工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 異構協(xié)議兼容適配指南

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中華人民共和國國家標準

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺異構協(xié)議兼容適配指南

Industrialinternetplatform-Heterogeneousprotocolcompatibleadapterguide

（征求意見稿）

（本草案完成時間：2022年10月27日）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

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目次

前言.....................................................................................................................................................................III

引言.......................................................................................................................................................................IV

1范圍...................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件...............................................................................................................................................1

3術語、定義.......................................................................................................................................................1

4縮略語...............................................................................................................................................................1

5概述...................................................................................................................................................................2

場景分析...................................................................................................................................................2

適配模型...................................................................................................................................................4

通訊方式...................................................................................................................................................5

交換模式...................................................................................................................................................5

6適配模型要求...................................................................................................................................................6

分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型...................................................................................................................................6

協(xié)議包裝器模型.......................................................................................................................................7

協(xié)議適配管道...........................................................................................................................................8

消息隊列及消息隊列管理器...................................................................................................................8

消息報文...................................................................................................................................................8

7兼容適配要求...................................................................................................................................................9

接入、接出及自檢要求...........................................................................................................................9

報文適配過程和報文格式.......................................................................................................................9

適配技術要求.........................................................................................................................................11

協(xié)議適配接入接口要求.........................................................................................................................12

附錄A（資料性）ERP-MES協(xié)議適配場景示例............................................................................................14

A.1ERP-MES協(xié)議適配場景示例概述..........................................................................................................14

A.2建立生產(chǎn)系統(tǒng).........................................................................................................................................15

A.3產(chǎn)品定義管理.........................................................................................................................................16

A.4生產(chǎn)資源管理.........................................................................................................................................16

A.5詳細生產(chǎn)計劃.........................................................................................................................................17

A.6生產(chǎn)分派.................................................................................................................................................17

A.7生產(chǎn)執(zhí)行管理.........................................................................................................................................17

A.8生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集.........................................................................................................................................17

A.9生產(chǎn)績效分析.........................................................................................................................................18

A.10生產(chǎn)跟蹤...............................................................................................................................................18

附錄B（資料性）協(xié)議適配管道參考............................................................................................................19

B.1開發(fā)流程.................................................................................................................................................19

B.2模型參考.................................................................................................................................................19

I

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B.3模型適配場景.........................................................................................................................................19

附錄C（資料性）報文格式及編碼................................................................................................................21

C.1報文標準編碼描述.................................................................................................................................21

C.2服務路由域規(guī)范.....................................................................................................................................21

C.3服務數(shù)據(jù)域規(guī)范.....................................................................................................................................21

C.4響應信息域規(guī)范.....................................................................................................................................21

C.5響應控制域規(guī)范.....................................................................................................................................22

C.6系統(tǒng)編碼規(guī)范.........................................................................................................................................22

C.7服務編碼規(guī)范.........................................................................................................................................23

C.8C.8響應編碼規(guī)范...............................................................................................................................23

C.9服務流水號編碼規(guī)范.............................................................................................................................24

C.10異常編碼...............................................................................................................................................24

附錄D（資料性）信息交換模型信息模型參考...........................................................................................29

D.1信息交換模型信息參考模型.................................................................................................................29

D.2信息交換模型信息子模型.....................................................................................................................29

D.3IT/互聯(lián)網(wǎng)域信息交換模型信息模型..................................................................................................30

D.4OT域信息交換模型信息模型................................................................................................................31

附錄E（資料性）分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型參考...................................................................................................33

E.1概述.........................................................................................................................................................33

E.2連接端點.................................................................................................................................................33

E.3特殊層連接技術.....................................................................................................................................33

E.4連接核心網(wǎng)關.........................................................................................................................................33

E.5連接核心標準.........................................................................................................................................33

E.6核心網(wǎng)關.................................................................................................................................................33

參考文獻...............................................................................................................................................................34

II

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引言

從數(shù)字化走向智能化，“互聯(lián)“是從工業(yè)2.0走向4.0的必經(jīng)過程，各個國家都在搶占工業(yè)4.0的標

準至高點。

從數(shù)字化走向智能化，面臨最大的問題是怎樣解決萬國協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)萬物互聯(lián)，實現(xiàn)工業(yè)全

