1声明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（注明是引自其他文献的内容除外），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：2组 织 单 位：组 织 单 位：工业互联网产业联盟参与编制单位：参与编制单位：（排名不分先后）中国信息通信研究院、中国有色金属工业协会、北京科技大学、北京现代循环经济研究院、中国有色金属工业技术开发交流中心有限公司、中国恩菲工程技术有限公司、江西铜业集团有限公司、中色科技股份有限公司、中铝郑州有色金属研究院有限公司参与编制人员：参与编制人员：（排名不分先后）刘阳、池程、谢滨、邵小景、吴康桥、刘华、王怀国、杨鹏、贾志杰、肖文栋、王浩、金枫、黄树巍、刘伟、魏威、申晨、楚金旺、熊志化、赵奕、谌晓欢、丁彦宾、卢晓丁宏波、张京诚、吴瑞蕤、陈春灿、曹斌、宋转、鄂以帅3前 言前 言工业互联网标识解析体系建设是我国工业互联网发展战略的重要任务之一，为贯彻落实国务院关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见、工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）等政策文件，全国各地积极开展工业互联网标识解析体系建设与部署，包括各级标识解析节点建设，标识解析产业生态培育，标识应用创新发展。工业互联网标识可为制造业各类对象建立全生命周期“数字画像”，通过分层分级解析节点查询和关联对象在不同环节、不同系统中的数据，在此基础上企业还可以借助数据挖掘等技术实现各种智慧化应用，并为关键产品的监管提供基础支撑，标识解析体系作为国家新型基础设施，降低了企业接入工业互联网门槛和使用成本，促进了产业链上下游资源的高效协同。在工业和信息化部的指导与各地方政府的支持推动下，我国工业互联网标识解析体系建设已步入快车道，国家顶级节点稳步运行，二级节点快速发展，标识应用成效初显。当前，按照标识解析增强行动的要求，还需要从做大规模、做深应用、规范管理三方面进一步提升我国工业互联网标识解析体系的发展水平，深化标识在制造业设计、生产、服务等环节应用，发挥出标识在促进跨企业数据交换、提升产品全生命周期追溯和质量管理水平中的作用。4随着物联网、工业互联网以及区块链等信息技术的逐步发展成熟，有色金属行业面临着数字化转型升级的挑战。其中，行业大数据环境是实现数字化转型的基础，由于有色金属行业工艺流程较长，产业链中各企业信息化水平参差不齐，企业间存在信息壁垒及“信息孤岛”等问题，这阻碍了物流行业大数据生态的形成。有色金属行业亟需通过工业互联网标识将产业链中各企业连接起来，实现数据的互联互通，逐步消除有色金属行业“信息孤岛”，形成行业级大数据环境，助力有色金属行业转型升级。为了加快工业互联网标识解析体系在有色金属行业应用推广，工业互联网产业联盟标识组联合有色金属行业相关企事业单位编制工业互联网标识应用指南（有色金属）（以下简称指南）。本指南适用于国民经济行业分类（GB/T4754-2017）“”（制造业）门类下的大类“32”有色金属冶炼和压延加工业、“33”金属制品业、“34”通用设备制造业、“35”专用设备制造业、“39”计算机、通信和其他电子设备制造业、“40”仪器仪表制造业。本指南主要围绕有色金属行业数字化转型需求，提出工业互联网标识解析实施路径、总结标识解析应用模式，为有色金属行业产业链相关参与方落地实施工业互联网标识应用提供参考。5目录目录一、工业互联网标识解析概述.8二、有色金属行业数字化转型需求分析.10（一）有色金属行业基本情况.101.行业简介.102.产业链.12（二）有色金属行业发展的主要特点.14（三）有色金属行业转型的变革方向.15三、有色金属行业标识解析实施路径.18（一）有色金属行业标识解析实施架构.18（二）有色金属行业标识对象分析.201.标识对象分类.202.对象标识编码.243.标识应用分布.25（三）有色金属行业标识数据分析.261.标识数据分布.262.标识数据建模.293.标识数据类型.29四、有色行业标识应用组织流程.321.预研与评估阶段.322.节点建设与部署阶段.323.企业标识应用实施阶段.3364.产业推广与运营阶段.34五、有色行业标识解析应用模式.36（一）露天铜矿采选智能协同与管控.361.应用需求.362.解决方案.363.典型案例及实施成效.37（二）矿山设备的全生命周期管理.381.应用需求.381.应用需求.错误！未定义书签。2.解决方案.382.典型案例及实施成效.39（三）有色金属加工行业设备在线监测与维修保养.411.应用需求.413.典型案例及实施成效.42（四）铜产品的金融业务管理.441.应用需求.442.解决方案.45六、发展建议.46（一）加快数字基础设施建设，构建有色行业数字底座.46（二）构建有色行业数据模型，释放数据要素利用价值.47（三）推动标准体系建设，加快标识相关关键标准研制.47（四）构建标识应用生态圈，促进行业协同化发展.488一、工业互联网标识解析概述工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。工业互联网标识解析体系的核心要素包括标识编码、标识解析系统和标识数据服务三部分。其中，标识编码是指能够唯一识别物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源的身份符号，类似于“身份证”中的身份证号，标识编码通常存储在标识载体中，包括主动标识载体和被动标识载体；标识解析系统是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统，对物理对象和虚拟对象进行唯一性的逻辑定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础；标识数据服务是指能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用服务。在实际部署中，我国工业互联网标识解析体系逻辑架构采用分层、分级模式，包括根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点和递归节点，构成我国工业互联网关键网络基础设施，为政府、企业等用户提供跨企业、跨地区、跨行业的工业要素信息查询，并为信息资源集成共享以及全生命周期管理提供重要手段和支撑。工业互联网标识解析是实现异构编码兼容的基础前提。制造业企业基于不同业务需求，已面向产成品使用了大量私有标识，建立仓储管理、物流配送、数字营销等场景的局部9数据闭环。随着标识对象从产品向机器、原材料、控制系统、工艺算法以及人等要素的扩展，应用场景从企业内单一业务向企业外多元服务的延伸，私有标识难以满足全要素、全产业链互联互通的需求。利用工业互联网标识解析基础设施，企业使用统一编码替代已有编码或进行编码的映射转换，可实现公有标识与私有标识、异构公有标识之间的兼容互通，将解决传统标识在企业外不能读或读不懂的问题，破除信息传递壁垒，进而实现各类主体在更大范围、更深层次、更高水平的互联。工业互联网标识解析是实现多源异构数据互操作的关键支撑。由于制造业链条长、环节多、场景复杂、软件多样等特性，海量工业数据分散在不同系统中、异构网络相互隔离、数据表述不一致，大量的信息孤岛和特定的接入方式导致用户获取的服务受限，尤其在协同制造、智能服务等创新应用领域难以获取、发现、理解和利用相关数据。工业互联网标识解析通过建立与底层技术无关的公共解析服务、标准化数据模型和交互组件、异构网络适配中间件，可灵活定位并接入各类主体在不同环节、不同系统中的应用或数据库，从而促进不同行业、上下游企业之间数据关联、互操作与信息集成，同时提升现有制造系统的数据利用能力。工业互联网标识解析是实现产业链全面互联的重要入口。企业间传统的信息交互模式为建立两两系统的数据对接，由于不同厂商、不同系统、不同设备的数据接口、互操作规程等各不相同，企业需投入大量人力、物力构建多套交互接10口，导致互联成本高、效率低、共享难，无法满足产业链协同需求。工业互联网标识解析各级节点作为国家新型基础设施，是全面互联下信息查询的入口，承载了工业要素全生命周期的信息获取及数据交互，通过许可监管、分级管理等保障了体系的稳定运行和高质量服务，保证了企业主体对标识资源分配和标识数据管理的高度自治，并通过统一架构、标准化接口等降低了企业接入门槛和使用成本，实现了部署经济成本最优。工业互联网标识解析是打造共建共享安全格局的有效路径。随着工业互联网标识解析的快速落地与融合应用，其安全问题日益彰显。立足我国工业互联网标识解析发展和安全现状，应从安全人才培养、安全能力建设、安全监测体系、安全管理制度等方面，提升综合安全防护能力和水平，共同构建标识解析安全防护整体框架，持续优化工业互联网标识解析安全环境和产业生态。煤炭行业企业应结合行业发展需求和特点，加强自身系统安全能力建设和安全管理制度建设，着力二、有色金属行业数字化转型需求分析（一）有色金属行业基本情况1.行业简介（一）有色金属行业基本情况1.行业简介有色金属是指除了铁、铬、锰之外的所有金属，依据有色金属自身属性以及其下游用途，可以划分为有色轻金属、有色重金属、贵金属、稀有轻金属、稀有难熔金属、稀有分11散金属、稀有稀土金属、准金属以及稀有放射性金属。有色金属行业是指从事有色金属矿采选、有色金属冶炼及压延加工、有色金属制品生产等相关性质的生产、服务的单位或个体的服务组织结构体系的总称。涉及国民经济行业分类中的B 采矿业门类下的大类 08 有色金属矿采选业，“”制造业门类下的“32”有色金属冶炼和压延加工业、“33”金属制品业、“34”通用设备制造业、“35”专用设备制造业、“39”计算机、通信和其他电子设备制造业、“40”仪器仪表制造业。我国已成为全球最大的有色金属生产国和消费国，在世界有色金属占比中，铝产量超过 55%，精炼铜产量超过 48%，铅产量超过 42%，锌产量超过 38%。据测算，2023 年我国规模以上有色金属工业增加值比上年增长 7.4%，增幅比上年加快 2.2 个百分点,有色金属工业新材料营业收入 1.2 万亿元，比上年增长 10%，约占行业总营业收入的 15%，成为支撑行业发展的新增长极。近年来，为促进有色金属行业高质量发展，国家及有关部门先后出台了多项规划意见和政策措施。2022 年，国家发展改革委、工信部、生态环境部等联合印发有色金属行业碳达峰实施方案，重点围绕产能控制、产业结构优化、绿色低碳技术研发、能源结构优化、绿色制造体系建立等重点任务，确保有色金属行业碳达峰工作取得积极成效。2024 年，12工业和信息化部印发 有色金属行业数字化转型实施指南，到 2026 年，有色金属行业数字化基础和网络化支撑明显增强、智能化应用水平显著提高，绿色发展与安全生产水平大幅提升、技术供给与公共服务持续强化，初步建成技术先进、体系完备、安全高效的数字化转型生态。2.产业链2.产业链有色金属行业是细分产品最多的一个行业，各细分行业产品产业链之间差别较大。按照有色金属产品生产制造流程，有色金属行业可分为上游勘探采选、中游冶炼加工和下游销售应用三个环节。上游是指有色金属矿石的勘探、开采、选别和矿山运营，中游是指对矿物冶炼及矿物产品加工过程，下游是指对中游获得的各类金属产品的销售使用，主要为汽车、家电、建材、机械制造、3C 电子等。产业链图谱如图 1所示。上游勘探采选环节：上游环节主要包括有色金属矿石（如铜矿、铝矿、锌矿等）的勘探、开采、选别和矿山的运营、闭坑和废料回收。中游冶炼加工环节：中游环节包括熔融、矿物提纯以及产品铸造环节。通过选矿和初步冶炼技术，将矿石中的有价金属提取出来，获得粗铜、粗铝、粗锌等初级产品，再通过电解、火法冶炼等方法将粗金属进一步提纯，生产高纯度金属产品；将高纯度金属进行加工，生产各种金属材料和合金，如铝板、铜管、锌条等；还包括硫酸、硫磺、液氯等副产品13产出过程。下游销售应用环节：下游环节包括对中游精炼和深加工获得的金属产品销售，并将这些金属产品应用于各个行业，如建筑、电子、电力、交通运输、机械制造等。图 1 有色金属行业产业链全景图14（二）有色金属行业发展的主要特点（二）有色金属行业发展的主要特点一是产业发展呈现区域聚集格局。有色金属企业在中国的分布呈现区域性特征，其中山东、内蒙古、新疆有色金属产量位列前三，西部地区作为中国的重要矿产资源富集区，蕴藏着丰富的有色金属矿产资源，如铝、铜、锌、镍等，其有色金属产量一直以来都占据着举足轻重的地位。有色金属行业的竞争力主要由资源占有量决定，企业规模和矿山布局广泛、客户分布较广的企业在竞争中占据优势。二是有色金属原料来源多元化。传统上，有色金属的主要原料来源于矿产资源，但随着产业增速趋缓、技术进步，废旧金属的回收利用、生物冶金等新技术正快速成为并行路线之一。同时，考虑到国内有色金属资源禀赋不足及自供率不高，国际市场上的资源竞争和政策变化也对我国有色金属原料的供应产生重要影响，原料来源的多元化成为我国有色金属产业发展的一个重要特点。三是有色金属下游需求高端化。电力、电子通信、建筑、机械制造、汽车、医疗设备、新能源、家电等主要下游行业对有色金属提出了更多新材料、新性能、新应用的要求。这种需求的高端化推动了有色金属产业工艺、装备、集成度和智能化水平的提高，也为创新型企业和高端化产业带来了更多的发展机会。四是有色金属产业链日趋一体化。有色金属产业链呈现15出资源整合、流程优化、协同增强的特点。通过有色金属矿山开采、选别、冶炼到加工制造，各环节实现无缝衔接和高效运作。企业间合作加深，供应链管理精细化，确保原材料稳定供应与高效生产。数字化技术的应用促进信息共享，提升市场响应速度和产品附加值，实现更具竞争力和灵活性的产业链运作模式。（三）有色金属行业转型的变革方向（三）有色金属行业转型的变革方向有色金属行业作为重要的基础原材料行业，正处于提质增效、转型升级的关键时期，也是我国工业领域数字化转型的重点行业。目前，我国有色金属行业基本实现了工艺机械化，建立了矿山、冶炼、加工等流程自动化控制系统，部分企业购置了资源管理、生产管理、设备管理、安全管理、企业资源管理等信息化系统。但总体看来，还面临着数字化基础薄弱、设备智能化程度低、数据资源流通利用效率差等痛点问题，亟需通过工业互联网、人工智能、大数据等数字化技术，加快赋能整个行业的智能化转型，推动产业基础设施、生产方式、创新模式持续变革，不断提高全要素生产率，大幅提升产业能力和质量。一是生产管控一体化。在有色行业，生产管控一体化的变革方向体现在将生产作业自动化、过程控制智能化、管理业务智慧化的紧密结合。通过自动化技术提升生产效率，减少人为错误，同时利用智能控制系统实现对生产全过程的实时监控和优化，提高资源利用率，降低能耗。管理层则通过16智慧化的信息系统进行高效决策，优化供应链和核心价值链，从而增强整体竞争力和可持续发展能力。综合三方面的转型推动行业向更高效和精准的方向发展。二是产业转型数智化。以人工智能、大数据等智能化赋能产业提质升级，以新质生产力推动产业新发展，推进全业务、全过程、全产业数字化、数据化升级，在重点领域和关键环节逐步实现数据化、数智化。围绕智能制造和两化深度融合，推进数智化项目建设，赋能矿山、冶炼、加工等生产企业，加快行业数字化转型进程。三是生产开发柔性化。面向企业全价值链、产品全生命周期和全资产要素，通过新一代信息技术和先进制造技术融合，推动制造模式和商业模式创新，创造产业链新价值。上游矿山与选矿厂通过优化资源调度与设备配置，以协同实现生产工序最优化为目标，提高矿山开采和选厂选别效率；中游冶炼通过约定优化精矿品位等，以协同实现冶炼工序最优化为目标；下游有色金属产品通过关键数据的保障和服务，实现后端产业链的最优化等。通过引入工业互联网标识解析体系为下游产品设备赋码，支持产线快速调整配置，优化资源分配，提供高质量和高效率产品和服务；四是转型产业生态化。围绕有色金属产业采选、冶炼、加工、下游产业等环节实际需求，建立数据编码规则、数据治理流程规范、数据使用规范、业务流程标准、数据库设计规范等，建立有色金属产业装备、生产、运维、仓储、物流全流程标准体系。建立健全数据资源管理制度，探索实施将17数据融于资产管理，建立数据资产目录，推动数据在行业内有效流通、共享、应用。加快构建有色金属产业工业互联网标识解析体系，推进标识编码注册、解析、业务管理、应用和普及，打造一批有色产业标识应用标杆案例。建设“产业大脑”，构建一个跨多领域多企业、承载业务“数字孪生”、感知业务、智能协同的数据平台，形成万物互联、万物生智的智慧化新业态。五是产业发展绿色化。充分发挥绿色低碳领域科技创新的支撑与引领作用，推动有色金属行业绿色低碳发展，引导重点行业领域工艺技术装备升级，布局前沿技术研究，鼓励原始创新，加强创新成果推广应用，推动节能降碳技术不断实现新突破。制定有色金属行业绿色低碳技术发展路线图，明确、重点技术研发、应用推广方向；强化企业绿色低碳创新主体地位，开展节能降碳技术改造，打造重大节能降碳改造示范应用，带动行业整体能效水平提升；建设有色金属低碳创新载体，集合优势力量开展共性关键技术、前沿引领技术攻关和示范应用，推动企业持续优化工艺流程；通过技术研发一批、储备一批、应用一批，为有色金属行业节能降碳提供持续动力。18三、有色金属行业标识解析实施路径（一）有色金属行业标识解析实施架构（一）有色金属行业标识解析实施架构有色金属行业标识解析应用实施以产业链核心环节为主，建立企业节点的标识赋码、数据采集能力，并与标识解析体系基础设施对接，提供全产业链的信息互通和数据共享能力，其实施架构如图 2 所示。勘探采选环节：有色金属设计、勘探、开采、选别、运输、存储环节，工艺设计、原材料、采选设备是数据流转的主体，通过对工艺设计、原材料及采选设备数据的标注，可以无缝衔接冶炼加工环节，并对后续的产品信息追溯、动态管理提供了数据条件。冶炼加工环节：有色金属冶炼加工使用的设备和工业软件是数据流转的主体，通过对加工设备和工业软件及产生的数据采用统一标识，完成数据的系统间的对接转换，增强了数据的流通性。销售应用环节：有色金属物流及产品销售信息是数据流转的主体，产品供应商和使用方围绕销售产品的物流运输、仓储等进行数据的交换，通过标识解析体系，一方面通过对仓储信息、运输信息和打包信息的标注，可以无缝衔接生产制造环节，并对后续的产品信息追溯、动态管理提供了数据条件；另一方面可以加强是有色金属产品供应商与产业链下游的汽车医疗等终端用户的数据互通，可进一步增强有色金属的行业产业链协同能力。19图 2 有色金属行业标识解析实施架构20（二）有色金属行业标识对象分析1.标识对象分类（二）有色金属行业标识对象分析1.标识对象分类有色金属行业标识对象及其分类包含国民经济行业分类（GB/T4754-2017）国家标准中 B（采矿业）门类下的大类 08 有色金属矿采选业，C（制造业）门类下的大类 32 有色金属冶炼和压延加工业、33 金属制品业、34 通用设备制造业、35 专用设备制造业、39 计算机、通信和其他电子设备制造业、40 仪器仪表制造业，参照GBT7635.2-2002 全国主要产品分类与代码，结合有色金属行业产业链供应链，进行标识对象分类。类别一、有色金属矿山类（1）工艺设计类。主要包括，设计报告、设计图纸、部件清单、设计软件等。适用的标识载体有一维码、二维码等。相关采集技术包括，扫码器、PDA、手机等。（2）采矿系统类。主要包括，采矿机及配件、钻探设备及配件、提升设备及配件、井下运输设备及配件、矿井通风设备及配件、矿井排水设备及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（3）选矿系统类。主要包括，破碎设备及配件、磨矿设备及配件、筛分设备及配件、重选设备及配件、浮选设备21及配件、磁选设备及配件、脱水设备及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（4）运输系统类。主要包括，矿山运输设备及配件、胶带运输机及配件、轨道运输设备及配件、矿车及配件、自动化运输设备及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（5）通风系统类。主要包括，矿井通风机及配件、通风管道及配件、通风机监控设备等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（6）排水系统类。主要包括，矿井排水泵及配件、排水管道及配件、排水监控设备等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别二、有色金属冶炼类（1）冶炼设备类。主要包括，高炉及配件、电解槽及配件、转炉及配件、精炼炉及配件、连铸机及配件等数据对22象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（2）辅助材料类。主要包括，耐火材料及配件、助熔剂及配件、还原剂及配件、合金添加剂及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别三、有色金属加工类（1）加工设备类。主要包括，轧机及配件、挤压机及配件、拉伸机及配件、冷轧设备及配件、热轧设备及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（2）辅助设备类。主要包括，轴及其联接、轴承、轴承座、减速箱、轧辊、密封、液压元器件、气动元器件、阀门、电动机、电气元器件、仪器仪表、控制器、工器具、模具、切割机及配件、剪板机及配件、冲压机及配件、成型机及配件、退火炉及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。23类别四、有色金属物流类（1）运输设备类。主要包括，自动导引车（AGV）及配件、叉车及配件、传送带及配件、运输机器人及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（2）仓储设备类。主要包括，货架及配件、仓储管理系统及配件、AGV、RGV、天车、高架仓库、工业机器人、叉车、托盘、仓储设备、包装箱等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别五、有色金属检测监控类（1）检测设备类。主要包括，光谱仪及配件、X 射线探伤仪及配件、超声波探伤仪及配件、硬度计及配件、显微镜及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（2）监控设备类。主要包括，环境监测设备及配件、安全监控设备及配件、设备状态监测系统及配件等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、24现场采集系统。类别六、有色金属产品类（1）有色金属成品类。主要包括，金属的板材、带材、箔材、棒材、线材、管材、型材、锻件、铜锭、铝锭、镍锭等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。（2）有色金属加工产品类。主要包括，铜管、铝板、铝箔等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码、RFID标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别七、有色金属行业服务类（1）技术服务类。主要包括，技术支持、设备维护、故障排除、技术培训等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端。（2）检测服务类。主要包括，材料检测、产品检测、环境检测、安全检测等数据对象；适用的标识载体有一维码、二维码等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端。2.对象标识编码2.对象标识编码在理清有色行业标识对象后，应本着统一、兼容、实用、可扩展等基本原则，制定对象的标识编码规范。一是要符合25工业互联网标识解析体系架构，基于一种公有编码体系实现全局唯一;二是兼顾行业现行标准和企业应用需求，制定不同对象不同颗粒度的编码规则，并达成行业共识;三是在现阶段建立与企业内部编码的映射关系，通过过渡期逐步实现全行业规则趋同。当前，依托中国通信标准化协会和工业互联网产业联盟，以二级节点为牵引，有色行业对象标识编码标准正在研制中。3.标识应用分布3.标识应用分布当前，有色金属行业工业互联网标识年平均值注册量2.59亿，年平均解析量8.34亿，覆盖有色金属对象的15%，主要应用于有色金属冶炼加工类、有色金属产品等，应用分布如下表所示。对象分类对象分类对象名称对象名称标识注册量占比标识注册量占比标识解析量占比标识解析量占比标签类型标签类型编码规则编码规则用途用途冶炼加工类高炉300%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理电解槽25%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理转炉15%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理精炼炉10%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理连铸机10%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理轧机5%5%二维码有色金属编码规则设备全生命周期管理板材17%二维码有色金属编码产品标识26有 色 金 属产品类规则箔材16%二维码有色金属编码规则产品标识棒材16%二维码有色金属编码规则产品标识线材15%二维码有色金属编码规则产品标识管材13%二维码有色金属编码规则产品标识型材7%7%二维码有色金属编码规则产品标识锻件5%5%二维码有色金属编码规则产品标识铜锭4%4%二维码有色金属编码规则产品标识铝锭4%4%二维码有色金属编码规则产品标识镍锭3%3%二维码有色金属编码规则产品标识（三）有色金属行业标识数据分析1.标识数据分布（三）有色金属行业标识数据分析1.标识数据分布有色金属行业标识数据是指标识对象经过解析寻址后，查询到的产业链上的工艺设计类、勘探冶炼加工等设备类、仓储物流运输类、交易单证类、应用服务、管理类等数据，家电行业标识解析相关的业务数据以及基于业务数据的赋能，具体描述如下。业务数据类型一、有色金属行业工艺设计类数据。主要应用于有色金属勘探开发设计建模与仿真、设计人员与设计27工具、设计变更、设计报告等相关信息记录等。标识解析后，对有色金属勘探开发阶段的验证与质量管控、提高勘探开发效率和安全防空水平。业务数据类型二、有色金属行业设备类数据。主要应用于有色金属采矿设备、冶炼设备、加工设备等设备的使用状态信息及设备操作使用说明信息等。标识解析后，有效支撑家有色金属的智能矿山、无人巡检、绿色矿区等数字化场景的应用，提高冶炼加工等的应用效率，有效避免因生产备材和设备损耗带来的生产事故，减少操作失误率、提升设备的工作稳定性，延长设备及产品使用周期。业务数据类型三、有色金属行业物流类数据。主要应用于原材料及有色金属产品的运输流转数据、仓储管理信息、有色金属产品的承销及配送信息等。标识解析后，有效提升物流周转率，提升供应链运转及交易效率，增强客户好感度，促进企业利润提升。业务数据类型三、有色金属行业交易类数据。主要应用于有色金属行业产业链上中下游企业间交易类数据、采购订单数据、销售账票信息等。标识解析后，拓展供应链交易数据的获取途径，丰富供应链采购协同的数据管理范围，并通过标识查询实现全产业链溯源，有效降低账单 维护和运用成本，提高协同效率与质量。业务数据类型五、有色金属行业服务类数据。主要应用于有色金属产品的回收及处理等服务。标识解析后，通过有色金属工业互联 网标识跟踪售后管理信息，对售后数据进28行有效分析后，助力产品研发和工艺优化；通过基于一物一码的标识数据管理，实现产品信息透明化，促进资源再利用，有效支撑绿色家电业务的推 进。业务数据类型六、有色金属行业管理类数据。主要应用于企业内部管理，如人员管理、能源管理、安全管理、作业流程管理等。标识解析后，赋能有色金属企业有序排产，合理安排人员及产线设备，优化企业人力资源管理，有效实现企业降本增效。表 4 有色金属行业标识数据分析序号分类名称主要数据源应用基于业务数据赋能1有色金属行业工艺设计类数据有色金属行业工艺设计类标识对象主要应用于有色金属勘探开发设计建模与仿真、设计人员与设计工具、设计变更、设计报告等相关信息记录等标识解析后，对有色金属勘探开发阶段的验证与质量管控、提高勘探开发效率和安全防空水平2有色金属行业设备类数据勘探采选、冶炼加工及相关标识对象主要应用于有色金属采矿设备、冶炼设备、加工设备等设备的使用状态信息及设备操作使用说明信息等。有效支撑家有色金属的智能矿山、无人巡检、绿色矿区等数字化场景的应用，提高冶炼加工等的应用效率，有效避免因生产备材和设备损耗带来的生产事故，减少操作失误率、提升设备的工作稳定性，延长设备及产品使用周期。3有色金属行业交易类数据有色金属交易涉及到的账票类单据主要应用于有色金属行业产业链上中下游企业间交易类数据、采购订单数据、销售账票信息等。拓展供应链交易数据的获取途径，丰富供应链采购协同的数据管理范围，并通过标识查询实现全产业链溯源，有效降低账单 维护和运用成本，提高协同效率与质量。4有色金属行业物流类数据仓库、运输工具、运输产品等标识对象主要应用于原材料及有色金属产品的运输流转数据、仓储管理信息、有色金属产品的承销及配送信息等。优化物流路径，减少运输成本5有色金属行业服务类数据销售产品等标识对象主要应用于有色金属产品售后服务、回收及处理等增强客户满意度，提高销售预测准确性29服务。6有色金属行业管理类数据人员、各类管理系统类标识对象主要应用于企业内部管理，如人员管理、能源管理、安全管理、作业流程管理等。提高透明度，优化成本结构2.标识数据建模2.标识数据建模为建立各类标识对象全生命周期的数字画像，需要对标识对象属性数据进行系统梳理，并规范属性数据组织形式和描述方法。根据工业互联网标识数据模型，如图 4 所示，有色金属行业标识应用企业可基于该建模方法，建立生产全要素的数字模型，并定义属性数据的元数据规范，从而实现企业内部的数据管理以及企业外部的信息交互。图 3 工业互联网标识数据模型3.标识数据类型3.标识数据类型有色金属行业对象属性值可根据各环节的业务需要进行组织。