《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》編制說明

團體標(biāo)準(zhǔn)

《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》

（征求意見稿）

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年10月

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

根據(jù)2020年全國標(biāo)準(zhǔn)化工作要點，大力推動實施標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，持續(xù)深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革，

加強標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提升引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展的能力。依據(jù)《中華人民標(biāo)準(zhǔn)化法》以及《團體標(biāo)

準(zhǔn)管理規(guī)定》相關(guān)規(guī)定，中國中小企業(yè)協(xié)會決定制定《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》

團體標(biāo)準(zhǔn)，滿足企業(yè)及各方對基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范的實際需求，推動相關(guān)技

術(shù)創(chuàng)新，促進行業(yè)健康快速發(fā)展。

2、制定背景

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域的重要趨勢，它通過連接和智能化設(shè)備、傳感器

和系統(tǒng)，使制造企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的生產(chǎn)效率、更好的資源管理和更準(zhǔn)確的決策。邊緣計算

是一種計算模型，它將計算能力和數(shù)據(jù)處理能力推向物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的邊緣，從而減少數(shù)

據(jù)傳輸延遲，提高響應(yīng)速度。在工業(yè)環(huán)境中，邊緣計算可以提供實時性和可靠性，非常適合

支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

標(biāo)準(zhǔn)制定的意義：

1.增強競爭力：幫助企業(yè)更好地應(yīng)用邊緣計算技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和資源利用效率，增強競

爭力。

2.提高生產(chǎn)效率：通過實時數(shù)據(jù)處理和決策支持，幫助制造企業(yè)實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和質(zhì)

量控制。

3.降低成本：通過減少數(shù)據(jù)傳輸成本和提高設(shè)備維護的效率，降低工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目的總體

成本。

4.環(huán)境友好：通過資源優(yōu)化和能源管理，有助于減少資源浪費和環(huán)境污染。

5.改進安全性：提供有關(guān)數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)安全的最佳實踐，保護工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)免受惡意

攻擊。

3、起草過程

3.1標(biāo)準(zhǔn)研制階段

2023年9月，依據(jù)《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》、《國務(wù)院關(guān)于深化標(biāo)準(zhǔn)化工作

改革方案》等文件的要求，按照中國中小企業(yè)協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)的制修訂程序組織有關(guān)技

術(shù)人員成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，確定標(biāo)準(zhǔn)名稱為《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》。

2023年10月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組收集、整理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化資料、專業(yè)文獻等，為本文

件的編制提供參考，并通過企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)實際生產(chǎn)情況，經(jīng)成分分析、研討、

論證后編寫完成《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》初稿和立項申請書。

3.2標(biāo)準(zhǔn)立項階段

2023年10月12日，中國中小企業(yè)協(xié)會正式發(fā)布了《基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技

術(shù)規(guī)范》團體標(biāo)準(zhǔn)立項通知，并在全國團體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺進行公示。

3.3標(biāo)準(zhǔn)起草階段

2023年10～11月，就標(biāo)準(zhǔn)初稿，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成員通過相關(guān)信息化手段進行多

次內(nèi)容討論和交流，并向相關(guān)單位和專家咨詢，在廣泛聽取各方意見和充分論證的基

礎(chǔ)上，對標(biāo)準(zhǔn)初稿中做了修改。

3.4征求意見階段

……

3.5技術(shù)審查階段

……

二、編制原則和主要內(nèi)容

（一）編制原則

在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則編寫，主要遵循以

下原則：

（1）協(xié)調(diào)性:保證標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

（2）規(guī)范性：嚴格按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草，保證標(biāo)準(zhǔn)的編寫質(zhì)量。

（3）適用性：結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)管理實踐和產(chǎn)品的主要環(huán)境影響，提出對企業(yè)產(chǎn)品的

具體質(zhì)量要求和生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范。

（二）主要內(nèi)容及其確定依據(jù)

1范圍

本文件規(guī)定了基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)管理和處理、邊

緣智能和決策支持、安全性和隱私保護、性能優(yōu)化和可伸縮性。

本文件適用于基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

2基礎(chǔ)設(shè)施和體系結(jié)構(gòu)

2.1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施

2.1.1設(shè)備和傳感器

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備多樣化，包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等。

傳感器用于數(shù)據(jù)采集，可測量溫度、濕度、壓力、振動等參數(shù)。

不同類型的傳感器可能需要不同的接口和協(xié)議，以便與邊緣計算節(jié)點通信。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通常采用局域網(wǎng)（LAN）或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)具備高可用性和可靠性，以確保數(shù)據(jù)的實時傳輸。

安全性是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素，應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)隔離和數(shù)據(jù)加密。