要素、全價值鏈、全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通和互操作，通過第一階段的數(shù)字化階段建設以后，工業(yè)要素的數(shù)

字化表示、定義存在于各個異構多源的IT系統(tǒng)中，因此需建立一個跨越多源異構域的邏輯的一體化協(xié)議

適配工具集合，通過各個協(xié)議之間的融通互聯(lián)搭建一個同聲翻譯平臺，從而實現(xiàn)全面的互聯(lián)互通和互操

作。

由于企業(yè)內(nèi)部之間協(xié)同不暢，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間標準各異，跨領域各類生產(chǎn)裝備與信息系統(tǒng)之間接

口多樣化，造成使用的通訊協(xié)議不匹配，需要定制不同的處理程序，導致開發(fā)工作效率低下，可擴展性

差，維護技術門檻高，通用性差等問題產(chǎn)生。

本文件將定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中的信息交換標準框架，解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺異構協(xié)議兼容適配互

聯(lián)場景中的應用問題，滿足縱向集成與橫向集成的業(yè)務需求，促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之間、工業(yè)APP之間、

異構設備之間的互聯(lián)互通。

IV

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺異構協(xié)議兼容適配指南

1范圍

本文件規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺異構協(xié)議兼容適配要求。

本文件適用于指導工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺與工業(yè)應用開發(fā)方、使用方及第三方組織，面對異構協(xié)議兼容適

配場景下互聯(lián)網(wǎng)域、IT域和OT域提供跨層級通訊時的接入設計、接入實現(xiàn)和接入使用工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T7635.1-2002全國主要產(chǎn)品分類與代碼第1部分：可運輸產(chǎn)品

GB/T11457-2007信息技術軟件工程術語

3術語、定義

GB/T11457-2007界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

信息交換模型informationexchangemodel

對已有IT域、OT域、互聯(lián)網(wǎng)域中的裝備與系統(tǒng)、系統(tǒng)與系統(tǒng)間信息交互的報文結構進行封裝，通過

標準報文結構翻譯解析規(guī)范信息交換的語義，用于發(fā)送端與接收端之間在共同語言環(huán)境下，通過標準的

語義翻譯和解析邏輯完成信息的交換處理。

4縮略語

下列縮略語適用于本文本。

AH：應用層頭信息（ApplicationHeader）

APS：高級計劃與排程（AdvancedPlanningandScheduling）

CAPP：計算機輔助工藝過程設計（ComputerAidedProcessPlanning）

CRC：循環(huán)冗余校驗碼（CyclicRedundancyCode）

CRM：客戶關系管理系統(tǒng)（CustomerRelationshipManagement）

DCS：分散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）

DH：數(shù)據(jù)交互層頭信息（DigitallayerHeader）

DName：數(shù)據(jù)名稱（DigitalName）

DValue：數(shù)據(jù)值（DigitalValue）

ERP：企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（EnterpriseResourcePlanning）

FacID：生產(chǎn)商的產(chǎn)品編碼（FactureID）

IT：信息技術(InformationTechnology)

1

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LH：數(shù)據(jù)鏈路層頭信息（dataLinklayerHeader）

MES：制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem）

ModbusRTU：基于串行通訊協(xié)議遠程終端單元（ModbusRemoteTerminalUnit）

ModbusTCP：基于串行通訊的網(wǎng)絡通訊協(xié)議（ModbusTransferControlProtocol）

MQ：消息隊列（MessageQueue）

MQTT:消息隊列遙測傳輸協(xié)議（MessageQueuingTelemetryTransport）

NH：網(wǎng)絡層頭信息（NetworklayerHeader）

OPCDA：過程控制數(shù)據(jù)訪問（OPCDataAccess）

OPCUA：過程控制統(tǒng)一架構（OPCUnifiedArchitecture）

OPC:過程控制(OLEforProcessControl)

OT：運營技術(OperationTechnology)

PDM：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（ProductDataManagement）

PLM：產(chǎn)品生存周期管理系統(tǒng)（ProductLifecycleManagement）

QMS：質(zhì)量管理系統(tǒng)（QualityManagementSystem）

REST:表述性狀態(tài)傳遞(RepresentationalStateTransfer)

RPC:遠程過程調(diào)用協(xié)議(RemoteProcedureCallProtocol)