例如有色金属行业冶炼加工环节的标识数据涉及设备入库、设备出库、设备安装、设备使用、设备监控、故障预警、设备维修、设备检验、设备报废等多个环节，共计39个数据项；有色金属产品环节涉及的产品包装、产品检测、30仓储信息、产品销售、物流运输等多个环节。有色金属行业重点对象的标识数据类型参考下表。表 5 有色金属行业重点标识数据类型表对象分类序号属性数据备注有色金属工艺设计类1设计人2设计软件版本3工艺设计资料4工艺设计报告勘探采选类设备冶炼加工类设备1设备标识（设备生产）2设备名称3出厂编号4设备编码5制造厂商6生产日期7备注8验收单号（设备入库）9订单编号10入库人11申领单号（设备出库）12出库去向13出库人14安装位置（设备安装）15安装人16使用地点（设备使用）17使用时间18使用人19单位信息（设备监控）20统计参数21设备信息22故障参数23提取时间24预警名称（故障预警）25预警模型26特征信息27故障类型28预警时间29维修类型（设备维修）30维修内容31维修时间32维修结果33维修人3134报废类型（设备报废）35报废内容36报废负责人37验收时间（设备检验）38验收人39验收结论有色金属产品类物流仓储运输类产品服务类交易单证类1产品编号（产品包装）2产品名称3产品规格4包装时间5过磅信息6检测报告标识（产品检测）7检测报告名称8检测结果9检测时间10检测机构11库房标识（仓储信息）12仓储容器标识13仓库位置14入库信息15出库信息16出库人17销售合同标识（产品销售）18采购商标识19承运商标识20承运工具21结算信息22运输合同标识（物流运输）23物流单号24物流轨迹25装车信息26卸车信息27收货人信息28收货时间32四、有色行业标识应用组织流程企业开展标识解析应用一般分四个阶段，预研与评估阶段、节点建设与部署阶段、企业标识应用实施阶段、产业推广与运营阶段。基于数字化转型要求，企业应对工业互联网标识应用需求进行分析评估，明确其建设和应用路径并进一步开展实施。其路径有三，一是服务于企业内部的闭环标识体系建设，二是服务于现场、车间、企业、供应链多层级开环应用的企业节点建设，三是服务于产业链跨企业应用的二级节点建设，图 4 给出了三条路径的组织流程，包括各阶段的重点实施步骤、产出物和参与方。在建设和应用过程中，二级节点还应当为行业提供统一、可实施的技术指导，如依托协会和联盟开展行业编码、元数据、系统接口等规范的研制，调动企业总结典型案例形成行业应用指南，聚集产业链建立应用生态，形成规模化应用。1.预研与评估阶段1.预研与评估阶段企业根据自身发展现状，评估工业互联网标识及标识解析基础设施应用需求，当企业无外部信息交互场景时（例如内部资产管理），可自行建立私有标识的应用闭环；当企业存在交场景时，可依托工业互联网产业联盟（AII）进行标识解析建设可行性分析，形成分析报告，由应用供应商进一步根据企业现状制定标识解析建设方案。2.节点建设与部署阶段2.节点建设与部署阶段企业标识解析建设方案将明确建设路径，同时需开展标33识解析标准化工作，以指导和支撑产业服务。其中，二级节点建设应参照工业互联网标识管理办法、工业互联网标识解析 二级节点建设导则及相关技术标准，主要包括评审、建设、测试、对接、许可等关键步骤。企业依托 AII组成专家团队进行二级节点评审，并形成评审意见，同时政府评估后出具推荐函；企业根据实施方案进行系统建设和部署，在标识注册管理机构授权的情况下注册二级节点前缀；系统需经过第三方测试形成测试报告；测评通过的方可与国家顶级节点开展对接并进行对接测试；对接完成后企业可向所在行政区域管理部门申请许可，政府依照管理办法审核并为企业颁发相应牌照；二级节点正式上线，对接企业节点开展标识注册、解析和应用服务，并与国家顶级节点保持注册和解析数据同步。企业节点建设可依托 AII 或应用供应商制定实施方案，并开展系统建设；部署完成后企业可选择相应二级节点注册企业节点前缀；根据行业编码规范为企业内标识对象分配标识后缀；开展标识应用后应与二级节点保持注册和解析数据同步。标准化建设主要依托中国通信标准化协会（CCSA）和工业互联网产业联盟（AII），同时也鼓励二级节点联合本行业专业协会、研究机构等共同开展标准制定。为规范二级节点基础服务、保障基础设施稳定运行，二级节点应协同企业节点共同开展行业编码、元数据、系统接口等标准研制。3.企业标识应用实施阶段3.企业标识应用实施阶段34完成节点建设后，企业具备了基本的标识注册、解析能力，还需要在工业制造、物流仓储等现场部署标识及其关键软硬件。企业可通过 AII 或应用供应商根据建设方案提供赋码、采集、存储、和应用系统，基于工业软件中间件打通企业内部软件系统，基于顶级节点统一元数据管理构建企业主数据资源池，基于产品溯源、远程运维、数字化工厂等应用场景建设应用平台并与已有的工业互联网平台进行融合。4.产业推广与运营阶段4.产业推广与运营阶段随着标识应用的逐步壮大，二级节点应总结典型案例形成行业应用指南，引领企业接入工业互联网；依托 AII 开展应用成效的评估评测，完成第三方认证。35图 4 标识应用组织流程36五、有色行业标识解析应用模式（一）露天铜矿采选智能协同与管控1.应用需求（一）露天铜矿采选智能协同与管控1.应用需求露天铜矿采选过程复杂难控，高效协同难度较大。伴随着露天铜矿资源勘探深入，采选难度逐年增大，原矿资源品质复杂、品位下降及杂质含量不均衡，生产流程长且采、运、卸、碎、磨、选、浓密等过程离散、连续混合作业复杂，实现选矿全流程优化控制，需解决多工序耦合、浓细度、品位、回收率等指标不稳等难题。露天铜矿采选生产工艺流程长，采选设备协同难。采矿矿石性质复杂，品位多变，生产指标波动，消耗大，矿山数字化程度低，采选系统协同难，物料装备参数难以在线检测，原矿分布、物性参数未知，铲运、碎磨等设备状态难测，数据利用难，给采选智能协同和管控带来挑战。2.解决方案2.解决方案通过工业互联网标识解析体系赋予露天铜矿矿山资源、采选设备和生产要素唯一的标识，支持通过二维码、无线物联网等技术实时监控采矿和选矿设备的状态、位置和运行数据，通过整合从资源、采矿、运输、选矿到成品的全链条数据，提供精准的生产调度和智能决策支持，实现生产过程的全面透明化。企业能够实时调整生产计划，优化资源配置，提升作业效率，并且能够在出现问题时感知和闭环，确保露37天铜矿采选过程的智能协同与高效管控。图 13.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 1：露天铜矿采选智能协同与管控案例 1：露天铜矿采选智能协同与管控采矿过程基于资源数字化，提出了采矿智能排产配矿模型，通过工业互联网标识解析体系为资源、矿用车辆、设备和各类生产要素分配唯一的标识，体系实现了“人-车-路-矿”之间的精准协调，提升了采矿质量、效益。选矿过程中通过整合设备和工艺数据，支持多指标的稳定优化控制；利用标识系统，实时监控和调整选矿工艺参数，实施自解耦最小消耗模型和数据驱动的优化补偿方法，有效解决多工序耦合问题，实现过程的协同优化；在数字孪生技术中，标识解析体系为每个物理资产和虚拟模型分配唯一标识，确保实时数据的准确传输和处理。支持爆堆品位预测、推土机协调、生产模态变化等复杂任务的精确模拟和控制；工业互联网标识解析体系通过提供精准的资源、设备、工序等数据标识，支持在采矿、选矿及综合管控领域的智能化、协同化和优化管理。实施成效：38标识解析体系的应用提升了生产调度的智能化水平，增强了过程优化能力，实现了采选操作的智能协同与管控一体化，从而显著提升了矿山生产的安全性、效率和经济效益。（二）矿山设备的全生命周期管理1.应用需求（二）矿山设备的全生命周期管理1.应用需求有色金属行业尤其是加工板块，涉及的物质品类多、体量大，供应链管理复杂，上下游企业涉及范围广，面临着产品质量不稳定、技术难度不一、定制化要求高等问题，下游需求端一个很小的波动，就会给上游供给端带来很大波动的“牛鞭效应”，而供应链中的各个环节之间信息不透明、信息不对称问题严重，导致企业无法及时获取市场变化信息，供应链端的波动，极易造成材料、备件、在制品、产品的积压，带来资源浪费或资金占用，供应链韧性亟待加强。有色金属行业生产过程复杂，大批量、多种类的在制品/产品在上下游各个环节流动，每个环节都有自己不同的数据标识标准，造成数据对接和预处理困难，导致企业内部、企业之间的协同管理效率低下，信息难以整合，影响对突发事件的响应敏捷性和生产决策的准确性，整体效率低下，不能很好地满足柔性化供应链管理的需求，价值链维度未能实现统一。2.解决方案2.解决方案基于标识解析体系，为每个设备赋予唯一的标识，通过标识关联设备全生命周期中不同阶段的数据，实现数据采集、39融合、分析、共享，包括其零部件和关键耗材的来源（如供货商、批号、材质等）；设备安装、操作、维修的图纸手册等电子资料；设备各个批次备品备件更换记录及上一批次备件运行评价数据；设备生产过程中的异常事件数据、故障模型等；上述数据分析与数据驱动下，可以在同一台套、同一规格、同一系列的设备管理和运维的不同阶段进行溯源定位和知识分享，从而可以从时空、场景等多个维度提升设备资产运营效率和效益，保证生产调节水库的正常运行。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 2：基于标识解析的供应链管理系统案例 2：基于标识解析的供应链管理系统江西铜业股份有限公司作为联合体加入了工业互联网创新发展工程-工业互联网标识解析二级节点项目，根据项目建设要求及公司发展战略，结合管理现状，以备件采购管理、产品溯源管理为切入点，构建基于标识解析的供应链管理系统，将标识作为备件、产品的唯一身份 ID 特性，通过应用场景的搭建，有效解决信息孤岛的问题，有序实现数据与信息的共享，打通异构系统间备件信息、产品信息等融合通道，在实现企业资源优化配置、提高产品质量追溯和为客户提供增值服务的同时助力企业数字化转型。40江铜基于标识解析的供应链管理系统主要围绕备件采购入库、出库以及阴极铜生产、阴极铜计量、阴极铜入库、阴极铜出库等管理业务进行系统搭建，包括提供标识注册、分配、解析的智能分布式标识解析功能子系统，以及提供标识搜索、数据管理与防伪查询等应用服务的备件/产品追溯功能子系统。标识解析功能子系统支持对主流标识体系的解析，和各标识体系间可以互联互通，通过主动或被动的方式，实现二级节点与国家顶级节点的对接，同时支持企业节点与二级节点间的数据同步。备件/产品追溯功能子系统对各类机器、设备、备件、产品、数据、工艺、流程进行标识分配，通过标识建立唯一结构关系关联，实现生产信息、批次信息、检验信息等产品属性信息存储和共享，提供标识物反向信息追溯能力，可追溯产品属性、生产、仓储、物流等信息，从而开展产品寻源、问题零部件和整机预警等全生命周期质量管理新模式应用，支持各方数据的协调开放，基于标识使数据在供应链上按需流通，实现标识解析的产业化落地。实施成效：基于标识解析的供应链管理系统通过对物品赋予“全球唯一”的身份识别码并创建信息关联，实现了企业节点与国家顶级节点的贯通，为政府有效监管、客户选购查验等提供准确、安全、可信的供应链管理服务，满足了有色金属行业市场的产品或设备全生命周期精细化管理、全过程追溯以及协同制造等业务需求。系统自运行应用以来，服务有色金属行业上下游供应链企业 10 家，标识数量达到每年 1000 万，有效地带动了有色金属行业供应链管理应用的推广和示范。41图 2 基于标识解析的供应链管理系统功能截图（三）有色金属加工行业设备在线监测与维修保养1.应用需求（三）有色金属加工行业设备在线监测与维修保养1.应用需求有色金属加工设备在线监测能力弱。有色金属加工设备在线监测能力弱。有色金属加工企业的生产设备普遍存在 SCADA 系统，但这些系统大多聚焦于生产过程的监控，对设备本身运行状态的感知能力、预测能力较弱，出现故障后无法精准定位故障点，全靠企业内部维修人员的经验判断或等待设备厂商安排人员到场进行故障排查和检修。有色金属加工设备异构标识管理难。有色金属加工设备异构标识管理难。设备资产、备件等编码标识不统一，点检、巡检等执行方案不统一，执行记录纸质化，对设备能耗、碳排放、OEE 等难以有效统筹，导致企业无法进行科学统一的管理、监测、风险防控和协同生产。有色金属加工设备关键备件养护成本高。有色金属加工设备关键备件养护成本高。企业对设备的管理能力不足，维修成本、备件成本、养护成本、人力成本、设备绩效、备件库存缺乏科学合理的评估优化，无法实现合理的降本增效。设备故障频发与维护管理不及时设备故障频发与维护管理不及时：现有的设备维护计划通常基于固定的时间间隔，而忽视了设备的实际使用情况和运行状态。这种基42于时间的维护计划可能导致过度维护或不足维护，从而影响设备的性能和寿命，增加了不必要的维护成本和生产停机时间。由于缺乏有效的故障预测和维护管理机制，设备故障频发且维修反应不及时。设备故障不仅导致生产中断，还增加了紧急维修的成本和时间。设备维护通常依赖于预定的时间间隔，而非实际的使用情况，这使得维护计划可能不够精准和有效。2.解决方案2.解决方案基于有色金属行业标识解析系统建立有色金属加工设备的统一标识，结合设备技术参数建立设备运行的数据模型，进而形成完善的设备档案。通过加装主动标识载体等等实现设备运行状况的实时感知，结合设备的故障记录、点巡检记录等建立设备生产工况下的运行模型，实现设备运行状态的分析，通过辨识故障记录的时间序列和模式特征，提供设备维护检修指导建议。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 3：设备智能运维与动态识别技术（江西铜业集团永平铜矿）案例 3：设备智能运维与动态识别技术（江西铜业集团永平铜矿）431、构建设备数字化知识库系统，根据知识库系统建立设备的元数据注册系统和设备数据的标识自动化技术，能够根据设备及其零部件、备品备件的制造商、供应商、采购商和最终用户数据的标签规则化。2、利用工业互联网技术为设备进行标识自动生成、自动解析等功能开发，如二维码、图像特征识别、可读写标识卡等，同时与生产 DCS 系统、设备运维系统按照一定的标签规则化实现数据的融合和共享。3、通过建设环保智能管控平台-生产调节库设备管理。采用无人机扫描技术对地表的清污分流管网及给排水泵进行了 GPS 坐标扫描，建立地表水泵的知识库、采集所有给排水泵的基础数据、动态数据、电能消耗数据、移动点检数据，并进行了水泵的动态数据分析。在此基础上，环保智能管控平台以电子地图和酸性水库 3D 模型为基础，实现了一张电子地图对全矿地表环保设备集约监控。实施成效：通过工业互联网标识解析体系的应用，企业实现了设备运维的智能化和精细化管理，实现了地表环保设备集约监控、动态追溯、协同优化运行，设备故障率降低，维护成本显著减少，设备利用率和生产效率提升，大大降低能耗。矿山能够及时掌握设备全生命周期状态，优化资源配置，提高资产管理水平和决策能力。案例 4：设备管理系统（中铝集团）案例 4：设备管理系统（中铝集团）中铝集团下属一铝板带加工企业基于“一物一码”规则为有色金属加工设备、传感器等进行标识，并建立相应的数据模型，通过标识实现了设备的全流程信息管理和无纸化点巡检。通过扫描设备的二维码，设备维护人员既可以查看设备的电子档案，也可以查询设备整体的运行状态和维护建议，还可以在点巡检、维保过程中反馈设备的实际运行状态，确保数据的准确性、及时性和完整性，进而优化设备运行状态分析模型，实现设备运行和设备运行状态分析模型循环优化。该铝加工企业实现了基于统一标识解析的设备数据管理系统，打造了设备在线实时监测和运行状态分析体系，记录了设备全生命周期的运维数据，实现44了设备的全流程信息管理和无纸化点巡检，提升了设备的可靠性，有效降低了设备运维费用。（四）铜产品的金融业务管理（四）铜产品的金融业务管理1.应用需求1.应用需求供应链透明度度低，难以把铜产品质量。铜作为金融产品涉及的供应链复杂且长，传统管理方法难以提供实时、透明的数据，导致供应链不透明，产品的真实来源和流动难以追踪。铜产品质量受多个因素影响，从原料采购到加工的质量控制需要精确的追溯手段。传统的质量管理方式缺乏完整的质量数据记录和追溯系统，难以精准定位质量问题。数据采集存在延时，市场价格难以把握。铜市场价格受全球经济波动和供应链问题的影响，金融市场对实时准确的价格信息有很高的需求。传统的数据收集和处理方法可能存在延迟，无法反映最新的市场动态，管理过程中常常依赖人工操作，难以实现自动化和实时更新。交易数据难记录，合规与监管监管难。随着金融监管的加强，铜金融业务的合规性要求日益严格。传统监管方法可能无法全面监控和记录每笔交易的合规情况，面临较大的合规风险和监管挑战。452.解决方案2.解决方案通过工业互联网标识解析体系为每个铜产品赋予唯一标识，实现全程追踪和数据共享，提高供应链的透明度；确保每批次铜产品的质量数据与其生产和加工过程相关联，实现准确的质量追溯和问题追责；帮助实时跟踪铜产品的市场流动，提供高质量的数据支持，为价格预测和市场分析提供可靠依据；通过标识解析体系实现铜资产的自动化管理和流通跟踪，提高资产管理的效率和准确性；帮助企业和监管机构更好地管理合规数据，确保铜金融业务交易合规性，减少法律风险。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 5：基于工业互联网标识解析体系的铜金融业务智能管理每批次铜产品通过工业互联网标识解析体系获得唯一的数字标识。该标识包含详细的产品信息，包括原料来源、生产批次、质量检验结果、物流和存储信息、46监管责任主体等。在平台上，用户可以通过扫描二维码或 RFID 标签实时获取产品的完整历史记录，从而实现从矿山到市场的全程追溯。这一措施提高了供应链透明度，降低了伪造和混淆风险。同时，利用标识解析体系收集的实时数据，平台能够监控市场动态，实时更新铜产品的市场价格。通过对每个铜金融产品的数字标识进行数据分析，平台提供准确的价格信息和市场趋势预测，为有色金属产业链企业参与金融业务提供决策支持，减少因信息滞后带来的风险。平台将每个铜金融产品的资产状态、流通情况通过工业互联网标识进行实时更新，自动记录每笔交易的详细数据，提高资产管理效率，减少人为错误，优化库存管理和流通控制。同时，通过工业互联网标识解析体系为每笔交易和每个产品提供详细的合规数据记录。平台支持监管机构实时访问产品信息、交易记录和合规状态，确保金融业务及产品的合法性。通过系统化的数据记录和透明的信息流，平台降低合规风险、提升监管效率。实施成效：通过工业互联网标识解析体系的应用，铜金融产品体系实现了产品追溯的精确化、市场价格信息的实时化、资产管理的自动化和合规监管的高效化。这不仅提高了铜金融产品市场的透明度和公信力，还优化了整个有色金属供应链和金融业务管理流程，为有色金属产业链、投资者和监管机构提供了更可靠的支持。六、发展建议（一）加快数字基础设施建设，构建有色行业数字底座加快推动工业互联网、大数据、人工智能等数字技术与47有色金属行业的深度融合，加快并引导行业龙头企业建立工业互联网标识解析体系基础设施，通过“统一身份标识、权威的解析服务、可信的数据流通”等服务，提升标识解析对有色金属的勘探开发、冶炼加工过、物流运输、应用服务等供应链关键环节的应用赋能，培育和创新可复制推广的应用模式，打造多元化标识服务场景，提升有色金属行业产业链数据互通能力。（二）构建有色行业数据模型，释放数据要素利用价值基于有色金属行业细分产品较多且各细分行业产品产业链之间差距较大，导致数据交互流通难等问题，加快构建基于标识的有色金属行业数据模型，建立有色金属行业元数据模板，通过对供应链产业链数据进行统一的语义描述，构建通用的数据画像，提升不同产品、不同设备间的互操作性，实现有色金属行业人、机、物、系统的全面互联。构建有色金属行业专用的数据空间，推动将标识数据资源向数据资产转化，充分释放数据要素价值，提高数据流通利用效率。（三）推动标准体系建设，加快标识相关关键标准研制有色金属行业涉及多个生产环节和多种产品，缺乏统一的标识标准可能导致信息流转不畅和数据准确性不足。加快研制有色金属行业标识解析标准体系建设，推动标识编码、元数据、标识应用流程等关键标准研制，制定和推广统一的标识应用规范，确保生产、物流、销售、维护等各环节的信息可以无缝对接，提高数据的准确性和透明度，提升整体运营效率。48（四）构建标识应用生态圈，促进行业协同化发展随着新型工业化对有色金属高质量发展的需求提升，工业互联网标识解析对有色金属数字化转型升级的支撑作用更加凸显。当前，有色金属行业的标识应用尚较为薄弱，应用呈现点状分布状态，由于缺少一个闭环的生态体系，导致标识解析的赋能作用未能得到充分发挥。因此，亟待构建包括原材料供应商、生产商、物流服务商和终端用户在内的完整产业链的标识应用生态圈，通过共享信息和资源，提升整体协同效率，形成互利共赢的生态系统。
2024-11-19
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技术实现数字化智能化升级提供参考。编制单位及编写组成员编制单位及编写组成员（排名不分先后）：中国联合网络通信有限公司研究院：李文杰、齐飞、王源野、赵晨炅、李森、张余、王金石重庆数智融合科技有限公司（中国联通汽车制造军团）：安岗、张艳华为技术有限公司：卢小莉、辛波、包盛花东风商用车有限公司：李宏伟、杨京鸿、肖志军、廖元川重庆长安汽车股份有限公司：李鹏、姚建丰、戴志强、孙井会中国第一汽车集团有限公司：李阳中国联合网络通信有限公司吉林省分公司：黄健、时烁、陈美文、毕盛君中汽研汽车工业工程（天津）有限公司：董方歧中国电信集团有限公司天津分公司：黄秦、王俊久、杨帅精诚工科汽车系统有限公司：王晓青中兴通讯股份有限公司：高峰、楚俊生北京紫光展锐通信技术有限公司：夏彦龙、张伟强、朱勇旭深圳艾灵网络有限公司：刘旸普天信息工程设计服务有限公司：陈昕目录一、汽车制造 5G 网络服务保障需求.1（一）5G/5G-A 在汽车制造中的价值体现.1（二）汽车制造中 5G 网络个性化 SLA 保障的必要性.2二、汽车制造领域 5G/5G-A 典型业务及指标.2（一）业务质量参数分析概述.2（二）5G AGV 等运输控制类.81 业务概述.82 业务质量参数.9（三）5G 机器视觉类.101 业务概述.102 业务质量参数.11（四）5G PLC 等生产控制类.111 业务概述.112 业务质量参数.13（五）5G 视觉引导机器人.141 业务概述.142 业务质量参数.16（六）5G VR/AR 等辅助生产类.171 业务概述.172 业务质量参数.18三、面向汽车制造领域典型场景的 5G/5G-A 网络需求.18（一）应用场景业务参数到网络指标转译.18（二）典型场景业务质量参数及网络 SLA 需求转译案例.211 产线生产节拍分析案例.212 5G 机器视觉网络 SLA 需求转译案例.243 5G AGV 网络 SLA 需求转译案例.24（三）网络指标验证及规划流程.26四、面向汽车制造领域的 5G/5G-A SLA 保障技术.28（一）网络高可用保障技术.28（二）低时延高可靠保障技术.30（三）速率保障技术.31 1 一、一、汽车制造汽车制造 5G 网络服务保障需求网络服务保障需求（一）（一）5G/5G-A5G/5G-A 在汽车制造中的价值体现在汽车制造中的价值体现党中央和国务院高度重视战略性新兴产业的发展，多次强调“积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业，积极培育未来产业，加快形成新质生产力，增强发展新动能”。战略性新兴产业代表新一轮科技革命和产业变革的方向，是引领国家未来产业发展的决定性力量，也是国家培育发展新动能、赢得未来竞争新优势的关键领域。未来产业代表着未来科技和产业发展方向，具有技术颠覆性强、产业关联度高、市场空间潜力大等特征，是大国产业竞争的战略焦点，也是塑造未来世界格局的重要力量。加快培育和发展战略性新兴产业和未来产业，成为促进我国经济高质量发展的重要抓手。汽车制造业作为战略性新兴产业和未来产业发展的重要领域，涉及钢铁、石油、橡胶、电子、化工等诸多领域，集成新能源、新材料、新一代信息、先进制造等诸多新技术，符合数字化、高端化、智能化和绿色化发展方向。汽车制造业的发展，对于促进我国制造业的转型升级，提高附加值及全球竞争力，有着重大的战略意义。以 5G 为代表的新一代移动通信技术，与人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术融合，成为战略性新兴产业及未来产业发展的关键驱动力。5G/5G-A 具备高带宽、低时延和高可靠性特点，通过构建高质量的 5G 行业专网，结合 5G LAN、高精度定位等能力，提供覆盖实时、非实时、定位业务的网络能力；通过 5G-A 的毫秒级时延、上行大带宽、RedCap、无源物联、网业协同感知等特性及能力加持，2 更好满足细分场景业务的差异化需求，全方位打造 5G 智能化产线。5G/5G-A 将更好地为提升生产柔性化水平、生产效率、产品质量、服务水平提供保障，助力汽车制造业数字化、网络化、智能化转型升级。（二）（二）汽车制造中汽车制造中 5G5G 网络个性化网络个性化 SLASLA 保障的必要性保障的必要性5G 汽车制造应用场景丰富，业务需求千差万异，众多场景对网络指标提出了个性化需求，因此需要针对场景及需求的特殊性和复杂性，提供符合场景需求的网络资源适配及服务等级（SLA）保障。本报告研究面向汽车制造的 5G 网络 SLA 需求及保障技术，梳理5G 汽车制造典型场景、业务需求及参数，研究业务侧需求到 5G 网络侧需求转译、以及 5G/5G-A 分级保障技术，从而为汽车制造企业各生产流程运用 5G/5G-A 技术实现数字化智能化升级提供参考。二、二、汽车制造领域汽车制造领域 5G/5G-A 典型业务及指标典型业务及指标（一）（一）业务质量参数分析概述业务质量参数分析概述汽车制造生产环节涉及冲压、焊装、涂装、总装及电池等车间，5G 应用场景多达上百种，典型场景如下表所示。表 1 汽车制造生产环节典型场景序号汽车制造生产环节场景名称序号汽车制造生产环节场景名称1冲压5G 机器人开卷落料码垛控制15其他（如机加、电池车间等）5G 机器臂协同控制25G 机器视觉钢材表面瑕疵质检165G AI 安全帽检测3焊装5G 焊接机器人数采175G 柔性工岛生产4焊装群控站数据回传185G AI 人车分流 3 5涂装涂装工艺信息交互195G 新能源电池存储65G 智能喷涂205G AGV 物料运输控制7漆面缺陷检测215G AGV 车身转运8总装5G 智能柔性化输送线22机器人与机器人协同控制95G 智能装配23远程维护机器人105G 拧紧工具24工序间物料传输115G 车辆装配过程中的无线扫码25远程调测可视化125G 车辆质检机器视觉应用265G 智慧生产一屏感知135G AI 车窗涂胶合规检测27能耗监控145G AI 车尾标识别28车间环境监测通过梳理汽车制造主要生产环节中 5G/5G-A 应用场景可以看出，5G AGV 等运输控制类、5G 机器视觉类、5G PLC 等生产控制类、5G 视觉引导机器人、5G VR/AR 等辅助生产类、安防监控类、信息采集类等典型应用，基本覆盖各环节典型场景，因此有必要梳理典型业务运行时需要的网络能力涉及的典型业务质量参数。典型业务质量参数包括：生产节拍、工件型号、响应时间、识别精度、产线运动速度、切换稳定性等生产需求，图像/视频分辨率、色彩模式、视频编码方式、视频码率、帧率、视频路数、模型数据量、光学方案、视场角等终端光学相关参数，应用数据量、通信周期 CT、生存时间 ST、0 宕机时长等控制相关参数，以及组态节点密度、车间节点密度等部署相关参数。典型业务质量参数说明如下：(1)生产节拍完成一个产品所需的平均时间，用于定义流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。假设在净可用工作时间内，产线以恒定速率生 4 产制造产品，生产节拍即指产线上两个连续生产单元（或加工点位）之间完成工序所经过的时间量。(2)工件型号指待加工/处理的工件标识。不同型号的工件，其材质、形状、待加工/处理的面积或工艺要求往往不同，这些因素将直接影响解决方案中硬件设备选型、进而影响网络需求。(3)响应时间指系统对请求作出响应的时间。(4)识别精度识别测量或计算的准确程度。此处指视觉系统，识别目标空间位置或测量工件尺寸的精细程度。业务系统中对识别精度的要求高低，将直接影响图像分辨率、数据类型等指标要求。(5)产线运动速度即生产制造过程中，设置的产线运动速率，多与生产节拍、工序复杂程度、产量需求互相影响。(6)切换稳定性移动设备漫游过程中，从一个服务小区切换到另一个服务小区过程中允许业务中断的最大时间，该参数用于测算 5G 小区切换时延。(7)图像/视频分辨率对图像/视频精密度的一种度量。既指设备所能显示的像素的数量,也指图像/视频中单位尺寸或面积包含的像素个数。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(8)色彩模式 5 将某种颜色表现为数字形式的模型或一种记录图像颜色的方式，有彩色和黑白之分。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(9)位深度在记录数字图像颜色时，计算机实际上是用每个像素需要的二进制数值位数来表示的。如，黑白二色图像每个像素只有 1 位颜色，位深度是 1；真彩色，位深度是 24，能组合成 16777216 种颜色。(10)视频编码方式通过压缩技术，将原始视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的 H.261、H.263、H.264 等。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(11)视频码率数据传输时单位时间传送的数据位数，一般用的单位是 kbps。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(12)帧率以帧为单位的位图图像连续出现在显示器上的频率。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(13)通道数可以接入的信号通道数量。该参数结合其它光学参数可用来测算5G 终端的带宽指标。(14)三维模型数据量 6 数据格式包括深度图、深度视频、点云。