邊緣計算是工業互聯網網絡體系和平臺體系的重要支撐技術,有效推動工業數據縱向集成及實時處理,已經成為工業互聯網云邊網端協同的關鍵樞紐環節。2021年7月7日,工業和信息化部、國家標準化管理委員會組織編制《工業互聯網綜合標準化體系建設指南(2021版)》(征求意見稿),其中多項舉措涉及邊緣計算,將推動邊緣計算標準體系構建與示范應用,詳情如下:
網絡體系
工業互聯網網絡體系將連接對象延伸到工業全系統、全產業鏈、全價值鏈,可實現人、物品、機器、車間、企業等全要素,以及設計、研發、生產、管理、服務等各環節的泛在深度互聯。網絡體系包括網絡與聯接、“5G+工業互聯網”、標識解析、邊緣計算(網絡側)等關鍵技術。
1. 終端與網絡
目前我國高性能、高可靠、高靈活、高安全的工業互聯網高質量外網建設初具成效,已延伸至全國300多個城市。企業內網改造步伐加快,部分領先企業積極運用5G、時間敏感網絡(TSN)、邊緣計算等新技術進行內網改造,探索垂直行業的網絡改造新模式。
2. 5G+工業互聯網
總體來看,產業發展正處在“邊建設邊完善、邊應用邊優化”的培育階段,面向工廠復雜的生產環境和特殊生產要求,“5G+工業互聯網”網絡技術與組網、“5G+工業互聯網”適配增強技術、“5G+工業互聯網”終端、“5G+工業互聯網”邊緣計算、“5G+工業互聯網”應用、“5G+工業互聯網”網絡管理等標準化需求迫切。
4. 邊緣計算(網絡側)
目前邊緣計算標準體系已經初步構建,圍繞需求、總體架構、關鍵節點模型及要求等形成一批重點基礎標準。伴隨著邊緣計算研究進程持續加速,算力網絡、邊緣智能等新技術不斷創新,提出了新的標準化需求,同時,為推動跨廠商產品的互聯互通互操作,急需加強統一的服務要求、資源封裝以及接口協議等標準化推進工作,推動邊緣計算向智能化以及協同化方向演進,實現計算與網絡等多維度資源的統一協同調度及全局優化。
平臺體系
工業互聯網平臺體系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,支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。平臺體系包括平臺、邊緣計算(平臺側)等關鍵技術。
2. 邊緣計算(平臺側)
目前為加快平臺與底層硬件設備兼容匹配,打造邊緣生態,提升邊緣應用開發水平,邊緣智能、邊緣實時操作系統、邊緣微服務框架等新技術成為平臺開發的重點方向,亟需面向新需求新技術開展邊緣計算平臺的相關標準的研制,加速構建邊緣生態。
建設思路
1. 工業互聯網標準體系結構
工業互聯網標準體系以基礎共性標準為基礎,支撐網絡、邊緣計算、平臺、安全、應用等關鍵技術標準。其中C邊緣計算標準是工業互聯網網絡和平臺協同的重要支撐和關鍵樞紐。
工業互聯網標準體系結構圖
2. 工業互聯網標準體系框架
工業互聯網標準體系框架包括基礎共性、網絡、邊緣計算、平臺、安全、應用等六大類標準。
建設內容
2. 網絡標準
2.2 “5G+工業互聯網”標準
“5G+工業互聯網”標準主要包括“5G+工業互聯網”網絡技術與組網、“5G+工業互聯網”適配增強技術、“5G+工業互聯網”終端、“5G+工業互聯網”邊緣計算、“5G+工業互聯網”應用、“5G+工業互聯網”網絡管理等標準。
(4)“5G+工業互聯網”邊緣計算:主要規范5G多接入邊緣計算(MEC)設施的相關要求,包括面向工業場景的部署架構、基礎設施(網絡、算力、存儲等)、平臺、接口等標準。
(6)“5G+工業互聯網”網絡管理標準:主要規范5G融合基礎網絡管理、5G多接入邊緣計算管理、5G切片網絡管理等標準。
3. 邊緣計算標準
邊緣計算標準主要包括邊緣數據采集與處理、邊緣設備、邊緣平臺、邊緣智能、邊云協同、算力網絡等標準。
(1)邊緣數據采集與處理標準:主要規范各類設備/產品的數據采集技術要求,包括協議解析、數據轉換、數據邊緣處理、數據存儲、數據與應用接口、相關應用指南等標準。
(2)邊緣設備標準:主要規范邊緣計算設備的功能、性能、接口等技術要求,包括邊緣服務器/一體機、邊緣網關、邊緣控制器、邊緣計算儀表等標準。
(3)邊緣平臺標準:主要規范邊緣云、邊緣計算平臺等技術要求,包括計算、存儲、網絡資源管理、設備管理、應用管理、運維管理等標準。
(4)邊緣智能標準:主要規范實現邊緣計算智能化處理能力技術的相關標準,包括虛擬化和資源抽象技術、實時操作系統、分布式計算任務調度策略和技術、開放的邊緣智能服務等標準。
(5)邊云協同標準:主要規范邊云協同架構等技術要求,包括資源協同、應用協同、服務協同、數據協同等接口、協議等標準。
(6)算力網絡標準:主要規范算力網絡架構等技術要求,包括算力溯源、算力度量、算力可信等標準。
5. 安全標準
5.1 分類分級安全防護標準
(6)工業互聯網關鍵要素安全:主要規范工業互聯網中涉及的關鍵要素在設計、開發、建設及運行過程中的安全防護技術要求及其他要求,包括設備與控制安全(邊緣設備、工業現場設備、數控系統等)、網絡及標識解析安全(工廠內外網絡、工業園區網絡、標識載體及終端、標識節點及架構等)、平臺與應用安全(邊緣平臺、云基礎設施、應用開發環境、工業APP等)標準。
5.3 安全應用與服務標準
(3)“5G+工業互聯網”安全標準:主要規范5G與工業互聯網融合應用過程中的安全技術要求及其它要求,主要包括“5G+工業互聯網”網絡技術與組網、“5G+工業互聯網”適配增強技術、“5G+工業互聯網”終端、“5G+工業互聯網”邊緣計算、“5G+工業互聯網”應用、“5G+工業互聯網”網絡管理等安全標準。
6. 應用標準
6.2 垂直行業應用標準
垂直行業應用標準:依據基礎共性標準、網絡標準、邊緣計算標準、平臺標準、安全標準和典型應用標準,面向汽車、電子信息、鋼鐵、輕工(家電)、裝備制造、航空航天、石油化工等重點行業/領域的工業互聯網應用,制定行業應用導則、特定技術標準和管理規范。
來源 工信部