SCADA：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition）

SCM：供應鏈管理系統(tǒng)（SupplyChainManagement）

SOAP：簡單對象訪問協(xié)議（SimpleObjectAccessProtocol）

SrcDevID：數(shù)據(jù)源設備或系統(tǒng)的識別碼，包括CreditID、ClassID、FacID

SRM：供應商關系管理系統(tǒng)（SupplierRelationshipManagement）

TH：傳輸層頭信息（TransportationlayerHeader）

WMS：倉庫管理系統(tǒng)（WarehouseManagementSystem）

5概述

場景分析

互聯(lián)網(wǎng)域：運行于外網(wǎng)即公共網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡上的信息交互對象，其具體為行業(yè)生態(tài)鏈中運行的

相關應用軟件。

IT域：運行于內(nèi)網(wǎng)即企業(yè)內(nèi)部辦公網(wǎng)絡上的信息交互對象，其具體為企業(yè)內(nèi)全生存周期生產(chǎn)管理的

相關應用軟件。

OT域：運行于內(nèi)網(wǎng)即企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)絡上的信息交互對象，其具體為企業(yè)內(nèi)用于生產(chǎn)制造相關的

工業(yè)軟件。

本文件旨在為異構協(xié)議信息交互的應用場景中信息化與工業(yè)化融合提供支撐，通過異構協(xié)議兼容指

南要求，實現(xiàn)應用層與邊緣層的跨層級通訊，協(xié)助企業(yè)完成Level3群控管理、Level4企業(yè)應用和Level5

產(chǎn)業(yè)協(xié)同間的互聯(lián)互通、互操作。見圖1。

2

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圖1異構協(xié)議兼容適配范圍分析示意

應用場景分析具體如圖2所示。

——計劃。在該場景中，ERP系統(tǒng)根據(jù)銷售訂單下達生產(chǎn)計劃，MES根據(jù)庫存、在制品、原材料等

情況制定詳細生產(chǎn)計劃并反饋回ERP系統(tǒng)；

——ERP。在該場景中，生產(chǎn)能力分析模塊根據(jù)ERP系統(tǒng)下達的生產(chǎn)指令進行生產(chǎn)能力分析，車間

級生產(chǎn)計劃制定系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)指令和生產(chǎn)能力分析結果，制定生產(chǎn)計劃并發(fā)往生產(chǎn)過程管理

系統(tǒng)。

詳細的異構協(xié)議兼容適配應用示例見附錄A。

圖2異構協(xié)議兼容適配應用場景分析示意

3

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適配模型

基于面向服務架構設計的異構協(xié)議兼容適配模型，其模型由入站通訊協(xié)議池、出站通訊協(xié)議池、通

訊協(xié)議轉(zhuǎn)換管道和出站/入站消息隊列組成，如圖3所示，共同實現(xiàn)裝備/系統(tǒng)端的協(xié)議轉(zhuǎn)換適配。

為實現(xiàn)協(xié)議適配模型的異構協(xié)議兼容適配的完整功能，協(xié)議適配模型根據(jù)異構協(xié)議兼容適配場景的

需求，使用分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型、協(xié)議適配管道、協(xié)議包裝器模型、消息隊列及消息隊列管理器和消息報

文滿足異構協(xié)議兼容適配的協(xié)議適配處理。

協(xié)議適配關鍵要素說明：

——分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型針對互聯(lián)網(wǎng)域、IT域和OT域提供跨層級通訊能力；

——協(xié)議適配管道為管道中若干獨立的運算節(jié)點提供流式計算運行環(huán)境；

——協(xié)議包裝器模型提供裝備、系統(tǒng)端信息交換報文的標準構建方法和具體兼容適配的具體實現(xiàn)

要求；

——消息隊列及消息隊列管理器是若干數(shù)據(jù)源系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換的緩沖區(qū)，用于處理來自不同服

務請求協(xié)議的相關數(shù)據(jù)調(diào)用，將接收到的報文、處理后的報文根據(jù)協(xié)議包裝器的相關規(guī)則放

入消息隊列。消息隊列管理器是消息隊列的管理組件，主要用于對實例化的消息隊列進行監(jiān)

管；

——消息報文是源系統(tǒng)與目標系統(tǒng)間進行請求響應時提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議包裝器封裝后形成的

