對不同行業和場景，定制化的網絡設備解決方案，以滿足特定的業務需求。03技術支持與服務提供專業的技術支持和售后服務，確保網絡設備的穩定運行。平臺服務商生態合作與共建與各類企業合作，共同打造工業互聯網生態，推動產業的數字化轉型。數據處理與分析對工業數據進行采集、存儲、處理和分析，為企業提供數據驅動的決策支持。平臺建設與運營搭建并運營工業互聯網平臺，提供設備接入、數據分析、應用開發等服務。設備接入與數據采集將生產設備接入工業互聯網平臺，實現數據的實時采集和傳輸。定制化服務享受根據企業需求，享受平臺服務商提供的定制化服務，如遠程監控、預測性維護等。智能化生產與管理利用工業互聯網技術實現生產過程的自動化、智能化，提高生產效率和管理水平。終端用戶企業085.1.2七類互聯主體指具備數據感知、處理、通信等能力的工業設備，如數控機床、工業機器人等。定義實現設備間的互聯互通，提高生產效率和設備利用率，降低運維成本。功能互聯主體一：智能設備定義指集成了傳感器、控制器等智能化組件的產品，能夠收集和發送數據。功能為用戶提供更加個性化的服務和產品體驗，同時為企業提供產品使用數據和反饋。互聯主體二：智能產品定義指為工業生產提供服務的系統，如遠程監控系統、預測性維護系統等。功能互聯主體三：服務系統提高生產效率，降低運維成本，增強企業的服務能力和市場競爭力。0102定義指參與工業生產的各類人員，如操作工人、技術人員、管理人員等。功能通過工業互聯網實現人員之間的信息共享和協同工作，提高工作效率和決策水平。互聯主體四：人指企業內部的信息管理系統，如ERP、MES等。定義實現企業內部信息的整合和共享，提高企業管理和決策效率。功能互聯主體五：信息系統VS指支持企業業務運營的系統，如供應鏈管理系統、客戶關系管理系統等。功能優化企業業務流程，提高企業運營效率和客戶滿意度。定義互聯主體六：業務系統指提供云計算服務的平臺，為企業提供數據存儲、分析、應用等服務。定義降低企業IT成本，提高企業數據處理能力和應用創新能力。功能互聯主體七：云平臺095.1.3八種互聯類型企業內部互聯信息系統互聯實現企業內部各個信息系統之間的數據共享和協同工作。工廠內網互聯實現工廠內部設備、生產線和信息系統之間的網絡連接。加強企業與供應商、分銷商等供應鏈伙伴之間的信息共享和協同。企業與供應鏈互聯通過用戶反饋、數據分析等方式，實現企業與用戶之間的緊密互動。企業與用戶互聯企業外部互聯產業集群互聯促進同一產業集群內不同企業之間的信息共享、資源整合和協同創新。跨行業互聯實現不同行業之間的信息互通、資源共享和業務協同，推動產業融合發展。跨企業互聯連接各類公共服務云平臺，為企業提供便捷、高效的云服務。公共服務云平臺互聯實現不同工業互聯網平臺之間的互聯互通，促進平臺資源的共享和優化配置。工業互聯網平臺互聯公共服務互聯105.2工業互聯網網絡目標框架全面連接實現工業現場設備、傳感器、執行器等各類設備的全面互聯互通。跨域通信支持不同廠商、不同協議的設備之間的跨域通信和數據交換。靈活組網能夠適應不同工業場景的需求，支持靈活的網絡拓撲結構和組網方式。網絡互聯互通數據傳輸與處理010203實時性確保數據傳輸的實時性和準確性，滿足工業控制的需求。高效處理對數據進行高效處理和分析，提取有價值的信息，為決策提供支持。數據安全保障數據傳輸和處理的安全性，防止數據泄露和被篡改。網絡監控實時監測網絡狀態，及時發現和解決網絡故障。