该参数结合其它文本、图像、视频、音频等数据量参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(15)视场角（FOV）又称视角，指在成像场景中，相机可以接收影像的角度范围，也称视野范围。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野越大，直接决定了用户的直观感受。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(16)头部追踪的自由度（DoF）将用户的头部动作转化为电子信号,以实现对于虚拟现实、增强现实及人机交互等领域的控制手段。自由度是指物体在三维空间中移动的独立方式的数量，分 3 自由度（3DOF），6 自由度（6DOF）。3DOF 侧重于旋转运动，跟踪用户头部围绕 X、Y、Z 轴的旋转（俯仰、偏航和滚动），不跟踪空间中的物理运动；6DOF 不仅跟踪头部旋转，还跟踪用户在空间中的身体运动，能够行走、跳跃、弯腰并与虚拟世界互动。该参数结合其它传感参数可用来测算 5G 终端的带宽指标。(17)渲染显示光学方案目前智能眼镜的光学方案主要包括光波导、BirdBath、棱镜、离轴曲面、自由曲面。不同光学方案在视场角、分辨率等方面存在差异。该参数结合其它光学参数可用来测算 5G 终端的带宽指标、时延指标。(18)应用数据量要求传输的应用数据量。周期性通信业务中，表示应用数据包在传输周期内发送的数据量；非周期性通信业务中，表示单次业务传输的数据量。7(19)通信周期 CTPLC 与设备侧 I/O、伺服的总线更新周期，该指标用来测算 5G 通信时延。(20)生存时间 ST通信周期的倍数，倍数等于看门狗最大次数减 1，该指标用来测算 5G 单包可靠性。注：看门狗是一个工业总线监视定时器，用来监视工业总线的状态，看门狗在程序的中断中拥有最高的优先级，看门狗一旦超时，PLC 就会停机报警。(21)0 宕机时长两次宕机事件之间的连续工作时长（不包括网络设备类故障），该指标用来测算 5G 单包可靠性。(22)单连接 NRT 带宽某场景下，每个连接需要预留的非实时带宽，该指标用来测算5G 终端的 NRT 带宽及 5G 基站的 NRT 带宽。(23)组态节点密度一定面积下，PLC 的组态节点数，该参数用来测算 5G 单包可靠性，以及 5G 小区的容量密度。(24)车间节点密度在一定车间面积下，该类业务场景或节点的密度，该参数用来识别各类终端的占比，以及测算 5G 小区的容量密度。8（二）（二）5G AGV 等运输控制类等运输控制类1 1业务概述业务概述AGV 是装备有电磁、光学、RFID 等装置、能够沿规定的导引路径行驶或按照自由路径导航行驶、具有安全保护以及各种移载功能的自动运输车。在汽车工业生产线上，AGV 无人搬运小车可以承担原材料和成品的搬运任务，减轻工人的劳动强度，提升产品入库、出库、移库、盘点等物流全流程自动化水平，提高生产效率。5G 网络一方面可以改善 AGV 系统原有的无线局域网稳定性、移动性、覆盖等方面存在的问题，同时能够支撑 AGV 本地控制器上移，提高产线柔性化水平。（1）5G AGV 调度管理AGV 自由路径导引车系统由带辅助装置的 AGV 车、地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统、AGV 控制台和通讯系统等构成。AGV 控制台是 AGV 系统的调度管理中心，负责与监控计算机交换信息，生成 AGV 的运行任务，解决多 AGV 之间的避碰问题，同时将 AGV 系统的状态反馈给中心控制管理系统。AGV 控制台和各 AGV 之间组成无线局域网进行信息交换，传统模式中控制台与车体采用 WiFi6 或以下技术时，存在延时较高、网络抖动问题，可能引起接入受限、切换失败、易被攻击和干扰，覆盖距离短、无法支持大规模调度，边界切换容易掉线导致业务连续性无法得到保证。通过 5G 网络覆盖 AGV 运行区域，使 AGV 在跨越不同的区域时实现自动漫游，实现无缝连接。（2）云化 AGV目前 AGV 自带独立的 PLC 用于本地控制，5G 无线化取消 AGV 个体 PLC，支持远程 I/O 化，可节约硬件成本。另外，AGV 本地控制器 9 部署在终端，不利于产线的快速重构，通过云化算法，可实现 AGV 智能导航和调度。例如，目前部署 AGV 的导航主要采用磁导、二维码、激光等方式，磁导和二维码需要预先布置场景，灵活性较差；激光导航灵活性较强，但成本较高；直接采用视觉计算导航，灵活性高，成本可低于激光，但技术难度加高，数据计算量大，其计算资源需要相对高性能的计算机进行处理，因而单台 AGV 的成本较高。利用 5G 将实时视觉画面传输到云端服务器计算，并实时返回结果辅助 AGV 实时控制,则有助于 AGV 视觉导航方式的应用。综合以上两个场景，通过 5G 网络对各产线的 AGV 实现集中规划、集中管理、集中调度以及接收 AGV 的状态指令信息，满足产线实时控制需求。例如，焊装车间 5G 云化 AGV，可以实现焊装车间冲压件、外购件及分总成件全流程智能化无人配送；仓储配件自动化配送 AGV，实现仓储配件在厂区冲焊涂总四大车间之间的自动化配送，克服了传统的工业网络覆盖范围小、切换掉线等缺点，体现 5G 网络广域覆盖、低时延等优点。2 2业务质量参数业务质量参数AGV 设备根据应用场景不同，对通信系统要求不同。5G 网络应满足 AGV 设备的实时定位和数据传输，以及不同区域、车间、室内外的网络稳定切换,同时需满足产线生产节拍要求。业务参数主要包含应用数据量、切换稳定性、通信周期 CT、生存时间 ST、车间节点密度等要求。例如：应用数据量：总线类型 PROFINET，数据包大小 64byte，数量 1。切换稳定性：切换时延小于等于 100ms，可靠性 99.99%。10 组态配置要求：物流 AGV：CT50ms、ST/CT=3；工艺 AGV：CT16/32ms、ST/CT=3。用户容量：工厂内宜支持 10 台/1000 的 AGV 同时作业。云化 AGV 场景需要低时延、高可靠网络，5G 网络需支持 AGV 在运行过程中的信息同步，使 AGV 在运行过程中实时进行控制信息交互。业务参数主要包含：通信周期 CT、生存时间 ST,0 宕机时长、移动性、NRT 连接并发数，以及组态节点密度、车间节点密度。（三）（三）5G 机器视觉类机器视觉类1 1业务概述业务概述机器视觉在汽车制造业应用广泛，其需求场景多聚焦于产品质量检测和辅助生产过程，如焊接车间汽车零部件的焊接件检测、涂装车间汽车车门涂装质量检测、电池车间汇流排质量检测、总装车间方向盘拨片丝印质量检测、以及发动机缸体缸盖外观缺陷检测、天窗结构件铆钉检测、机舱焊点检测等。（1）5G 机器视觉用于焊接车间汽车零部件的焊接件检测。在此车间中，点焊被广泛应用于车身制造，焊接的好坏直接影响了车身的强度，其质量尤为重要。此工序要求检测焊点处是否存在漏焊、咬边、焊瘤、弧坑、气孔、裂纹等焊接缺陷。（2）5G 机器视觉用于涂装车间汽车车门涂装质量检测。涂装车间汽车车门的涂装质量直接影响到汽车的防锈蚀性能、安全性能。针对涂装后的汽车车门的检测，要求识别表面颗粒、缩孔、气泡等缺陷。11（3）5G 机器视觉用于电池车间汇流排质量检测。电池车间汇流排的质量检测主要从焊缝长宽及高度、是否存在断焊、焊缝位置是否偏离、焊缝中是否存在击穿孔或凹坑，以及汇流排与极柱之间间隙是否达标准这几方面进行检测。（4）5G 机器视觉用于总装车间方向盘拨片丝印质量检测。总装车间的方向盘拨片丝印质量检测要求识别移印图案的色差、断线、缺失、重影、偏位等不良情况。待检测视野范围约 66mm44mm，精度要求0.02mm。2 2业务质量参数业务质量参数5G 机器视觉质检业务中，在生产现场部署工业相机等质检终端，通过内嵌 5G 模组或部署 5G 网关等设备，实现工业相机或激光扫描仪的 5G 网络接入，实时拍摄产品质量的高清图像，通过 5G 网络传输至部署在 MEC 上的专家系统，专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析，对比系统中的规则或模型要求，判断物料或产品是否合格，实现缺陷实时检测与自动报警，并有效记录瑕疵信息，为质量溯源提供数据基础。典型场景涉及到的机器视觉终端业务质量参数包括生产节拍、工件型号、图像/视频分辨率、色彩模式、位深度、相机数量等。（四）（四）5G PLC 等生产控制类等生产控制类1 1业务概述业务概述传统现场工控网以 PLC 为核心，采用主从式管理，通过有线网络（工业以太网、现场总线等）连接包括 PLC 与上位机(PLC 北向通 12 信）、PLC 与 PLC（PLC 东西向通信）、PLC 与 I/O 等现场设备（PLC南向通信），实现信息通信。汽车产线 PLC 北向通信实现上位机到 PLC 的数据采集与监控，目前存在的问题包括：有线布线复杂，成本高，产线调整困难，柔性程度低，无法匹配业务升级换代；传统 PLC 生态封闭，信息层级多，存在信息孤岛，数据利用度低；有线网络 PLC 运维需大量人力物力，易故障，排障周期长，影响车厂生产。PLC 北向 5G 无线化,如云化 PLC场景可实现分散控制器的集中化控制，实现北向剪辫子，提升柔性化生产能力，提高部署及维护效率，降低成本。汽车产线 PLC 间东西向实时数据通讯场景，采用总线 I/O 复制器，该设备集成两个 I/O 从站从属于两个 PLC 内部 I/O 实时复制，在有多个 PLC 的线体需要多个总线复制器的情况下，5G 无线化可简化有线现场总线架构，减少硬件，减少维护工作量。汽车产线 PLC 南向通信涉及 PLC 与工业 I/O 模块、阀岛、变频器、机器人控制器等的实时通信，这类场景采用有线连接存在网线铺设工作量大，更换周期长，成本高的问题，且设备移动过程中存在网线磨损，容易导致故障停产。引入 5G URLLC 可去掉有线束缚实现柔性化应用，减少移动造成的通讯物理故障，5G 的扁平化架构组网简单，可提供 IT 非实时与 OT 实时多业务共用一张网的能力，从而降本增效。现场网络 5G 化改造后 5G URLLC 典型应用包括工具切换、随行夹具、柔性滑台、立体库、升降台等 C2IO 类场景。13 2 2业务质量参数业务质量参数以汽车制造企业焊装车间和总装车间为例，其典型场景的业务质量参数包括通信周期 CT、生存时间 ST、0 宕机时长、移动性、单连接 NRT 带宽、组态节点密度和车间节点密度。例如，焊装车间的典型通信周期为 8ms，C2IO 典型 PLC 组态节点密度约为 100 节点/500 平方米,车间节点密度约为 5780 节点/3.3 万平方米；总装车间典型通信周期为 8ms，典型 PLC 组态节点密度约为 200 节点/2 千平方米，车间节点密度约为 5000 节点/5 万平方米。两车间典型业务质量参数需求如下表。表 2 汽车焊装及总装车间 5G/5G-A PLC 类应用场景需求网络区域典型应用场景CT/msST/CT倍数0宕机时长移动性轨迹速度(m/s)-范围(m)单连接NRT带宽/Mbps组态节点密度车间节点密度焊装车间C2IO-工具切换833年3D-2-31140个/3.3万平C2IO-智能从站833年3D-2-310100个/500平400个/3.3万平C2IO-上、下料台/夹具定位台833年1180个/3.3万平C2IO-集中/云化PLC833年100700个/3.3万平NRT-能源监控100-20033年1200个/3.3万平C2C-控制器数据耦合交互833年10100个/3.3万平总装车间C2IO-EMS吊具16/3231-3年3D-0.4-4001030个/1千平100个/5万平C2IO-升降滑板16/3231-3年2D-0.4-4001030个/1千平50个/5万平C2IO-线体驱动16/3231-3年无2200个/2千平300个/5万平C2IO-涂胶机831-3年无102个/10平10个/5万平C2C-工控机10031-3年无101个/2千平30个/5万平 14（五）（五）5G 视觉引导机器人视觉引导机器人1 1业务概述业务概述视觉引导工业机器人是面向工业领域且配备机器视觉的多关节机械手或多自由度的机器人，通过视觉引导技术，机器人可以根据实时获取的图像信息自动调整自身的位置和姿态，实现精确、稳定的操作，确保制造和生产线的灵活性。在汽车制造过程中，视觉引导机器人被广泛应用于冲压、焊装、喷涂、总装车间的制造产线，覆盖点焊、螺柱焊、激光焊、搬运、码垛、装配、喷涂、检测等各项生产场景。5G/5G-A 为视觉引导机器人系统的数据传输提供了高效、稳定、可靠的网络保障，不仅能够避免传统终端的网络线缆磨损、延长设备使用寿命，而且使云化机器人控制成为了可能，有助于通过集约化建设，降低企业投入成本。（1）汽车零部件上下料在汽车制造过程中，将零部件从供应链中取出并装配到汽车生产线上的过程，包括从供应商处接收、存储、分配和装配零部件到汽车生产线上的各个工位。传统的机器人上下料操作通常依赖于预先编程的轨迹和位置信息，但这种方法在应对复杂的零部件形状和变化时存在一定的局限性。3D 视觉引导技术通过感知待检测区域内的深度信息，使工业机器人能够像人类一样感知、理解三维环境，从而实现更加精准和灵活的上下料操作，直接提升整个车身制造过程的自动化效率，已经被企业大规模应用于车间生产。以曲轴工件自动化上料为例，典型的工作流程为：叉车将曲轴放置到 3D 视觉识别工作区域，视觉 15 识别曲轴无干涉位置引导机器人抓取上料，并放置到对应的垛盘上，给到下一个工位的机器人进行抓取抛光打磨，实现自动化作业。（2）焊接场景在汽车制造的焊装车间，四门两盖生产线和下部线、主线都是由细分的工位组成，每个工位一般 4-6 台机器人协同工作，是视觉引导机器人应用最多的、分布最广的区域。随着生产线向前推进，从一开始的前底板、后底板和机舱三大件主拼到中间的上左右 A 柱、后尾座、左右侧围、四门两盖到最后的天窗形成白车身，其中点焊、补焊占比近 60%。以车体焊接过程为例，汽车制造中车体焊接多采用的是点焊与弧焊技术，机器人进行车体焊接之前，需要 PLC 控制滑橇传输到位后下落完成，然后 PLC 触发机器人相应车型的程序，机器人便可以开始工作，整个过程无需人工参与。（3）喷涂场景汽车喷漆时主要对车身表面，而涂胶是车身各板件的连接位置。在自动喷漆和涂料喷涂方面，尤其在汽车车身外观喷涂上，机器人不仅能在宽敞的空间内完成复杂的喷涂轨迹，还能伸入狭窄的空间进行精细作业。视觉引导型喷涂机器人能够根据车身形状的不同从而选择不同的喷涂工具，按照预先设定的喷涂程序进行工作。视觉引导机器人的应用，不仅能够有效提升喷漆、涂胶速度和质量，而且可以降低安全事故的发生。（4）零部件检测工业机器人可以通过先进的传感器和视觉系统，对零部件进行详细的尺寸测量、质量评估和外观检查。自动化检测方式能快速识别出 16 尺寸偏差、表面缺陷或其他不符合质量标准的问题，确保每一件零部件都达到生产要求。视觉引导机器人提升了零部件的合格率，同时减少人工检测中可能出现的误差，提高了整个生产过程的质量控制水平。2 2业务质量参数业务质量参数典型的视觉引导机器人通常由机器人、视觉传感器和工控机等硬件设备组成，系统分为机器人运动控制子系统、视觉检测子系统和业务流程管理子系统。机器人运动控制子系统与视觉检测子系统可按主控通信、接口通信两种模式集成。主控通信模式下，视觉系统作为主站设备，机器人作为从站设备，视觉系统向机器人发送运动或者 I/O指令，机器人持续监听并执行指令。视觉系统将控制机器人按照规划的路径执行相应的任务，例如工件上料或拆码垛。接口通信模式下，机器人侧作为主站设备，视觉系统作为从站设备，由机器人侧发送请求，视觉系统处理后返回响应（目标物体的位姿和标签信息）。根据请求的不同，视觉系统将返回视觉结果或规划的抓取路径。机器人根据视觉系统返回的响应做进一步决策或执行相应的任务。上述两种模式中，5G/5G-A 网络可用于为视觉检测子系统和机器人运动控制子系统提供数据传输保障。例如，视觉传感器采集影像或点云数据后，数据经 5G 网络传输至 MEC 或中心云，由智能算法进行分析处理后，得到计算结果；机器人运动控制子系统基于视觉检测结果和工序流程，通过 5G 网络，实时下发运动指令数据，完成业务执行。因此，5G 视觉引导机器人的业务需求可以参照 5G 机器视觉和5G PLC 类应用的业务需求。其指标主要包含:生产节拍、响应时间、识别精度、产线运动速度、工件型号、0 宕机时长等。17（六）（六）5G VR/AR 等辅助生产类等辅助生产类1 1业务概述业务概述AR 系统包括数据处理、SLAM、显示、人机交互等技术环节，通过摄像头获取真实环境信息，结合传感器进行定位跟踪、交互，通过显示设备生成虚拟场景，叠加到现实场景。AR 工业应用创建了一个虚拟现实的交互式环境，通过智能设备获取真实环境图像，并将可视化数据集成在现实车间的实时场景上，对设备进行分析管理，针对需要解决的问题或需要完成的任务应用远程指导。在汽车制造中，可应用双目式、单目式等可穿戴 AR 设备，用于冲压线 AR 远程诊断、涂装机器人 AR 远程诊断、总装环节 AR 装配作业指导等场景。例如，在总装车间，传统领域的汽车零部件装配过程中，由于零件的多样化以及操作的规范性，对于装配人员的专业技术要求以及规范程度要求较高，一般都需要进行长期的岗前培训，无法快速投入生产环节，同时经常产生装配差错。结合 5G 低时延、广连接的特性，以 MEC 边缘算法，操作人员通过 AR 智能眼镜，可以快速定位每个导线需要插入的位置，在眼镜中会叠加线路器上层图层，操作人员在操作过程中，依据图层的展示，把线材插入到集线器中，从而降低差错率，提升整体工作效率。上述过程中，在空间数据采集过程中，可通过 5G 网络，将智能设备采集的现场音视频等数据实时回传；交互过程中，多个环节涉及从网络到终端的 5G 下行流量。例如，对各种生产零件进行 1:1 建模，内容生成后，将图像或 3D 模型提前下载到设备上；定位追踪，对输入图像提取特征点生成点云模型后，利用 5G 网络实时将模型数据及 18 匹配信息反馈到端侧；远程协助过程中，传输第一视角的通讯音视频、文字标注、共享的图片及文档等。2 2业务质量参数业务质量参数从终端到网络的上行流量通常包括图片、多路压缩视频以及空间和用户姿态追踪等信息。上行带宽取决于摄像头数量、分辨率、光学方案、视场角、头部追踪、空间定位等业务参数。从网络到终端的 5G 下行流量包括 3D 模型、定位追踪数据、第一视角的通讯音视频、文字标注、共享的图片及文档等数据，下行带宽取决于图像分辨率、视频码率、视频路数、模型数据量等业务参数。应用的交互延迟要求取决于多种因素，如应用的性质、运动速度、渲染显示光学方案，以及头显、边缘和云之间的处理分配方式等。三、三、面向汽车制造领域典型场景的面向汽车制造领域典型场景的 5G/5G-A 网络需求网络需求（一）（一）应用场景业务参数到网络指标转译应用场景业务参数到网络指标转译第二章梳理了汽车制造行业 5 大类典型业务，并给出了各业务场景的典型需求参数，如生产节拍、图像/视频分辨率、通信周期等。本章介绍典型业务场景涉及的网络指标，包括用户体验数据速率、5G通信时延、单包可靠性、用户容量，并举例给出由业务需求参数到网络指标的映射方法。典型业务参数到网络指标映射关系如下图所示。19 图 1 典型业务场景需求参数到网络指标映射示意图（1）用户体验数据速率。实现业务质量体验所需的最低数据速率。表示网络可以传递数据的能力。用户体验数据速率通过应用数据量、传输周期测算。以机器视觉质检场景为例，某场景的上行用户体验数据速率通过各工序点位待传输数据量与生产节拍计算，该场景上行用户体验数据速率需求为：BWu=?其中，相关参数说明如下：表 3 用户体验数据速率相关参数说明参数参数名称参数类别单位BWu上行用户体验数据速率输出参数MbpsIR图像分辨率输入参数dpiD位深度输入参数bitn生产节拍时间内图像数量输入参数-N相机数量输入参数-PC生产节拍输入参数sZ单位换算常数 20（2）5G 通信时延5G 网络的通信时延，不包含业务层及其相关接口的处理时延。对于工厂自动化 C2IO 或运动控制，业务一般都是周期性发送的。对于传统有线，PLC 与设备侧 I/O、伺服的通信时延通常都小于更新周期，而 5G 连接可以根据客户的实际需求来确定，对于时间特别敏感的场景，通信时延小于更新周期，其他非敏感场景，也可选择通信时延大于设备更新周期。确定性是指发端到收端的通信时延是否稳定，即有界。C2IO 逻辑控制一般都是周期性的确定性通信，要求最大时延有边界。（3）单包可靠性单包可靠性为 5G 承载的单个业务包的可靠性。针对现场工控场景，除了看门狗机制对单包可靠性的影响，还需要考虑 PLC 对多个I/O 设备控制，多条链路之间存在业务相关性，对于 5G 网络单包可靠性的影响。单包可靠性需求为：R=1-CSR Y/CT(m1)CSA其中，相关参数说明如下：表 4 产线单包可靠性相关参数说明参数参数名称参数类别具体参数定义单位CSA整产线可用性输入参数CSA=业务可用时间/总时间=1-故障时间/总时间-CSR连续不宕机的年数输入参数表示连续CSR年不宕机年A单节点可用性中间参数构成整个产线的某个单节点可用性，同3GPP定义CSA-n宕机相关度输入参数整个产线由n个独立不相关的可用性为A的IO设备节点独立接入5G网络，则CSA=An个CT通信周期输入参数Cycle Time，总线更新周期msY一年总时长常数一年总时长为：Y=365*24*60*60*1000msmsST生存时间输入参数Survival Timemsm看门狗计数器输入参数m=1 ST/CT-R单包可靠性输出参数R表示单包成功传输的概率-21（4）用户容量用户容量表示每小区范围内容纳的无线终端数量，是表征无线通信系统能力的一个重要参数。n=M D其中，相关参数说明如下：表 5 用户容量相关参数说明参数参数名称参数类别单位n5G小区用户容量输出参数个M5G小区面积输入参数m2D节点密度输入参数个/m2（二）（二）典型场景业务质量参数及网络典型场景业务质量参数及网络 SLA 需求转译案例需求转译案例1产线生产节拍分析案例天津某汽车发动机金属铸件的 5G 全连接工厂项目，其中 5G AGV作为一个重要场景，使用新一代通信技术赋能自动引导车辆对物料及成品的运输转运作业，以实现全面的自动化搬运。通过部署无轨导航无人叉车，对接生产线、线边库、仓储取料区，实现专有物料在各区域自动点对点运输，改变现有人工驾驶叉车的运送方式，提高物流效率和物流准确率；利用 5G 技术实现定位、导航、呼叫以及运输过程的全程记录，在节省人力的同时，确保运输过程的标准化，合规化，减少产品运输风险。案例选用 3D 激光导航无人叉车，用于与人配合的共同环境，自动/手动控制的双模作业模式，额定载重 1.4T，可提升 1.6m，最快直线运行速度可达 1.3m/s，转弯不停车。适用于仓库、生产线等货架取放、自动化滚筒线对接、高台取放货、堆叠等应用场景。22 载具信息如下表所示：表 6 载具信息设备及网络信息如下表所示：表 7 设备信息 23 表 8 中控系统软件信息表 9 网络配置信息产线生产节拍分析时，采用根据车数和部署方案倒推节拍的方法。针对机加车间毛坯上线、毛坯空框下线、成品空箱上线、成品下线，以及成品仓库成品上下架等业务流程进行分析。机加车间业务流程示例如下表所示。机加车间 4 个业务流程预计每小时节拍满足在 5 托/h，总共搬运能力预计 20 托/h/3 台车。表 10 机加车间 AGV 参数 24 表 11 机加车间业务流程参数成品仓库业务流程示例如下表所示。成品仓库 1 个业务流程，预计每小时节拍满足在 7 叠托/h，总共搬运能力预计 7 叠托/h/1 车。表 12 成品仓库 AGV 参数表 13 成品仓库业务流程参数25G AGV 网络 SLA 需求转译案例某车企工厂冲压、焊装、涂装、总装和电池电驱五大核心生产车间现存多家不同的 AGV 厂家，每个不同厂家 AGV 都采用独立组网的形式进行部署，导致了车间内网络干扰严重；另外由于车间内部架构问题，导致部分区域存在 WiFi 覆盖盲区。其中，总装车间后悬挂分装产线的 AGV 线上运行 13 台，采用 PLC 主控方式。由于总装车间内 25 WiFi 信号干扰较大和内部建筑结构问题，导致后悬挂分装产线 AGV频繁掉线，因此提出 AGV 的 5G 化改造需求。基于总装后悬挂分装产线 AGV 总体情况，结合工厂 5G 专网的网络架构，采用“PROFINET OVER EoGRE OVER 5G”方案，实现基于 5G的 AGV 调度，AGV 车体内部通过 5G 终端挂载的方式与车体主机有线通信，AGV 线边服务器与现场 AR 路由器打通。在 5G 专网不具备 5GLAN 的情况下，利用现有设备二层组网方式，不改变应用现有 IP 地址规划，实现 5G 网络与企业生产网解藕。通过对完整产线 13 台 AGV的 5G 改造，使 AGV 掉线率从 15%降低到了 5%。相关参数示例如下：表 14 网络 SLA 需求转译示例-业务参数应用场景CTST/CT倍数0宕机时长移动性单连接NRT带宽组态节点密度车间节点密度总装车间后悬挂分装产线32ms31年0.5m/s10Mbps1/10010台/1000计算单包可靠性和 5G 通信时延：表 15 网络 SLA 需求转译示例-网络参数应用场景CTST/CT倍数0宕机时长宕机相关性单包可靠性单包可靠性 5G通信时延通信时延 节点密度用户容量用户容量/小区小区(5千平千平)总装车间后悬挂分装产线32ms31年130.999932ms,4个9 13/1000平6535G 机器视觉网络 SLA 需求转译案例5G 机器视觉质检业务中，在生产现场部署工业相机或激光器扫描仪等质检终端，通过内嵌 5G 模组或部署 5G 网关等设备，实现工业相机或激光扫描仪的 5G 网络接入，实时拍摄产品质量的高清图像，26 通过 5G 网络传输至部署在 MEC 上的专家系统，专家系统基于人工智能算法模型进行实时分析，对比系统中的规则或模型要求，判断物料或产品是否合格，实现缺陷实时检测与自动报警，并有效记录瑕疵信息，为质量溯源提供数据基础。同时，专家系统可进一步将数据聚合，上传到企业质量检测系统，根据周期数据流完成模型迭代，通过网络实现模型的多生产线共享。表 16 网络 SLA 需求转译示例-机器视觉业务场景生产节拍工件型号图像/视频分辨率色彩模式（黑白/彩色）相机数量用户体验数据速率焊接车间汽车零部件的焊接件检测60s/件2000mm1800mm1000mm4096*3000彩色8部1536Mbps涂装车间汽车车门涂装质量检测80s/件1100mm276mm25922048彩色4部面阵相机480Mbps电池车间汇流排质量检测90s/件900mm500mm高速 3D线激光轮廓传感器2D相机 500万像素彩色1部高速 3D线激光轮廓传感器1部 500万像素 2D相机482Mbps总装车间方向盘拨片丝印质量检测100s/件66mm44mm500 万像素黑白1部40Mbps（三）（三）网络指标验证及规划流程网络指标验证及规划流程利用转译工具，实现业务需求到网络 SLA 指标的转译，提供相应的网络规划,并基于 5G 网络 工控场景的模拟测试能力进行验证，从 27 而为工业用户提供可转化、可验证、可感知、可保障的业务级 SLA 保障能力。具体流程如下：(1)在需求转译平台中输入或自动获取业务需求及部署参数等，自动计算出 5G 网络指标需求，并对应到标准化的分级分档网络。(2)基于 5G 网络 工业场景的实验室测试验证能力，针对转译平台输出结果进行效果评估。评估方式如下：基于真实 5G 网络设备，根据 5G 网络 SLA 转译结果，按需进行网络参数配置；配备无线信道仿真仪表和定制无线信道模型，实现外场特定无线信道条件；基于以工业仿真为基础的设备孪生能力，完成任意工业设备虚拟化，实现工控项目的“无实物”组态；基于真实 5G 网络驱动的孪生产线仿真运行环境，根据项目需要，灵活配置信号传输方式。(3)根据验证结果，评估该能力是否可达成。(4)根据转译平台建议，评估对业务的影响程度，调整组态配置。(5)在业务运行阶段提供可视的业务级 SLA 感知及保障，按需进行精准的网络资源分配和优化保障，满足用户业务的 SLA 确定性保障需求。28 四、四、面向汽车制造领域的面向汽车制造领域的 5G/5G-A SLA 保障技术保障技术（一）（一）网络高可用保障技术网络高可用保障技术端到端的网络高可用性是网络业务功能链上所有各个节点的网元可用性的乘积。要提高端到端的网络可用性，必须要提高各网元节点的可用性，其中主备模式是提高网络可用性最有效的手段。针对 5G/5G-A 中 RAN 网络可用性，可以通过单板级，链路级，网元节点级，以及网络级等冗余备份手段来提升。（1）单板级包括单板级（电源板、主控板、基带板）备份以及单板级负荷分担。单板级主备，当一块单板运行异常或者故障时另外一块备用单板接替工作，不会造成业务中断；单板级负荷分担，按照一定的负荷分担策略，将业务分配到不同的单板上进行处理，当检测到某个单板出现故障时，系统自动调整负荷分担策略，将故障单板上的业务分发到其他单板上进行处理。（2）链路冗余包括主备链路、链路负荷分担以及双发选收。主备链路，当主链路出现故障时，系统自动切换到备份链路继续传输；链路负荷分担，按照一定的负荷分担策略，将业务流量分配到不同的链路进行传输，当检测到某个链路出现故障时，系统自动调整负荷分担策略，将故障链路上的业务流量分发到其他链路上进行传输；双发选收，发送端将数据复制为双份，通过双链路并行发送，确保在一条链路出现故障时，另一条链路的数据仍然可以传输，从而确保业务的不中断。29（3）网络节点级包括 BBU 备份、RRU 备份以及基带池化等。BBU 备份，通过对整个机框进行备份，且建立一种故障检测和倒换机制，保证出现故障时的快速切换；RRU 备份，通过基带板和 RRU 之间数据的交叉连接，使一个小区两个发射/接收通道的数据分开在两路不同的光纤上传输和两个不同的 RRU 上处理，当某个光纤或 RRU 出现硬件故障时，小区从双发双收（2T2R）回退到单发单收（1T1R），维持小区继续正常工作，提高系统可靠；基带池化，通过冗余和故障转移机制，基带池化可以提高系统的容错能力，增强网络的高可用性。（4）网络级包括采用 5G/5G-A 无线网络与有线网络的互备。有线与无线热备，指有线链路和 5G/5G-A 无线链路互为热备，当发现主用链路故障时，触发业务快速切换至备用链路，完成业务流量的毫秒级快速倒换；无线双层网络备份，指通过两张不同频段的无线网络同时工作，应用终端优先接入主用网络，当主用网络故障时，厂区内应用终端自动切换到备用网络，保障业务不中断。针对核心网，可以通过高可用风筝方案，MEC 双站点容灾等方式提升可靠性。针对传输网络，可以采用环形组网或者口字型组网增加可靠性。不同层级的网络备份可提升不同等级的网络可靠，但同时带来不同的成本增加，需要根据需求设计各种等级的备份冗余方案。30（二）（二）低时延高可靠保障技术低时延高可靠保障技术5G uRLLC 低时延增强主要包括采用非时隙调度、上行免调度传输(上行配置授权)、上行预调度、下行资源抢占、下行多个 SPS（Semi-persistent Scheduling，半持久调度）配置、UE 间上行发送优先级/复用处理、UE 内业务优先级处理等技术缩短调度时间。5G uRLLC 高可靠增强主要包括采用低码率 MCS(Modulation andCoding Scheme，编 码 调 制 方 案)表 格/CQI（Channel QualityIndicator，信道质量指示)表格、PDCCH 高聚合等级、PDSCH/PUSCH时隙级重复发送、PDCP 重复传输、PDCCH 增强、UCI 增强、PUSCHmini-slot 级重复发送、Multi-TRP 等技术提高数据传输可靠性。5G 网络还可以进一步采用 UPF 下沉、边缘计算、5G 与 TSN 融合等技术进一步降低数据传输时延。为促进 5G 与 TSN 融合，3GPP 在R16 中添加了对 TSN 的支持，提出了 5G 与 TSN 网络的协同；R17 版本引入了无需外接 TSN 网络的 5G 内生确定性通信，覆盖了更多更灵活的应用场景；R18 版本增强了 5G 网络的开放能力，增强了 5GS 对时钟源故障的感知和处理机制，增强了时间同步功能的高可靠机制，并引入广域网和三层网络的确定性，包括支持 DetNet，N3 确定性以及时间同步增强，进一步扩大了 5G TSN 的应用场景，使得 5G 网络能够提供更具扩展性的确定性通信业务。汽车制造可根据具有的应用场景、终端和基站支持的能力选择适合的 5G uRLLC 技术，以满足低时延和数据传输高可靠性的要求。31（三）（三）速率保障技术速率保障技术为满足行业用户对上行峰值速率、上行容量、上行边缘速率的高要求，可引入 3U1D 帧结构、上行载波聚合、补充上行等三种增强技术来提升大上行的能力，可根据业务需求和网络能力，分场景分频段灵活组合使用，向行业提供分级的大上行能力。（1）3U1D 帧结构5G 网络采用灵活帧结构设计，行业网可按需采用上行时隙配比多的帧结构。如采用 3U1D 帧结构，上行资源较公网典型配置增加 3倍，可显著提升网络的上行速率和上行容量，现网实测单载波上行峰值可达 747Mbps。（2）上行载波聚合通过将多个载波聚合起来同时传输，大幅提升性能。载波聚合包括频带内和频带间，支持非同步的载波间聚合和终端 1T 到 2T 间的天线轮发。两载波聚合上行理论峰值速率可达 400Mbps，通过更多频段的载波聚合还可进一步提升性能。（3）补充上行（Supplementary Uplink，SUL）5G 网络基础覆盖采用中高频段，可能出现上行覆盖和速率受限的问题，通过 SUL 技术可以实现上下行频率解耦，充分利用存量低频率频谱资源，有效提升上行边缘速率，通过引入新的全上行频段，还可大幅提升上行峰值和小区容量。（4）5G-A 上行超宽带方案通过多 TRP 联合接收，高分辨率预编码、高阶空分复用、上行正交端口扩容、上行 8Tx 传输等上行 MIMO 增强技术，提高上行数据传 32 输的速率和质量。通过开展双工演进技术研究，提升了 TDD 频段的上行覆盖体验和频谱资源的利用效率。一方面，通过 5G-A 宏微异配比技术将室内工厂里使用相同频谱的微基站配置为上行时隙为主的 TDD配比成倍提升行业专网的上行容量。另一方面，5G-A 子带全双工技术在同一个时隙中上行传输和下行传输机会同时存在，通过提供更多的上行传输机会、避免固定 TDD 配比导致的等待时延，提升上行速率、覆盖和容量。同时，5G-A 通过灵活上行频谱接入技术使终端动态灵活的使用更多上行频谱资源，包括 TDD、FDD 和 SUL 频段，提升上行体验速率。