2.1.3云計算平臺

云計算平臺用于存儲和分析工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，云平臺應(yīng)支持彈性擴展，

以適應(yīng)數(shù)據(jù)量的增長。

數(shù)據(jù)在傳輸?shù)皆破脚_之前可以在邊緣計算節(jié)點進行初步處理。

2.2邊緣計算體系結(jié)構(gòu)

2.2.1邊緣計算節(jié)點

邊緣計算節(jié)點是位于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和云之間的計算資源。

邊緣計算節(jié)點可以是工業(yè)控制器、嵌入式系統(tǒng)或?qū)Ｓ梅?wù)器，應(yīng)具備數(shù)據(jù)處理和

存儲能力，以支持實時決策。

2.2.2邊緣服務(wù)器

邊緣服務(wù)器用于協(xié)調(diào)和管理多個邊緣計算節(jié)點。

邊緣服務(wù)器應(yīng)支持負載均衡和容錯機制，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)在邊緣服務(wù)器

上實施安全性措施，以保護系統(tǒng)免受威脅。

2.2.3邊緣計算和云計算的協(xié)同

邊緣計算節(jié)點與云平臺之間的協(xié)同關(guān)系是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。邊緣計算節(jié)點可以

在本地執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，只將必要的摘要數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆啤?/p>

云平臺應(yīng)提供長期數(shù)據(jù)存儲和高級分析功能。

3數(shù)據(jù)管理和處理

3.1數(shù)據(jù)采集和傳輸

3.1.1數(shù)據(jù)采集方法

數(shù)據(jù)采集方法應(yīng)根據(jù)具體的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進行選擇。

傳感器可以采集實時數(shù)據(jù)，而批處理設(shè)備可以定期上傳數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

3.1.2數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議應(yīng)基于通信需求進行選擇，常用的協(xié)議包括MQTT、CoAP、HTTP等。

基于安全性需求可使用加密協(xié)議，如HTTPS。

3.2數(shù)據(jù)存儲和處理

3.2.1數(shù)據(jù)存儲策略

數(shù)據(jù)存儲策略應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的保存時間、存儲容量和成本。

數(shù)據(jù)可以分為實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和備份數(shù)據(jù)等不同存儲層次。

存儲策略應(yīng)包括數(shù)據(jù)清理和歸檔機制。

3.2.2數(shù)據(jù)處理和分析

邊緣計算節(jié)點應(yīng)具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，可以進行數(shù)據(jù)預(yù)處理和初步分析。

復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)任務(wù)可以在邊緣服務(wù)器或云平臺上執(zhí)行。

數(shù)據(jù)處理和分析應(yīng)支持實時決策和預(yù)測性維護。

4邊緣智能和決策支持

4.1實時數(shù)據(jù)處理

4.1.1邊緣智能算法

邊緣計算節(jié)點應(yīng)部署智能算法，用于實時數(shù)據(jù)處理和分析。

智能算法可以用于異常檢測、數(shù)據(jù)過濾、模式識別等任務(wù)。

算法的選擇應(yīng)基于應(yīng)用需求和資源約束。

4.1.2實時決策支持

邊緣計算節(jié)點應(yīng)支持實時決策，以響應(yīng)快速變化的環(huán)境。

決策支持系統(tǒng)可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)生成建議或自動執(zhí)行操作。

實時決策應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

4.2人工智能和機器學(xué)習(xí)

4.2.1機器學(xué)習(xí)在邊緣計算中的應(yīng)用

機器學(xué)習(xí)算法可以用于預(yù)測性維護、質(zhì)量控制和優(yōu)化任務(wù)。

邊緣計算節(jié)點應(yīng)具備機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練和推斷能力。

模型更新和部署應(yīng)考慮資源限制和網(wǎng)絡(luò)帶寬。

4.2.2深度學(xué)習(xí)算法

深度學(xué)習(xí)算法在圖像處理和自然語言處理方面具有廣泛應(yīng)用。

邊緣計算節(jié)點需要足夠的計算能力來執(zhí)行深度學(xué)習(xí)任務(wù)。

模型壓縮和優(yōu)化可提高深度學(xué)習(xí)在邊緣的性能。

4.3預(yù)測性維護

4.3.1故障診斷

預(yù)測性維護系統(tǒng)可以通過監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)來預(yù)測故障。

邊緣計算節(jié)點應(yīng)實施故障診斷算法，以提前識別潛在問題。

故障診斷結(jié)果應(yīng)與維護計劃集成。

4.3.2設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測可以幫助延長設(shè)備的壽命和提高生產(chǎn)效率。

傳感器數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以用于設(shè)備健康狀態(tài)的監(jiān)測。