以XML或JSON表達的數(shù)據(jù)集合，報文通過消息隊列進行流轉(zhuǎn)。

圖3異構協(xié)議兼容適配示意

協(xié)議適配的具體步驟如下：

——將來自IT域、OT域和互聯(lián)網(wǎng)域的裝備、系統(tǒng)端的若干請求的數(shù)據(jù)，進行分層轉(zhuǎn)換；

4

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——通過協(xié)議包裝器，實現(xiàn)對異構結構的報文進行識別，將異構結構的報文轉(zhuǎn)換為標準報文進行

傳遞并發(fā)送請求；

——將轉(zhuǎn)換后的標準報文推送至出/入站消息隊列中進行緩存，通過消息隊列管理器對消息隊列進

行管理，并監(jiān)控消息隊列中的報文；

——協(xié)議適配管道接收來自消息隊列中的標準報文，通過管道內(nèi)若干計算節(jié)點完成運算處理，實

現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換等過程，具體協(xié)議適配管道實現(xiàn)邏輯見附錄B；

——協(xié)議包裝器通過消息隊列再次接收標準報文，根據(jù)標準報文的相關信息進行解析并路徑選擇

返回報文。

通訊方式

根據(jù)異構協(xié)議兼容適配場景分析，常用的異構協(xié)議及技術類框架歸納為接口和隊列兩種類型。

異構協(xié)議接口：

——接口類型的通訊由服務端和客戶端組成通訊通道；

——接口類型通常使用點對點的方式進行通訊；

——接口類型由服務端提供業(yè)務服務，客戶端調(diào)用服務并接收響應消息；

——接口類型通常使用一對一的同步訪問方式；

——接口類型的消息處理性能由服務端/客戶端共同承擔。

消息隊列：

——隊列類型的通訊由獨立的消息隊列服務端和若干客戶端組成；

——隊列類型由消息隊列服務端提供通訊支撐；

——隊列類型由服務端用于暫存來自客戶端發(fā)送消息，客戶端用于對服務端發(fā)送或接收消息；

——隊列類型通常使用一對多的異步訪問方式；

——隊列類型的消息處理性能由服務端/客戶端共同承擔。

交換模式

5.4.1同步模式/響應模型

服務請求方調(diào)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的標準服務之后，一直處于等待狀態(tài)，直到服務提供方通過工

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺返回響應處理結果，完成本次一對一的調(diào)用，示例如圖4所示。

圖4請求響應同步調(diào)用模式示意

5.4.2異步發(fā)布/訂閱模式

服務發(fā)布方調(diào)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的標準服務，將數(shù)據(jù)推送至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平

臺根據(jù)服務訂閱方提供的訂閱信息，主動推送分發(fā)消息至不同的服務訂閱方，服務訂閱方可以是單個或

者若干個系統(tǒng)，示例如圖5所示。

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圖5發(fā)布/訂閱異步調(diào)用模式示意

6適配模型要求

分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型

利用分層協(xié)議轉(zhuǎn)換技術構建協(xié)議轉(zhuǎn)換管道模型，將服務提供方和服務請求方通過構建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

平臺轉(zhuǎn)換成平臺協(xié)議總線，實現(xiàn)雙向通訊，如圖6所示，異構協(xié)議分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型應包括：