2024-11-19
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1声 明声 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（注明是引自其他文献的内容除外），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：2组 织 单 位：组 织 单 位：工业互联网产业联盟参与编制单位：参与编制单位：（排名不分先后）中国信息通信研究院、东北大学、冶金工业规划研究院、鞍钢数智科技（辽宁）有限公司、南京钢铁股份有限公司、中冶赛迪信息技术（重庆）有限公司、联通雄安产业互联网有限公司、浪潮云洲工业互联网有限公司。参与编制人员参与编制人员:（排名不分先后）：刘阳、程彤彤、池程、田娟、许珂、尹子航、罗璨、徐婷婷、谢滨、邵小景、孙杰、彭文、张殿华、李冰、蔡盛佳、王浩磊、蔡恒君，王弢，刘佳伟、王芳，鹿玮，向左潮、侯佳、李强、张晓辉、王娇、赵贤聪、李哲、李波，李程、刘星3前 言前 言工业互联网标识解析体系建设是我国工业互联网发展战略的重要任务之一，为贯彻落实国务院关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见、工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）等政策文件，全国各地积极开展工业互联网标识解析体系建设与部署，包括各级标识解析节点建设，标识解析产业生态培育，标识应用创新发展。在工业和信息化部的指导与各地方政府的支持推动下，我国工业互联网标识解析体系建设已步入快车道，国家顶级节点稳步运行，二级节点快速发展，标识应用成效初显。当前，按照标识解析增强行动的要求，还需要从做大规模、做深应用、规范管理三方面进一步提升我国工业互联网标识解析体系的发展水平，深化标识在制造业设计、生产、服务等环节应用，发挥出标识在促进跨企业数据交换、提升产品全生命周期追溯和质量管理水平中的作用。为了加快工业互联网标识解析体系在钢铁行业应用推广，工业互联网产业联盟标识组联合钢铁行业相关企事业单位编制工业互联网标识应用指南（钢铁）（以下简称指南）。本指南编写过程中，得到了孙杰、符鑫峰等专家的指导，并得到了鞍钢集团、浪潮工业互联网、南钢集团等企业的大力支持，在此一并致谢。4目 录目 录一、工业互联网标识解析概述.5二、钢铁行业数字化转型需求分析.8（一）钢铁行业基本情况.8（二）钢铁行业发展的主要特点.11（三）钢铁行业转型的变革方向.12三、钢铁行业标识解析实施路径.14（一）钢铁行业标识解析实施架构.14（二）钢铁行业标识对象分析.17（三）钢铁行业标识数据分析.20（四）钢铁行业标识应用组织流程.26四、钢铁行业标识解析应用模式.30（一）钢铁制造产销协同.30（二）钢铁产品质量管控.33（三）钢铁制造供应链追溯.36（四）钢铁行业智慧炼钢.42五、发展建议.50（一）标识解析赋能数据协同，实现精细生产.50（二）标识解析赋能企业管理，优化管理模式.50（三）标识解析推动技术融合，加速应用创新.505一、工业互联网标识解析概述工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。工业互联网标识解析体系的核心要素包括标识编码、标识解析系统和标识数据服务三部分。其中，标识编码是指能够唯一识别物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源的身份符号，类似于“身份证”中的身份证号，标识编码通常存储在标识载体中，包括主动标识载体和被动标识载体；标识解析系统是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统，对物理对象和虚拟对象进行唯一性的逻辑定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础；标识数据服务是指能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用服务。在实际部署中，我国工业互联网标识解析体系逻辑架构采用分层、分级模式，包括根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点和递归节点，构成我国工业互联网关键网络基础设施，为政府、企业等用户提供跨企业、跨地区、跨行业的工业要素信息查询，并为信息资源集成共享以及全生命周期管理提供重要手段和支撑。工业互联网标识解析是实现异构编码兼容的基础前提。制造业企业基于不同业务需求，已面向产成品使用了大量私有标识，建立仓储管理、物流配送、数字营销等场景的6局部数据闭环。随着标识对象从产品向机器、原材料、控制系统、工艺算法以及人等要素的扩展，应用场景从企业内单一业务向企业外多元服务的延伸，私有标识难以满足全要素、全产业链互联互通的需求。利用工业互联网标识解析基础设施，企业使用统一编码替代已有编码或进行编码的映射转换，可实现公有标识与私有标识、异构公有标识之间的兼容互通，将解决传统标识在企业外不能读或读不懂的问题，破除信息传递壁垒，进而实现各类主体在更大范围、更深层次、更高水平的互联。工业互联网标识解析是实现多源异构数据互操作的关键支撑。由于制造业链条长、环节多、场景复杂、软件多样等特性，海量工业数据分散在不同系统中、异构网络相互隔离、数据表述不一致，大量的“信息孤岛”和特定的接入方式导致用户获取的服务受限，尤其在协同制造、智能服务等创新应用领域难以获取、发现、理解和利用相关数据。工业互联网标识解析通过建立与底层技术无关的公共解析服务、标准化数据模型和交互组件、异构网络适配中间件，可灵活定位并接入各类主体在不同环节、不同系统中的应用或数据库，从而促进不同行业、上下游企业之间数据关联、互操作与信息集成，同时提升现有制造系统的数据利用能力。工业互联网标识解析是实现产业链全面互联的重要入口。企业间传统的信息交互模式为建立两两系统的数据对接，由于不同厂商、不同系统、不同设备的数据接口、互7操作规程等各不相同，企业需投入大量人力、物力构建多套交互接口，导致互联成本高、效率低、共享难，无法满足产业链协同需求。工业互联网标识解析各级节点作为国家新型基础设施，是全面互联下信息查询的入口，承载了工业要素全生命周期的信息获取及数据交互，通过许可监管、分级管理等保障了体系的稳定运行和高质量服务，保证了企业主体对标识资源分配和标识数据管理的高度自治，并通过统一架构、标准化接口等降低了企业接入门槛和使用成本，实现了部署经济成本最优。工业互联网标识解析是打造共建共享安全格局的有效路径。随着工业互联网接入数据种类、数量的不断丰富，以及工业数据的高敏感性，对网络服务性能要求越来越高。标识解析建立了一套高效的公共服务基础设施和信息共享机制，通过建设各级节点来分散标识解析压力，降低查询延迟和网络负载，提高解析性能。同时，逐步建立综合性安全防护体系，工业数据存储在责任主体企业保障了数据主权，通过身份认证、权限管理、数据加密等机制实现标识对象信息的安全传输和获取，通过多利益相关方在全生命周期中的合作，形成开放、引领、安全、可靠的产业生态系统。工业互联网标识解析是钢铁行业产业互联互通的重要枢纽。标识解析为钢铁制造资源、生产过程、智能产品等提供全产业链的信息互通和数据共享能力，实现产品全生命周期管理、自动化校准检验和量测数据价值释放。8二、钢铁行业数字化转型需求分析（一）钢铁行业基本情况（一）钢铁行业基本情况1.行业简介行业简介钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业，包括金属铁、铬、锰等的矿物采选业、炼铁业、炼钢业、钢加工业、铁合金冶炼业、钢丝及其制品业等细分行业，是国家重要的原材料工业之一。此外，由于钢铁生产还涉及非金属矿物采选和制品等其他一些工业门类，如焦化、耐火材料、炭素制品等，因此通常将这些工业门类也纳入钢铁工业范围中。近年来，中国钢铁企业以推进“两化融合”为切入点，持续组织开展数字化转型活动，钢铁企业的自动化、信息化、数字化、网络化水平不断提升。2021 年，中国钢铁工业两化融合指数上升至 59.9，关键工序数控化率达到 70.1%，生产设备数字化率达到 51.3%。与 2015 年相比，2021 年中国钢铁工业两化融合指数提高了 19.4，行业数字化水平明显提高，已初步扭转了钢铁工业过去的“傻大黑粗”的行业形象。中国龙头骨干钢铁企业积极拥抱数字化、网络化，数字化转型发展成效明显，数字化转型走在行业前列。由于数字化改造的成效，2022 年初，宝武集团、德龙钢铁、南京钢铁、中天钢铁等钢铁龙头企业入围工信部 2021 年工业互联网试点示范项目名单。目前，国内超过 80%的钢铁企业已经在推动数字化转型升级，钢铁龙头骨干企业已基本完成9产线级基础自动化、过程控制系统、生产执行系统、制造管理系统自上而下纵向集成的四级体系。2.产业链产业链钢铁行业产业链全景图从上下游角度进行设计，主要包括上游原料制造、中游钢铁冶炼制造、下游应用市场等 3个环节，如下图所示:钢铁产业链主要有长流程、短流程两种，长流程总体分为原料制造、钢铁冶炼制造、应用市场三个部分，短流程总体分为钢铁冶炼制造、应用市场两个部分。钢铁产业链的核心环节是钢铁冶炼企业，主要有中国宝武钢铁集团有限公司、首钢集团有限公司、河钢集团有限公司、江苏沙钢集团有限公司、中信泰等。就工业互联网标识解析的应用而言，钢铁生产企业是主要相关方，作为产业链中体量最大、龙头性最强的一方，可挖掘更多的应用场景。随着碳交易市场扩大会议的召开，钢铁行业也将在条件成熟之际被纳入全国碳市场。三部门关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见指出支持构建钢铁生产全过程碳排放数据管理体系，参与全国碳排放权交易。然而，我国钢铁行业薄弱环节之一就是碳排放数据体系框架构建以及碳排放数据获取的可信存证的保障。随着工业互联网的发展，钢铁行业将以标识解析为抓手环节，通过区块链技术的去中心化，实现钢铁企业碳排放数据的安全可信。10图 1 钢铁产业链全景图11（二）钢铁行业发展的主要特点（二）钢铁行业发展的主要特点钢铁工业是我国国民经济基础产业，是工业的重要粮食、建设的重要保障、经济的重要支撑，是衡量一个国家综合国力和工业化程度的重要标志，在国家现代化进程中发挥着不可替代的作用。当前，我国钢铁工业发展呈现以下四大特征：一是支撑经济快速发展的关键动力。一是支撑经济快速发展的关键动力。2011-2020的十年间，国内制造业增加值与粗钢产量的年均增速分别为7.9%和5.1%，稳定支撑着中国制造业高质量发展。国内41个工业行业中，从营业收入看，2021年建筑业，房地产业，交通运输、仓储和邮政业等3个典型用钢产业的增加值，占GDP总量的17.9%。研究表明：钢铁工业通过采购原料、半成品、能源以及对外支出服务费用等，可带动其他经济部门创造2.5倍的增加值，同时每创造1个就业岗位可带动供应链创造6.5个岗位。二是典型的技术密集型产业。二是典型的技术密集型产业。技术创新是第一推动力，而且贯穿钢铁工业发展的全过程。英国钢铁工业崛起于第一次工业革命时期，完成了从小作坊到机械工厂的转变。氧气炼钢转炉、连铸等工艺技术的革新，完成了钢铁工业的第二次技术革命，使得生产效率快速提升。近终型连铸连轧技术（ESP、Castrip）、连续加料电弧炉等工艺装备标志着钢铁工业的第三次技术革命。智能制造、智慧管控一体化的逐渐普及，将成为钢铁工业的第四次技术革命。三是物理世界构建的核心要素。三是物理世界构建的核心要素。钢铁业为人民生活质12量改善提供基础的结构材料和重要的功能材料。如为支撑铁路、公路、桥梁、水利等传统基础设施建设，提供高强钢筋、钢结构用钢等基础结构材料，又为新基建提供高质量的不锈钢、电工钢、轴承钢、车轮钢、弹簧钢等功能材料。此外，中国钢铁行业执行着世界上最严格的环保排放标准要求，打造全球钢铁工业低碳发展示范，积极实践氢冶金等低碳冶炼技术，积极引领世界钢铁工业绿色革命。四是数字化发展最具竞争力产业。四是数字化发展最具竞争力产业。中国钢铁工业早已进入了“5G”时代，即面向全球最大、最活跃的内需市场，服务于最全、最完整的工业体系，拥有最多、最丰富的人才资源，采用最新、最先进的技术装备，提供最快、最及时的客户服务。“十三五”以来，20多项产品实物质量达到国际先进实物质量水平。汽车用钢、高牌号电工钢、高性能长输管线用钢、高速钢轨和建筑桥梁用钢等产品，已稳步进入国际第一梯队。钢铁产品22大类中有19类自给率超过100%，剩余3类超过98.8%。进口替代方面，自2010年起，中国单价高于2000美元的高端钢材产品出口量就已经超过了进口量。（三）钢铁行业转型的变革方向（三）钢铁行业转型的变革方向钢铁行业作为我国重要的原材料流程制造行业，具备生产流程长、生产工艺复杂、供应链冗长等典型特征，当今正面临设备维护成本高、工业知识隐形程度高、下游需求日益个性化、环保压力增大等挑战，亟需围绕设备管理、生产管控、供应链管理、环保管理等方面开展数字化转型。13打通横向的设计-生产-销售-回收各个环节，形成行业内和行业间协同与互动，连接全要素、全产业链、全价值链的工业互联网，是钢铁行业进行数字化转型的首选路径，但是在落地应用中存在诸多问题。推动我国钢铁行业关键生产设备管理、生产工艺全过程管控、全产业链协同以及能耗管理向信息化、网络化、数字化转型升级，深化钢铁行业供给侧结构性改革是必要的，奋力开创钢铁行业高质量发展新局面。一是生产工艺由黑箱式向透明化转变。钢铁行业是典型的长流程行业，生产环节众多，生产工艺复杂，对工艺知识的依赖程度很高。很长一段时间，钢铁企业的冶炼工艺、冶炼配方、设备维护、经营管理等环节的正常运转，只能依靠隐形程度很高的人工经验，容易造成工人技术水平参差不齐和产品质量波动。随着信息技术在钢铁企业的深度渗透，隐形的生产经验被挖掘、提炼，并封装显性化软件模型，实现生产工艺透明化，更有效指导实际生产，提高生产效率和安全水平。二是供应链体系由局部协同向全局协同转变。库存一直是钢铁行业的一大管理痛点，主要源于对上下游产业的信息盲区，并且家电、汽车等下游产业对钢材的需求日益个性化，加大了做出科学高效采销决策的难度。钢铁行业传统的供应链只能靠契约合同保障，数据孤岛化问题突出，物料信息难以在供应链中实现跨环节的自由流通，大大增加了企业运营成本。钢铁企业可将企业资源计划（ERP）、14供应链管理系统（SCM）等信息系统集成用于供应链整合，构建上下游信息流通渠道，结合产品需求、原料供给和产能配置，及时调整生产计划，提高产能利用率，减少库存积压，保障订单稳定到期兑现。三是企业“数据孤岛”向数据信息共享转变。海量的数据由于组织战略、架构设置、数字化建设等原因，分散存储在组织的各个部门、业务系统、应用之中，彼此无法互联互通、共享，也无法被利用，形成了一个又一个的数据孤岛。针对企业数据孤岛现象实施数字化转型升级，将工业互联网标识应用于产业链协同、产业资源共享、跨企业数据互通等场景，依托工业互联网标识应用，通过在产线、车间、企业层级形成的数据池，以数据互通为驱动，实现产业资源跨界互通和数据整合变现，从实现简单的供需对接、资源共享到实现产融结合、跨行业、跨企业资源整合等多跨应用。基于数据协同的产业链各环节互通，围绕产业协同、资源配置的网络化维度实现工业互联网标识应用价值。三、钢铁行业标识解析实施路径（一）钢铁行业标识解析实施架构（一）钢铁行业标识解析实施架构钢铁行业标识解析应用实施以产业链核心环节为主，建立企业节点的标识赋码、数据采集能力，并与标识解析体系基础设施对接，提供全产业链的信息互通和数据共享能力，其实施架构如图 2 所示。15在生产制造环节，在生产制造环节，工业软件与生产设备是数据流转的主体，在传统工业软件数据库基础上，通过对数据采用统一标识，完成数据的厂内厂外转换，增强数据的流通性，提高生产协作效率。在物流管理环节，在物流管理环节，通过标识解析技术与仓库、运输车、第三方企业进行信息联通，实现基于标识解析体系的物流监督管理功能，可以增强监督检查力度，降低校准复杂度。在销售管理缓解，在销售管理缓解，通过标识解析系统将钢铁从原材料到使用所有流程、不同环节的数据进行采集和集成，实现企业的数据可视化、管理信息化，为精细化管理提供数字支撑，助力企业降低管理成本。16图 2 钢铁行业标识解析实施架构图17（二）钢铁行业标识对象分析（二）钢铁行业标识对象分析1.标识对象分类标识对象分类钢铁行业标识对象及其分类包含国民经济行业分类(GB/T 4754-2017)国家标准中的 C 门类下的 31 这个大类。31 为黑色金属冶炼和压延加工业，包括炼铁、炼钢、钢压延加工、铁合金冶炼这几个小类。结合钢铁行业生产及实际应用，进行标识对象分类。类别一、钢铁行业冶炼工业炉类。类别一、钢铁行业冶炼工业炉类。主要包括焦炉、高炉、转炉、电炉、精炼炉等。其中高炉是一种大型竖式炉，用于将铁矿石和焦炭加热至高温，以产生铁水。电炉和转炉则是用于将废钢加热至熔点并形成钢水的设备。类别二、钢铁行业冶金装备类。类别二、钢铁行业冶金装备类。主要包括连铸机、热轧机、冷轧机、减速机、矫直机、剪切机、拧接机、打包机等。以减速机为例，就有圆柱齿轮减速机、起重机用硬齿面减速机、SEW 系列减速机、摆线针轮减速机、行星齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、三环减速机、皮带秤专用减速机等不同种类。类别三、钢铁行业通用设备类。类别三、钢铁行业通用设备类。吊装设备、起重设备、鼓风机、水泵、除尘器等。以水泵为例，就有离心水泵、潜水排污泵、渣浆泵、自吸泵、化工泵等不同种类。类别四、钢铁行业备品备件类。类别四、钢铁行业备品备件类。主要包括电机、电气元器件、电缆、轴承、齿轮、轧辊、阀门、温度计等。以电机为例，就有直流电机、同步电机、交流异步电机、起18重冶金电机、振动电机、防爆电机、变频电机、高压电机等不同种类。类别五、钢铁行业转运设备类。类别五、钢铁行业转运设备类。主要包括火车、鱼雷罐车、天车、行车、卡车等。用于运输矿粉、焦炭等原料，铁水、钢包等中间品，钢材、钢板等产成品。类别六、钢铁行业产品类。类别六、钢铁行业产品类。主要包括钢锭、钢坯、钢材、钢管、线棒材等。以钢材为例，就有方钢、六角钢、工字钢、H 型钢、T 字钢等不同种类。类别七、钢铁行业账票类。类别七、钢铁行业账票类。主要包括合同、订单、运单、磅单、质保书、发票、点检表等。类别八、钢铁行业企业与人员类。类别八、钢铁行业企业与人员类。企业主要包括供应商、承运商、客户企业等，人员主要包括工艺、生产、质检、物流、维修等相关人员。表 1 钢铁行业标识对象及其分类表分类代码分类名称说明标识载体采集技术1冶炼工业炉类用于将铁矿石、废钢等原材料加热至熔点并形成熔融金属的设备，如高炉、转炉等一维码、二维码等扫码器、PDA、手机等2冶金装备类用于轧制、铸造等工艺过程中的各种设备，如连铸机、轧机等一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器等3通用设备类钢铁生产过程中用到的通用设备，如吊装设备、起重设备等一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器等4备品备件类钢铁企业所需的各类备品备件，如电机、轴承、轧辊等一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器等195转运设备类钢铁生产相关的固液转运设备，如火车、鱼雷罐车、天车等一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签、主动标识载体等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器、联网自动采集等6产品类钢铁生产的产成品、中间品、副产品，如钢锭、钢坯、钢管、线棒材等一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器等7账票类钢铁生产与销售过程中涉及的账票，如订单、运单、磅单、质保书等一维码、二维码等扫码器、PDA、手机等8企业与人员类钢铁生产企业及产业链上中下游企业，以及企业内的工艺、生产、质检、物流、维修等相关人员二维码、RFID 标签、NFC 标签等扫码器、PDA、手机、RFID 读写器、NFC 读写器等2.标识编码结构标识编码结构在理清钢铁行业标识对象后，应本着统一、兼容、实用、可扩展等基本原则，制定对象的标识编码规范。一是要符合工业互联网标识解析体系架构，基于一种公有编码体系实现全局唯一；二是兼顾行业现行标准和企业应用需求，制定不同对象不同颗粒度的编码规则，并达成行业共识；三是在现阶段建立与企业内部编码的映射关系，通过过渡期逐步实现全行业规则趋同。当前，依托中国通信标准化协会和工业互联网产业联盟，以二级节点为牵引，钢铁行业对象标识编码标准正在研制中。按照唯一性、兼容性、适用性、可扩展性、科学性等原则，钢铁行业的标识对象编码基本规则如下图所示：20图 3 钢铁行业的标识对象编码基本规则标识后缀的编码规则由行业自行制定。钢铁行业标识后缀编码方法参照GB/T 36377-2018的编码规则。（三）钢铁行业标识数据分析（三）钢铁行业标识数据分析1.标识数据分布标识数据分布钢铁行业标识解析数据是通过标识载体通过采集获得的在钢铁行业产业链上的采购、生产、销售等数据，包括设备信息、产品信息、物流信息等。钢铁行业标识解析相关的业务数据以及基于业务数据的赋能，具体描述如下。业务数据类型一、钢铁行业生产过程类数据。业务数据类型一、钢铁行业生产过程类数据。主要应用于订单跟踪、生产跟踪、远程监造等。主要采集生产过程中原辅料的种类、成分和重量，气体流量、压力和总量，天车的位置和操作信息，生产过程中钢水温度和成分等，对现场采集的大量数据进行模拟、结合专家经验数据，根据热平衡和物料平衡计算公式，构建机理模型和动态模型，并机理模型和动态模型的持续迭代和优化；根据采集的标21识数据应用相应的机理模型进行计算、分析，指导技术人员进行工艺过程操作。业务数据类型二、钢铁行业生产管理类数据。业务数据类型二、钢铁行业生产管理类数据。主要应用于能源环保、物流运输、结算扣款等。主要采集转炉倾角、位置，氧枪的高度，废钢添加的种类和重量等，根据工艺过程标识数据，通过模型计算分析，在作业过程中动态寻优、实时推荐最佳作业参数，进行工艺操作调整和优化，实现炼钢过程全局优化。业务数据类型三、钢铁行业产品质量类数据。业务数据类型三、钢铁行业产品质量类数据。主要应用于质量追溯、质量协同、质量管理等。通过系统获取目标钢种成分和温度、原材料价格、炼钢成本、炼钢质量的标识数据，根据数据反馈结果，指导数据采集的内容、工艺优化操作流程，达到炼钢操作实时指导、物料配比优化、生产过程优化、产量最大、成本最优的目的。业务数据类型四、钢铁行业设备管理类数据。业务数据类型四、钢铁行业设备管理类数据。主要应用于设备管理、设备点检、设备运维、备件管理等。指导技术人员安装、使用、维修设备，减少委外维修费用，延长设备使用寿命，降低备品备件的资金占用。业务数据类型五、钢铁行业产业链协同类数据。业务数据类型五、钢铁行业产业链协同类数据。主要应用于产销协同、供应商管理、财务协同等。通过订单系统获取成品钢材的需求量，获取冶炼所需的废钢、辅料、合金钢、气体等的数量和规格数据，获取搬运设备数据、仓储区域数据、PDA 等条码识别数据，通过订单系统获取原辅料、产品运输数据，包括原材料和产品收发货位置、22运输的路线、运输车辆、视频和定位监控数据等，通过物流运输系统合理调配，实现运输产品和路线规范化管理，达到降本增效的目的。业务数据类型六、钢铁行业权限设置类数据。业务数据类型六、钢铁行业权限设置类数据。主要应用于标识数据共享、交换、解析过程中的权限配置。记录产业链企业、人员的基本信息，以企业或人员为维度设置数据权限，保障数据流通中权限不扩散。表 3 钢铁行业标识解析业务数据类型表分类代码分类名称应用基于业务数据赋能1钢铁行业生产过程类数据原料采购、排产排程、生产实绩等过程的状态、进度等信息跟进原料价格趋势，合理制定采购计划；基于市场需求预测进行排产排程；对生产过程的关键节点与信息进行跟踪，提升协作效率2钢铁行业生产管理类数据物流跟踪、能源管控、环保监测、财务协同等过程管控与优化实时了解物流运输状态；管理能源介质及高耗能设备，实现节能减排；对结算回款进行跟踪，高效对账3钢铁行业产品质量类数据生产质量标准化管理，中间品质量管控，产成品质量追溯，产品质量优化实现质量数据线上化，质量管理透明化，助力质量标准的贯彻落实，易于进行质量追溯、质量异议定责，提升产品质量234钢铁行业设备管理类数据钢铁行业设备资产的管理，设备点检维修的指导，备品备件的库存管理指导技术人员安装、使用、维修设备，减少委外维修费用，延长设备使用寿命，降低备品备件的资金占用5钢铁行业产业链协同类数据实现钢铁行业产业链企业间数据的共享共用，通过订单、产品、物流等数据的流通，提高采购、生产、运输等过程的协作效率赋能钢铁行业获得清晰的客户画像，有针对性的开展营销活动；赋能钢铁行业提升供应链安全性；建立产业链竞争优势，提升协作效率，缩短制造周期6钢铁行业权限设置类数据记录产业链企业、人员的基本信息，以企业或人员为维度设置数据权限保障数据流通中权限不扩散，数据所有企业拥有数据掌控权，可清晰获知数据流通链条，确保数据的安全使用2.标识数据建模标识数据建模为建立各类对象全生命周期的数字画像，需要对对象属性数据进行系统梳理，并规范属性数据组织形式和描述方法。根据工业互联网标识数据模型，如图所示。钢铁行业标识应用企业可基于该建模方法，建立全要素的数字模型，并定义属性数据的元数据规范，从而实现企业内部的数据管理以及企业外部的信息交互。24图 4 工业互联网标识数据模型3.标识数据分类标识数据分类钢铁行业对象属性可根据各环节的业务需要进行组织。例如为实现产品的全生命周期管理，标识数据涉及生产过程、生产管理、产品质量、设备管理、产业协同、权限控制等多个环节多个场景，共计 36 个数据项。钢铁行业重点对象的标识数据类型参考如下表。