3T/ZPMA0034—2025智能工廠數字化車間設備互聯互通技術要求本文件規定了規定智能工廠數字化車間設備互聯互通的術語和定義、縮略語、總體架構與要求、設備要求、接口與通信協議要求、網絡與信息安全以及實施與維護。本文件適用于智能工廠數字化車間的規劃、建設和運行維護，覆蓋加工、裝配、檢測、物流等生產環節的各類設備。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T37393—2020數字化車間通用技術要求GB/T30976.1—2020工業控制系統信息安全第1部分：評估規范GB/T30976.2—2020工業控制系統信息安全第2部分：驗收規范GB/T30976.3—2020工業控制系統信息安全第3部分：實施指南GB/T42021—2022工業互聯網總體網絡架構3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1智能工廠smartfactory通過應用物聯網、大數據、人工智能等技術，實現生產要素高度集成和自主協同的制造系統。3.2數字化車間digitalworkshop智能工廠中采用數字化技術和網絡化架構管理生產過程的工作場所，實現設備、過程和管理系統的協同運行。3.3互聯互通interconnectionandinterworking不同設備和系統通過標準化接口和協議進行信息交換和協作的能力。3.4OPCUA一種跨平臺的工業通信協議，用于實現安全、可靠的工業設備數據交換。3.5工業以太網industrialethernet面向工業控制場景的網絡通信技術，支持實時性和高可靠性的以太網協議。4縮略語MES：制造執行系統（ManufacturingExecutionSystem）PLC：可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）OPCUA：OPC統一架構（OPCUnifiedArchitecture）5總體架構與要求5.1業務架構T/ZPMA0034—202545.1.1車間業務架構應覆蓋生產計劃、生產執行、設備管理、質量管理等功能模塊，滿足完整的生產管理流程。5.1.2車間業務架構應分層管理，并通過標準化接口實現計劃層、執行層和設備層之間的數據流轉和業務交互。5.1.3各業務模塊宜保持低耦合、高內聚，通過服務接口或消息隊列等方式進行靈活協同。5.1.4業務架構設計應適應多種制造模式和生產場景，能夠快速響應生產計劃的調整和變更。5.1.5車間內部業務系統與企業管理系統之間的信息交互應保持一致性，確保數據的準確傳遞和共享。5.2網絡架構5.2.1車間網絡架構應采用分層分區設計，通過VLAN隔離和訪問控制等技術，將生產網絡、控制網絡和管理網絡區分開。5.2.2現場網絡應主要采用工業以太網、現場總線等技術，并可根據需要支持工業無線通信。5.2.3網絡架構應滿足實時性要求，對關鍵控制環節應配置專用通信鏈路或優先級策略，保障數據傳輸時效。5.2.4車間網絡應支持多種物理介質，包括雙絞線、光纖和無線等，以適應復雜現場環境和長距離傳輸需求。5.2.5網絡架構設計宜參考工業互聯網參考架構（IIRA）、RAMI4.0等國際工業網絡標準，以增強系統的兼容性和可擴展性。5.3系統分層與數據流5.3.1系統應分為設備層、控制層、執行層和管理層，各層功能明確、職責分工合理。5.3.2各層之間應通過標準化接口或協議進行數據交互，確保設備數據、控制命令和業務信息的可靠傳輸。5.3.3數據流應從管理層下發指令，流轉至執行層、控制層最終到達設備層，并將采集的數據按照層級逐級上傳。5.3.4系統分層宜支持橫向擴展，以便根據生產需求進行模塊化部署和后續擴展。5.3.5各層數據應分類處理，對于實時控制數據和生產監控數據應確保實時性，而對業務數據應確保準確性和完整性。6設備要求6.1加工設備6.1.1加工設備應能夠基于現場工業網絡進行互聯互通，實現與MES系統的數據通信。6.1.2加工設備宜具備實時采集加工過程數據、運行狀態和關鍵參數的能力，并可將數據傳輸至上層系統。6.1.3加工設備應提供故障檢測和報警功能，通過標準化接口輸出設備狀態和異常信息。6.1.4加工設備可支持多種主流工業協議，以便與不同品牌的控制系統和監控系統兼容。6.1.5加工設備的物理接口應符合工業標準，例如支持以太網、現場總線或無線通信等連接方式。6.2裝配設備6.2.1裝配設備應能夠通過現場工業網絡與MES系統進行雙向通信。6.2.2裝配設備宜具備自動化控制與手動操作相結合的能力，支持裝配任務執行過程中的狀態反饋。