性能優化根據網絡負載情況，動態調整網絡參數，優化網絡性能。資源管理合理分配網絡資源，提高網絡資源利用率。網絡管理與優化實現與企業管理信息系統、生產執行系統等的信息共享和協同工作。與信息系統融合與工業自動化系統深度融合，支持遠程監控和調試。與自動化系統融合利用云計算和邊緣計算技術，提高數據處理能力和響應速度。云計算與邊緣計算結合與其他系統的融合115.3工業互聯網網絡連接框架工廠內網絡連接實現工廠內部設備、系統之間的互聯互通，支持實時數據采集、監控和控制。01網絡連接構成工廠外網絡連接實現工廠與外部供應鏈、客戶、服務商等之間的網絡連接，支持業務協同和信息共享。02有線連接技術采用以太網、現場總線等技術，實現高速、穩定的數據傳輸。無線連接技術利用WiFi、ZigBee、LoRa等無線通信技術，滿足移動設備和遠程監控等需求。網絡連接技術網絡安全防護通過防火墻、入侵檢測等手段，確保網絡連接的安全性和可靠性。數據加密傳輸采用SSL/TLS等加密技術，保障數據在傳輸過程中的安全性。網絡連接安全網絡連接管理網絡設備管理對網絡設備進行統一管理和配置，確保網絡連接的穩定性和可用性。網絡性能監控實時監測網絡連接的帶寬、時延、丟包率等指標，及時發現并解決網絡問題。126工業互聯網工廠內網絡架構6.1網絡層次結構現場設備層負責連接生產現場的設備，如傳感器、執行器等，實現設備數據的采集和控制指令的下發。控制層對現場設備層進行集中控制，實現生產過程的自動化和智能化。車間層負責車間內生產管理和調度，協調各個生產環節，確保生產順利進行。工廠層對整個工廠的生產進行管理和優化，實現工廠級別的協同和優化。6.2網絡通信協議工業以太網采用以太網技術，滿足實時性、可靠性和安全性要求，適用于工廠內部網絡通信。現場總線一種串行數據通信協議，適用于設備層與控制層之間的通信，具有高可靠性、長距離傳輸和低成本等優點。無線通信采用無線通信技術，實現設備間的無線通信和數據傳輸，適用于移動設備、遠程監控等場景。6.3網絡安全保障通過身份驗證和權限控制，確保只有授權用戶才能訪問網絡資源。訪問控制采用加密算法對數據進行加密處理，確保數據傳輸過程中的安全性和保密性。數據加密通過監控網絡流量和異常行為，及時發現并防御網絡攻擊行為。入侵檢測和防御030201網絡拓撲管理對網絡設備進行統一管理和配置，確保網絡的穩定性和可用性。故障診斷與排除通過網絡診斷工具和技術手段，及時發現并解決網絡故障問題。性能優化與升級定期對網絡進行性能評估和優化升級操作，提高網絡的傳輸效率和響應速度。6.4網絡管理與維護136.1目標架構全面性目標架構需全面覆蓋工業互聯網的各個方面，包括設備、網絡、平臺、安全等。擴展性架構設計應具備良好的擴展性，能夠適應工業互聯網的快速發展和變化。兼容性目標架構應兼容現有工業系統和互聯網技術，確保平滑過渡和升級。安全性保障工業互聯網的安全穩定運行是架構設計的核心原則。6.1.1架構設計原則6.1.2總體網絡架構組成平臺層提供數據采集、存儲、分析和可視化等功能，支撐工業應用的開發和運行。安全層保障工業互聯網的安全防護、威脅監測與處置、數據保護等。網絡層實現工業設備與系統之間的互聯互通，包括工廠內網和工廠外網。0302016.1.3架構特點與優勢提高系統的可靠性、降低維護成本、加快應用開發速度等。優勢分層設計、模塊化結構、標準化接口等，便于系統的集成和維護。特點6.1.4實施路徑與建議加強政策引導，加大資金投入，推動產學研用協同創新等。