行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
钢铁行业 设备接入与边缘数据服务 技术要求
建议项目名称
(英文)
Technical specification of device access and edge data service for iron and steel industry
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77-010
中国标准分类号
H04
牵头单位
上海宝信软件股份有限公司
体系编号
BDD
参与单位
宝钢湛江钢铁有限公司、中科软科技股份有限公司、国家工业信息安全发展研究中心、工业互联网创新中心(上海)有限公司、冶金工业信息标准研究院
完成周期(月)
12
目的、意义
或必要性

本标准项目来源:201812月工业和信息化部办公厅关于公布2018年工业互联网试点示范项目——钢铁行业工业互联网平台(工业互联网平台集成创新应用试点示范项目)。

钢铁行业正处于高质量转型升级的重要阶段,智能化是行业高质量发展的重要抓手。截止目前,我国已累计制修订370余项智能制造标准,但是适用于流程制造业的通用标准较少。就钢铁行业而言,从炼铁、炼钢到热轧、冷轧等全工序都需要在边缘层对各类设备进行大量高频数据的采集、存储、处理、发布。而钢铁行业由于数据频度高、对外数据协议各不相同,数据存储方式各异,数据处理没有规范的流程,数据发布没有统一的格式,上述这些现状制约着钢铁行业工业互联网应用的进一步发展。为充分发挥标准在推进钢铁行业广泛应用智能制造成熟技术的引导性作用,亟需针对钢铁行业制定规范合理的智能制造标准。

目前,钢铁行业设备接入与边缘数据服务在市场上呈爆发式增长,由于没有针对钢铁行业边缘层应用的相关标准加以规范,因此产品的通用性差、安全性低,急需制定行业标准加以规范。通过制定设备接入与边缘数据服务标准:

1、   统一设备数据采集、存储方式,提高数据采集的通用性,这样既节约了资源,又方便消费者使用。

2、   为边缘层的数据处理、发布提供统一的流程、格式及对外发布协议,提高数据处理的通用性。

3、   为设备数据采集的设计生产提供明确的安全技术要求及试验方法,以保证产品切实符合安全要求。

    宝信软件目前已经申请了多项和边缘层应用相关的软件著作权,如《宝信过程数据通讯软件》、《宝信基础自动化通讯软件》、《宝信分布式高性能实时数据库软件》等,并在宝钢股份硅钢四期智慧制造集控中心项目、武钢CSP可视化智慧制造项目、鄂钢操业集控中心项目等众多钢厂的智慧制造项目中就边缘层的设备接入及数据服务进行了充分的实践,统一了数据采集方式,提高数据采集通用性、实现了数据的高效存储管理,降低了数据维护的复杂度、统一数据发布方式,形成了标准化的数据发布模式,提高了第三方系统数据获取通用性。通过上述案例的实施形成了较为成熟的技术方案,这些实践将有助于本标准的制定。本标准如果能形成行业标准,除了能规范钢铁行业在边缘层的相关处理外,还能推广到铝业、石油化工等相关流程行业,对推动中国智能制造在边缘层的标准化工作具体很强的指导意义。


范围和主要
技术内容

标准的技术内容与适用范围;

适用范围:

     本标准规定了钢铁行业设备接入与边缘数据服务的要求。

     本标准适用于钢铁行业工业互联网领域的设备接入及相关边缘数据服务。

设备接入:

     钢铁行业中,需要进行设备接入的数据来源如下(但不限于此):

²  直接来自PLC/DCS等控制装置的数据是最主要的数据来源,实现对现场装备和制造过程常规物理量的实时检测和状态监控,包括:流量、压力、温度等;

²  特殊仪表数据采集,包括:质谱分析仪、表面检测仪等;

²  Text log或个性化电文

²  关系型数据库:对来自过程控制系统,管理信息系统数据库的数据采集;

²  网关数据采集(ICG等)

²  PDA数据采集

²  特殊TCP/IP协议编程数据采集

²  I/OServer数据采集等

设备接入服务首要是明确对上述各数据源的采集标准,使之按照预先定义的方式接入到系统中,为后续的数据整理提供基础。

边缘数据服务:

钢铁工业系统中有多种类型的数据,采样频率不同、数据结构不同,需要做归一化处理。

²  来自钢铁行业现场设备(如:现场传感器,仪表,电气控制,PDA,过程控制系统)的数据为时序数据,但是不同的对象和控制需求,采集频率不同;即有连续变化的模拟量数据,要求连续记录以展示变化趋势,又有开关量数据,如:逻辑、脉冲等,以记录事件;

²  来自管理信息系统的数据多为关系型数据,其属性表达了数据的完整特征,来自不同的数据库表,但表记录格式会千差万别;

²  非结构化数据,如:工业电视、特殊仪表等;未来,会有大量的结构化和非结构化的数据接入系统;

边缘数据服务首要是明确对上述所有数据进行归一化处理的标准,使之按照预先定义的格式归一化,为后续的数据分析、利用提供基础。

技术内容:

主要包含以下内容:

1、   边缘层数据采集要求(不同采集频率下的通讯协议的选择及适用场景等)

2、   边缘层数据处理要求(数据清洗、数据加工等)

3、   边缘层数据存储要求(不同场景下的数据存储选择及其相关处理等)

4、   边缘层数据发布要求(不同场景下的数据发布方式及推荐用法等)


国内外情况
简要说明

1.      国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

当前,全球设备接入和边缘数据服务方面,市场持续呈现高速增长态势。以亚马逊、微软、谷歌、惠普等为代表的国际巨头企业正积极开展平台研发与应用探索并取得显著成效。

亚马逊推出了 AWS Greengrass,这是一个可以将亚马逊 AWS 服务部署到终端设备的产品,官方称,通过 Greengrass,可以实现本地数据收集、处理,同时云端还可以继续管理数据;微软开源了 Azure IoT Edge Runtime,这是一个连接云和物联网设备的开发框架;谷歌发布了两个产品:云端芯片 Edge TPU(硬件)和软件工具 Cloud IoT Edge(软件);惠普发布了名叫「Edgeline Converged Edge Systems」边缘计算产品

国内,各企业也在尝试进行设备接入和边缘数据服务方面的探索,但均未提出系统化的相关行业解决方案和行业标准。宝信软件作为全球排名第一的钢铁企业中国宝武旗下的专业信息化公司,通过承接宝武集团内各大钢厂的智慧制造工程实施工作,宝武形成了一系列适合设备接入和边缘数据服务的产品和解决方案。未来,希望能通过宝信软件在这方面积累的经验,形成相关行业标准,推广到整个行业内,推进智慧制造在中国钢铁行业的健康发展。

2.      项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准,标准制定过程中如何考虑采用的问题;

国际上未查到相关的标准。

国内的阿里云联合中国电子技术标准化研究院于2018-12-12发布《边缘云计算技术及标准化白皮书》,其中主要介绍了边缘云计算的概念和应用场景、技术特点以及标准化建议。

与本标准中定义的内容不重合,在本标准中会对白皮书中的相关定义进行引用。

3.      与国内相关标准间的关系:该标准项目是否有相关的国家或行业标准,该标准项目与这些标准是什么关系,该标准项目在标准体系中的位置;

暂无相关发布的国家或行业标准。

4.      指出是否发现有知识产权的问题。

不涉及知识产权问题。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
8-行业标准项目建议书-《钢铁行业 设备接入与边缘数据服务 技术要求》.doc (48.5KB)任务书(建议书)