表 4 钢铁行业标识数据类型表对象分类对象分类序号序号主要属性数据主要属性数据钢铁行业生产过程类数据1原辅料种类、成分、种类2生产环节气体流量、压力、总量3天车位置、操作信息4钢水温度，体积5生产设备信息钢铁行业生产管理类数据1生产环节名产2工艺名称3操作行为4操作时间5操作位置6操作人员钢铁行业产品质量类数据1产品名称2产品种类3产品成本4产品质量5原材料组成25钢铁行业设备管理类数据1设备安装信息2设备使用信息3设备维护信息钢铁行业产业链协同类数据1入库时间2入库位置3出库时间4维护人员5库内操作6原料运输信息7产品输运信息8运输车辆信息9运输重量信息10运输路线信息11运输视频信息12运输搬运信息钢铁行业权限设置类数据1交易单据信息2交易人员信息3供应商信息4原材料消耗数5产品销售信息3.标识应用分布标识应用分布当前，钢铁行业工业互联网标识累计注册量43.3亿，累计解析量26.1亿，接入企业1074家，覆盖钢铁对象的60%，主要应用于钢铁行业设备与产品管理，应用分布如下。表 2 钢铁行业标识应用分布对象分类对象分类对象名称对象名称标识注册占比标识注册占比标识解析占比标识解析占比标签类型标签类型编码规则编码规则用途用途冶炼工业炉类焦炉、高炉、转炉、电炉、精炼炉2%2%二维码企业编码规则产品设计冶金装备类连铸机、热轧机、冷轧机、减速机、矫直机、剪切机、拧接机等2%2%二维码企业编码规则生产制造通用设备类吊装设备、起重设备、鼓风机、水泵、除尘器等1%1%二维码企业编码规则供应链管理质量检测生产制造26备品备件类电机、电气元器件、电缆、轴承、齿轮、轧辊、阀门、温度计等5%5%二维码企业编码规则生产制造维修管理转运设备类火车、鱼雷罐车、天车、行车、卡车等5%二维码企业编码规则供应链管理产品类钢锭、钢坯、钢材、钢管、线棒材等50 %二维码企业编码规则质量检测供应链管理生产制造账票类合同、订单、运单、磅单、质 保 书、发票、点检表等30U%二维码企业编码规则质量检测供应链管理企业与人员类供应商、承运商、客户企业等5%5%二维码企业编码规则供应链管理（四）钢铁行业标识应用组织流程（四）钢铁行业标识应用组织流程企业开展标识解析应用一般分四个阶段，预研与评估阶段、节点建设与部署阶段、企业标识应用实施阶段、产业推广与运营阶段。基于数字化转型要求，企业应对工业互联网标识应用需求进行分析评估，明确其建设和应用路径并进一步开展实施。其路径有三，一是服务于企业内部的闭环标识体系建设，二是服务于现场、车间、企业、供应链多层级开环应用的企业节点建设，三是服务于产业链跨企业应用的二级节点建设，下图给出了三条路径的组织流程，包括各阶段的重点实施步骤、产出物和参与方。在建设和应用过程中，二级节点还应当为行业提供统一、可实施的技术指导，如依托协会和联盟开展行业编码、元数据、系统接口等规范研制，调动企业总结典型案例形成行业应用指南，聚集产业链建立应用生态，形成规模化应用。271.预研与评估阶段预研与评估阶段企业根据自身发展现状，评估工业互联网标识及标识解析基础设施应用需求，当企业无外部信息交互场景时（例如内部资产管理），可自行建立私有标识的应用闭环；当企业存在交互场景时，可依托工业互联网产业联盟（AII）进行标识解析建设可行性分析，形成分析报告，由应用供应商进一步根据企业现状制定标识解析建设方案。2.节点建设与部署阶段节点建设与部署阶段企业标识解析建设方案将明确建设路径，同时需开展标识解析标准化工作，以指导和支撑产业服务。其中，二级节点建设应参照工业互联网标识管理办法、工业互联网标识解析 二级节点建设导则及相关技术标准，主要包括评审、建设、测试、对接、许可等关键步骤。企业依托 AII 组成专家团队进行二级节点评审，并形成评审意见，同时由政府评估后出具推荐函；企业根据实施方案进行系统建设和部署，在标识注册管理机构授权的情况下注册二级节点前缀；系统需经过第三方测试形成测试报告；测评通过的方可与国家顶级节点开展对接并进行对接测试；对接完成后企业可向所在行政区域管理部门申请许可，政府依照管理办法审核并为企业颁发相应牌照；二级节点正式上线，对接企业节点开展标识注册、解析和应用服务，并与国家顶级节点保持注册和解析数据同步。企业节点建设可依托 AII 或应用供应商制定实施方案，并开展系统建设；部署完成后企业可选择相应二级节点注28册企业节点前缀；根据行业编码规范为企业内标识对象分配标识后缀；开展标识应用后应与二级节点保持注册和解析数据同步。标准化建设主要依托中国通信标准化协会（CCSA）和工业互联网产业联盟（AII），同时也鼓励二级节点联合本行业专业协会、研究机构等共同开展标准制定。为规范二级节点基础服务、保障基础设施稳定运行，二级节点应协同企业节点共同开展行业编码、元数据、系统接口等标准研制。3.企业标识应用实施阶段企业标识应用实施阶段完成节点建设后，企业具备了基本的标识注册、解析能力，还需要在工业制造、物流仓储等现场部署标识及其关键软硬件。企业可通过 AII 或应用供应商根据建设方案提供赋码、采集、存储、和应用系统，基于工业软件中间件打通企业内部软件系统，基于顶级节点统一元数据管理构建企业主数据资源池，基于产品溯源、远程运维、数字化工厂等应用场景建设应用平台并与已有的工业互联网平台进行融合。4.产业推广与运营阶段产业推广与运营阶段随着标识应用的逐步壮大，二级节点应总结典型案例形成行业应用指南，引领企业接入工业互联网；依托 AII 开展应用成效的评估评测，完成第三方认证。29图 5 标识应用组织流程30四、钢铁行业标识解析应用模式（一）钢铁制造产销协同（一）钢铁制造产销协同1.应用需求客户需求传递不及时易偏差。应用需求客户需求传递不及时易偏差。钢铁行业的高端产品、特种钢材大多是面向大客户，如钢轨、石油管等产品，根据客户需求按单生产。客户需求往往偏个性化，加工要求、发货地也可能临时变更。然而，当前客户需求、验收情况等信息主要依赖业务员人工传递，信息常有滞后、遗漏，给制造企业造成资金损失。客户无法实时了解生产及运输进度。客户无法实时了解生产及运输进度。高端产品、特种钢材往往是后续复杂工程中的一环，如轨道建设、油井建造等，客户迫切想要了解订单的生产、发运进度，以便安排后续的接收、装配工作。当前信息的传递并不顺畅，钢材的生产、发运进度对客户是一个黑箱状态，体验不佳。2.解决方案解决方案通过标识解析二级节点打造产销协同应用，以订单标识为载体，向业务经理、客户等角色主动传递一手生产计划，生产实绩，入库、发运等信息，提高企业对内对和外订单沟通效率。订单执行过程中，通过订单标识入口规范客户要求提报渠道，减少客户需求变更次数，减少客户临时变更情况。将订单信息与客户付款信息进行关联，在监控订单执行进度的同时，及时提醒相关人员结算付款，缩短订31单回款周期，减缓资金占用。通过为货运司机、物流公司委派车辆、社会货运车辆赋予唯一标识编码，及时掌握车辆信息，装载信息，确保司机、车辆、货物一一对应，避免出现人、车、货不匹配的情况。对接生产企业、物流公司、客户物流数据，形成易认易跟踪的标识数据，及时更新物流信息，监控物流状态。在发运、装卸、验收等环节，通过消息推送第一时间通知发货员、司机、业务客户等关键角色，提高促进物流公司及司机提升服务质量与水平，进而提升客户满意度。图 6 钢铁行业产销协同解决方案3.典型案例及实施成效典型案例及实施成效案例案例 1：钢管制造企业产销协同（河南某钢管制造企业）：钢管制造企业产销协同（河南某钢管制造企业）随着我国钢铁产量和消费量的不断增长，中国已经在全球钢铁行业中占据主导地位。其中，中国钢管产能占比全球 69%左右，钢管在全国钢材产品中占比 8%至 10%。其中无缝钢管常作为油、气的输送管道，其生产工艺复32杂、工序多，专业化程度高，市场需求和供应链的急剧变化要求无缝钢管生产企业具备高度的精益化和灵活度。河南某钢管制造企业过去数据分散，多以人工方式传递信息、串联数据，依靠业务经理、发货经理等单一角色对外沟通后，再转达至企业内部相关角色，常常发生信息传递偏差、遗漏、滞后等情况，导致生产加工、运输装卸、验收安装等环节协同低效，订单生产、产品质量、物流运输的信息难以传递，服务水平上不去，给企业带来人工、罚款、返工等直接损失，还会带来产品竞争力弱，市场占有率低等严峻问题。图 7 钢管制造企业产销协同通过标识解析技术，为该企业打造产销协同应用，将产品销售相关数据标识化，通过对数据统一、标准、规范的分类分级管理，构建适用于钢管业务的数据模型。基于订单、运单、产品、车辆、司机赋予标识，提供数据推送，追踪，分析等能力。各节点关键信息，均会主动推送给责任人，相关企业提前安排生产、运输、验收、入库等工作，提升企业协作效率。基于该应用进行需求传递、需求沟通、需求反馈，确保准确生产，订单如期交付率提升至 95%。当前大多数表面瑕疵均能在线快速判定，为每笔订单节省 23 名跟单人员。制造企业能及时获悉产品到货验收、入库领用的真实情况，便于及时结算，有效缩短结算周期，减缓资金占用。33（二）钢铁产品质量管控（二）钢铁产品质量管控1.应用需求全生命周期质量追溯难度大。应用需求全生命周期质量追溯难度大。钢材普遍用于较重要的环境或部位，对产品质量要求高，除了钢材外观外，客户还希望掌握原料、成品的检化验报告、物理实验报告等。当前过程检测数据分散在制造企业的检测中心和不同产线的化验处，且没有和产品实物做对应，不具备提供给客户的客观条件。售后质量数据难聚集难分析。售后质量数据难聚集难分析。当前售后反馈记录分散，客户投诉和建议的提报渠道乱，未能有序跟踪，未做系统化管理。客户质量异议未与订单合同关联。不利于跟进质量指标，不利于产品持续改进。2.解决方案解决方案通过标识解析二级节点打造质量协同应用，以产品标识为载体，将原料、中间品等实物及检化验数据标识化，对不同维度质量检验数据进行分类分级管理。强化上下游配套件的全过程质量管控，打破质量壁垒，系统化管理采购、制造、售后等环节产品质量，实现全生命周期质量溯源，提升企业口碑和产品质量。通过质量协同应用，将传统的纸质档案管理升级为数字化档案管理，实现产品质量信息的实时收集、整理和分析。通过该应用与供应商实现数据共享和协同，将质量要求准确传递给供应商，督促供应商提升质量保证能力、生产能34力和服务质量。对生产过程进行实时监控和预测。对生产过程中的原料、工艺参数、设备状态等数据进行跟踪、分析，及时发现潜在质量问题。对产品售后的质量异议、质量建议、质量反馈进行跟踪、分析、改进。制定数字化质量标准和目标，对生产过程和市场反馈的持续改进与优化，最终实现产品质量和竞争力的不断提升。图 8 钢铁生产质量协同解决方案3.典型案例及实施成效典型案例及实施成效案例案例 2：钢铁生产企业质量协同（山东某钢铁生产企业）：钢铁生产企业质量协同（山东某钢铁生产企业）钢铁生产企业面临着多方面的质量挑战，包括原料质量、生产过程稳定性、产品一致性等方面。为了提高产品质量、降低质量成本、增强竞争力，企业需要实现全面的质量协同。山东某钢铁生产企业过去对供应商的质量管理缺乏有效的手段和方法，供应商质量保证能力参差不齐，而企业自身的质量管理也是以纸质文档为主，信息传递效率低，易出错。不同部门之间也存在沟通不畅，出现质量问35题无法及时解决，这一系列现状也导致了企业缺乏对质量数据的分析和挖掘，无法为产品的质量优化提供有效支持。借助标识解析数据平台，打造企业协同应用。在原料采购环节，要求供应商上传质检报告，并提起发货审批，质量数据完整、符合要求才可安排发货。在生产过程中，支持企业在线上传检化验报告、电子质保书、现场监造照片和视频，根据客户、第三方监造需求和数据权限，在线提供各工序真实生产信息，确保生产合规，增强客户信任，实现产品生产全过程质量跟踪。在产品离厂后，支持在线补充和维护后续节点产品现场图片、视频等信息，当发生产品质量异议时可快速判断，第一时间反馈至生产企业，在减少跟单人员的基础上助力企业提高产品监造服务水平。通过与上下游共享质量检验凭证、重要生产节点信息，将采购、生产各环节质量证明材料线上化，减少原料不合格批次，避免因原料质量问题造成的额外时间成本与材料成本。减少降级、次级产品占比，减少客户质量异议，提升产成品一次验收合格率至 98%以上。图 9 山东某钢铁生产企业质量管理36（三）钢铁制造供应链追溯（三）钢铁制造供应链追溯1.应用需求制造企业与供应商信息互通性差。应用需求制造企业与供应商信息互通性差。制造企业不了解供应商的产能与生产计划，供应商不清楚未来制造企业的需求量，双方缺乏共同的目标，无法合理对未来产能进行安排。供应商交货期延误、质量不合格的情况时有发生，制造企业信息滞后，无法及时识别风险，缺乏有效干预手段。制造企业对供应商的考核规则粗放。制造企业对供应商的考核规则粗放。目前对供应商的评价主要由采购部门执行，评价维度单一粗放，实际使用产品的业务部门的反馈分散，未形成有效数据，导致制造企业对配套件的后续实际效能缺少跟踪，对供应商的分级评价时缺乏客观真实数据的支撑，不利于供应链结构优化，也不利于供应商改进提升。2.解决方案解决方案通过标识解析二级节点打造供应链协同应用，为供应商、供配件、采购合同等创建标识，汇集采购需求、工艺要求、验收标准、检验报告、结算付款、使用评价等全过程数据。实现合同、库存、计划、进度、质量信息的实时共享和协同；建立配套件评价体系，要求业务需求方在不同节点阶段对配套件产品水平进行评价；构建供应商评价体系，实现对供应商的风险评估、分级评价。供应链协同应用对接不同企业的 ERP、MES、财务系统，同时各企业可以完全掌控自身数据，达到对数据的字段级37权限控制，由各企业自主向哪些企业或个人开放共享哪些数据，实现数据的安全可控流通。供应商通过供应链协同应用，可及时获取下游制造企业近期的采购需求，制定科学合理的生产计划，准确了解加工生产的工艺要求，清晰理解供配件的验收要求，减少供配件返工返修损失。冶金装备制造企业通过供应链协同应用，使得企业的资源利用更加合理，降低了生产成本。通过全过程数据跟踪，对供应商绩效更真实可靠，企业的供应商管理更加科学，整体供应链的稳定性得到了加强。图 10 钢铁行业供应链互联协同管理的解决方案3.典型案例及实施成效典型案例及实施成效案例案例 3：钢铁行业供应链协同应用（重庆某冶金装备制造企业）：钢铁行业供应链协同应用（重庆某冶金装备制造企业）冶金装备多为个性化定制的大型装备，制造工艺流程复杂，过程中涉及大量的原材料、中间品、供配件等资源的采购、配置和运输，有效的供应链管理对于提高生产效率、降低成本、保证产品质量以及维持企业竞争优势至38关重要。但由于供应链的复杂性和不确定性，规划和管理难度较大。原料价格的波动、货源的稳定性、运输效率等因素都可能对生产计划和成本产生影响。企业希望有效管控原材料、中间品、供配件的采购、库存、运输等环节，与供应商建立紧密的合作关系，企业能更好地应对市场波动和不确定性因素，实现资源的优化配置。重庆某冶金装备制造企业，当前与上下游企业之间依靠传统的沟通方式效率低下，信息传递容易出错。缺乏有效的资源调度和优化工具，资源利用率较低。由于供应链缺乏透明度，企业难以准确预估供应商的生产能力和库存水平。缺乏对供应商绩效的全过程跟踪及评估机制，难以科学的对供应商进行考核评价。通过该系统形成了供应链服务解决方案，实现供应商全生命周期的管理，能规范供应商引入、评审、生效、退出等流程，加强状态管理对业务的管控。实现供配件一次验收合格率提升至 95%以上，实现优质供应商占比70%以上，供应链安全性得到了很好的提升。图 11钢铁行业供应链协同系统平台钢铁行业供应链协同系统平台39案例案例 4：钢铁行业产成品供应链互联协同管理（鞍钢集团信息产业有限公司）：钢铁行业产成品供应链互联协同管理（鞍钢集团信息产业有限公司）由于下游企业多使用自有标识体系，标识编码规则和标识数据模型均不统一，产品跨系统、跨部门、跨业务流动时无法有效进行信息共享和数据交互，产业链上下游难以实现资源的高效协同。鞍钢集团旗下的鞍钢彩涂分厂通过接入鞍钢工业互联网标识解析二级节点应用服务平台，首先实现了生产钢卷的数字“身份证”，通过改造厂内已有自动化喷印设备，实现了钢卷的一物一码防伪溯源，目前钢卷是每隔 10 米喷印一个二维码及产品标识信息，待车间自动化设备升级后，将实现每隔 2 米喷印一次，保证用户在使用时即便是切割后依然有正品标识在，保证品牌形象，保护用户利益。下一步将鞍钢标识解析服务平台和厂内的 WMS 和 ERP进行对接，实现钢卷在仓储管理时的快速扫码出入库，以及对供采订单的数字化管理。车间生产设备通过赋标识码，也进行了全生命周期管理，一机一码，扫码进行日常巡检、保养、维修等操作，提高了设备管理的效率。钢材生产企业在实施工业互联网标识解析体系后，将统一的国家标识作为产品和设备的唯一“身份证”，对企业的提升是显著的：一是打通了企业内部的信息“孤岛”。统一的编号体系，使得一码可以贯穿企业内部从原材料采购、生产制造到销售出厂，从售后服务到资产设备管理的全部流程，企业内部各部门间将不再是一个个信息“孤岛”。二是链接了企业的外部资源。有了统一标识码，出厂产品将不再是“断线风筝”，通过用户随时随地查询、记录、追溯产品的流程以及使用信息，将有价值的外部信息通过国家标识码反馈给设计研发部门，为企业产品升级提供源源不断的数据支持。三是丰富了产品的营销手段。统一标识码可以承载丰富的文字、图片、40视频信息，用户扫一码而知全部，让每一个产品“会说话”。厂家可以精准掌握产品流向，直接获取扫码客户的第一手信息，及时与潜在客户沟通交流。四是提高了企业的设备资产管理效率。资产设备管理一体化，资产设备全部赋标识码，对设备进行全生命周期管理，工作人员扫码进行日常工作，巡检保养盘点扫码执行，可有效避免漏检、误检、先登后检等人为失误。五是稳定了供应链关系。供应商带码供货、采购方扫码入库，提高了供应商交付效率，提升了供应商综合保障能力，有效解决了大企业或政府采购中的“低价中标”困局。六是降低了企业的打假费用。多用户扫描同一标识码、不同地域扫描同一标识码，即可引发企业后台报警，暴露制假售假信息，实现防伪追溯厂家主动出击，有效保护品牌形象，大量节省打假费用。图 12 钢铁行业产成品供应链互联协同管理案例案例 5：钢铁行业数字供应链协同平台（青岛迪乐普精密机械有限公司）：钢铁行业数字供应链协同平台（青岛迪乐普精密机械有限公司）青岛迪乐普精密机械有限公司原材料主要为热基锌铝镁镀层卷板，该材料由北京某钢厂专门为其定制开发，由于钢厂的销售政策，公司必须采取预付款形式向钢厂进行订货，钢厂发货周期为 35 天，另外公司还有部分采购小单、由于量少导致单价较高，整个供应链周期较长、交易复杂，资金压力较大，抗风险能力低。此外，由于钢铁物流企业属于资金密集型行业，需要投入大量的资金用于运输设备、仓储设施等方面。青岛迪乐普精密机械有限公41司由于业务需求，常年原材料库存需保持在 3000 吨，仓储成本居高不下。且目前仓储运输相关业务未与其他环节打通，各环节缺乏有效的信息共享和协同作业，使得企业无法实现资源的优化配置和高效利用。基于迪乐普公司的供应链协同需求，浪潮云洲为该公司建设了基于标识解析的数字供应链协同服务平台。主要聚焦供应链管理和智能仓储两大应用场景，开展数字化协同服务。供应链管理：以需求为核心，从订单出发，整合和优化供应业务流、信息流、商品流和资金流，连接钢厂、仓储方、客户方等资源进行业务协同及资源优化配置，提供订单汇聚、货物监管、物品流通跟踪、供应链金融等服务，促进消费与生产、供应与制造、产品与服务等环节跨企业、跨地区、跨行业的数据共享，实现物品的全生命周期管理，打造供应链管理新模式，提高产业链供应链运行效率，从而增强供应链韧性。图 13 基于标识解析的钢铁行业数字供应链体系业务（订单）流：企业在平台下单后，基于标识解析系统赋予该订单唯一编码，平台聚集同类型采购订单，形成规模化订单，与上游钢材厂商锁定有竞争力的价格，进行集约采购，降低采购成本。资金流：企业付 15%预付款给平台，资金关联至对应的订单，平台整合下单并预付全款给钢厂，钢厂发货到仓库，企业分批付款提货，尾款与预付款订单的标识编码进行匹配核对。商品（实物）流：钢材分批发货，平台实现货权管控，并对每笔货物进42行唯一标识编码，关联到订单，接到平台授权后，物流服务商才可出库交付。信息流：通过对数据整理，建设多维度数据模型，构建供应商画像系统，选出可以长期合作的优质供应商，降低合作风险。该场景改变原有线下供应链订单业务模式，帮助钢铁行业上下游采购过程中聚小单变大单，从而降低企业采购成本，通过平台应用降低采购成本2，缩短订单交易时间 50%。同时，实现供应链上下游企业业务活动统筹衔接、跨区域资源集聚和资源调配；同时通过平台及运营服务，已帮助迪乐普公司增加订单量增加 30%。智慧仓储应用：迪乐普选定山东汶汇港物流有限公司为仓储合作方，基于智能摄像头，智能锁，UWB 定位，RFID 标识，智能叉车/行车，数量扫描仪等智能设备进行仓库智能化改造，通过引入工业互联网标识解析，融合多系统多设备数据，实现多品类，多仓库，多监管设备的管理，多维度数据监管，作业全流程监管（入库、地磅、加工、翻库、出库、盘点等）。并通过在货位上安装可视监控设备、电子围栏实时监控货物动态。该应用场景改变了迪乐普现有仓库距离远、仓储短倒费用高的现状。将原有仓库距离生产基地 37 千米变为距离生产基地 13 千米的汶汇港仓库，将室内仓储费 10 元/吨降低为 7 元/吨，短倒加仓储费降低约 20 元/吨。按年 3-6万吨钢材使用量计算，年节省费用约 60-120万左右。）基于标识解析的数字供应链协同服务平台，驱动上下游产业链升级，提高产业链供应链韧性，填补了行业内缺少供应链综合服务平台的空白，可以为客户提供满足多种需求的“一站式”服务体验。（四）钢铁行业智慧炼钢（四）钢铁行业智慧炼钢1.应用需求应用需求近些年国家出台了一系列的产业政策，包括智改数转、中国制造 2025、新旧动能转换，都对钢铁行业产生前所未有的影响。钢铁行业在国民经济发展过程中占有重要地位，43炼钢能源消耗占钢铁生产流程的 10%左右，降本空间占比20%左右，节能减排、提高生产效率是钢铁行业发展的必然趋势。企业要维持高质量发展，成本持续优化成为炼钢管理者关注的重点。企业要维持高质量发展，成本持续优化成为炼钢管理者关注的重点。综合钢厂各方面的生产成本考虑，当废钢价格低于铁水成本 200 元/吨及以上时，用废钢进行生产的性价比优势明显。但当前废钢市场种类繁多，定价乱象丛生。如何在纷繁复杂的市场乱象中寻找到最优性价比的废钢，来降低铁水消耗、提高废钢用量，从而达到收益最大化，是管理者面对的重大挑战。数据是钢铁行业数字化转型关键性驱动要素，但炼钢工序流程复杂，如何精确获取、分析数据是技术人员关注的重点。数据是钢铁行业数字化转型关键性驱动要素，但炼钢工序流程复杂，如何精确获取、分析数据是技术人员关注的重点。现阶段炼钢工序工艺流程复杂、工序间参数波动大以及数据信息多源异构，工序间自动化水平参差不齐，数据信息可靠度低。面对大量的生产数据,真伪难辨，繁杂的统计分析，错误也在所难免。如何实现真实、高效的数据收集、有效分析、问题的精准定位，为生产提供可靠的决策依据，是技术人员和财会人员的困扰。转炉炼钢过程涉及多道工序，现阶段炼钢数字化水平低，如何在信息化基础上打通各作业工序，把多源异构数据应用起来，是提高炼钢效率的重点。转炉炼钢过程涉及多道工序，现阶段炼钢数字化水平低，如何在信息化基础上打通各作业工序，把多源异构数据应用起来，是提高炼钢效率的重点。以炼钢转炉为中心，通过建设标识解析系统，对入炉的铁水、合金、废钢、辅44料、氧气、氧枪等作业设备设施数据进行注册、解析，按照炼钢作业流程把各炼钢车间、冶炼工序的标识数据串联起来进行数据分析、回溯，消除数据孤岛，是提高冶炼效率、降低成本的重点。钢铁生产工序复杂，生产全流程均为“黑箱”，如何建立炼钢过程机理模型和数字模型，指导炼钢工艺优化和提升生产效率，是炼钢智能化的重点。钢铁生产工序复杂，生产全流程均为“黑箱”，如何建立炼钢过程机理模型和数字模型，指导炼钢工艺优化和提升生产效率，是炼钢智能化的重点。炼钢过程温度较高、物理化学反应迅速，再加上检测手段欠缺、信息反馈不及时，导致生产过程不确定，质量不达标、生产效率低水平徘徊。如何根据热平衡和物料平衡，融合成本、命中率、炼钢效率等因素建立机理模型，将炼钢工艺技术和现场专家经验与数字化技术相结合，进行数据的模拟优化，并根据模型推荐指导数据参数进行炼钢作业，是炼钢作业人员非常关心的问题。2.难点分析难点分析转炉冶炼工艺是钢铁全流程工序中操作难度大、技术要求高、工序成本占比较大的环节，如何有效解决物料优化、提高终点命中率、降低吨钢成本、提高冶炼效率是炼钢工作人员一直关注的问题。数据的采集、分析、共享难。数据的采集、分析、共享难。炼钢生产工艺复杂、不透明，涉及到原材料和辅料添加、碳含量控制、有害元素45去除、氧气和温度调控等。转炉冶炼过程中各因素相互制约、相互影响。如何采集原辅料、吹氧量、热量输入等数据非常困难，并且数据的采集、分析和快速共享也决定了钢铁冶炼的成本和效率。操作指导和工艺优化难。操作指导和工艺优化难。原辅料在炼钢过程中充当多个角色、实现多个功能，但原辅料的加入量和加入时机会影响冶炼的热平衡和物理平衡，如何在工艺波动的情况下加入原辅料非常关键。含碳量多少影响钢材性能，吹氧是控制碳含量的重要手段，决定反映效果和拉碳时机，在炉内物理化学反映非常迅速的情况下，如何精确控制氧枪的枪位、流量、流速非常重要。3.解决方案解决方案现阶段转炉炼钢整体数字化水平低，而且冶炼过程工序复杂、生产全流程为“黑箱”操作，作业过程中各工序数字化作业环境不稳定、信息孤立、数据采集困难，无法通过智能化手段对现场作业数据进行计算分析、优化并指导炼钢操作，缺少数字化展示、智能应用平台，转炉炼钢成本高、冶炼效率低。浪潮云洲秉承“精益 智能”理念，依托工业互联网“双跨”平台，创新研发智能炼钢系统，囊括成本优化、智能调度、主操冶炼、合金优化、数据管理、生产追溯等十一大模块，46封装机理模型、动态机器学习模型，以及专家经验模型，将炼钢工艺技术和现场专家经验、诀窍与数字化技术相结合，实现了在成本最优的前提下，精准指导炼钢操作。打造数字化智能炼钢生产环境。打造数字化智能炼钢生产环境。在炼钢作业现场各工序部署传感器、摄像头、定位设备、气体分析仪，在主控室部署智能炼钢一体机、网关、大屏等设备，解决转炉生产各工序的设备、仪表连接问题，提供稳定的智能作业环境、确保数据采集的准确性。建立标识解析体系，进行数据采集、关联互通。建立标识解析体系，进行数据采集、关联互通。建立钢铁行业转炉炼钢工业互联网标识解析体系，基于统一的编码规则和标准，以一维码、二维码、无线射频识别标签、主动标识设备等方式赋予原辅料、作业设备、采集设备、检测设备、温度、钢水成分、气体种类和含量等标识对象唯一的“电子身份证”，实现一物一码。使用智能传感器、气体分析仪、成分检测仪等设备进行炼钢各作业工序谁的采集。通过标识解析体系，将分散的信息关联起来，实现转炉炼钢全流程、全要素的信息互通。打造智能炼钢系统数据模型，进行数据计算、分析、展示。打造智能炼钢系统数据模型，进行数据计算、分析、展示。通过智能炼钢对数据的完整性、可用性进行分析，清洗错误数据，导入炼钢工作者长期积累的经验数据。根据物料平衡、热平衡的基本原理，以机理模型 动态模型相结合，以成本最优、命中最准、效率最高建立多元多维度47非线性目标极限寻优方程，建立冶炼过程动态寻优模型、氧枪动态规划模型、炉内实时预测模型、辅料动态优化模型、合金动态优化模型。实时研判入炉原材料状况，利用过程状态方程导入的智能炼钢模型进行动态分析、精准判断和科学决策。基于智能炼钢系统的囊括成本优化、合金优化、数据管理、生产追溯等模块，结合智能炼钢系统数据模型，对入炉冶炼数据进行计算、分析，结合现场专家经验、诀窍对数据进行优化，精确指导炼钢操作。智能炼钢系统包含智能调度、3D数字化展示模块，对转炉冶炼中各工序进程、铁水消耗量、废钢消耗占比、辅料消耗、吹氧量、氧枪位置和角度、炉内温度、废钢成本等数据进行统计、分析、展示，结合现场作业进程指导作业人员进行智能作业调度，规范冶炼操作流程、形成数据报表、指导业绩管理。从而达到降低炼钢成本，提高双命中率，实现效益最大化目的。图 14 智能炼钢系统模型48转炉炼钢智能优化指导。通过构建的废钢、辅料、氧气、枪位、终点、合金等动态模型和机理模型，在冶炼过程中通过系统模型实时推荐的数据进行作业。通过智能炼钢系统主操控室界面，对冶炼过程进行跟踪管理、冶炼配置进行优化、基于数字孪生技术对出钢、加废钢过程进行演示，通过神经网络算法模型、数据清洗模块对冶炼数据进行分析优化，实现对冶炼过程进行管理、氧枪动态规划寻优、达到合理配料、精确枪位控制、及时拉碳、并以最优成本加入合金进行冶炼，最终达到产量最大、成本最优的目的。案例案例 6：精益：精益 智能炼钢系统（无锡新三洲特钢有限公司）智能炼钢系统（无锡新三洲特钢有限公司）无锡新三洲特钢有限公司 2001 年成立于江苏省无锡市，主营高线线材和螺纹钢。炼钢厂现有 2座 50吨转炉、1座 50 吨电炉。但 2号转炉炼钢工序存在炉料结构复杂多变、各种原辅料成分不稳定、炉内反应无法实时监测、黑箱化现象严重的现象，浪潮云洲智能炼钢系统针对 2 号转炉冶炼过程中质量成本控制难、管理规范落地难、冶炼经验提升难、数据追溯分析难等炼钢痛点，依托工业互联网“双跨”平台，创新研发极数炼钢系统，囊括数字化业绩管理系统、炉前调度系统、智能吹炼系统、炉后调度系统四大场景解决方案。通过标识解析体系，构建智能炼钢机理模型和动态模型。从冶金的基本理论出发通过理论推导，同时结合生产现场的大量数据和专家的经验，梳理机理计算公式，嵌入系统中做基础运算。采用 AI 算法，构建 6 个模型：废钢模型（推荐废钢加入量）、造渣模型（推荐辅料加入量）、供氧模型（推荐氧气加入量）、氧枪位置规划、实时终点预测、寻优模型。在标识解析的基础上，结合数49据驱动模型算法、炼钢机理模型基础公式、算法专家支撑工具，提供工艺专家和现场工人支撑应用，实现机理模型和动态模型的持续迭代和优化。通过数据采集、计算、分析，为炼钢作业提供数据指导，达到炼钢操作实时指导、物料配比优化、生产过程优化、产量最大、成本最优的目的。其中 2#转炉冶炼过程中，石灰利用率达 90%，钢水温度合格率达 98%，终点双命中率提高到 80%，冶炼周期缩短 5%，高线和螺纹钢碳含量、杂质和有害元素率脱除率都达到指标要求。图 15 精益 智能炼钢系统50五、发展建议（一）标识解析赋能数据协同，实现精细生产（一）标识解析赋能数据协同，实现精细生产一是从顶层设计出发，制定全面的数字化转型蓝图，将标识解析体系融入企业总体发展规划中，确保标识解析体系与现有系统架构的无缝集成，保障系统间的综合集成能力。二是强化数据治理，确保数据的准确性和实时性，利用标识解析技术对生产流程进行优化，实现生产过程的自动化和智能化，为企业决策提供可靠的信息支持。三是加强供应链管理，通过标识解析实现供应链上下游数据互通，实现上下游数据的透明化和协同化，提升供应链的整体效率。（二）标识解析赋能企业管理，优化管理模式（二）标识解析赋能企业管理，优化管理模式一是鼓励标识解析赋能产业链供应链数字化，支持企业利用标识解析技术实现生产、加工、运输、检测等环节的全面数字化，提升智能化生产管控和供应链优化能力。二是推进标识解析赋能绿色低碳管理，通过标识解析技术，构建碳排放数据管理体系，提升能源数据与碳排放数据的采集监控、智能分析和精细管理水平。三是利用标识解析提升安全管理水平，利用标识解析技术进行风险监测和预警，提升企业关键设施设备的安全风险监测预警能力。（三）标识解析推动技术融合，加速应用创新（三）标识解析推动技术融合，加速应用创新一是利用标识解析捕获数据的优势，推进“数字孪生”技51术将虚拟模型与实际生产相结合，实现冶炼过程的可视化和精细化管理，提高生产效率和产品质量。二是强化标识解析与区块链融合，推进钢铁企业实现供应链的全面监控和管理，优化物流管理，减少信任成本。三是推进标识解析与人工智能创新应用，深化人工智能技术与制造流程的融合，通过标识解析实现主体追踪，人工智能提升生产效率和产品质量，实现钢铁生产整体的智能提升。