建議制定詳細的實施計劃，分階段推進工業互聯網的總體網絡架構建設。實施路徑146.2功能要求6.2.1網絡互聯功能互聯接口應支持與其他工業互聯網網絡、系統、設備等的標準互聯接口，實現網絡間的無縫連接。互聯協議應采用標準的網絡通信協議，確保不同廠商、不同設備之間的互聯互通。互聯管理應提供網絡互聯的管理功能，包括連接建立、參數配置、狀態監測等。數據格式轉換應支持不同數據格式之間的轉換，以實現數據的互通與共享。數據路由應根據業務需求，提供靈活的數據路由功能，確保數據能夠準確、高效地傳輸到目標節點。數據同步應支持分布式數據同步功能，確保各節點之間的數據一致性。0203016.2.2數據互通功能標識編碼應采用統一的標識編碼體系，為工業互聯網中的每一個對象分配唯一的標識。標識注冊與解析應提供標識的注冊、解析服務，支持通過標識查詢對象的相關信息。標識管理應建立完善的標識管理體系，確保標識的唯一性、安全性和可追溯性。6.2.3標識解析功能網絡拓撲管理應能夠實時展示工業互聯網的網絡拓撲結構，方便用戶進行網絡規劃和故障排查。網絡資源管理應提供對網絡資源的統一管理功能，包括IP地址、端口、帶寬等資源的分配和回收。網絡性能管理應能夠實時監測網絡性能，包括網絡延遲、丟包率等指標，確保網絡的穩定運行。6.2.4網絡管理功能157工業互聯網工廠外網絡架構網絡連接包括工廠與供應鏈、工廠與客戶、工廠與分支機構之間的網絡連接，確保數據傳輸的實時性和準確性。數據中心作為工廠外網絡的核心節點，提供數據存儲、處理和分析能力，支持業務決策和優化。云計算平臺提供彈性可擴展的計算資源，支撐工業互聯網應用的快速部署和高效運行。7.1工廠外網絡構成要素支持多種工業協議和數據格式，實現異構系統間的互聯互通。開放性7.2工廠外網絡架構特點采用多層次安全防護措施，確保數據傳輸和存儲的安全性。安全性通過冗余設計和故障恢復機制，保障網絡的高可用性和業務連續性。可靠性供應鏈協同實現供應鏈各環節的信息共享和協同作業，提高供應鏈響應速度和靈活性。遠程服務通過工廠外網絡為客戶提供遠程故障診斷、預測性維護等增值服務。分支機構管理支持跨地域分支機構的信息匯聚和統一管理，提升企業管理效率。0302017.3工廠外網絡應用場景167.1目標架構7.1.1總體架構設計原則目標架構需全面覆蓋工業互聯網的各個層面，包括設備層、網絡層、平臺層、應用層等，確保架構的完整性和系統性。全面性目標架構應具備足夠的靈活性，能夠適應不同行業、不同企業的實際需求，支持定制化開發和部署。目標架構需充分考慮安全性因素，采用先進的安全技術和機制，確保工業互聯網系統的網絡安全、數據安全和信息安全。靈活性目標架構應具備良好的可擴展性，能夠隨著技術發展和業務需求的變化進行平滑升級和擴展。可擴展性01020403安全性網絡基礎設施包括企業內部網絡、外部網絡和云基礎設施等，是實現工業互聯網全面連接的基礎。平臺層服務提供數據處理、存儲、分析、可視化等核心功能，支持各類工業應用的開發和運行。應用層服務面向特定行業、特定場景開發定制化應用，滿足企業實際業務需求，推動工業互聯網的深入應用和發展。數據采集與傳輸通過各類傳感器、執行器等設備實現數據的實時采集和高效傳輸，確保數據的準確性和時效性。7.1.2目標架構組成要素010203047.1.3目標架構實施路徑制定詳細規劃根據企業實際情況和需求，制定工業互聯網目標架構的詳細規劃和實施方案。01分步實施按照規劃逐步推進，先易后難，確保實施過程的順利進行。