——連接端點，圖6標識①所示；

——特殊層連接技術，圖6標識②所示；

——連接核心網(wǎng)關，圖6標識③所示；

——連接核心標準，圖6標識④所示；

——核心網(wǎng)關，圖6標識⑤所示。

圖6協(xié)議分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型

分層轉(zhuǎn)換互聯(lián)模型的詳細說明應符合附錄C的規(guī)定。

6

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協(xié)議包裝器模型

協(xié)議包裝器是虛擬的信息模型定義，協(xié)議包裝器模型決定了通過包裝器發(fā)布服務的報文標準格式，

定義了消息報文數(shù)據(jù)結構。信息交換模型是協(xié)議包裝器的核心信息模型，如圖7所示。

圖7信息交換模型信息模型與包裝器構成關系

協(xié)議包裝器模型是物理或數(shù)字資產(chǎn)抽象化的資產(chǎn)模型，將資產(chǎn)的關鍵要素整合進結構化和層次化模

型中，協(xié)議包裝器模型是資產(chǎn)虛擬化、數(shù)字化和服務化的表示，其資產(chǎn)模型應由目錄清單和組件管理器

兩部分組成：

——目錄清單是數(shù)據(jù)的目錄，這些數(shù)據(jù)代表資產(chǎn)的元信息，是虛擬表示的重要組成內(nèi)容，除了元

信息以外，還包括信息交換模型與資產(chǎn)間的連接關系，以及與安全能力相關的信息；

——組件管理器使虛擬資產(chǎn)具備基于面向?qū)ο蟮男畔⑼ㄓ嵞芰?，以便外部可以訪問模型的目錄清

單和資產(chǎn)的技術性功能。

協(xié)議包裝器模型的組成結構應由報文頭‘Header’和報文體‘Body’兩部分組成，其中報文頭為

路由層，報文體為數(shù)據(jù)層，如圖8所示，協(xié)議包裝器模型結構決定了消息報文的格式及內(nèi)容：

——報文頭Header：記錄信息交換模型自身的標識、資產(chǎn)/服務標識、轉(zhuǎn)換協(xié)議、路由信息。

——報文體Body：報文體包括操作指令和業(yè)務數(shù)據(jù)：

第一段是操作指令，記載本次請求的操作指令，如增加、查詢、修改和刪除數(shù)據(jù)等操作；

第二段是業(yè)務數(shù)據(jù)，記載本次交換的數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括輸入?yún)?shù)和返回參數(shù)。

協(xié)議包裝器模型的詳細定義參考附錄D。

7

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圖8信息交換模型信息模型內(nèi)部結構

協(xié)議適配管道

協(xié)議適配管道由入站適配器、通用算法模塊、平臺協(xié)議總線適配器組成，協(xié)議適配管道應包括以下

作用：

——入站適配器：將接收到的服務請求方原始報文轉(zhuǎn)換為標準報文；

——通用算法模塊：對當前請求的服務實現(xiàn)優(yōu)先級控制、權限控制、流量控制、字段映射和日志

記錄；

——平臺協(xié)議總線適配器：將標準報文轉(zhuǎn)換為滿足平臺協(xié)議總線要求的格式。

消息隊列及消息隊列管理器

消息隊列是若干系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換的緩沖區(qū)，消息隊列管理器是消息隊列的管理組件，消息隊列及

消息隊列管理器應具有以下功能要求：

——接收來自不同系統(tǒng)的報文；

——對實例化的消息隊列進行監(jiān)控和管理；

——通過隊列管理器進行調(diào)度異常修復或重傳請求；

——創(chuàng)建新的隊列或收回不使用的隊列，滿足突發(fā)情況下消息隊列的正常使用。

消息報文

報文大小控制要求：

——報文需要以加密方式傳遞；

——報文大小不應超過5MB。

報文所含業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量計算公式如下：

8

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N

Di

Si1…………（1）

1024*1024

式中：

S——業(yè)務數(shù)據(jù)中每條數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)量大小，單位為：兆（MB）；

N——業(yè)務數(shù)據(jù)中每條數(shù)據(jù)記錄包含的字段數(shù)，單位：個；

數(shù)據(jù)記錄中第字段長度的最大值，單位：Byte。

Di——i

數(shù)據(jù)記錄應需滿足如下條件：

1

K

S……………………（2）

式中：

K——一次傳輸報文所含業(yè)務數(shù)據(jù)記錄的條數(shù)，單位：條；

S——業(yè)務數(shù)據(jù)中每條數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)量大小，單位：MB。

