工业互联网信息模型园区应用白皮书

工业互联网信息模型园区应用白皮书 工业互联网产业联盟（AII） 2021年12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：aii@caict.ac.cn 编制说明 本书编写单位包括：中国信息通信研究院、沈阳工业大学、深圳前海禾盈科技有限公司、浙江中控技术股份有限公司、青岛海尔工业智能研究院有限公司、河北工业大学、中国移动通信集团、中国电信集团有限公司、华为技术有限公司、软通智慧科技有限公司、中兴通讯股份有限公司、北京和利时工业软件公司、陕煤集团榆林化学有限责任公司、国家能源集团宁夏煤业集团有限责任公司、浙江中环科仪消防报警设备有限公司、空气道科技（北京）有限公司。 编写组成员（排名不分先后）： 中国信息通信研究院：余思聪、黄颖、曹蓟光、李宗祥、于青民、沈彬、林欢、田娟、谢滨、张译霖 沈阳工业大学：张晓玲，杨亮，姚菊梅 深圳前海禾盈科技有限公司：邝启康、毛平、张誉、夏豪、刘洁 浙江中控技术股份有限公司：周德营，刘永召，王少培 青岛海尔工业智能研究院有限公司：孙贺、陈健美、孙明 河北工业大学：刘晶、赵佳 中国移动通信集团：龙容、石祚夫、韦安妮、马帅、范晓晖 中国电信集团有限公司：孟维业、王学敏、李融、郭枝虾、沈亮 华为技术有限公司：聂永丰、吴文庆、莫若 软通智慧科技有限公司：尹洪涛、柏翔、陈能技、付浩、刘照华 中兴通讯股份有限公司：赵维铎、高峰、楚俊生 北京和利时工业软件公司：丁研 陕煤集团榆林化学有限责任公司：武东升 国家能源集团宁夏煤业集团有限责任公司：庄稼 浙江中环科仪消防报警设备有限公司：陈磊、齐明敏 空气道科技（北京）有限公司：吴昊 前 言 工业互联网信息模型能够实现信息的有效集成和便捷应用，是工业互联网高质量发展的重要支撑技术。中国“十四五”规划明确提出，分级分类推进新型智慧城市建设，完善城市信息模型平台和运行管理服务平台。在工信部印发的《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》中，提到要提升异构工业网络互通能力，建立多层级网络信息模型体系，实现跨系统的互操作。本书聚焦信息模型园区应用及功能实现，从解决园区互联互通互操作实际问题出发，给出工业互联网信息模型在园区的实践。 本书提到的园区包括两类，一类是单个企业自建的园区，该园区涵盖生产模块、管理模块、安防模块等企业生产管理的全流程，由企业独立管理，涉及家电制造园区、煤化工生产园区和钢铁生产园区等；另一类是指政府集中统一规划的区域，该区域涵盖多个企业，由园区管委会统一管理，涉及自贸园区、产业开发区及其它产业集聚区等。需要指出的是，园区相关的探索实践将不断深化，工业互联网信息模型为园区的发展奠定坚实基础，后续本书会根据信息模型在园区的实际应用情况进行持续研究，并适时修订或发布更多应用场景。 目 录 一、 园区发展面临的挑战及信息模型的应用价值 ..................... 1 (一) 园区发展面临的挑战 ........................................................ 1 (二) 园区对信息模型需求越来越强烈 ..................................... 1 二、 工业互联网信息模型园区实施架构及技术体系 ................. 3 (一) 工业互联网信息模型园区实施架构 ................................. 3 (二) 工业互联网信息模型园区技术体系 ................................. 3 三、 工业互联网信息模型园区解决方案实践 ........................... 12 (一) 家电行业制造园区 .......................................................... 12 (二) 煤化工行业生产园区 ...................................................... 19 (三) 钢铁行业生产园区 .......................................................... 23 (四) 园区数据中心场景 .......................................................... 28 (五) 园区智慧消防场景 .......................................................... 31 (六) 园区智慧楼宇场景 .......................................................... 35 四、 工业互联网信息模型园区应用及发展建议 ....................... 39 (一) 攻关核心技术，夯实应用基础....................................... 39 (二) 构建标准体系，推动协同应用....................................... 39 (三) 设计典型场景，推进重点行业布局 ............................... 39 (四) 注重人才培养，建立完善人才体系 ............................... 40 图 目 录 图 1 工业互联网信息模型园区实施参考架构 ............................ 3 图 2 工业互联网信息模型园区实施技术体系 ............................ 4 图 3 信息交互流程分解 ................................................................ 5 图 4 园区信息集成框架 ................................................................ 7 图 5 信息交易技术图.................................................................... 7 图 6 信息安全技术图.................................................................... 9 图 7 信息模型在家电园区智能生产的应用路径 ...................... 13 图 8 信息模型在家电园区智能安防的应用路径 ...................... 15 图 9 基于信息模型构建的统一人员管理系统 .......................... 16 图 10 基于信息模型构建的统一消防管理系统 ........................ 17 图 11 RPAS®智能自动化企业管理系统 ...................................... 18 图 12 煤化工园区构成要素 ........................................................ 20 图 13 信息模型在钢铁生产园区的应用布局 ............................ 24 图 14 信息模型在钢铁园区能源管理中的应用 ........................ 27 图 15 信息模型在钢铁生产园区的应用示例 ............................ 27 图 16 信息模型在数据中心场景的应用路径 ............................ 29 图 17 智慧消防整体架构 ............................................................ 32 图 18 消防水监测示范应用 ........................................................ 34 图 19 智慧消防综合应用管理平台 ............................................ 35 图 20 信息模型在智慧楼宇的应用路径 .................................... 36 图 21 智慧楼宇系统平台 ............................................................ 37 名 词 解 释 APS：高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling，APS)，可以解决生产排程和生产调度问题。 Automation ML：自 动 化 标 记 语 言(Automation markup language，Automation ML)，是一种通用的工程数据交换格式。 CoAP：受限应用协议（Constrained Application Protocol，CoAP），一种传输协议。 EDDL:电子设备描述语言（Electronic Device Description Language，EDDL），是一种设备集成技术。 ERP：企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP），是一种可以提供跨地区、跨部门甚至跨公司整合实时信息的企业管理信息系统。 FDT：现场设备工具（Field Device Tool，FDT），是一个将智能现场设备集成到过程和工厂自动化系统的开发标准。 HTTP：超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol，HTTP），一种传输协议。 IDC：互联网数据中心（Internet Data Center，IDC），一种拥有完善的设备（包括高速互联网接入带宽、高性能局域网络、安全可靠的机房环境等）、专业化的管理、完善的应用的服务平台。 JSON：Java脚本对象记法（JavaScript Object Notation，JSON），是一种基于文本，独立于语言的轻量级数据交换格式，在传输过 程中，以字符串形式存在。 MES：制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES），是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。 MQTT：消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT），一种传输协议。 PLM：产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)，是一种产品全生命周期管理解决方案。 RFID：射频识别（Radio Frequency Identification, RFID），是一种自动识别技术。 SCADA：数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acqui