02持續優化在實施過程中不斷總結經驗，持續優化架構設計和實施方案，提高工業互聯網系統的性能和效益。037.1.4目標架構的意義與價值提升工業生產效率通過工業互聯網目標架構的實施，實現生產過程的數字化、網絡化和智能化，提高生產效率和產品質量。增強創新能力依托工業互聯網平臺，匯聚各方資源和智慧，推動企業技術創新和業務模式創新。降低運營成本優化生產流程和資源配置，減少浪費和損耗，降低企業運營成本。拓展市場空間打破地域和行業限制，拓展新的市場空間和商業模式，提升企業競爭力和市場地位。177.2功能要求網絡接入能力工業互聯網應支持多種網絡接入方式，包括有線、無線等，以滿足不同場景下的設備接入需求。網絡互通能力7.2.1網絡互聯功能確保異構網絡之間能夠實現高效、穩定的數據傳輸和交換，打破信息孤島。0102數據采集與傳輸工業互聯網應具備實時、準確的數據采集能力，并支持可靠的數據傳輸機制。數據格式轉換為滿足不同系統間的數據交換需求，工業互聯網應提供數據格式轉換功能。7.2.2數據互通功能標識編碼與分配建立統一的標識編碼體系，為每個設備、產品等分配唯一標識。標識解析服務提供高效、準確的標識解析服務，支持跨系統、跨企業的信息查詢與共享。7.2.3標識解析功能7.2.4應用支撐功能應用管理與維護提供完善的應用管理與維護功能，確保應用的穩定運行與持續更新。應用開發與部署工業互聯網應提供靈活的應用開發與部署環境，支持各類工業應用的快速開發與上線。188工業互聯網網絡實施架構工廠內網絡實現工廠內部設備、產線、信息系統等之間的互聯互通，支持實時數據采集、傳輸和處理。工廠外網絡實現企業與企業之間、企業與供應鏈上下游之間的協同和信息共享，提升產業鏈整體效率。8.1網絡實施層次包括路由器、交換機、網關等，用于構建工業互聯網的基礎網絡設施。網絡設備采用有線或無線通信技術，確保數據在工業互聯網中高效、可靠地傳輸。網絡傳輸通過防火墻、入侵檢測、數據加密等措施，保障工業互聯網的安全性。網絡安全8.2網絡實施要素010203需求分析明確工業互聯網的建設目標，分析業務需求和數據傳輸需求。方案設計根據需求分析結果，設計合理的網絡架構和實施方案。設備選型與配置選擇合適的網絡設備和配置參數，滿足業務需求和數據傳輸要求。網絡搭建與調試按照設計方案搭建工業互聯網，并進行調試和優化，確保網絡性能達到預期目標。8.3網絡實施步驟實時監測網絡狀態、流量和性能，及時發現并解決潛在問題。網絡監控針對網絡故障進行快速定位和處理，確保工業互聯網的穩定運行。故障排查與處理根據業務需求和技術發展趨勢，不斷優化和升級工業互聯網，提升其性能和可擴展性。網絡優化與升級8.4網絡管理與維護198.1工業互聯網網絡實施框架8.1.1網絡實施原則工業互聯網網絡應覆蓋所有與工業生產相關的環節，包括設備、生產線、車間、工廠等層級。全面覆蓋原則網絡架構應具備靈活性和可擴展性，以適應不同行業、不同企業的實際需求，并支持未來技術的升級和擴展。靈活可擴展原則網絡架構應確保數據傳輸的安全性、可靠性和實時性，防止數據泄露、篡改和非法訪問。安全可靠原則需求分析與評估明確企業工業互聯網網絡建設的具體需求，包括數據傳輸、設備連接、遠程控制等方面的要求，并進行可行性評估。網絡建設實施按照規劃方案進行網絡建設，包括布線、設備安裝調試、網絡配置等工作。網絡測試與優化對網絡進行測試，確保其性能滿足設計要求，并根據實際情況進行優化調整。