7兼容適配要求

接入、接出及自檢要求

7.1.1接入標準

新協(xié)議在接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺時，應具備以下要求：

——提供新協(xié)議的接入?yún)?shù)，用于新協(xié)議接入時對參數(shù)接入的使用說明；

——提供新協(xié)議的接入方法，用于提供接入時步驟參考，指導完成新協(xié)議的接入；

——提供新協(xié)議的接入異常說明，用于接入過程中異常情況的排查。

7.1.2接出標準

新協(xié)議完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的接入后，應具備以下要求：

——提供新協(xié)議的使用參數(shù)，用于提供新協(xié)議在使用過程中對接參數(shù)的使用說明；

——提供新協(xié)議的使用方法，用于提供使用時步驟參考，指導完成新協(xié)議的使用；

——提供新協(xié)議的使用異常說明，用于使用過程中出現(xiàn)異常后進行異常定位。

7.1.3自檢標準

協(xié)議適配器應具備以下自檢要求：

——協(xié)議適配器通過可視化方式查看其工作運行狀態(tài)；

——記錄協(xié)議適配器路徑選擇、協(xié)議適配、格式轉(zhuǎn)換執(zhí)行操作邏輯產(chǎn)生日志數(shù)據(jù)；

——對協(xié)議適配器執(zhí)行操作邏輯產(chǎn)生日志數(shù)據(jù)進行審計，對其工作運行負荷進行預防性判斷；

——協(xié)議適配器根據(jù)容災級別進行修復、恢復等對應操作。

報文適配過程和報文格式

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7.2.1協(xié)議報文適配過程

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及眾多異構通訊協(xié)議，本文件主要在數(shù)據(jù)交互層進行規(guī)范。在數(shù)據(jù)交互層，工業(yè)軟件

間交互的數(shù)據(jù)報文遵循統(tǒng)一的標準格式，數(shù)據(jù)報文包含接收數(shù)據(jù)的目標裝備或系統(tǒng)的唯一識別碼、數(shù)據(jù)

源裝備或系統(tǒng)的唯一識別碼、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)值。

異構協(xié)議報文適配過程如圖9所示。

圖9異構協(xié)議報文適配過程

異構協(xié)議報文適配過程（工業(yè)軟件A發(fā)送數(shù)據(jù)至工業(yè)軟件B）具體步聚如下：

——工業(yè)軟件A以數(shù)據(jù)交互層的格式發(fā)送數(shù)據(jù)報文給數(shù)據(jù)交互驅(qū)動程序A；

——數(shù)據(jù)交互驅(qū)動程序A把數(shù)據(jù)交互幀轉(zhuǎn)換為發(fā)送協(xié)議棧的幀；

——發(fā)送協(xié)議棧A發(fā)送數(shù)據(jù)至接收協(xié)議棧B；

——數(shù)據(jù)交互驅(qū)動程序B把接收協(xié)議棧B的幀轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)交互幀；

——數(shù)據(jù)交互驅(qū)動程序B把數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)軟件B。

7.2.2裝備或系統(tǒng)識別碼組成要求

裝備或系統(tǒng)識別碼由三部分組成，分別為生產(chǎn)商統(tǒng)一信用代碼或提供者的身份證號碼的前17位數(shù)字

CreditID、GB/T7635.1-2002《全國主要產(chǎn)品分類與代碼第1部分：可運輸產(chǎn)品》的分類號ClassID、生

產(chǎn)商的產(chǎn)品編碼FacID。占用的字節(jié)數(shù)如表1所示，CreditID的17位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為8字節(jié)的二進制數(shù)（64

位無符號長整數(shù)型），ClassID的8位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為4字節(jié)的二進制數(shù)（32位無符號整數(shù)型），F(xiàn)acID由

生產(chǎn)商定義，可由產(chǎn)品型號、產(chǎn)品序列號組成，占用8字節(jié)的二進制數(shù)（64位無符號長整數(shù)型）。

表1裝備或系統(tǒng)識別碼DevID

名稱CreditIDClassIDFacID

字節(jié)數(shù)848

7.2.3數(shù)據(jù)報文格式要求

如表2所示，數(shù)據(jù)交交互層的數(shù)據(jù)報文格式要求如下：

a)數(shù)據(jù)交互層的數(shù)據(jù)報文由頭信息DH、數(shù)據(jù)DData兩部分組成；

b)頭信息DH包括接收數(shù)據(jù)的裝備或系統(tǒng)的識別碼DesDevID、數(shù)據(jù)源裝備或系統(tǒng)的識別碼

SrcDevID、用戶信息UserInf，用戶信息UserInf包含用戶名和用戶密碼的信息，用戶名和用

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戶密碼之間用“,”單字節(jié)字符分隔，DesDevID、SrcDevID分別占用20個字節(jié)，UserInf占用