邊緣計算節(jié)點應(yīng)定期報告設(shè)備狀態(tài)和維護建議。

5安全性和隱私保護

5.1一般要求

邊緣計算的安全性應(yīng)符合GB/T42564的要求。

5.2數(shù)據(jù)安全性

5.2.1數(shù)據(jù)加密

數(shù)據(jù)在采集、傳輸和存儲過程中應(yīng)采用適當(dāng)?shù)募用芗夹g(shù)。

加密算法應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并定期更新以應(yīng)對新的威脅。

密鑰管理應(yīng)妥善處理，確保密鑰的安全性。

5.2.2訪問控制

應(yīng)實施訪問控制機制，以確保只有授權(quán)人員可以訪問數(shù)據(jù)和系統(tǒng)。

角色基礎(chǔ)的訪問控制可以根據(jù)用戶的職責(zé)進行精細化配置。

應(yīng)保存訪問審計記錄并進行監(jiān)視以檢測異常行為。

5.3設(shè)備安全性

5.3.1物理安全

物理設(shè)備（如邊緣計算節(jié)點和服務(wù)器）應(yīng)妥善保護，防止未經(jīng)授權(quán)的物理訪問。

設(shè)備安裝位置應(yīng)考慮相關(guān)安全因素，例如防火墻和防水措施。

物理訪問控制應(yīng)限制對設(shè)備的接觸。

5.3.2軟件安全

軟件應(yīng)經(jīng)過嚴格的安全審查和測試，以識別和糾正潛在漏洞。

應(yīng)及時進行更新和修補程序，以應(yīng)對已知的安全問題。

應(yīng)遵守安全開發(fā)實踐經(jīng)驗，防止常見的安全漏洞。

5.4隱私保護

5.4.1數(shù)據(jù)隱私

個人身份信息和敏感數(shù)據(jù)的采集和處理應(yīng)符合相關(guān)法規(guī)。

隱私政策應(yīng)明確規(guī)定數(shù)據(jù)的收集和使用方式，并獲得用戶的明確同意。

可以采用數(shù)據(jù)匿名化和脫敏技術(shù)，降低隱私泄露風(fēng)險。

5.4.2隱私審查

隱私審查應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)階段進行，以識別和解決潛在的隱私問題。

運用隱私?jīng)Q策支持工具，幫助評估和管理隱私風(fēng)險。

應(yīng)給員工和相關(guān)利益相關(guān)者提供隱私培訓(xùn)。

6性能優(yōu)化和可伸縮性

6.1邊緣計算性能優(yōu)化

6.1.1數(shù)據(jù)壓縮和降采樣

邊緣計算節(jié)點應(yīng)支持數(shù)據(jù)壓縮和降采樣技術(shù)，以減少數(shù)據(jù)傳輸和存儲的負載。

數(shù)據(jù)的有效壓縮算法應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)類型和通信帶寬進行選擇。

降采樣策略應(yīng)在保持數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下減少數(shù)據(jù)量。

6.1.2數(shù)據(jù)緩存

邊緣計算節(jié)點可以使用數(shù)據(jù)緩存來加速對常用數(shù)據(jù)的訪問。

緩存策略應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的時效性和訪問頻率。

緩存更新機制應(yīng)確保數(shù)據(jù)的實時性。

6.1.3并行處理

并行處理技術(shù)可以用于加速數(shù)據(jù)處理和分析任務(wù)。

邊緣計算節(jié)點應(yīng)充分利用多核處理器和硬件加速器。

并行任務(wù)的分配和協(xié)調(diào)應(yīng)進行優(yōu)化。

6.2可伸縮性

6.2.1資源管理

邊緣計算系統(tǒng)應(yīng)支持資源管理和動態(tài)分配。

資源管理器可以根據(jù)負載和需求來分配計算和存儲資源。

可伸縮性策略應(yīng)確保系統(tǒng)在負載增加時能夠擴展。

6.2.2橫向擴展

邊緣計算節(jié)點和邊緣服務(wù)器應(yīng)支持橫向擴展，以應(yīng)對設(shè)備數(shù)量的增加。

負載均衡策略可以用于在多個節(jié)點之間分配任務(wù)。

橫向擴展應(yīng)能夠無縫地集成新的節(jié)點。

6.2.3彈性云支持

6.2.4云計算平臺應(yīng)支持彈性擴展，以應(yīng)對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的需求變化。云資源可以根據(jù)

負載自動擴展和收縮。

三、涉及專利的有關(guān)說明

本文件不涉及專利及知識產(chǎn)權(quán)問題。

四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國內(nèi)同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情況

本文件為首次自主制定，不涉及國際國外標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)情況。國內(nèi)與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及文獻如

下：

GB/T25069信息安全技術(shù)術(shù)語

GB/T42564信息安全技術(shù)邊緣計算安