網絡規劃設計根據需求分析結果，制定網絡規劃方案，包括網絡拓撲結構、傳輸協議、設備選型等。8.1.2網絡實施步驟01020304如以太網、工業以太網等，適用于數據傳輸量大、穩定性要求高的場景。有線網絡技術如Wi-Fi、ZigBee等，適用于布線困難或移動性需求較高的場景。無線網絡技術如NB-IoT、LoRa等，適用于低功耗、廣覆蓋的物聯網應用場景。物聯網技術8.1.3網絡技術選擇訪問控制通過身份驗證、權限控制等手段，確保只有授權用戶才能訪問網絡資源。數據加密采用加密算法對數據進行加密處理，防止數據在傳輸過程中被竊取或篡改。安全審計定期對網絡進行安全審計，及時發現并處理潛在的安全隱患。8.1.4網絡安全保障措施208.2生產控制網絡控制系統概述工業控制系統通常由輸入設備、控制器、輸出設備和被控對象等組成，形成一個閉環控制系統。控制系統組成控制系統功能主要功能包括數據采集與處理、順序控制、過程控制以及監視與報警等，確保生產過程的穩定、安全和高效。工業控制系統是用于對工業生產過程進行自動化控制的系統，通過各種傳感器、執行器和控制器等設備實現生產流程的精確控制。工業控制系統工業控制系統以太網絡以太網絡優勢以太網具有傳輸速度高、低耗、易于安裝和兼容性好等優勢，在商業系統中被廣泛采用，并逐漸滲透到工業控制領域。控制網絡發展趨勢工業以太網應用隨著網絡技術的發展，以太網進入控制領域，形成了新型的以太網控制網絡技術，使控制網絡更加開放和透明。工業以太網能夠實現設備之間的互聯互通，提高數據傳輸效率和可靠性，為工業自動化和智能制造提供有力支持。工業互聯網概念工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系。工業互聯網與生產控制網絡的關系工業互聯網對生產控制網絡的影響工業互聯網的發展推動了生產控制網絡的升級和變革，實現了設備之間的互聯互通和數據的實時共享，提高了生產效率和產品質量。生產控制網絡在工業互聯網中的作用生產控制網絡是工業互聯網的重要組成部分，負責實現生產現場的自動化控制和數據采集，為工業互聯網提供實時、準確的生產數據。218.2.1網絡實體組成網絡實體在工業互聯網中，網絡實體指的是構成工業互聯網網絡架構的各種物理和邏輯組件。組成元素網絡實體主要由終端設備、網絡設備、服務器、存儲設備、安全設備等組成。網絡實體定義負責采集工業現場的數據并執行控制指令。傳感器與執行器具有一定計算能力和通信能力的設備，如工業機器人、智能儀表等。智能設備終端設備網絡設備無線網絡設備提供無線接入和傳輸功能，滿足移動設備和遠程設備的數據傳輸需求。交換機與路由器負責數據的轉發和路由，構建工業互聯網的網絡拓撲。服務器提供數據處理、存儲和轉發等服務，是工業互聯網數據處理的核心。存儲設備用于存儲工業互聯網中產生的大量數據，提供高效、可靠的數據存儲服務。服務器與存儲設備防火墻與安全網關保護工業互聯網免受外部攻擊和內部泄露，確保網絡的安全性和可用性。入侵檢測與防御系統實時監控網絡流量，發現并防御潛在的網絡攻擊行為。安全設備228.2.2建設模式具備一定技術實力和資金基礎的企業，可選擇自主建設工業互聯網平臺，以滿足個性化需求和確保數據安全。企業自建工業互聯網根據企業實際需求，委托專業團隊定制開發工業互聯網平臺，以實現更高效的生產管理和更精準的數據分析。定制開發自主建設模式產學研合作企業與高校、科研機構等合作，共同研發和推廣工業互聯網技術，促進科技成果轉化和應用。