6.2.3裝配設備應提供設備故障自檢和報警功能，并將故障信息及時上傳至監控系統。6.2.4裝配設備可支持標準化通信協議，如OPCUA、Modbus、Profinet等，以實現與上位系統的互操作。6.2.5裝配設備的接口和結構應滿足互換性要求，便于設備的快速更換和系統集成。6.3檢測設備6.3.1檢測設備應能夠與車間控制系統互聯，實現與MES或質量管理系統的數據交互。T/ZPMA0034—202556.3.2檢測設備宜提供自動標識和數據采集功能，對產品質量數據進行實時測量并記錄。6.3.3檢測設備應支持多種傳感器輸入，能夠捕獲尺寸、缺陷、合格率等質量信息。6.3.4檢測設備可配備自動校準和診斷功能，以保證檢測精度和穩定性。6.3.5檢測設備的接口應符合工業通信標準，支持實時數據傳輸和遠程監控。6.4物流設備6.4.1物流設備應能夠自動化運行，支持與中央控制系統或MES系統的數據通信。6.4.2物流設備宜具備路徑規劃、定位控制和自動避障等功能，確保物料在車間內的可靠輸送。6.4.3物流設備應能夠通過標準接口接收調度指令，并實時反饋位置信息和運行狀態。6.4.4物流設備可支持多種運輸方式，如自動引導車（AGV）、輸送帶、垂直升降設備等，以滿足不同物料輸送需求。6.4.5物流設備應具備故障自檢和異常報警功能，保障輸送過程的安全可靠。6.5網絡設備6.5.1網絡設備應包括工業級交換機、路由器、防火墻等，以構建可靠的車間網絡基礎設施。6.5.2網絡設備宜支持工業以太網冗余協議（如RSTP、MSTP）和環網冗余（如PRP、HSR）設計，提高網絡的可用性。6.5.3網絡設備應能夠實現對網絡流量和設備狀態的監控管理，支持VLAN劃分、QoS策略等功能。6.5.4網絡設備可支持PoE供電，以為攝像頭、無線接入點等設備提供電源。6.5.5網絡設備應符合工業環境要求，具備抗干擾、寬溫等特性，并滿足工控安全規范。6.6用戶終端6.6.1用戶終端應具備信息可視化功能，能夠顯示生產狀態、設備運行數據和報警信息等關鍵信息。6.6.2用戶終端宜支持多種訪問方式，如固定終端、移動設備和工業平板等，以滿足不同使用場景。6.6.3用戶終端應實現對設備控制權限的管理，確保只有授權人員能夠進行敏感操作。6.6.4用戶終端可預裝HMI或SCADA軟件，并應支持自定義界面和報表功能。6.6.5用戶終端應符合人體工程學設計，并滿足工業環境防護要求（如防塵、防水、防震等）。7接口與通信協議要求7.1設備接口7.1.1物理接口設備物理接口應采用國際或國家標準的工業連接器和傳輸介質，如RJ45工業以太網接口、M12接頭、光纖接口等。設備物理接口宜支持防護設計，例如達到一定的防塵、防水等級（IP等級）和防腐蝕要求，適應現場環境。現場設備之間的布線應采用屏蔽線纜和可靠接地措施，以減少電磁干擾并確保信號傳輸的穩定性。對于高帶寬通信需求的場景，應采用符合工業標準的高質量傳輸介質（如光纖或工業級以太網線纜）。無線通信設備應符合相關無線通信標準，并且其接口應支持加密和認證功能，以確保無線接入安全。7.1.2軟件接口設備軟件接口應提供標準化API或驅動程序，便于上層系統進行數據采集和控制。設備軟件接口宜遵循開放標準，如OPCUA、ModbusTCP、MQTT等協議規范。設備軟件接口應支持設備狀態查詢、控制指令下發和實時數據采集等功能。設備可提供Web接口或RESTfulAPI，以方便第三方系統進行數據訪問和集成。設備軟件應提供配置和診斷接口，用于遠程維護和故障排查。T/ZPMA0034—202567.1.3接口標準化與互操作性所有設備接口應滿足工業標準和協議，確保不同廠商設備之間的互聯互通能力。應建立統一的接口定義和文檔規范，對設備功能和數據進行標準化描述。接口和數據格式宜采用國際通用標準，如IEC、ISO和國家標準等規范中的定義。對于不同協議的設備，應通過協議轉換或網關實現互操作，并保證數據的一致性與完整性。接口設計可支持設備自動發現和描述功能，以實現系統級自動化配置和互操作。7.2通信協議7.2.1通用協議支持車間設備應支持標準的網絡通信協議，如TCP/IP、UDP、HTTP/HTTPS等，實現基礎網絡連接和數據傳輸。設備通信應兼容IPv4和IPv6協議，滿足未來網絡規模擴展和地址需求。設備宜支持常見的數據交換協議，如MQTT、CoAP、AMQP等，以滿足不同應用場景對數據傳輸效率和可靠性的要求。對于實時監控和控制類通信，應支持實時協議或服務質量（QoS）機制，保證關鍵數據的時效性和可靠性。通信協議的選擇應考慮兼容性和安全性，確保與主流IT和OT系統的無縫集成。7.2.2主流工業協議設備應支持至少一種主流工業協議，以實現與自動化控制系統和工業軟件的互操作。