64個字節(jié)；

c)數(shù)據(jù)DData由DName、DValue兩部分組成，以“＝”單字節(jié)字符分隔；

d)DName由數(shù)據(jù)類型DType、數(shù)據(jù)名稱Name兩部分組成，DType占用2個字節(jié)，Name占用的字

節(jié)數(shù)不限；

e)DValue由數(shù)據(jù)長度DL、數(shù)據(jù)值Value兩部分組成，DL占用4個字節(jié)，Value占用的字節(jié)數(shù)不

限；

f)請求數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)報文不包括數(shù)據(jù)值DValue。

表2數(shù)據(jù)報文格式

DData

DH

名稱DNameDValue

=

DesDevIDSrcDevIDUserInfDTypeNameDLValue

字節(jié)數(shù)2020642X14Y

適配技術要求

7.3.1協(xié)議轉(zhuǎn)換

協(xié)議轉(zhuǎn)換應有以下功能：

——實現(xiàn)對應協(xié)議的請求控制；

——通過協(xié)議轉(zhuǎn)換實現(xiàn)異構協(xié)議系統(tǒng)通訊通訊；

——協(xié)議適配器類型見表3。

表3協(xié)議適配器類型

序號協(xié)議適配器適配器說明配置參數(shù)

AMQP是連接消息隊列的協(xié)議適配器,連接隊列對地址\端口\隊列名稱\用戶名密

1AMQP

于實時訂閱有極大的優(yōu)勢碼等

HTTP是主流的Web協(xié)議，其主要使用HTTPClient方

2HTTPURL\參數(shù)\方法\用戶名密碼等

式連接

3SOAP帶WSDL的Web協(xié)議WSDL地址\參數(shù)等

4FTP文件傳輸協(xié)議地址\端口\用戶名\密碼\目錄等

地址\端口\用戶名\密碼\模塊號

5RFCERP系統(tǒng)的特殊協(xié)議

\RFC函數(shù)名等

6MQTT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址\端口\主題等

7OPCUA/OPCDA工業(yè)標準協(xié)議地址\端口\參數(shù)點表等

ModbusTCP/

8工業(yè)總線標準協(xié)議地址\端口\參數(shù)點表等

ModbusRTU

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表3協(xié)議適配器類型（續(xù)）

序號協(xié)議適配器適配器說明配置參數(shù)

9DB數(shù)據(jù)庫適配器地址\端口\用戶名\密碼等

10RESTful輕量級RPC協(xié)議地址\參數(shù)等

7.3.2路徑選擇

路徑選擇應有以下功能：

——將服務傳遞至任意指定的終端地址，消息通過消息流管道，在隊列中進行穩(wěn)定有效傳輸；

——通過動態(tài)尋址的方式解析路徑選擇信息；

——組裝路徑選擇信息并調(diào)用服務；

——基于服務調(diào)用后返回的結果信息，讀取路徑選擇信息通過路徑尋址的能力，將結果返回系統(tǒng)。

7.3.3數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換應有以下功能：

——根據(jù)注冊選擇的報文內(nèi)容格式，通過定義的報文內(nèi)容格式實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換；

——具備XML與JSON格式的映射轉(zhuǎn)換處理。

7.3.4報文加密

報文加密應有以下功能：

——具備身份認證；

——具備權限控制；

——具備加密傳輸；

——具備解密處理。

7.3.5參數(shù)化協(xié)議適配

參數(shù)化協(xié)議適配應有以下功能：

——根據(jù)報文內(nèi)容中指定的參數(shù)動態(tài)解析參數(shù)信息；

——參數(shù)化協(xié)議適配器應能在協(xié)議適配管道中被復用；

——根據(jù)服務注冊選擇的通訊協(xié)議，自動選擇協(xié)議對應的入站和出站適配器；

——具備AMQP協(xié)議與其它協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換能力。

7.3.6日志記錄

日志記錄應包含以下內(nèi)容：

——日志記錄時間；

——消息對應流水號/日志編號；

——消息處理狀態(tài)；

——協(xié)議轉(zhuǎn)換前后的報文信息；

——異常詳細信息。

協(xié)議適配接入接口要求

7.4.1數(shù)據(jù)交換結構標準

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各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的業(yè)務字段應遵循服務提供方提供的業(yè)務數(shù)據(jù)結構：

——對于服務請求方，新增請求服務為已有服務時，XML結構定義文件由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺負責提供；