產業鏈協同合作建設模式產業鏈上下游企業共同投資建設工業互聯網平臺，實現資源共享、優勢互補，提高整個產業鏈的競爭力。0102VS采用第三方提供的軟件即服務（SaaS）模式，快速部署和使用工業互聯網應用，降低企業信息化門檻和成本。云服務通過購買第三方云服務，實現工業互聯網平臺的快速搭建和彈性擴展，滿足企業不斷增長的業務需求。SaaS服務第三方服務模式238.3企業與園區網絡安全性通過部署防火墻、入侵檢測系統等安全設備，確保企業與園區網絡的安全性，防止外部攻擊和數據泄露。層次化設計企業與園區網絡采用層次化設計，包括核心層、匯聚層和接入層，以滿足不同層次的通信需求。高可用性網絡設計需考慮設備冗余、鏈路冗余等，確保網絡的高可用性，避免因單點故障導致整體網絡癱瘓。企業與園區網絡架構選擇高性能、高可靠性的核心交換機，支持高密度的端口和高速的數據轉發能力。核心交換機匯聚層交換機需具備較高的端口密度和轉發性能，同時支持多種安全策略。匯聚交換機接入層交換機需滿足用戶接入需求，支持用戶認證、流量控制等功能。接入交換機網絡設備選型網絡技術應用01通過VLAN技術對企業與園區網絡進行邏輯劃分，實現不同部門、不同業務之間的隔離，提高網絡的安全性和可管理性。利用QoS技術對網絡流量進行優先級劃分和控制，確保關鍵業務的帶寬和時延需求得到滿足。部署無線網絡，實現企業與園區內的全面覆蓋，方便移動辦公和智能終端設備的接入。0203VLAN劃分QoS保障無線網絡覆蓋248.3.1網絡實體組成網絡實體是指工業互聯網中具有獨立網絡通信和處理能力的節點或組件。定義根據功能和作用，網絡實體可分為基礎設施類、平臺服務類、應用服務類等。分類網絡實體概述基礎設施類網絡實體010203傳感器與執行器負責采集工業現場數據并執行控制指令，是工業互聯網的感知層和執行層。工業網關實現工業現場設備與上層系統之間的數據交換和通信，具備協議轉換、數據處理和安全防護等功能。工業交換機為工業互聯網提供高性能、高可靠性的網絡通信服務，支持多種工業通信協議。提供數據采集、存儲、處理、分析和可視化等一站式服務，支持工業應用的快速開發和部署。工業互聯網平臺為工業互聯網提供大規模的數據存儲和計算資源，保障數據的安全性和可用性。數據中心平臺服務類網絡實體基于工業互聯網平臺開發的各類工業應用，如遠程監控、預測性維護、生產優化等。工業應用軟件提供工業互聯網的公共服務，如標識解析、質量檢測、標準規范等。公共服務應用應用服務類網絡實體258.3.2部署要求工業互聯網應實現設備、產品、服務等全要素的互聯互通，確保數據在各個環節的無縫傳遞。全面互聯網絡互聯要求網絡應提供高速、穩定的數據傳輸能力，以滿足實時監控、遠程控制等高要求應用場景。高效傳輸網絡應具備強大的安全防護能力，確保數據傳輸的安全性、完整性和可用性。安全可靠數據采集應能夠實時、準確地采集各類工業數據，包括設備狀態、生產流程、質量檢測等關鍵信息。數據整合數據存儲數據集成要求需將采集到的數據進行有效整合，形成統一的數據格式和標準，便于后續的數據分析和挖掘。應建立穩定、可靠的數據存儲機制，確保海量工業數據的安全存儲和高效訪問。平臺應用要求功能豐富工業互聯網平臺應提供豐富的功能模塊，包括數據分析、可視化展示、遠程控制等，以滿足不同行業和企業的實際需求。易用性平臺應具備簡潔明了的操作界面和友好的用戶體驗，降低用戶的學習成本和使用難度。