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《2016工业云应用发展白皮书》节选(五):工业云标准化路线图

作者:www.cechina.cn2017.02.20

  云计算标准化在全球范围内已经取得了很大的进展,但是由于行业差异性的需求,其通用型不能满足行业特殊化的需求,云计算在工业领域的应用就是如此。为此,本文根据国内和国际企业对于工业云标准的具体需求,分别从工业云标准化的需求分析、标准体系框架建议、标准化实施方案、国际标准化策略等4方面,对工业云的标准化发展路线图做了详细阐述。


  1 标准化需求分析
  虽然云计算国际标准化工作已取得了丰硕的成果,但是这些标准具有通用性,适用于所有的云计算领域,没有考虑工业云的差异化架构以及工业企业对于云计算的特殊化需求。截至目前,国际和国内工业云的相关标准仍是空白状态,企业对工业云标准有着迫切的需求。
  1 模型等基础标准
  虽然业界对工业云市场发展前景的认可是一致的,但是对工业云的理解却很不统一,对工业云的定义、特征、服务方式、部署模式等方面还没有形成清晰的认识。同时,工业云复杂的组织方式也为工业云的理解带来了巨大挑战。在工业云服务平台的构建和实施过程中,对工业云服务的资源还缺乏有效界定,这不利于制造过程中对于工业云的使用,因此亟需制定关于工业云服务的基础性通用标准来规范工业云服务的内涵和外延,指导工业云提供商开展设计及研发活动,规范工业云服务提供商提供工业云服务,并指导企业选择和评价工业云服务,为企业智能制造的推进以及工业转型升级打下基础。
  2 能力相关标准
  工业云还没有形成服务能力和服务质量的建设和管理体系,企业对于工业云的效果缺乏统一的评价依据,这不利于遴选和优化工业云平台上提供的资源和服务,在一定程度上阻碍了工业云平台服务能力的提升和传统制造方式的升级。因此,通过制定服务能力的相关标准可以帮助企业对工业云服务能力与服务质量进行建设与管理,并指导工业云产品的研发、构建、选型等相关工作。
  3 服务水平协议相关标准
  服务水平协议(SLA)是服务提供商与用户之间的一种双方认可的协定,规定了双方的权利与义务,以及指标体系、度量内容和方法。通过规范工业云服务水平协议(SLA),可以为工业企业使用工业云服务以及智能化生产的实施提供重要保障。
  4 计量计费相关标准
  工业云服务是一种可度量的服务。然而,目前没有相关标准对于计量单位、指标、方法进行规定,这会为计费时产生纠纷埋下隐患。通过规定工业云服务的计量单位、计量内容、计量方法以及测算服务使用量的计算方法,指导工业企业和工业云服务企业之间就工业云服务的使用情况进行计量,确保实现按量使用、按需付费,简化企业智能制造的管理内容,方便企业进行系统管理。

  5 信息传输相关标准
  作为工业转型升级关键助推器,工业云平台的运行涉及大量的、涵盖各种厂商和个人的软硬件资源、数据信息、服务交易等,这些信息的异构化和无序化极大影响着资源的集成与互通。接口与协议、数据管理等方面的相关标准可以规范设备间的接口与传输协议,并对数据的采集、存储、处理等操作进行规范,从而达到互联互通的目的,避免不必要的成本支出。
  6 能效相关标准
  工业云将资源和能力尽可能放在云中,意在通过资源能力共享和按需使用的方式提高资源利用率,降低能源消耗。但在工业云的实际应用和工业生产中,大型数据中心的散热以及工业设备高耗能和低效使用造成了大量的能源消耗,如何有效降低能源消耗,构建绿色数据中心并促进工业设备绿色升级,成为工业云服务提供商迫切需要解决的问题之一,需要制定针对绿色数据中心及相关工业设备的能效标准。此外,还应制定工业云设备能源规范,为实现节能减排、低碳提供标准支撑,促进工业向更为绿色的结构转型,努力实现长期的、具有社会包容和环境可持续性的工业发展。
  7 安全相关标准
  安全,是工业企业永远无法回避的问题。设计、仿真、生产、制造等制造业全生命周期的各个阶段均会涉及安全风险。由于多租户、分布性、对网络和服务提供者的依赖性,云计算本身就存在一定的安全隐患。在包含制造资源的工业云体系中,新的运行模式以及多种技术的融合使得安全问题显得更加复杂也更加致命。制定工业云安全标准,规范信息安全保障措施,细化信息权限设置安全级别,可以最大程度地降低工控系统、生产数据、工业网络等的安全风险,保证高可用、高可靠的工业云服务。
  8 领域应用标准
  目前,作为智能制造的信息中枢,工业云得到高档数控机床和机器人、航空航天、先进轨道交通、生物医药等行业企业的广泛关注,越来越多的工业企业自建私有工业云,基于工业云的不同领域智能化生产车间也应运而生,因此企业对于工业云的应用标准的诉求也越来越大。通过针对不同领域智能化生产车间的工业云应用标准,指导工业企业建设、部署、使用工业云,更大程度地发挥工业云在不同工业领域和生产环节中的作用。
  2 标准体系框架建议
  标准体系是特定标准化系统为了实现本系统的目标而必须具备一整套具有内在联系的、科学的、由标准组成的有机整体。标准体系是一个概念系统,是人为组织制定的标准而形成的人工系统。另外,从国家信息技术服务标准(ITSS)、云计算、大数据、智能制造等一系列标准体系建设的思路来看,标准体系应具有发现问题、解决问题,以及指导标准研制和应用等作用。
  在工信部、国标委联合发布的《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》中指出:工业云标准主要包括接口和协议等资源共享标准和服务能力标准两个部分。在此指导下,基于对于工业云开展的全方位分析研究,和归纳的工业云标准化需求,提出工业云标准体系框架,如图所示。