2024-11-19
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年）等政策文件，全国各地积极开展工业互联网标识解析体系建设与部署，包括各级标识解析节点建设，标识解析产业生态培育，标识应用创新发展。工业互联网标识可为制造业各类对象建立全生命周期“数字画像”，通过分层分级解析节点查询和关联对象在不同环节、不同系统中的数据，在此基础上企业还可以借助数据挖掘等技术实现各种智慧化应用，并为关键产品的监管提供基础支撑，标识解析体系作为国家新型基础设施，降低了企业接入工业互联网门槛和使用成本，促进了产业链上下游资源的高效协同。在工业和信息化部的指导与各地方政府的支持推动下，我国工业互联网标识解析体系建设已步入快车道，国家顶级节点稳步运行，二级节点快速发展，标识应用成效初显。当前，按照标识解析增强行动的要求，还需要从做大规模、做深应用、规范管理三方面进一步提升我国工业互联网标识解析体系的发展水平，深化标识在制造业设计、生产、服务等环节应用，发挥出标识在促进跨企业数据交换、提升产品全生命周期追溯和质量管理水平中的作用。4随着物联网、工业互联网以及区块链等信息技术的逐步发展成熟，燃气行业面临着数字化转型升级的挑战。其中，行业大数据环境是实现数字化转型的基础，由于燃气行业属于融合多个行业的服务业，产业链中各企业信息化水平参差不齐，企业间存在信息壁垒及“信息孤岛”等问题，这阻碍了燃气行业大数据生态的形成。燃气行业亟需通过工业互联网标识将产业链中各企业连接起来，实现数据的互联互通，逐步消除物流行业“信息孤岛”，形成行业级大数据环境，助力燃气行业转型升级。为了加快工业互联网标识解析体系在燃气行业应用推广，工业互联网产业联盟标识组联合燃气行业相关企事业单位编制工业互联网标识应用指南（燃气）（以下简称指南）。本指南适用于 国民经济行业分类（GB/T4754-2017）“D”电力、热力、燃气及水生产和供应业门类下，包括 D451燃气生产和供应业，包括天然气生产和供应业、液化石油气生产和供应业、煤气生产和供应业。本指南主要围绕燃气行业数字化转型需求，提出工业互联网标识解析实施路径、总结标识解析应用模式，为煤炭行业产业链相关参与方落地实施工业互联网标识应用提供参考。5目录目录一、工业互联网标识解析概述.7二、燃气行业数字化转型需求分析.10（一）燃气行业基本情况.101.行业简介.102.产业链.12（二）燃气行业发展的主要特点.14（三）燃气行业转型的变革方向.17三、燃气行业标识解析实施路径.19（一）燃气行业标识解析实施架构.19（二）燃气行业标识对象分析.201.标识对象分类.202.对象标识编码.243.标识应用分布析.25（三）燃气行业标识数据分析.281.标识数据分布.282.标识数据建模.303.标识数据类型.31（四）燃气行业标识应用组织流程.331.预研与评估阶段.342.节点建设与部署阶段.343.企业标识应用实施阶段.3564.产业推广与运营阶段.36四、燃气行业标识解析应用模式.38（一）燃气设备材料全生命周期质量安全追溯.381.应用需求.382.解决方案.393.典型案例及实施成效.39（二）燃气物联设备安装、运维和售后智能化.411.应用需求.412.解决方案.413.典型案例及实施成效.42（三）天然气等能化大宗商品交付智能化.441.应用需求.443.解决方案.453.典型案例及实施成效.46五、发展建议.47（一）加速燃气行业标识服务整合与应用拓展.48（二）推动燃气行业信息共享及需求挖掘.48（三）探索燃气行业标识数据安全防护体系.48（四）构建燃气产品绿色回收流程及标准体系.497一、工业互联网标识解析概述工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。工业互联网标识解析体系的核心要素包括标识编码、标识解析系统和标识数据服务三部分。其中，标识编码标识编码是指能够唯一识别物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源的身份符号，类似于“身份证”中的身份证号，标识编码通常存储在标识载体中，包括主动标识载体和被动标识载体；标识解析系统标识解析系统是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统，对物理对象和虚拟对象进行唯一性的逻辑定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础；标识数据服务标识数据服务是指能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用服务。在实际部署中，我国工业互联网标识解析体系逻辑架构采用分层、分级模式，包括根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点和递归节点，构成我国工业互联网关键网络基础设施，为政府、企业等用户提供跨企业、跨地区、跨行业的工业要素信息查询，并为信息资源集成共享以及全生命周期管理提供重要手段和支撑。工业互联网标识解析是实现异构编码兼容的基础前提。工业互联网标识解析是实现异构编码兼容的基础前提。制造业企业基于不同业务需求，已面向产成品使用了大量私有标识，建立仓储管理、物流配送、数字营销等场景的局部8数据闭环。随着标识对象从产品向机器、原材料、控制系统、工艺算法以及人等要素的扩展，应用场景从企业内单一业务向企业外多元服务的延伸，私有标识难以满足全要素、全产业链互联互通的需求。利用工业互联网标识解析基础设施，企业使用统一编码替代已有编码或进行编码的映射转换，可实现公有标识与私有标识、异构公有标识之间的兼容互通，将解决传统标识在企业外不能读或读不懂的问题，破除信息传递壁垒，进而实现各类主体在更大范围、更深层次、更高水平的互联。工业互联网标识解析是实现多源异构数据互操作的关键支撑。工业互联网标识解析是实现多源异构数据互操作的关键支撑。由于制造业链条长、环节多、场景复杂、软件多样等特性，海量工业数据分散在不同系统中、异构网络相互隔离、数据表述不一致，大量的“信息孤岛”和特定的接入方式导致用户获取的服务受限，尤其在协同制造、智能服务等创新应用领域难以获取、发现、理解和利用相关数据。工业互联网标识解析通过建立与底层技术无关的公共解析服务、标准化数据模型和交互组件、异构网络适配中间件，可灵活定位并接入各类主体在不同环节、不同系统中的应用或数据库，从而促进不同行业、上下游企业之间数据关联、互操作与信息集成，同时提升现有制造系统的数据利用能力。工业互联网标识解析是实现产业链全面互联的重要入口。工业互联网标识解析是实现产业链全面互联的重要入口。企业间传统的信息交互模式为建立两两系统的数据对接，由于不同厂商、不同系统、不同设备的数据接口、互操作规程等各不相同，企业需投入大量人力、物力构建多套交互接9口，导致互联成本高、效率低、共享难，无法满足产业链协同需求。工业互联网标识解析各级节点作为国家新型基础设施，是全面互联下信息查询的入口，承载了工业要素全生命周期的信息获取及数据交互，通过许可监管、分级管理等保障了体系的稳定运行和高质量服务，保证了企业主体对标识资源分配和标识数据管理的高度自治，并通过统一架构、标准化接口等降低了企业接入门槛和使用成本，实现了部署经济成本最优。工业互联网标识解析是打造共建共享安全格局的有效工业互联网标识解析是打造共建共享安全格局的有效路径。路径。随着工业互联网接入数据种类、数量的不断丰富，以及工业数据的高敏感性，对网络服务性能要求越来越高。标识解析建立了一套高效的公共服务基础设施和信息共享机制，通过建设各级节点来分散标识解析压力，降低查询延迟和网络负载，提高解析性能。同时，逐步建立综合性安全防护体系，工业数据存储在责任主体企业保障了数据主权，通过身份认证、权限管理、数据加密等机制实现标识对象信息的安全传输和获取，通过多利益相关方在全生命周期中的合作，形成开放、引领、安全、可靠的产业生态系统。10二、燃气行业数字化转型需求分析（一）燃气行业基本情况1.行业简介（一）燃气行业基本情况1.行业简介燃气行业是指以天然气、液化石油气、煤气等为主要供应物质的行业，主要涵盖燃气勘探、燃气生产、燃气运输、燃气销售以及燃气应用等各个方面。涉及国民经济行业分类B（采矿业）门类下的大类 07 石油和天然气开采业，C（制造业）门类下的大类 25 石油、煤炭及其他燃料加工业、33金属制品业、34 通用设备制造业、35 专用设备制造业、38电气机械和器材制造业、39 计算机、通信和其他电子设备制造业、40 仪器仪表制造业，D（电力、热力、燃气及水生产和供应业）门类下的大类 45 燃气生产和供应业。“十三五”以来，中央政府积极出台有关政策，在探矿权放开、干线管网独立、价格改革、储气调峰能力建设等方面加大天然气市场化改革，通过推行“煤改气”工程、开展“燃气下乡”、支持交通运输领域使用天然气作为燃料等工作来进一步加大天然气利用的广度和深度。从供应方面来看，我国已形成由国产常规气、非常规气和进口 LNG、管道气的多气源供应格局。其中，国产气近两年上产速度加快，2021年产量 2086108m3，增速达到 8%；进口管道气供应增速加快，2021 年供应量为 585108m3，增速接近 23%；进口 LNG是 近 几 年 的 主 要 增 量 气 源，2021 年 供 应 量 达 到1096108m3，增速超过 17%。从基础设施建设方面来看，11天然气长输管道总里程近 8.4 万 km；城市配气管网超过 100万 km；在役储气库（群）15 座；形成储气调峰能力约171108m3；已建成投产 LNG 接收站 22 座，总接收能力超过 9000104 吨。从消费方面来看，近 10 年我国天然气消费整体保持快速增长，从2010年的1076108m3增长至2021年的 3654108m3，年均复合增长率 11.6%；在一次能源消费中的占比由 2010 年的 4.2%持续提升至 2021 年的 9%，天然气已经被广泛应用于城市燃气（炊事、公服、采暖制冷、交通运输等）、工业燃料、发电和化肥化工领域。其中，工业燃料领域用气量约 1451108m3，城市燃气领域用气量约1164108m3，发电领域用气量约 660108m3，化肥化工领域用气量约 379108m3。用气人口超过 9 亿，城市民用气化率达到 97.9%，近 3000 余家国有、外资、民资以及混合所有制城市燃气企业为千家万户提供着优质服务。天然气是清洁、低碳的化石能源，在等热值情况下，碳排放较煤炭减少约 45，推进天然气利用是改善大气质量、实现绿色低碳发展的有效途径，又是新能源高比例接入新型电力系统下保障能源安全和能源结构转型的现实选择。近年来，随着中国城镇化进程加快和污染防治力度加强，天然气利用规模不断加大、输配系统日渐完善，实现了燃气行业高速发展。在碳中和背景下，中国能源发展已进入增量替代与存量替代并存的发展阶段，天然气将在能源转型过程中起到重要支撑作用。天然气需求量预计 2040 年前后进入峰值平台期，达到 55006500 亿立方米/年，较 2020 年增长 70，12“十四五”及未来一段时期内仍有较大发展空间，燃气行业发展的基本面总体向好。2.产业链2.产业链城市燃气生产和供应行业产业链主要是由上游气源的勘探开采、中游储存和输配送系统，以及下游分销系统组成。上游天然气气源主要是来自于气田，油气开采企业是城市燃气企业气源的主要供应商;中游的输配送系统可以分为长输管线或者液化天然气输配送系统;下游的城市分销系统就是城市燃气的核心运营模式。城市燃气运营商在通过市场竞争取得特许经营权之后，首先在城市中投资建设城市输配售系统，然后从长输或中输管道和门站取得天然气气源，再通过输配售系统将燃气输送至终端客户。燃气行业产业链全景图如图 1 所示。13图 1 燃气行业产业链全景图燃气行业产业链上游，主要包括天然气开采及天然气贸易（进口管道天然气、进口 LNG）。燃气行业产业链上游，主要包括天然气开采及天然气贸易（进口管道天然气、进口 LNG）。其中油气开采企业和贸易企业是城市燃气企业气源的主要供应商，国内外天然气资源和管网输配能力的规模直接决定了本行业的生产经营规模。燃气行业产业链中游，主要包括长输管线或者液化天然气输配送系统。燃气行业产业链中游，主要包括长输管线或者液化天然气输配送系统。我国天然气输送管网原主要掌控在中石油、中石化及中海油手中（目前由国家管网集团负责管理主干管线），上述三家龙头企业依托资源、技术、人才等方面的优势，在中国拥有天然气管道建设和运营管理的先发优势。随着我国油气体制改革的逐步深入，天然气管道运输的瓶颈因素逐步弱化，天然气市场供应主体逐步多元化，为提高国家资源保障能力提供了良好的发展环境。燃气行业产业链下游，主要包括居民用气、工商用气及燃气发电等。燃气行业产业链下游，主要包括居民用气、工商用气及燃气发电等。随着城镇化步伐加快，及受碳中和、产业升级等因素的影响，城市燃气的刚性需求进一步提升，广阔且持14续增长的需求将推动城市燃气行业稳步发展。居民用气方面，天然气作为居民燃气主要用于居民采暖、炊事、洗浴等生活用燃料。随着我国城镇化的发展及城市燃气管网建设加快，居民天然气需求量将不断提高。工商用气方面，天然气作为燃料可用于轻纺、建材、机电、石化、冶金及其他工商业等领域。随着我国制造业的持续发展及工业燃料升级工程的进一步实施，工商用气需求增长前景可观。燃气发电方面，根据“十四五”现代能源体系规划，到 2025 年天然气发电装机总容量达到约 30 亿千瓦。天然气发电具有低碳、高效、稳定、启停快、变负荷能力强等优势。伴随中国天然气供应保障能力的进一步提升和电气化进程的持续推进，天然气发电有望成为调峰电力主要来源之一。（二）燃气行业发展的主要特点（二）燃气行业发展的主要特点一是行业政策不断完善。2004 年，国家颁布市政公用事业特许经营管理办法，为城市燃气企业的合法经营提供了依据，也为民生用气提供了保障；2007 年颁布的天然气利用政策规定，我国将优先发展城市燃气；2010 年颁布的城镇燃气管理条例，是我国第一部国家颁布的关于城镇燃气管理的行政法规，对促进燃气事业健康发展具有重大而深远的意义；2012 年颁布的天然气利用政策将天然气用户分为优先类、允许类、限制类和禁止类。其中，城镇（尤其是大中城市）居民炊事、生活热水等用气被列入优先保障类；2016 年颁布的天然气发展十三五规划提出，提高天15然气在一次能源消费中的比重；2017 年颁布的加快推进天然气利用的意见明确指出，将天然气培育成我国现在清洁能源体系的主体能源之一。支持性政策的密集发布，给天然气的发展带来了机会，提供了政策方面的保障。二是市场改革不断深化。在早期，上游主要是以中石油、中石化和中海油 3 家央企为主，石油业务是主营业务，天然气仅作为辅业。下游城市燃气企业大多为地方国有企业，投资靠政府、经营靠补贴，盈利能力普遍不足。进入发展期，市政公用行业的改革力度加大，以华润燃气、新奥能源、港华燃气、中国燃气为代表的企业开始在全国布局，抢占市场份额，城市燃气企业快速发展，盈利能力显著提升，中石油等大型央企也开始有选择性的进入下游市场。随着国内天然气供不应求的矛盾不断加大，价格持续上涨，国家从 2014年开始，按照“管住中间，放开两头”的改革思路，对全产业链进行市场化改革，打破了上下游一体化的经营模式，形成了“X 1 X”的新模式，下游企业开始进入上游和中游，形成了“五大、N 区、众小”的市场格局。五大跨区域性燃气公司企业数量约 2 000 家，销售量占城燃销售总量的 65%以上，占全国消费总量的 50%；省级区域性燃气公司（北京燃气、上海燃气、重庆燃气等）全资或控股城镇燃气企业数量为 172 家；中等规模的地方国企和民企数量为 900 余家，包括中裕、百川、天伦、奥德等燃气公司。16三是环保共识不断提升。应对全球气候变化、减缓或减少温室气体排放已成为各国发展政策的一项重要内容，环境保护迫使各国能源格局重新洗牌。党的十八大以来，习近平总书记多次强调“绿水青山就是金山银山”，“两山理论”已成为引领我国走向绿色发展之路的基本国策。2013 年，“大气十条”提出加快调整能源结构，加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应。天然气作为替代煤炭的最佳能源，再次获得了发展机遇。“十三五”期间，“2 26”重点城市的“煤改气”行动在调整能源结构，改善空气质量方面取得突出效果。截至 2021 年底，“2 26”城市和汾渭平原累计完成了 2 700万户散煤替代，替代散煤超过 6 000 万 t，基本完成平原地区冬季取暖散煤替代。“2 26”城市的 PM2.5 平均浓度从 2014年的 91.5g/m 3 下降到 2021 年的 43g/m 3。四是科技水平不断提高。数字化转型赋予企业新的机遇，工业互联网、大数据、人工智能、物联网等技术的应用，有效提升了城市燃气企业的管理水平，促进了行业的发展。北斗系统以及智能管网在城市燃气企业中得到了广泛应用，为天然气的发展提供了新动能。例如，燃气管线大多是埋地管线，且管道样式、结构、位置等复杂多样，北斗定位系统的应用对不同管道以及各节点进行了有效定位监控，不仅有利于精准定位泄漏点，提高隐患排查能力，而且有效的节约了企业的人力、物力；“生产调度系统”“管网远程监测监控17（SCADA）系统”等一系列智能管网系统，提高了燃气施工、抢修、运行的效率；“燃气热线信息管理系统”“客户信息管理系统”等系统提升了企业的服务品质。科技水平的不断提高，进一步促进了城市燃气的发展。（三）燃气行业转型的变革方向（三）燃气行业转型的变革方向在碳中和目标导向下的能源改革进程中，中国天然气行业需要积极探索更为有效的低碳转型路径，在并不宽裕的发展空间中发挥最大的效用，寻求更高质量的发展。应该从天然气产业链的自身发展和在碳中和目标导向下的发展两个层面来考量。持续推动增储上产，增强天然气发展底气。继续加大对国内天然气勘探开发的支持力度，在努力完成七年行动计划的基础上，夯实保障天然气供应安全的基础。构建多元均衡进口体系，保障天然气供应安全。坚持稳定可靠与多元灵活并重，持续完善四大进口通道，形成“陆上三大、海上七大”的运输格局。加速储气能力建设，夯实天然气调峰优势。可以考虑将华北、长三角、中南储气群定位为进行区域调峰，以油气藏和盐穴建库为主；中西部、西南、东北、西北储气群以区域及跨区域调峰为主并兼顾战略储备，以油气藏建库为主。四是上游企业要发挥优势，在 CO2 驱油、封存、运输等方面开展研究和应用。结合资源引进、市场和调峰需求，总体布局管网设施。18加快中俄东线、西四线、西三线中段等重点项目建设，形成“六横六纵”干线管网格局，构建“区域联通、区内成网、调运灵活”的天然气输配体系。天然气将作为补位和替代高碳高污染燃料的基础能源。根据有关权威机构的测算，“气代煤”可实现至少 40%的碳减排效果，并大幅降低颗粒物、SO 等污染物排放，实现“减污降碳”协同增效。此外，天然气在长途运输、船舶等交通运输领域替代油品同样可实现“减污降碳”协同，是重卡、船运领域规模应用新能源前最具比较优势的清洁低碳燃料。天然气将成为构建新型电力系统过程中的主要调峰资源。与煤电、抽水蓄能和储能发电方式相比，天然气发电的调节能力强、清洁低碳、布局灵活，适用于集中式和分布式等多种应用场景，是未来相当长时间内提供增量电力热力需求、保障电力供应安全的优选解决方案。19三、燃气行业标识解析实施路径（一）燃气行业标识解析实施架构（一）燃气行业标识解析实施架构图 2 燃气行业标识解析实施架构20（二）燃气行业标识对象分析1.标识对象分类（二）燃气行业标识对象分析1.标识对象分类燃气行业标识对象及其分类包含国民经济行业分类(GB/T 4754-2017)国家标准中的 B（采矿业）门类下的大类 07石油和天然气开采业，C（制造业）门类下的大类 25 石油、煤炭及其他燃料加工业、33 金属制品业、34 通用设备制造业、35 专用设备制造业、38 电气机械和器材制造业、39 计算机、通信和其他电子设备制造业、40 仪器仪表制造业，D（电力、热力、燃气及水生产和供应业）门类下的大类 45 燃气生产和供应业。结合燃气行业产业链供应链，进行标识对象分类。类别一、管材类。类别一、管材类。主要包括，无缝钢管、螺旋钢管、直缝钢管、PE 管、热镀锌钢管、薄壁不锈钢管、软连接管材（燃气输送用波纹软管、燃气具用波纹软管、金属包覆软管、橡胶复合软管）、其它管材（球黑铸铁管、铝塑复合管、衬塑铝合金管、钢塑复合管、钢管）、非燃气输送用管材（非热镀锌钢管、PPR 管、其它 PE 管、PVC 管）等。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别二、管件及其它连接材料类。类别二、管件及其它连接材料类。主要包括，钢制焊接管件、PE 管件、镀锌管件、薄壁不锈钢管件、绝缘接头、补偿器、软连接管件等。适用的标识载体有一维码、二维码、21RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别三、阀门类。类别三、阀门类。主要包括，闸阀、球阀、电磁阀、截止阀、案例阀、自闭阀、蝶阀、止回阀、节流阀、旋塞阀、阀门配件等。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别四、仪器仪表类。类别四、仪器仪表类。主要包括，流量仪表（膜式燃气表、腰轮流量计、涡轮流量计、超声波流量计、涡街流量计、质量流量计、流量计算机）、压力仪表（燃气压力表、压力变送器、差压变送器、压力效验仪）、温度仪表（温度计、温度变送器、温度效验仪）、其它仪表（硫化氢检测仪、密度计、色谱分析仪、露点仪、热能计、修正仪）、自动化控制设备（PLC、RTU）、仪器仪表配件（气表表头、气表表箱）等。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别五、防腐绝热材料类。类别五、防腐绝热材料类。主要包括，防腐材料（油漆、冷缠带、热收缩缠绕带、防腐胶水、聚乙烯颗粒、环氧粉末、玻纤布、环氧煤沥青、黑膜）、绝热材料（绝热玻璃、石棉、硅酸盐）等。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别六、工艺设备类。类别六、工艺设备类。主要包括，过滤设备、调压设备、22调节阀、加臭装置、储气设备、CNG 专用设备、LNG 专用设备、LPG 专用设备、阴极保护设备、燃气加热器。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别七、动力设备类。类别七、动力设备类。主要包括，压缩机、泵、风机、燃气冷热电三联供集成设备、发电机组、空调设备、交流电动机及配件、直流电动机及配件。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别八、法兰、紧固件、密封件类。类别八、法兰、紧固件、密封件类。主要包括，金属法兰（法兰、法兰盖）、紧固件（螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、柳钉）、密封件（填料密封、密封圈、密封条、缠绕垫片、金属法兰垫片、复合法兰垫片、非金属垫片）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别九、机械工具类。类别九、机械工具类。主要包括，开孔封堵机械及附件、焊接设备、混合设备、管道完整性评估产品、燃气泄漏检测产品、普通重工工程机械。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十、气体与石油及化工产品类。类别十、气体与石油及化工产品类。主要包括，气体（天然气、液化石油气、压缩天然气、液化天然气、压缩空气、23氮气）、石油及化工产品（加臭剂、油与油脂、橡胶制品、塑料制品）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十一、用气产品及配件类。类别十一、用气产品及配件类。主要包括，工商业燃气用具（燃气窑炉、燃气锅炉、燃气发动机驱动空调热泵机组、燃气直燃机、公服用燃气灶具）、民用燃气用具（家用燃气灶具、家用燃气热水器、燃气采暖热水炉）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十二、安全消防及劳动保护用品类。类别十二、安全消防及劳动保护用品类。主要包括，消防设备及器具、劳动保护用品、标志产品（安全标志、专用标志）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十三、建材及五金产品类。类别十三、建材及五金产品类。主要包括，型钢（工字钢、角钢、槽钢、螺纹钢）、钢板（热扎钢板、冷扎钢板、花纹钢板）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十四、通讯器材与电子工业产品类。类别十四、通讯器材与电子工业产品类。主要包括，通讯器材（无线电话机、对讲机、移动通讯设备、通信卡）、监视设备及配件（电视监视设备、防盗系统、楼宇控制系统24及配件）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十五、电气电工设备与材料类。类别十五、电气电工设备与材料类。主要包括，电工材料（电缆）、防爆电器装置及附件（防爆磁力起动器、防爆开关、防爆电器元件、防爆电器装置、防爆电器灯具、防爆电器安装管件、防爆挠性连接管、防爆空调、防爆接线箱、防爆插销、防爆风机、防爆电加热器、防爆插头、防爆插座、防爆插接装置、防爆镇流器芯）。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。类别十六、实验用品类。类别十六、实验用品类。主要包括，玻璃仪器、化学试剂、试纸及滤纸、化验用杂件。适用的标识载体有一维码、二维码、RFID 标签、NFC 标签、主动标识载体等；相关采集技术包括，信息系统、扫描终端、现场采集系统。2.对象标识编码2.对象标识编码在理清燃气行业标识对象后，应本着统一、兼容、实用、可扩展等基本原则，制定对象的标识编码规范。一是要符合工业互联网标识解析体系架构，基于一种公有编码体系实现全局唯一；二是兼顾行业现行标准和企业应用需求，制定不同对象不同颗粒度的编码规则，并达成行业共识；三是在现阶段建立与企业内部编码的映射关系，通过过渡期逐步实现全行业规则趋同。当前，依托中国通信标准化协会和工业互联网产业联盟，以二级节点为牵引，燃气行业对象标识编码25标准正在研制中。按照唯一性、兼容性、适用性、可扩展性、科学性等原则，燃气行业的标识对象编码基本规则如下图所示：标识前缀由国家代码、行业代码、企业代码组成，标识后缀由燃气设备材料对象的分类代码、产品代码、序列号、扩展数据代码组成。3.标识应用分布析3.标识应用分布析截止2023年11月，燃气行业工业互联网标识累计注册量突破3.7亿，累计标识解析量达2.3亿，主要应用于管材类、管件及其它连接材料类、阀门类、仪器仪表类、气体与石油及化工产品类等燃气生产和供应系统建设运维相关产品，主要应用分布如下表所示。表 3 燃气行业标识应用分布表对象分类对象名称标识注册量占比标识解析量占比标签类型编码规则用途管材类PE燃气管45P%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理26国产户内波纹管35E%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理外网金属软管及膨胀节20%5%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理管件及其它连接材料类钢塑转换429%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理PE管件58a%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理阀门类自闭阀46R%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理PE球阀33%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理工业电磁阀21!%二维码燃气设备材料标识编码规范产品全生命周期质量安全管理仪器仪工商业报警器10%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化27表类家用物联报警装置5%4%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化智能压力监测终端设备16%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化智能阴极保护监测终端设备14%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化地下井室可燃气体远程监测终端18%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化云台式激光甲烷监测仪8%3%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化国产超声波流量计13%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化工业机械流量计16%二维码燃气设备材料标识编码规范安全、运维和售后智能化气体与石油及化工产品类液化天然气1000%二维码燃气设备材料标识编码规范货物智能化交付、结算28（三）燃气行业标识数据分析1.