擴展性平臺應具備良好的擴展性，能夠支持新功能的快速開發和部署，以適應不斷變化的市場需求和技術趨勢。網絡安全應建立完善的網絡安全防護體系，防止網絡攻擊和數據泄露等安全風險。數據安全需對敏感數據進行加密處理和訪問控制，確保數據的機密性和完整性。應用安全應對平臺應用程序進行嚴格的安全審計和測試，避免潛在的安全漏洞和隱患。安全保障要求268.4國家骨干網絡由國家級核心節點和高速傳輸網絡構成，負責全國范圍內的數據交換和路由轉發。核心層匯聚層接入層連接各省、市、自治區的匯聚節點，將區域內網絡流量匯聚到核心層。為各類工業互聯網應用提供網絡接入服務，包括企業、園區等。架構組成功能特點高速傳輸國家骨干網絡具備高速數據傳輸能力，滿足工業互聯網大數據傳輸需求。靈活擴展網絡架構支持靈活擴展，可根據工業互聯網發展需求進行平滑升級。安全可靠采用多重安全防護措施，確保數據傳輸的安全性和可靠性。01提升網絡性能通過優化網絡架構和傳輸技術，提高工業互聯網的網絡性能和傳輸效率。建設目標02促進數據互通實現全國范圍內工業互聯網數據的互通互聯，打破信息孤島。03推動產業發展以國家骨干網絡為基礎，推動工業互聯網相關產業的創新和發展。278.5數據互通互操作體系8.5.1數據互通互操作的概念及重要性重要性數據互通互操作是工業互聯網實現全產業鏈、全價值鏈連接的關鍵，有助于提高生產效率、降低運營成本、促進創新應用，推動工業數字化轉型。數據互通互操作定義指不同系統、設備、平臺之間能夠實現數據的無障礙傳輸、交換與協同處理，確保數據的準確性、一致性和實時性。01標準化接口與協議制定統一的數據接口標準和通信協議，確保不同系統之間的數據能夠順暢傳輸。數據映射與轉換技術采用數據映射和轉換技術，實現不同數據格式之間的自動轉換，降低數據處理的復雜性。分布式數據存儲與處理技術利用分布式數據存儲和處理技術，實現海量數據的高效存儲、計算和分析，支撐數據互通互操作的需求。8.5.2數據互通互操作的技術實現02038.5.3數據互通互操作的應用場景供應鏈管理在供應鏈管理中，通過數據互通互操作實現供應鏈各環節的信息共享和協同，提高供應鏈的響應速度和靈活性。產品全生命周期管理通過數據互通互操作，實現產品設計、生產、銷售、服務等全生命周期的數據集成和管理，提升產品的質量和客戶滿意度。智能制造在智能制造領域，通過數據互通互操作實現設備之間的協同作業，提高生產線的自動化水平和生產效率。030201數據安全問題加強數據安全防護，采用加密、簽名等技術手段確保數據傳輸和存儲的安全性。數據一致性問題建立數據校驗和同步機制，確保不同系統之間的數據保持一致性。技術兼容性問題積極推動標準化工作，降低技術兼容性問題的發生概率。同時，采用中間件等技術手段實現異構系統之間的數據互通互操作。8.5.4數據互通互操作的挑戰與應對策略010203289工業互聯網網絡安全要求安全策略與管理制度建立完善的網絡安全策略和管理制度，明確網絡安全責任，規范網絡使用行為。安全培訓與意識提升定期開展網絡安全培訓和宣傳活動，提高員工網絡安全意識和技能。安全審計與監控實施網絡安全審計和監控，確保網絡系統的安全性和可用性。網絡安全管理要求訪問控制與身份認證實施嚴格的訪問控制和身份認證機制，防止未經授權的訪問和操作。數據加密與完整性保護采用數據加密技術，確保數據傳輸和存儲的安全性；同時，實施數據完整性保護，防止數據被篡改或損壞。安全漏洞管理與防范建立安全漏洞管理制度，及時發現和修復安全漏洞，防范潛在的安全威脅。網絡