對于與可編程邏輯控制器（PLC）配套使用的設備，應支持PLC相關的通信協議，如Profinet、ModbusTCP、EtherNet/IP等。對于現場總線設備，應支持相應現場總線協議，如Profibus、CANbus、ModbusRTU等。對于工業機器人和伺服系統，應支持對應的控制總線協議，如EtherCAT、Sercos、ProfiMotion設備通信應優先使用OPCUA協議，以提供跨平臺的數據訪問和信息模型的互操作性。7.2.3協議兼容性與自動識別系統應具備協議轉換能力，通過網關或適配器實現不同協議之間的互操作。設備可支持自動協議識別功能，在聯網時能夠檢測并適配所使用的通信協議。系統應提供自動發現功能，支持新設備的快速接入和配置，減少部署和調試工作量。設備協議兼容性應符合相關標準要求，并在集成前進行充分的驗證和測試。系統應記錄和管理各類通信協議的使用情況，為維護和問題排查提供依據。8網絡與信息安全8.1身份認證與訪問控制8.1.1設備和用戶應進行身份認證，以確保只有合法授權的實體可以訪問系統資源。8.1.2用戶訪問應基于角色或權限進行分級控制，防止越權操作和信息泄露。8.1.3應采用安全認證協議和機制，如數字證書、雙因素認證或安全令牌等方式進行身份驗證。8.1.4不得使用默認密碼或通用賬戶，應強制更改初始密碼并定期更新，且密碼應符合復雜度要求。8.1.5系統應支持集中式或分布式認證管理，能夠與域控制器、LDAP、RADIUS等認證服務集成。8.2數據加密與安全通信8.2.1關鍵數據傳輸應采用加密通道，如TLS/SSL加密、VPN或IPsec等方式，防止數據被竊取或篡8.2.2對敏感信息應進行傳輸層和存儲層加密，保障數據機密性，例如使用AES等加密算法。8.2.3無線通信鏈路應使用安全協議（如WPA2/WPA3），并對無線設備進行身份驗證和授權控制。8.2.4內部網絡與外部網絡之間應采用防火墻、安全網關或下一代防火墻（NGFW）等隔離和檢測措施。T/ZPMA0034—202578.2.5加密算法和協議應符合國家和行業安全標準（如GB/T30976系列等），并根據安全態勢及時升8.3安全審計與日志管理8.3.1系統應記錄關鍵操作和安全事件日志，包括登錄登出、配置變更、異常訪問和故障報警等信息。8.3.2日志內容應包含時間戳、操作賬戶、操作對象、操作結果等信息，確保事件可追溯。8.3.3應定期對安全日志進行審查和分析，及時發現異常活動或安全威脅。8.3.4日志文件應具備防篡改和備份機制，禁止未授權人員訪問或修改日志。8.3.5系統應支持將日志導出或發送至集中審計平臺（如SIEM系統），便于統一監控和報警處理。9實施與維護9.1實施指南9.1.1項目規劃與準備在實施前應制定詳細的項目計劃，包括需求分析、技術方案、時間進度和資源分配等內容。項目規劃應考慮設備互聯互通需求和可行性評估，明確項目目標和關鍵里程碑。應進行風險識別和管理，針對潛在風險制定應對措施和應急預案。項目準備階段應配置必要的資源，包括項目團隊、實驗環境和所需設備等。項目規劃和執行應符合相關標準規范要求，確保方案的可實施性和可維護性。9.1.2設備選型與集成設備選型應優先考慮符合本標準和行業標準的產品，確保互聯互通能力和兼容性。選型應綜合考慮設備性能、可靠性、維護成本和擴展能力等因素。在設備集成過程中應遵循統一的通信協議和接口標準，以簡化集成難度。集成前應進行充分的兼容性測試和驗證，確認不同設備和系統的互操作性。設備選型和集成方案應經過評審和驗收，以保障系統的穩定性和可靠性。9.1.3系統調試與優化系統調試應按照既定流程進行，包括網絡配置、設備聯調和功能測試等步驟。調試過程中應記錄測試結果和發現的問題，并及時調整和優化系統參數。系統優化應以穩定性和效率提升為目標，包括網絡性能優化、協議參數調整等。在調試完成后應進行系統驗收測試，驗證所有互聯互通功能是否滿足要求。系統應提供性能監測工具和指標，通過持續監測進行反饋和改進。9.2維護管理9.2.1維護計劃與流程應制定設備和系統的維護計劃，明確維護頻率、責任人和維護內容等。維護計劃應包括定期檢查、保養和軟件升級等內容，并記錄維護日志。應建立設備臺賬和配置管理庫，記錄設備型號、配置、版本和維護記錄等信息。維護流程應規范化，包括故障申報、分析、維修和復檢等步驟，實現閉環管理。維護工作應遵循安全操作規程，確保作業人員和設備的安全，并及時與生產調度協調。9.2.2故障處理與應急響應應建立設備故障處理和應急響應機制，明確各類故障的處置流程和責任分工。系統應提供故障診斷工具和指南，幫助快速定位問題并給出解決方案。