标识数据分布（三）燃气行业标识数据分析1.标识数据分布燃气行业标识解析数据是通过标识载体获得的在燃气行业产业链上燃气设备材料的研发设计、生产制造、经营管理、应用服务等主体数据、对象数据和位置数据。主体数据包括生产企业、流通企业、使用单位/机构/企业、消费者、其它企业。对象数据包括基本数据、技术参数数据、设计数据、生产数据、仓储数据、销售数据、采购数据、物流数据、安装数据、运维数据等。位置数据包括地理位置。燃气行业标识解析相关的业务数据以及基于业务数据的赋能，具体描述如下。业务数据类型一、燃气行业主体类数据。业务数据类型一、燃气行业主体类数据。主要应用燃气行业产业链上下游各业务主体包括生产企业、流通企业、使用单位/机构/企业、消费者等的身份的认证、相关业务信息的记录等。标识解析后，有效支撑标识对象相关业务数据在产业链上下游各业务主体之间的采集、存储、共享和查询。业务数据类型二、燃气行业对象类数据。业务数据类型二、燃气行业对象类数据。主要应用与燃气生产和供应系统建设与运维相关的的管材、管件及其他连接材料、阀门、仪器仪表、防腐绝热材料、工艺设备、动力设备、法兰、紧固件、密封件、机械机具、气体与石油及化工产品、用气产品及配件、安全消防与劳动保护用品、建材及五金产品、通信器材与电子工业产品、电气电工设备与材料、实验用品等产品全生命周期生命周期（设计、生产、仓储、销售、采购、物流、安装、运维）各环节业务数据的记29录。标识解析后，有效支撑标识对象生命周期各阶段数据的采集、存储、共享和查询，促进产品质量、售后服务效率、客户满意度、工作效率等的提升，以及各环节业务流程的优化。业务数据类型三、燃气行业位置类数据。业务数据类型三、燃气行业位置类数据。主要应用燃气行业产业链上下游各业务主体对象和燃气物资对象位置相关信息的采集、记录等。标识解析后，有效支撑各标识对象位置相关数据的共享、查询，以及标识解析为基础LBS相关业务服务的提供。表 4 燃气行业标识解析业务数据分类表分类代码分类名称主要数据源应用基于业务数据赋能1燃气行业主体类数据燃气行业主体类标识对象，包括生产企业、流通企业、使用单位/机构/企业、消费者等燃气行业产业链上下游各业务主体身份的认证、相关业务信息的记录等。有效支撑标识对象相关业务数据在产业链上下游各业务主体之间的采集、存储、共享和查询。2燃气行业对象类数据燃气行业对象类标识对象，包括与燃气生产和供应系统建设与运维相关的的管材、管件及其他连接材料、阀门、仪器仪产品全生命周期生命周期（设计、生产、仓储、销售、采购、物流、安装、运维）各环节业务数据的记录。有效支撑标识对象生命周期各阶段数据的采集、存储、共享和查询，促进产品质量、售后服务效率、客户满意度、工作效率等的提升，以及各环节业务流程的优化。30表、防腐绝热材料、工艺设备、动力设备、法兰、紧固件、密封件、机械机具、气体与石油及化工产品、用气产品及配件、安全消防与劳动保护用品、建材及五金产品、通信器材与电子工业产品、电气电工设备与材料、实验用品等3燃气行业位置类数据燃气行业产业链上下游各业务主体对象和燃气物资对象位置相关信息燃气行业产业链上下游各业务主体对象和燃气物资对象位置相关信息的采集、记录等。有效支撑各标识对象位置相关数据的共享、查询，以及标识解析为基础LBS 相关业务服务的提供。2.标识数据建模2.标识数据建模为建立各类标识对象全生命周期的数字画像，需要对标识对象属性数据进行系统梳理，并规范属性数据组织形式和31描述方法。根据工业互联网标识数据模型，如图 4 所示，燃气行业标识应用企业可基于该建模方法，建立生产全要素的数字模型，并定义属性数据的元数据规范，从而实现企业内部的数据管理以及企业外部的信息交互。图 4 工业互联网标识数据模型3.标识数据类型3.标识数据类型燃气行业对象属性值可根据各环节的业务需要进行组织。例如燃气行业产品生产制造环节涉及的生产日期、生产批次、生产地址、产品认证信息、产品检验信息、使用年限、产品主要原材料等，共计7个数据项，燃气行业产品运维环节的标识数据涉及空间拓扑关系、运行维护标准信息、检验校准信息、运行状态信息、检修现场记录信息、检修质量信息、运行状态检查、运行条件检查、运行环境检查、风险控制安全措施检查等，共计10个数据项。燃气重点对象的标识数据类型参考下表。表 5 燃气行业标识数据类型表32分类序号主要属性数据燃气物资类对象基本数据1产品名称2标识符3产品品牌4产品型号5产品规格6产品图片7执行标准号8尺寸9质量10材料11产品描述12关键词13网址14售后服务说明15产品分类信息16安全警示信息燃气物资类对象技术参数数据1技术特征信息2静态性能指标3动态性能指标4环境参数指标5可靠性指标燃气物资类对象设计数据1图纸2图纸质量3标注信息4模型信息燃气物资类对象生产数据1生产日期2生产批次3生产地址4产品认证信息5产品检验信息6使用年限7产品主要原材料燃气物资类对象仓储数据1入库信息2出库信息3储存温度4储存湿度燃气物资类对象销售数据1销售单价2销售币种3销售计量单位334销售订单5销售合同信息燃气物资类对象采购数据1采购单价2采购币种3采购计量单位4订货要求5供应商报价6采购订单7采购合同信息燃气物资类对象物流数据1发货单号2发货日期3发货方式4托运责任主体名称5接收主体名称6运输车牌号7出发地区代码8到达地区代码9运输温度10运输湿度燃气物资类对象安装数据1托运责任主体名称2接收主体名称3运输车牌号4出发地区代码5到达地区代码6运输温度7运输湿度燃气物资类对象运维数据1空间拓扑关系2运行维护标准信息3检验校准信息4运行状态信息5检修现场记录信息6检修质量信息7运行状态检查8运行条件检查9运行环境检查10风险控制安全措施检查（四）燃气行业标识应用组织流程（四）燃气行业标识应用组织流程企业开展标识解析应用一般分四个阶段，预研与评估阶34段、节点建设与部署阶段、企业标识应用实施阶段、产业推广与运营阶段。基于数字化转型要求，企业应对工业互联网标识应用需求进行分析评估，明确其建设和应用路径并进一步开展实施。其路径有三，一是服务于企业内部的闭环标识体系建设，二是服务于现场、车间、企业、供应链多层级开环应用的企业节点建设，三是服务于产业链跨企业应用的二级节点建设，图 5 给出了三条路径的组织流程，包括各阶段的重点实施步骤、产出物和参与方。在建设和应用过程中，二级节点还应当为行业提供统一、可实施的技术指导，如依托协会和联盟开展行业编码、元数据、系统接口等规范的研制，调动企业总结典型案例形成行业应用指南，聚集产业链建立应用生态，形成规模化应用。1.预研与评估阶段1.预研与评估阶段企业根据自身发展现状，评估工业互联网标识及标识解析基础设施应用需求，当企业无外部信息交互场景时（例如内部资产管理），可自行建立私有标识的应用闭环；当企业存在交互场景时，可依托工业互联网产业联盟（AII）进行标识解析建设可行性分析，形成分析报告，由应用供应商进一步根据企业现状制定标识解析建设方案。2.节点建设与部署阶段2.节点建设与部署阶段企业标识解析建设方案将明确建设路径，同时需开展标识解析标准化工作，以指导和支撑产业服务。其中，二级节点建设应参照 工业互联网标识管理办法、工35业互联网标识解析 二级节点建设导则及相关技术标准，主要包括评审、建设、测试、对接、许可等关键步骤。企业依托 AII 组成专家团队进行二级节点评审，并形成评审意见，同时由政府评估后出具推荐函；企业根据实施方案进行系统建设和部署，在标识注册管理机构授权的情况下注册二级节点前缀；系统需经过第三方测试形成测试报告；测评通过的方可与国家顶级节点开展对接并进行对接测试；对接完成后企业可向所在行政区域管理部门申请许可，政府依照管理办法审核并为企业颁发相应牌照；二级节点正式上线，对接企业节点开展标识注册、解析和应用服务，并与国家顶级节点保持注册和解析数据同步。企业节点建设可依托 AII 或应用供应商制定实施方案，并开展系统建设；部署完成后企业可选择相应二级节点注册企业节点前缀；根据行业编码规范为企业内标识对象分配标识后缀；开展标识应用后应与二级节点保持注册和解析数据同步。标准化建设主要依托中国通信标准化协会（CCSA）和工业互联网产业联盟（AII），同时也鼓励二级节点联合本行业专业协会、研究机构等共同开展标准制定。为规范二级节点基础服务、保障基础设施稳定运行，二级节点应协同企业节点共同开展行业编码、元数据、系统接口等标准研制。3.企业标识应用实施阶段3.企业标识应用实施阶段完成节点建设后，企业具备了基本的标识注册、解析能力，还需要在工业制造、物流仓储等现场部署标识及其关键36软硬件。企业可通过 AII 或应用供应商根据建设方案提供赋码、采集、存储、和应用系统，基于工业软件中间件打通企业内部软件系统，基于顶级节点统一元数据管理构建企业主数据资源池，基于产品溯源、设备远程运维、数字化工厂等应用场景建设应用平台并与已有的工业互联网平台进行融合。4.产业推广与运营阶段4.产业推广与运营阶段随着标识应用的逐步壮大，二级节点应总结典型案例形成行业应用指南，引领企业接入工业互联网；依托 AII 开展应用成效的评估评测，完成第三方认证。37图 5 标识应用组织流程38四、燃气行业标识解析应用模式（一）燃气设备材料全生命周期质量安全追溯1.应用需求燃气设备材料的质量安全直接影响到燃气系统的安全稳定运行，产品质量安全保障的能力需要增强。（一）燃气设备材料全生命周期质量安全追溯1.应用需求燃气设备材料的质量安全直接影响到燃气系统的安全稳定运行，产品质量安全保障的能力需要增强。近年来受“煤改气”政策的推动、供给侧改革、社会用电需求增长等政策导向和经济驱动的多重因素影响，我国城镇居民、工业及发电用天然气的需求增长显著，燃气行业也在快速发展中。燃气行业从生产到运营的全生命周期流程的链条很长，从上游勘探开采、中游存储运输、到下游直供分销、再到终端的应用领域，涉及的流程环节和不同角色的企业很多，燃气系统工程建设和运行涉及到品类众多的燃气设备材料，如何通过加强对相关产品质量安全的管控，来提升燃气系统运行的安全性和稳定性一直是各燃气企业关注的重点。燃气设备材料标识编码规则和元数据标准不统一，供应链各环节质量信息采集和共享困难。燃气设备材料标识编码规则和元数据标准不统一，供应链各环节质量信息采集和共享困难。目前燃气设备材料生产制造企业普遍采用自定义的编码规则对产品标识，实现产品生产环节相关质量信息的采集和关联，还没有有效的方法采集关联运输、安装、运维等环节相关的产品质量信息，如何实现燃气相关设备材料全流程的质量追溯，兼顾上下游企业间协作高效，一直是困扰燃气设备材料生产制造企业的老大难39问题。2.解决方案2.解决方案基于工业互联网标识解析 燃气设备材料 标识编码规范和工业互联网标识解析 燃气设备材料 元数据两项标准，统一燃气设备材料各品类产品的编码规则，规范数据采集标准。在产品的生产制造环节，依据产品特性采用二维码、RFID、UICC 卡等被动或主动标识载体为产品赋工业互联网标识码，形成产品的唯一“身份证”。基于产品的工业互联网标识码采集关联产品的设计、生产、仓储、销售、采购、物流、安装、运维等各环节的产品质量信息，形成产品质量追溯档案，依托工业互联网标识解析体系，实现产品质量数据在燃气设备材料供应链上下游企业间的查询和共享。燃气生产和供应企业可以基于产品质量追溯数据建立燃气系统运行安全预警模型，对燃气设施设备进行预防预测性维护，确保燃气系统安全稳定运行。燃气设备材料生产制造企业可以基于产品质量追溯数据建立产品质量分析数据模型，优化改进产品的生产工艺流程，提升产品质量、降低售后成本。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 1：基于标识解析的燃气行业全链质信平台（新奥阳光易采科技有限公司）案例 1：基于标识解析的燃气行业全链质信平台（新奥阳光易采科技有限公司）1.案例介绍燃气行业从生产到运营的全生命周期流程的链条很长，从上游勘探开采、中游存储运输、到下游直供分销、再到终端的应用领域，涉及的流程环节和不40同角色的企业很多，如何实现燃气相关设备材料全流程的质量追溯，兼顾上下游企业间协作高效，提高燃气设备材料的质量和运行的稳定性，成为燃气设备材料生产制造企业关注的重点。新奥阳光易采科技有限公司依托基于工业互联网标识解析的全链质信平台的打造，为燃气设备材料生产制造企业提供产品质量全生命周期追溯服务。以工业互联网标识为产品提供唯一 ID，实现燃气设备材料设计、生产、仓储、销售、采购、安装、运维全链条场景的数据采集，构建燃气企业、供应商等行业生态的全链条质量风险数据模型，提供全流程数据关联和价值共享。通过对产品全生命周期各环节信息的采集、存储、共享，提高企业产品质量管理、产品售后管理、供应链管理等方面的能力以及客户服务满意度。目前燃气行业对产品质量的管控大多只能覆盖到工厂内部，对于工厂外部仓储、物流、安装、运维等环节的信息很难获取，本方案依托国家工业互联网标识解析体系，同时采用大数据、人工智能等技术对标识数据进行采集和分析，助力企业实现产品全生命周期的质量管控。采用云端 SaaS 模式为燃气设备材料生产制造企业提供服务，可以大幅降低企业信息化系统的建设和运维成本。支持通过手机、PDA、电脑等多种方式为企业提供服务，产品成熟稳定，系统界面友好、易操作。2.实施成效41应用本方案后燃气设备材料生产制造企业的产品数据错误率平均降低 40%以上、产品生产合格率提升 5%以上，生产效率提升 10%以上、交付周期缩短 15%以上、运营成本降低 15%以上。（二）燃气物联设备安装、运维和售后智能化1.应用需求燃气物联设备安装、调试周期长，实施成本较高。（二）燃气物联设备安装、运维和售后智能化1.应用需求燃气物联设备安装、调试周期长，实施成本较高。近年来燃气事故频发，燃气生产和供应企业迫切希望采用更多功能各异的物联设备来实时感知燃气系统的运行状况，降低燃气事故的发生率，由于燃气系统需要安装的物联设备数量较多、型号繁杂，需要对每台设备进行配置才能接入物联平台，导致燃气企业物联设备接入和应用的成本较高。燃气物联设备运维工作量大，售后成本较高。燃气物联设备运维工作量大，售后成本较高。通常燃气物联设备广泛的应用于燃气厂站、管网、户内、工程等各业务场景中，由于设备安装的位置较分散、距离较远，导致燃气企业运维巡检人员耗费较长的时间才能完成一次设备的运维巡检。另一方面由于设备制造商无法及时获取物联设备的相关数据，设备发生故障时，不能预先准备的判断出故障原因，所以故障排查也需要耗费较多的时间和人力成本。2.解决方案2.解决方案基于工业互联网标识解析体系，燃气物联设备生产制造企业在产品生产时，为产品赋上唯一的工业互联网标识码，42并关联产品的名称、型号、说明书、安装手册等基本信息和相关配置信息。燃气企业在将物联设备接入物联平台时，通过对设备的标识进行解析，直接获取设备的基本信息和配置信息导入物联平台，可有效提升设备的接入效率。燃气企业运维巡检人员在对设备设施巡检时，可通过标识解析获取物联设备的产品说明书、实时数据等信息，实时了解设备运行状态、上传设备运维巡检记录，可有效提升物联设备的运维巡检效率，另外通过对物联设备的标识的关联绑定，还可以实时接收物联设备的告警信息，可以更加及时的了解设备告警的原因，对设备告警进行及时处置。当物联设备发生故障时，设备生产制造企业可以通过对设备标识的解析，远程对设备故障的原因进行分析和诊断、远程指导用户对设备进行处理，可有效降低企业的售后服务成本，提升用户的满意度。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 1：基本标识解析的物联设备智能安装运维（新奥新智科技有限公司）案例 1：基本标识解析的物联设备智能安装运维（新奥新智科技有限公司）1.案例介绍由于燃气运营涉及到场站、管网、户内等多场景下物联设备的安装和运维，相关物联设备的种类型号繁多，通常需要由专业人员进行设备的安装调试和物联平台的接入，设备的安装接入成本比较高，甚至要高于设备本身的价格，设备出现问题时普通的运维人员也很难进行故障的排查和恢复。因此如何才能降低物联设备的安装、调试、接入、运维的成本，提升物联设备接入物联平台的效率、运维人员的工作效率，成为燃气运营商越来越迫切的需求。依托新奥新智建设和运营的国家工业互联网标识解析二级节点-象云析平台，通过为物联设备的生产制造企业、燃气运营企业提供标识注册、标识解析、43物联设备智能安装运维等服务，可以有效的降低物联设备的安装、运维成本，提升设备的安装、运维效率。在物联设备的生产制造环节，为物联设备生产制造企业提供标识注册服务。通过为物联设备赋工业互联网标识，并采集产品的基本数据（含产品的名称、生产制造厂商名称、产品说明书、安装视频、客服微信电话等信息）、生产数据（含产品和原材料质检等信息）、技术参数等数据，将物联设备生产制造相关数据和标识关联并注册到工业互联网标识解析体系中。在物联设备的安装环节为燃气运营企业提供标识解析服务。安装人员通过手机扫描设备上的工业互联网标识可以直接获取设备的规格型号、技术参数、说明书、安装视频、客服微信电话等信息，有效提高物联设备安装的效率。还可以通过物联平台与标识解析接口的对接，直接通过物联设备的标识将设备的相关数据导入物联平台，避免数据录入错误等问题的发生，有效降低人工录入设备相关数据的成本，提升物联设备接入物联平台的效率。在物联设备的运维环节为燃气运营企业提供标识注册、标识数据关联、标识解析、设备告警信息实时接收、设备运行工况数据实时查询、设备运维历史记录查询和更新等服务。通过燃气运营企业的企业节点与物联平台的连接，将物联设备的运行工况、告警等数据与设备的标识进行关联。运维人员通过身份标识的注册并与物联设备的标识关联后，当物联设备发生告警信息时，就可以通过手机实时接收告警信息，通过手机扫描设备标识查看设备的实时数据和历史运维记录，对告警进行处置，上传本次运维处置记录。运维人员无需与调度中心值班人员进行协同，单人即可完成上述所有工作任务，不但可以及时的清除燃气生产和供应系统的运行安全隐患，还可以有效的提升物联设备的运维效率。442.实施成效应用本方案后燃气运营企业物联设备的安装、交付效率率平均提升了 30%以上，单台物联设备安装接入物联平台的人工成本平均降低 50%以上、物联设备的运维效率提升了 40%以上。燃气物联设备生产制造企业的售后服务成本平台降低 15%以上，客户满意度提升了 25%以上。（三）天然气等能化大宗商品交付智能化1.应用需求天然气等能化大宗商品交付周期长，交付凭证易丢失、篡改。（三）天然气等能化大宗商品交付智能化1.应用需求天然气等能化大宗商品交付周期长，交付凭证易丢失、篡改。天然气等能化大宗商品，由于订单金额较大，通常都是分期分批进行交付的，传统的交付方式是由货物承运商将货物通过运输车辆由产品供应方上游工厂（卖方）运至产品采购方下游工厂（买方）。上游工厂在货物出厂时将货物的纸质交付凭证（货物计量单/磅单）交给承运商司机，由司机带到下游工厂，交付凭证主要包含货物的名称、重量、订单号等信息，做为下游工厂货物验证的依据。由于交付凭证采用纸质单据的形式提供给下游工厂客户，所以存在单据保45管成本较高，单据内容真实性无法有效保证等问题。天然气等大宗商品交付环节智能化程度和结算效率较低。天然气等大宗商品交付环节智能化程度和结算效率较低。天然气等能化大宗商品的交付结算主要涉及供应方上游工厂、采购方下游工厂、承运商和经销商之间的结算，交付凭证（货物计量单/磅单）是各方资金结算的依据，传统的纸质交付凭证，由于存在保管成本高、传递效率低等问题，所以导致结算周期长，人工对账容易出错、耗时长等问题在各交易方之间普遍存在。3.解决方案3.解决方案采用基于主动标识载体技术研发的物联凭证盒子产品来实现天然气等能化大宗商品交付的智能化。物联凭证盒子产品不但可以采集交付凭证信息，通过双向身份认证、传输加密等技术来保证信息传递的安全可靠，还具备标识代理网关的能力，可以为每一张交付凭证自动申请关联注册一个工业互联网标识码，实现传统纸质交付凭证的数字化。物联凭证盒子安装、部署方便快捷，无需与货物计量系统等业务系统对接，可以直接通过打印机获取交付凭证信息，为交付凭证申标识，在不改变原系统业务流程的情况下，即可实现凭证信息上传、标识申请注册和凭证赋码打印。基于工业互联网标识解析体系，为交易各方提供工业互联网标识注册解析服务，交易各方可以基于每张货物交付凭证上的工业互联网标识码实时解析和查询交付凭证信息，支撑各方基于数字化的交付凭证进行资金结算，实现交付结算的智能化。基于工46业互联网标识解析体系和主动标识载体设备-物联凭证盒子产品的解决方案不但可以有效避免传统纸质交付凭证保管成本高、易丢失、篡改等问题，还可以提升交付结算效率,有效解决使用纸质凭证单据带来的数据录入工作量大、容易出错，数据统计、核对工作量大，各企业之间对帐、结算工作量大等问题，实现货物交付凭证信息的无纸化、高效传递和共享。3.典型案例及实施成效3.典型案例及实施成效案例 1：基本主动标识载体设备的大宗商品交付智能化（新能（天津）能源有限公司）案例 1：基本主动标识载体设备的大宗商品交付智能化（新能（天津）能源有限公司）1.案例介绍近年来，中国传统能源化工等行业越来越多的由粗放型转向精细化的管理模式，在大宗商品的采销交易环节上也出现了更多智能化管控的要求。在天然气等能化大宗商品的运输交付过程中主要使用纸质磅单做为制造商、经销商、物流商和采购企业的交付凭证，在交付过程中存在单据丢失损坏、单据被篡改、单据信息录入系统时填写错误等诸多风险，迫切需要可信的电子交付凭证来提升交付凭证的可信性，改变凭证信息传递的方式，提升信息传递、统计核算的效率。新能（天津）能源有限公司依托国家工业互联网标识解析体系，打造智能采销平台，以工业互联网标识为天然气等大宗商品交付凭证提供唯一 ID，同时采用基于主动标识载体技术的物联设备-凭证盒子，来提供身份认证、数据传输加密等安全措施，确保电子凭证的生成，数据的传递，真实、安全、可信。凭证盒子与智能采销平台实现双向身份认证，将采集到的凭证信息与标识进行绑定，自动上传至智能采销平台，有效提升交付凭证信息的采集效率、信息传47递共享的效率和电子凭证信息的可信性。本方案主要适用于天然气等能源、化工行业大宗商品智能采销和货物交付场景，为能化大宗商品的制造商、经销商、物流商和采购企业提供可信电子化交付凭证服务。各企业之间运输货物，通过采用可信的电子化交付凭证来提升交付凭证的可信性、货物交付和资金结算的效率等。本方案创新的将主动标识载体技术应用于物联设备-凭证盒子，无缝接入用户的业务系统操作终端和凭证打印机之间，智能采集识别凭证信息，凭证盒子通过安全认证、数据传递加密等安全技术接入智能采销平台，实现了“透明的”、“安全的”、“主动的”获取标识和上传凭证数据。应用采用云端 SaaS模式为企业提供服务，可以大幅降低企业信息化系统的建设和运维成本。方案中的硬件物联设备-凭证盒子，即插即用，单价低，非常易于在能源化工产业链上下游企业间进行推广和应用。2.实施成效应用本方案后天然气等能源化工大宗商品采购企业的交付凭证数据录入错误率平均降低 50%以上、货物运输交付效率提升了 5%以上，资金结算效率提升了 40%以上、运营成本降低 30%以上。五、发展建议48（一）加速燃气行业标识服务整合与应用拓展（一）加速燃气行业标识服务整合与应用拓展燃气二级节点建设可依托已有工业互联网平台的行业龙头或领军企业，通过工业互联网平台的行业应用和二级节点的标识解析服务深度整合，提升平台互联互通能力，催生新的应用模式，同时，也可依托平台快速推广标识应用。目前很多企业内部已经开展了一些标识应用探索,如产品追溯、供应链管理和全生命周期管理等,但呈现体量小、应用分散、行业集中度不高、服务不够规范等问题，缺乏与公共标识解析体系的对接。通过发展二级节点，在规范化基础上，可以形成应用支撑能力，以应用支撑能力为基础，打造多元化标识应用，从而实现标识应用和解决方案的快速推广。（二）推动燃气行业信息共享及需求挖掘（二）推动燃气行业信息共享及需求挖掘利用工业互联网标识对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询，从而实现供应链管理、产品全生命周期管理等各种智能化服务,是很多企业或行业的共性需求。工业互联网标识解析这一基础设施的出现，为解决行业需求开展标识应用创新提供了基础和支撑。二级节点在推广标识应用的过程中，可以深挖标识应用场景和需求，研发相应的应用和解决方案。（三）探索燃气行业标识数据安全防护体系（三）探索燃气行业标识数据安全防护体系工业互联网标识解析体系为燃气企业内各类信息处理49系统、资源管理系统、网络管理系统提供了目标对象的管理和控制方式。因此，在研究和发展工业互联网标识解析技术和应用的同时，需要加强在工业互联网主动标识载体证书、密钥、认证授权体系及安全认证服务平台等方面的研究，提升标识应用服务的安全能力，保障标识数据和解析行为的可靠性，进而提升工业互联网标识解析体系的安全水平。（四）构建燃气产品绿色回收流程及标准体系（四）构建燃气产品绿色回收流程及标准体系由于燃气产品升级换代速度随消费水平逐年上升，废旧燃气的数量迅速增长。废旧燃气中含有多氯联苯，对人体和环境均存在有隐患。中国在废旧燃气回收处理领域具有十分巨大的潜力，在相关配套政策细化的情况下，建燃气回收企业拆解旧燃气标准，指引燃气企业开展燃气回收服务，鼓励开展逆向物流建设，结合燃气行业标识解析体系构建燃气产品绿色回收流程，实现废旧燃气拆卸、回收、再利用的完整处理体系，实现废旧燃气回收的产业化和正规化发展。
2024-11-19
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5星级
工业互联网产业联盟中国联通研究院联通数字科技有限公司2024 年 10 月 工业 5G LAN 网络安全技术报告工业 5G LAN 网络安全技术报告声明声明工业互联网产业联盟联系电话：010-62305887邮箱：aiicaict.ac.c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、中国联通研究院、联通数字科技有限公司共同所有（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。n工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -1-目 录 前 言.2 一、5G LAN 简介.5（一）5G LAN 的起源.5（二）5G LAN 的发展.6（三）5G LAN 的优势.7 二、5G 网络安全关键技术.9（一）5G 接入认证安全技术.9（二）5G 数据安全保护技术.10（三）5G 网络切片安全技术.12（四）5G 网络安全增强技术.13 三、5G LAN 安全防护关键技术.16（一）5G LAN 隔离防护技术.16（二）5G LAN 实时监控技术.17（三）5G LAN 加密认证技术.18（四）5G LAN 终端防护技术.19 四、典型案例.21（一）工业 5G LAN 数据安全管理应用案例.21（二）电力 5G LAN 终端认证和身份管理应用案例.27（三）智能制造 5G LAN 网络隔离应用案例.32（四）钢铁制造 5G LAN 网络安全智能感知应用案例.37 五、未来展望.42 附录 A 缩略语.44 附录 B 参考文献.46 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -2-前 言 工业领域的数字化升级促进了 IT 和 OT 网络融合，也给工业网络带来了严峻安全挑战，如攻击暴露面扩大、攻击路径增多等，原来封闭的生产网络、业务系统开始向外界开放，工厂内部网络、系统等被攻击的概率增加。5G LAN 在继承 5G 网络安全能力的同时，结合局域网特点也诞生了一些独有的核心安全能力。面向工业领域千差万别的安全需求，不仅能形成统一了工厂设备的连接形式，而且能针对不同3GPP 在 R16 中启动 5G LAN 项目研究，意味着 5G 网络具备了广域局域网的能力，为 5G 网络在工业领域的应用提供了新的思路。5G LAN 可以为工业领域提供定制化的专属广域“局域网”，使得工业终端与企业云随时随地处于一个虚拟化局域网中。5G LAN 的优良特性使得 5G 网络在工业领域应用中发挥重要的作用，必将培育出新工业网络应用场景，促进工业企业数字化转型。的业务场景形成有效的网络安全整体解决方案。本报告考虑工业领域的网络安全需求，结合工业领域 5G LAN 技术的发展和应用情况，总结了 5G LAN 网络安全相关技术，以及有代表性的行业典型案例，为工业领域的 5G LAN 安全技术应用和推广提供参考依据和指导。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -3-总策划：叶晓煜 谢 攀 李浩宇 张建荣 主编：周晓龙 副主编：柳 兴 荆 雷 鲁华伟 谢 云 编委会成员：王 哲 陶耀东 冯冬芹 井 柯 刘 旸 俞一帆 文 宏 蒋美景 何 凯 陈丽萍 王新宇 李易凡 刘广祺 谢嘉宇 韩江雪 邱 晨 张博文 王竑达 王维治 傅成龙 葛 然 王宝栋 文 雯 范勇杰 徐乐西 吴 冬 崔莹莹 黄继烨 靳冰祎 谢 璟 田慧蓉 王 磊 刘 程 王 舒 乔思远 毛庆梅 李 艺 陈 昕 黄东华 徐书珩 赖羿明 白小愚 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -4-指导单位：中国联合网络通信有限公司政企客户事业群 中国联合网络通信有限公司网络与信息安全部 参与单位：中国信息通信研究院 深圳艾灵网络有限公司 奇安信科技集团股份有限公司 北京双湃智安科技有限公司 中智云物联网有限公司 杭州安恒信息技术股份有限公司 兰州兰石爱特互联科技有限公司 普天信息工程设计服务有限公司 天津市工业互联网研究院 浙江大学 北京交通大学 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -5-一、5G LAN 简介 一、5G LAN 简介 5G LAN 是基于 5G 网络的私有移动局域网，由一组 5G 终端组成，通过 5G 网络连接实现相互通信。这种网络连接可以在同一办公区内，也可以在相隔遥远的不同工厂、园区之间。相较 Wifi、4G 等传统技术，5G LAN 可以提供更为安全、高效、灵活的无线局域网服务。