  工业云标准体系框架


  工业云标准体系框架总体上可以分为五个部分,分别是基础标准、安全管理标准、资源共享标准、服务能力标准和领域应用标准。
  1 基础标准
  关注工业云服务的术语和模型等基础类标准,规范工业云服务基本概念,指导工业云系统建设、服务部署和提供,并为制定其他标准提供支持,也为评估工业云相关产品、解决方案和服务提供依据。
  2 安全管理标准
  主要包括安全技术和安全服务两个方面,指导企业建立信息安全管理制度,具有针对工业软件、知识库、制造资源、数据资源、工控网络等的信息安全保障措施以及应急响应能力。
  3 资源共享标准
  包括IT资源、人力资源、装备资源、物料资源、知识资源、环境资源和数据资源等7大类。资源共享标准用于规范各类资源在接入工业云时应遵循的接口和协议标准,指导资源提供方和使用方以统一的方式提供、使用、监控和管理工业云服务资源,从而规范和引导建设工业云计算服务的关键软硬件产品研发,以及软件、硬件、数据等工业云资源的管理和使用,实现工业云计算的快速弹性和可扩展性。
  4 服务能力标准
  规范能力要求、能力评价和服务管理,从而协助针对工业云服务能力的管理。其中能力要求解决了工业云服务能力分类、能力要素等方面;服务管理包括设计、部署、交付、运营、采购、使用,以及服务水平协议(SLA)、计量与计费、质量、能效等方面的管理。
  5 领域应用标准
  基于领域特点及需求,针对不同领域,制定服务各领域、各环节的工业云标准。
  3 标准化实施方案
  标准化是在经济、技术、科学及管理等社会实践中,对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准,达到统一,以获得最佳秩序和社会效益。标准化工作的任务是制定标准、组织实施标准和对标准的实施进行监督。因此,工业云标准化能够有效规范工业云服务市场,助力工业云的长足发展。
  在工信部、国标委联合发布的《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》中指出:根据当前制造业发展现状,智能制造标准体系将在5年内建成并逐步完善,共分两个阶段完成:第一阶段(2016-2017年)主要解决标准体系融合贯通和基础标准缺失的问题,第二阶段(2018-2020年)主要解决标准体系完善及标准在全制造业领域推广应用的问题。在《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》的指导下,具体工业云标准化推进计划如表所示:
  一是建立标准体系,明确工业云标准化方向。通过对产业及其他相关技术的深入调研与研究,明确工业云生态中不同角色的标准化需求,加强工业云标准战略研究,构建满足产业现状和未来发展方向的工业云标准体系,明确工业云标准化研究方向和重点标准,确定工业云标准化工作内容和机制,加快推进重点领域标准制定与贯彻实施,夯实工业云发展基础,为促进工业云持续快速健康发展做好支撑。
  二是制定工业云标准,满足行业应用需要。联合产学研用单位,依据工业云相关标准体系,基于产业标准需求,开展工业云标准的编制工作。通过标准指导工业云提供者开展设计及研发活动,为工业云系统及其生态建设提供指导。同时规范工业云服务提供者提供并管理工业云服务,统一计量指标和评价要素,提升整体服务能力。此外,指导工业企业有统一的标准评价和选择工业云服务。并且,积极主导或参与国际标准化工作,力争将中国标准推动成为国际标准。最后在经济新常态背景下帮助工业企业加快转型升级步伐,推动智能制造、服务型制造、网络协同制造、大规模个性化定制等新模式、新业态的广泛构建。
  三是开展标准试验验证,推进标准应用试点。搭建工业云标准验证服务平台,在重点领域开展标准应用试点,形成相关标准应用试点报告。同时,对通过验证的标准,选择具备条件的省市开展标准应用推广试点,反映更多用户实施标准的成效。此外,及时探索标准的机制和模式,以科学的方法以及形成的科学应用结果来验证标准的科学性,确保标准的可用性、可行性和可推广性。
  四是举办标准宣贯培训,推动标准落地应用。在重点省市召开工业云标准宣贯会,对标准内容进行解读,为企业深入讲解符合性评估和实施方法,并选取典型企业做案例分享,形成企业查阅和使用标准的意识。同时深入企业开展工业云标准培训,协助企业深入理解标准内容,指导企业根据相关产品、服务或解决方案使用重点标准。此外,通过建立工业云标准查询平台,降低标准查阅难度和企业查阅成本,促进企业使用工业云相关标准。


  工业云标准化工作进度计划


  4 国际标准化策略
  工业云国际标准化目前还处于初期阶段,我国在国际标准化进程中能否发挥重要的作用,以及能否提高参与度和影响力,很大程度上取决于前期能否迅速反应,合理布局。为此,我们提出以下几点策略建议:
  1)跟踪国际标准化新进展和新成果,研究国际标准体系,开展与国际标准体系及相关标准的对标工作,识别工业云标准化的新动向、新需求和新机会;
  2)积极参与工业云领域国际标准化权威组织的工作,争取更多话语权;
    3)加快工业云标准的编制,主导或实质参与工业云国际标准制修订工作,推动我国优势技术转化为国际标准;
  4)加大力度构建工业云标准体系,并向国际推广;
  5)鼓励国内企业积极参与工业云国际标准化工作。

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