否則，服務請求方自行與服務提供方溝通，XML結構定義文件由服務提供方提供；

——對于服務提供方，新增或變更任何提供服務時，需向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供最終版的XML結構

定義文件，供后續(xù)服務管理及服務開發(fā)使用。原則上，服務請求方應根據(jù)服務提供方的業(yè)務

數(shù)據(jù)結構進行字段和消息格式映射處理；

——如遇特殊情況，服務請求方服務提供方均無法完成字段、報文格式映射工作，雙方需根據(jù)集

成管理規(guī)范中規(guī)定的服務接入流程要求，經(jīng)審批通過后，由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺完成映射工作。

7.4.2數(shù)據(jù)標識要求

主要針對基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行應用集成（注：建立統(tǒng)一的綜合應用，即將截然不同的、基于各

種不同平臺、用不同方案建立的系統(tǒng)服務和數(shù)據(jù)有機地集成，使其進行業(yè)務處理和信息共享）將涉及的

系統(tǒng)編號、服務編號、響應號及服務流水號的編碼應進行以下規(guī)范性說明。

——系統(tǒng)編號：作為企業(yè)內(nèi)所有系統(tǒng)的唯一編號標識；

——服務編號：作為服務的唯一編號標識；

——響應號：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺根據(jù)服務響應結果自動填寫的響應編碼；

——服務流水號：服務請求方每次調(diào)用服務產(chǎn)生的唯一流水號。

上述四種編碼數(shù)據(jù)類型為字符型，其中，系統(tǒng)編號、服務編號、響應號工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺管理員分配，

服務流水號由服務請求方根據(jù)編碼規(guī)則拼裝而成。

7.4.3數(shù)據(jù)類型校驗標準

應由各應用系統(tǒng)負責整理并提交XML/JSON結構定義的交換數(shù)據(jù)信息文件，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺根據(jù)該文

件進行數(shù)據(jù)類型校驗。

7.4.4數(shù)據(jù)格式標準

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)應為結構化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式應包含數(shù)據(jù)報文內(nèi)相關編碼的

規(guī)則與整體報文格式。

7.4.5接口接入標準

各應用系統(tǒng)優(yōu)先采用消息隊列適配器，對于特殊的行業(yè)應用系統(tǒng)，應采用特定系統(tǒng)的集成方式接入，

并盡可能的采用成熟接口進行集成。具體支持適配器范圍與適配器適用場景參考見表4。

表4適配器說明

適配器類型適配器說明適用場景

耦合度低，可靠傳輸，調(diào)用方或接收方宕機時不影響對

消息隊列適配器同步，異步，批量數(shù)據(jù)

方

標準性高，性能中等，耦合度低，擴展性高，開發(fā)容易，

API協(xié)議接口適配器同步

絕大多數(shù)技術開發(fā)的系統(tǒng)均適合使用

三方系統(tǒng)提供的私有協(xié)議，標準、擴展性高，性能好，

私有適配器同步，異步

開發(fā)容易，產(chǎn)品成熟

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A

A

附錄A

（資料性）

ERP-MES協(xié)議適配場景示例

A.1ERP-MES協(xié)議適配場景示例概述

a)第4層PDM（產(chǎn)品生命周期管理）系統(tǒng)管理產(chǎn)品定義信息。

b)第3級MES之產(chǎn)品定義管理程序從PDM系統(tǒng)獲取當前工藝路線/配方信息。

c)第4層EAM系統(tǒng)管理主要裝備信息。

d)第3級MES之生產(chǎn)資源管理程序從EAM獲取裝備信息。

e)第4級ERP管理生產(chǎn)計劃和能力分析活動。

f)第3級MES之生產(chǎn)資源管理程序管理生產(chǎn)能力信息。

g)第3級MES之生產(chǎn)資源管理程序?qū)⑸a(chǎn)能力信息推向ERP生產(chǎn)計劃和能力分析。

h)第4級ERP生產(chǎn)計劃和能力分析將生產(chǎn)計劃信息推向第3層詳細生產(chǎn)計劃。

i)第3級MES之生產(chǎn)跟蹤程序?qū)⑸a(chǎn)績效信息推向ERP生產(chǎn)計劃和能力分析應用，并將物料批

量信息推向第4層E