工业互联网信息模型白皮书.pdf

工业互联网信息模型白皮书 （征求意见稿） 工业互联网产业联盟（AII） 2020年4月 声 明 本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业 互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。 工业互联网产业联盟 联系电话： 010-62305887 邮箱： aiicaict.ac 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。国际方面， IEC和 IIC等国际组织陆续开展信息标准的制定工作，德国西门子公司通过数字孪生的形式提出的信息模型可以实现对实体属性和行为的数字化表述。 OPC基金会在 OPC UA信息模型方 面持续布局，通过定义统一数据接口，实现不同厂商软件之间的数据 交换，德国 电气与电子制造商协会在资产管理壳中应用信息模型对资产进行描述， 实时体现资产的状态， 并 具有信息交互功能。 IVI在实现相互通信和连接方面 也 应用到 了 信息模型技术。 尽管如此，针对工业 互联网 信息 模型 的研究 仍处于起步阶段，相关系列标准也只被某几家单位所发布或者遵守。信息模型只有经过广泛使用之后，才能实现其价值。目前还存在 信息模型之间语义互操作难题，不同标准之间的信息模型描述有待统一 ，不同行业的信息模型还没有形成集聚优势，通用信息模型与行业信息模型对接不够充分，信息模型的研究范围有待扩大，信息模型的应用有待加强，基于信息模型的安全、管理等有待进一步研究，基于信息模型的测试床有待建设，综合服务平台有待 搭建以 形成持续服务能力。 编写说明 1）目前，国内外关于信息模型的研究有很多，为作区分，本白皮书中的信息模型 全称为工业互联网信息模型，英文名称为“ Industrial Internet Information Model”，简写为“ 3IM”； 2）文中提到的信息模型均是指工业互联网信息模型，即 3IM； 3）工业互联网信息模型的发展总体还处于起步阶段，本白皮书对工业互联网信息模型的认识也还是初步和阶段性的，后续将根据工业互联网信息模型的发展情况和来自各界的反馈意见，在持续深入研究的基础上适时修订和发布新版报告； 4） 本白皮书将工业 四大要素： 产品、过程、设备、服务 称 为对象 。