（一）5G LAN 的起源（一）5G LAN 的起源 与个人移动应用不同，各个垂直行业对 5G 网络有着各自独特的需求。一些应用场景需要低延时和高可靠性，也有一些应用则需要更大的带宽，还有一些应用场景要求专属网络以确保数据的安全性。因此，不同的应用场景需要不同的技术方案来满足其特定需求。此外，传统通信方式通常采用 TCP/IP 协议来实现终端之间的数据传输，但在垂直行业、特别是工业领域的终端可能缺乏对这些三层网络协议的充分支持，这将导致 5G 网络在垂直行业的应用阻力重重。出于这些需求考虑，5G LAN5G 技术自 2019 年商用以来，正逐渐与工业制造、能源电力、交通、城市管理、教育等各个垂直行业深度融合，这一趋势已经得到广泛认可。目前，行业各方正在紧密合作，探索各种 5G 行业应用解决方案和服务流程，推动 5G 技术的规模商用和进一步发展。的概念应运而生。3GPP R16 首次提出了“5G LAN-type service”（5G LAN 类型业务），包含“5G Virtual Network group”、“5G LAN Virtual Network”等概念，涵盖了虚拟组管理、虚拟组成员管理、虚拟组会话管理以及工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -6-局域网数据交换管理等多项关键技术能力。通过这项技术，可以实现5G 环境下的虚拟局域网分组管理，更好的应对不同垂直行业需求不同的现状，并且使垂直行业不支持二层通信的顽症得以解决。（二）5G LAN 的发展（二）5G LAN 的发展 在定义了 5G LAN 的基本功能后，R17 版本又重点针对 5G LAN 的计费进行了研究，提出了组管理事件计费方案。该方案通过对虚拟组的组内、组间等不同计费场景进行计费配置，实现了更灵活的计费方案，为 5G LAN 进一步商用提供了有力支撑。5G LAN 的标准发展也逐渐完善，其中 3GPP TS 23.501、3GPP TS 23.502、3GPP TS 23.503 分别从系统架构、程序与信息流和策略与计费控制对 5G LAN 进行了研究。IEEE 802 系列标准中 IEEE802.11ax（Wi-Fi 6）、IEEE 802.1Q（VLAN）、IEEE 802.3（以太网），虽不是 5G 标准，但可与 5G 结合形成更强大的网络解决方案，用于实现 5G LAN 的目标。目前 R18 版本已经冻结。R18 完善了 5G LAN 管理方面的能力：（1）组成员流量特征实时监控。通过该能力，可以让工业用户通过业务量获得更多的工控系统实时统计数据，从而更好地了解网络和业务的实时状态，监控系统运行状态，及时完成性能分析和故障排除。（2）跨 SMF 管理 VN Group。该功能可以有效解决 R16“一个 VN Group 只能被一个 SMF 管理”的问题。在当前 SMF 出现故障时自动切工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -7-换到其他可用的 SMF 上，从而保证整个 VN Group 的运行不受影响，为工业用户带来更加可靠和高效的网络服务。（3）跨 VN Group 通信。在 R16 中，跨组通信存在很大的局限性，R18 的方案可以解决该问题，帮助用户将多个群组连接起来，建立范围更大的网络。（4）组管理和组状态上报增强。该特性可以帮助工业用户实现对组内用户和业务流的精细化管理，提高包括用户认证、权限管理、QoS 控制等方面的灵活性与可靠性。图 1.1 5G LAN 技术演进图（三）（三）5G LAN 的优势 的优势 5G LAN 兼顾移动通信网和无线局域网的优点，可满足复杂多变的通信需求，具体如下：（1）良好的基础性能：5G LAN 以 5G 无线技术为基础，继承了5G 无线技术大容量传输数据、大规模设备连接、超高可靠低延迟（uRLLC）可满足生产制造、远程控制等垂直行业对网络带宽、实时工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -8-性和精确性要求极高的应用场景。较工业 Wi-Fi，5G 的覆盖范围更广、小区间切换更流畅、运维服务更具标准体系化，可给用户带来更好的网络体验。（2）优秀的工业适配：5G LAN 解决 5G 系统本身不支持二层通信的难题，具备直接进行二层通信的能力，可以与用户已有数据网络进行连接，实现即插即用和相互访问，省去了引入 AR 的步骤，大大降低了 5G 网络的改造难度，方便工业终端的 5G 无线接入。（3）灵活的组网方式：5G LAN 具备数据网络组网、本地组网和远程组网三种数据转发能力，既能满足同一个 PSA UPF 下的工厂终端通信，又能满足不同 PSA UPF 下的工厂终端通信，可以帮助工厂终端设备通信灵活组网，同时支持二层数据交换和三层数据交换，具有较高的数据转发效率。（4）支持广播与多播：5G LAN 支持 UPF 的双检测转发机制，提供类似于以太交换机的数据处理与转发功能，实现终端间的数据转发，可以满足组播、广播的通信需求。UPF 通过检测终端的目的地址并添加路由，在传统上、下行数据转发的能力之上，实现单 UPF、跨UPF 的终端间的广播、多播，可满足工业终端的多样性通信需求。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -9-二、5G 网络安全关键技术二、5G 网络安全关键技术 5G 支持多种接入技术，为了更好的支持不同应用场景、不同设备接入 5G 网络，使得用户可以在不同的接入网间实现无缝切换，5G 网络采用一种统一的认证框架，实现灵活、高效地支持各种应用场景下的双向身份鉴权，进而建立统一的认证体系。可扩展认证协议（EAP）认证框架，能够满足 5G 统一认证需求。EAP 认证框架，是一种支持多种认证方法的认证框架，框架本身不提供任何安全性，只规定了消息的封装格式，具体的安全目标依赖于使用的认证方法。25G LAN 是建立在 5G 终端接入能力和 5G 网络之上的私有移动 LAN服务，通过建立“群”，为企业内部终端提供灵活的通信服务，包括终端互通和终端隔离等。5G LAN 技术是一种基于 5G 的局域网技术，它提供了高速、低时延和高可靠的网络连接，可以支持实时数据传输和网络控制。5G LAN 安全具备多项技术能力，不仅继承了 5G 本身的安全技术，更加具备增强的网络安全技术能力5G LAN 技术是一种基于 5G 的局域网技术，它提供了高速、低时延和高可靠的网络连接，可以支持实时数据传输和网络控制。5G LAN 安全具备多项技术能力，不仅继承了 5G 本身的安全技术，更加具备增强的网络安全技术能力。本章主要介绍 5G 本身的安全技术。（一）（一）5G 接入认证安全技术接入认证安全技术1、统一安全认证框架、基于证书实现用户身份信息保护 在 5G 网络中，每个用户都有一个用户永久身份标识。如果该身份信息在空口暴露，可能出现固定用户进行位置跟踪等安全事件，从而侵犯用户隐私。5G 系统中引入了基于公钥体系的加密机制，对 SUPI工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -10-进行加密形成 SUCI，在空口中传递 SUCI 以全面保证用户的隐私在空口不泄露。为支持 SUCI 的计算，首先 SIM 卡需在生产过程中预置运营商公钥，需采用安全方式（如专线、VPN 等方式）将公钥数据传输给供卡商制卡；在用户开机登网等场景下，需要传递 SUPI 时，通过SIM 卡中的归属网络公钥对 SUPI 进行加密生成密文 SUCI 用于在空口中传输，从而更加有效地保护用户的隐私。在产生 SUCI 时，需要利用 USIM 中预置的归属运营商公钥、采用 ECIES 对 SUPI 进行加密运算，并且根据算法原理，每次使用时产生的 SUCI 也不相同。因此攻击者无法根据 SUCI 推算出 SUPI，也无法利用 SUCI 长时间对用户进行探测，进而无法针对用户进行持续性的跟踪。3、基于零信任的接入认证技术 零信任体系保障终端可信、通道可信、身份可信，并提供持续信任评估与行为监测能力。对于身份可信，可以通过 IAM 实现身份管理、认证鉴别、权限管理和访问控制，融合零信任智能多因子认证，支持多种认证模式，包括客户端私有密钥、设备指纹、IP 地址、生物身份等。IAM 通常采取集中部署模式，基于 5G LAN 的部署架构，可以按需实施分层部署。对于持续信任评估与行为监测，通过行为记录和审计等方式，持续监控用户行为。针对终端安全事件、违规越权行为、潜在威胁、文件泄露、系统漏洞等状态，及时调整身份认证和访问控制策略。（二）（二）5G 数据安全保护技术数据安全保护技术 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -11-1、5G 数据加密技术 5G 网络上面承载着很多用户的隐私和敏感信息，需要采用技术措施解决 5G 网络的隐私保护问题。数据加密是 5G 网络中保证数据隐私安全的常见手段，按照实现思路，可以分为静态加密技术和动态加密技术。在实现的层次上，可以分为存储加密，链路层加密、网络层加密、传输层加密等。采用加密技术可以有效保证 5G 网络数据的机密性、完整性和可用性。针对 5G 网络虚拟化和云化的新特点，可以引入一些新的加密技术来保证数据的隐私安全，如同态加密技术。同态加密技术对加密的数据处理得到输出，将这一输出进行解密，其结果与用同一方法处理未加密的原始数据得到的结果相同。2、5G 数据防护技术 5G 网络在空口为用户面数据增加了可选的完整性保护功能。在用户需要新建会话时，由核心网根据用户配置信息中的用户安全策略向基站发送无线链路配置消息来告知终端是否启用用户面完整性保护。5G 使用 SEPP 设备进行网间安全保护。SEPP 间的安全传输定义了两种安全保护的机制：一种是基于传输层协议的安全保护机制，即TLS。这种机制将会导致中间转接商 IPX 失去对信令调整的能力。另一种是基于应用层协议的安全保护机制。这种机制可以灵活的对多个应用层数据集合采用不同的安全保护策略，从而实现了在 SEPP 之间的安全传输，同时也为 IPX 获取相关信息或修改相关信息留下了空间。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -12-3、5G 工业流量防护技术 针对工业应用，采集和分析工业协议的流量，针对加密流量采用非监督学习和监督学习结合的方式，从网络流量特征、协议、流量大小、业务时间、业务操作行为等多维度建立合规基线模型，然后实时对比、分析从而发现数据安全风险事件；针对非加密协议可对操作数据内容、传输文件内容进行还原，利用大数据分析、机器学习等技术建立用户画像、业务画像、数据安全合规基线等，实现批量传输敏感数据、数据跨境传输、接口异常访问敏感数据、接口未授权等安全场景的实时监测与风险事件溯源分析，确保 5G 智能制造行业的应用与数据安全。（三）（三）5G 网络切片安全技术网络切片安全技术 1、切片安全隔离技术 5G 网络切片是一组运行在通用物理硬件上的多个 NF 的编排组合，具有独立提供网络服务能力的端到端虚拟网络。由于网络切片共享相同的网络资源，因此切片之间的安全隔离非常重要，做好网络切片的端到端隔离，一方面可以避免切片之间发生资源相互竞争而影响切片的正常部署和运行，另一方面可以避免一个切片的异常（如遭受内部安全威胁或者攻击，影响其他切片的安全），有效防止攻击扩散、切片数据泄露等安全威胁。网络切片是端到端虚拟网络，是由无线接入、承载、核心网构成，因此网络切片端到端的隔离包括切片在接入网、承载网和核心网的隔离实现。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -13-2、切片接入安全技术 用户接入切片的认证能力是在终端接入网络时由 5G 网络执行接入认证来保证接入 5G 网络用户的合法性的基础上，3GPP 还提供了运营商、切片客户配合完成切片认证和授权的机制，保证仅合法用户可接入切片，实现垂直行业对切片网络及资源使用的可控性。切片选择辅助信息及隐私保护能力时在 NSSAI 可以区分不同类型、不同用途的切片。在用户初始接入网络时，NSSAI 指示基站及核心网网元将其路由到正确的切片网元上。切片选择辅助信息对于垂直行业属于敏感信息，5G 网络提供标准的机制，可对传输中的 NSSAI 进行隐私保护。3、切片管理安全技术 切片的管理安全包括两个部分，一是通过管理手段保证切片的可用性；二是保证切片管理过程的安全。针对切片的可用性，切片管理系统提供实时的切片安全监控、应急处置以及故障恢复能力，实时掌握切片的运行情况、可能的被攻击情况及故障状况，通过联动对应的安全设备进行处置，并及时对故障进行修复，从而保障系统的可用性。针对切片管理过程的安全，一方面是管理信令的安全保护；另一方面是切片生命周期管理和维护管理。为了保障切片管理的安全，要设置相应的安全保护机制。（四）（四）5G 网络安全增强技术 网络安全增强技术 1、5G 网络安全态势感知 传统网络基于IP的单一化寻址路由机制已经难以适应目前5G网工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -14-络承载的多样化业务需求，缺乏数据传输安全能力以及对终端行为的感知能力。人工智能技术以 SDN 和 NFV 技术为基础，实现控制层面与传输层面的能力解耦。基于实时更新优化的智能路由模型，可实现对于网络整体态势的实时感知，配部署网络安全传输设备，建立智能化安全防护模型，形成针对用户的恶意访问行为的精确感知，从而构建一个集网络安全态势感知、数据安全智能路由、恶意行为告警及网络安全防护功能于一体的传输网络安全体系，从根源上杜绝如分布式拒绝服务攻击等恶意行为对 5G 网络造成的安全隐患。2、5G 终端行为感知与管控 相比于传统网络，为满足物联网、车联网以及智慧城市等应用环节的网络能力需求，5G 网络在 mMTC 场景下需支持每平方千米 100 万用户的接入数量，超大规模的终端接入能力必定伴随着由挟持终端发起的 DDoS 攻击的风险。因此，终端行为的感知与管控能力是 5G 网络mMTC 场景下必不可少的安全防护能力。通过在网络侧收集终端用户的行为信息，充分利用机器学习技术针对多源数据的辨识能力，训练一个具备识别用户实时状态的终端行为的管控模型，从而在网络侧形成针对终端异常或恶意行为的感知、识别、管控的一体化能力，进一步提升 5G 网络的运行效率，增强网络的可靠性。3、区块链助力 5G 数据安全 5G 网络使得网络速度提升，数据量随之高速增长，对数据的安全性保护和隐私性提出了更高的要求。区块链的分布式、自组织特性，工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -15-可用于构建数据共享、分散协作、去中心化的松散的生态环境，其用密码学的手段为交易去中心化、隐私信息保护、历史记录防篡改、可追溯等提供技术支持，天然适用于对数据保护要求严格的场景，同时，区块链去中心化也为网络资源共享提供了新的解决思路。以区块链为代表的应用密码技术将为网络重构安全边界，建立设备间的信任域，实现安全可信互联。同时，终端去隐私化的关键行为信息上链后，即会分布式存储在区块链各节点中，保证数据的安全性和可用性，促进构建智能协同的数据安全防护体系。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -16-三、5G LAN 安全防护关键技术 三、5G LAN 安全防护关键技术 5G LAN 的二层组网功能可以提供更加灵活、高效和安全的网络连接方式，符合工业领域对网络的要求。它可以使用虚拟局域网（VLAN）来实现逻辑隔离和网络划分，从而满足不同的应用需求。此外，5G LAN还可以支持多个广播域和多个网段的划分，以便更好地管理和控制网络。5G LAN 安全防护关键技术在网络中的位置具体如下图：图 3.1 5G LAN 安全关键技术全景图（一）（一）5G LAN 隔离防护技术隔离防护技术 跨 SMF 管理 VN Group 可以有效地解决一个 VN Group 只能被一个 SMF 管理的问题，该问题会导致容灾能力不足，一旦该 SMF 出现问题，整个 VN Group 都会受到影响。跨 SMF 管理 VN Group 能够使得多个 SMF 可以同时管理一个 VN Group，从而提高了系统的可用性、容灾能力和稳定性。在 SMF 出现故障时自动切换到其他可用的 SMF 上，从而保证整个 VN Group 的运行不受影响，为工业用户带来更加可靠和高效的网络服务。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -17-基于 5G LAN 的工业互联网承载多个业务系统，应按照业务相对隔离、信息按需互通的原则进行各子网的设计。在网络层面，保证不同的业务系统部署在独立的 VLAN 中，同时划分不同的安全域，各安全域之间采取边界防护措施，保证各业务系统和子网的独立；在应用和数据层面，各业务系统采取身份认证、访问控制等措施阻止非法访问，保持应用和数据的独立性。5G LAN 边缘组网隔离包含三平面隔离和安全域划分。三平面隔离是指服务器和交换机等应支持管理、业务和存储三平面物理/逻辑隔离。对于业务安全要求级别高并且资源充足的场景，应支持三平面物理隔离；对于业务安全要求不高的场景，可支持三平面逻辑隔离。安全域划分是指 UPF 和通过 MP2 接口与 UPF 通信的 MEP 应部署在可信域内，和自有 APP、第三方 APP 处于不同安全域，根据业务需求实施物理/逻辑隔离。另外，可通过特定的技术确保网络安全，如 N4 流量采用IPSec等技术建立安全通道、开启防地址欺骗策略防止UPF上、下行流量中的地址欺骗、在物理端口执行 ACL 过滤策略、通过 URL 黑名单方式对 WAP 推入的恶意消息拦截过滤、通过 GRE 等隧道对不同业务类别流量进行控制和隔离、在 UPF 公网侧部署抗 DDoS 设备等。（二）（二）5G LAN 实时监控技术实时监控技术 组成员流量特征和性能监控对于工业用户来说非常重要，因为他们对网络和业务的运行状态更加关注。这意味着在 5G 网络中，工业用户可以获得更多的业务流和性能统计数据，从而更好地了解网络和工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -18-业务的实时状态。此外，5G LAN 还支持实时性能监控和告警，以及高级的日志分析和故障排除功能，这些功能可以提高网络的可靠性和稳定性。总的来说，5G LAN 为工业用户提供了强大的网络管理和监控工具，以确保他们的业务能够顺利运行。性能监控和告警功能可以及时发现网络中的异常行为或安全威胁。5G LAN 提供高级的日志分析和故障排除功能，帮助管理员深入了解网络的运行情况和潜在的安全问题。通过分析日志数据，可以发现潜在的安全漏洞或攻击行为，从而采取相应的防范措施。通过设置部署网络安全态势感知探针，实时监测网络安全状态，识别异常流量，及时发现网络攻击行为，提供实时的预警和报警信息，帮助用户及时采取安全措施，保障信息系统的安全。还可通过安全管理中心进行全系统安全态势的集中统一管理，及时识别网络攻击，采取有效的应对措施。（三）（三）5G LAN 加密认证技术加密认证技术 5G LAN 借助于 5G 技术的加密与认证机制，能够提供更高级别的安全保障。这包括使用强加密算法对数据进行加密传输，以及使用认证机制对终端进行身份验证，确保只有授权终端可以接入网络。对于接入 5G LAN 网络的终端设备采用接入认证，防止 5G 公网终端非法接入 5G LAN 网络。可采用的措施包括：独立建设用户 AAA设备，让企业自行管理 5G LAN 的用户，只有在企业 AAA 设备中的合法用户才能接入 5G LAN 网络；在 5G LAN 网络中对接入终端进行二次工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -19-认证，采用企业自主可控的二次认证方案和设备，只有通过二次认证的终端才能接入 5G LAN 网络，防止非法用户接入。图 3.2 5G LAN 的二次认证流程（四）（四）5G LAN 终端防护技术终端防护技术 5G LAN 技术允许在 LAN 内为 5G 终端提供终端互通或终端隔离等灵活的通信服务。通过设置访问控制策略，可以限制不同终端之间的通信，减少潜在的安全风险。在基于 5G LAN 建立的工业互联网系统中，各种设备需采用安全措施提升自身的安全。图 3.3 5G LAN 基于用户的终端隔离防护 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -20-安全防护的重点是数量众多的终端设备，以防止病毒、木马通过终端设备侵入系统为主要保护目标，采取的主要措施：减少不必要的功能和应用，操作系统和应用软件都遵循系统最小化原则；应用基于“白名单”和“黑名单”相结合的防护技术，在系统稳定运行后通过规则匹配、深度学习等方法自主建立合法的“白名单”，在没有特征库的情况下也能发现病毒和网络攻击等异常情况；使用端口管控工具控制外部移动设备的接入，并对所有接入的移动存储设备进行审计。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -21-四、典型案例 四、典型案例（一）工业 5G LAN 数据安全管理应用案例（一）工业 5G LAN 数据安全管理应用案例 1、背景 1、背景 5G 与工业互联网的深度融合，大量工业设备接入网络，由于工控设备安全防护相对薄弱，存在被非法访问控制的风险，导致生产中断或设备损坏。需进一步提升工业企业的工控安全保证能力，保护工业设施免受攻击，在石油化工、汽车、智能制造等工业领域，满足工业5G LAN工业控制网络是工业生产的“核心大脑”，用于监控、管理工业生产过程中的智能终端设备，确保生产的稳定性和可靠性，提升生产效率，在关键信息基础设施领域得到广泛应用。为适应新时期工业控制系统网络安全形势，进一步指导企业提升工控安全防护水平，夯实新型工业化发展安全根基，2024 年工信部印发 工业控制系统网络安全防护指南，使用、运营工业控制系统的企业适用本指南，防护对象包括工业控制系统以及被网络攻击后可直接或间接影响生产运行的其他设备和系统。网络中数据加密传输、身份认证、数据安全等需求。中国联通联合中智云物联网打造工业 5G LAN 数据安全测试床，面向工业领域由于工控系统老旧、系统性能低、无法与互联网通讯、无有效的安全维护人员和体系等情况导致在 IT 领域使用的身份认证技术措施无法直接应用到工业控制领域的问题。针对 5G 工业互联网场景对工业数据安全的迫切需求，提出了一套针对工业领域全链路数工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -22-据安全防护的技术方案。2、应用场景与需求 2、应用场景与需求 在工业互联网场景下，数据在采集、传输和存储过程中面临着安全风险。如果数据被恶意获取或泄露，可能导致用户隐私曝光，损害用户信任和企业声誉。若第三方机构或合作伙伴参与数据共享和处理，一旦数据共享失控或处理出现错误，可能会引发法律责任和用户隐私泄露的风险。工业企业在数字化转型过程中面临的数据泄露风险，恶意攻击风险、数据传输风险、安全防护能力不足等数据安全问题。工业互联网领域中的数据安全保护涉及多个关键环节。首先，访问控制与身份验证构成确保仅授权端到端能够接触数据。其次，数据加密与隐私保护技术构成保障端到端数据机密性和隐私安全。最后，采用高级加密手段对信息实施安全编码，确保数据在传输和存储过程中不会被未授权访问或篡改。本案例通过工业 5G LAN 满足云、管、端数据传输安全、身份认证等方面的安全需求，提升主机身份鉴别、网络设备安全接入、用户认证、传输加密等安全能力。3、解决方案 3、解决方案 5G-LAN 功能场景:网络规划方案 5G-LAN 组网架构支持二层组网，不同的 UPF 进行 5G-LAN 组网后，相互之间可直接进行通信，完成 5G-LAN 组网架构后，可实现如下功能：工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -23-1）同一UP下的两个UE(5G CPE路由器)可以直接进行二层交互；2）不同 UPF 可以通过 N19 直接进行交互；3）不处于同一个 5G-LAN 用户组的 UE(5G CPE 路由器)不能相互通信，如图 4.1 中 UE31 不可访问其他 5G-LAN 用户组；4）企业可以自主分配 IP 优化网络规划，如图 4.1 中生产车间、生产厂房或生产园区 1 所示，企业可以自主搭建 DHCP 服务器实现 IP动态分配。图 4.1 5G LAN 组网架构 使用 5G-LAN 组网，不同工业 5G CPE 路由器可以直接进行二层数据交换，无需部署 CE。使用 5G-LAN 的生产车间组网架构如图 4.2-2所示：工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -24-图 4.2-1 未使用 5G-LAN 生产车间组网架构 图 4.2-2 使用 5G-LAN 生产车间组网架构 使用5G-LAN 生产车间组网架构优势如下：1）在工业互联网中降低建网成本，无需额外建立隧道设备；2）支持二层组网，可以使用工业协议报文；3）降低延迟和网络负荷。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -25-图 4.3 5G LAN 数据安全测试床总体架构 测试床组网架构如图 4.3 所示，主要包括工业互联网平台、5G CPE 工业网关/边缘网关、SEC 安全芯片、智能终端设备等部分。主要包括端到端全链路加密、设备身份认证、安全通信等技术方案。(1)端到端全链路加密技术方案 本测试床项目依托 5G CPE 进行数据加密实现端到端的全链路加密传输方案，可确保数据在传输过程中即使被拦截也无法被读取或篡改。工业领域数据传输及设备通信的端到端加密是确保设备之间的通信数据安全性的重要组成部分。通过选择合适加密算法，保证设备的效率、适用性和可扩展性，对于提升安全能力至关重要。利用 5G CPE 或模组的 eSIM 安全芯片卡作为应用载体，结合运营商 ID 和网络可信身份 ID，为用户提供一种安全、可信且便捷的身份认证服务。该服务以 eSIM 安全芯片卡为核心，为持卡用户提供身份工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -26-验证服务。这个网络身份凭证是与用户的实体身份证芯片唯一对应的电子映射文件，确保身份信息的准确性和安全性。(2)安全通信技术方案 依托 5G 安全通信的数据加解密与数据加密传输技术，对工业互联网平台和智能终端设备的数据传输进行加解密。在外部接入数据和内部数据流转两种场景中设置不同参数的加解密算法，可达到系统外部和系统内部交换数据时数据无法泄露的效果，可保证数据安全以及设备安全。工业互联网平台增加数据安全存储能力，5G CPE 网关加密传输能力，降低工业生产数据的泄露风险。4、应用效果 4、应用效果 通过运用基于商用国密服务、PKI/CA 数字证书服务、SEC 安全芯片、5G LAN 切片安全服务等工业互联网数据安全信创体系综合协同服务。为各类设备接入访问提供安全认证、访问控制，解决业务应用在身份鉴别、数据传输机密性、完整性等安全问题。本方案通过全链路数据安全体系的构建，帮助用户打破安全数据交互壁垒，统筹安全能力，从而形成安全防护合力。建设以密钥管理、数据加解密管理、数据安全传输、设备身份认证为功能的全链路加密技术框架，通过全链路技术加密框架传输安全数据，挖掘数据真正价值，全面提高安全处置效率，赋能工业企业数据安全防护。促使用户信息安全效率提升。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -27-（二）电力 5G LAN 终端认证和身份管理应用案例（二）电力 5G LAN 终端认证和身份管理应用案例 1、背景 1、背景 电力是国家的支柱能源和经济命脉，发展工业互联网是电力行业数字化转型的必然过程。根据工信部印发的工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）的相关内容要求，电力行业将进一步加快工业互联网创新发展步伐，持续推动工业数字化转型。电力行业的安全稳定运行关系到国家的经济发展。随着电网规模的逐渐扩大，安全事故的影响范围越来越大，安全问题越来越突出。当前 IT 和 OT 融合发展趋势加速，电力行业智慧转型离不开新兴的云计算、大数据、物联网、人工智能等技术的支撑，传统的安全威胁和新技术带来的新型安全风险将交织扩散，给风力发电、光伏发电造成巨大安全威胁。电网面临各种攻击，如勒索攻击、蠕虫病毒、远程操纵等定向攻击。在基础结构安全方面则表现为典型的物理安全、设备运行数据安全、远程运维网络安全等突出问题。某光伏电厂引入 5G 网络，支持了多样化应用及海量的终端接入。随着智能化发展，传统的终端身份接入认证机制难以实现细粒度的访问控制，因此不论是对身份管理的能力需求上，还是实现网络和业务的深度融合机制上，都需要构建新的多元认证和身份管理体系。为电力行业网络安全提供安全可靠的终端认证能力。2、应用场景与需求 2、应用场景与需求 5G 网络支持各种设备终端接入，电力行业的终端也接入了 5G 专工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -28-网。依照电力行业相关规定，在安全分区、网络专用、横向隔离、纵向加密、分级综合防护的基础上，需要进一步对终端设备的身份认证格式、登录和绑定协议等进行标准化，实现设备身份的可追溯性。在光伏电厂应用环境下，SIM 卡会被非法使用，一旦终端内的 SIM卡被非法移至其他设备用来进行大数据流量的传输，将会使行业用户蒙受损失。内外横向攻击，恶意终端随办公网接入容易进一步引发行业内网横向攻击，导致生产事故，危害极大。出于对终端安全和用户卡安全角度的考虑，需要通过技术手段限定 SIM 卡和终端的绑定关系。伴随着移动终端和各种智能设备的普及，接入网络的终端设备更多的是位置会发生变化的移动终端。电力行业的终端地理位置分布广、涉及管理部门层级多，终端归口管理细。为了确保接入安全，需要对终端接入位置进行管控，防止数据泄露等安全风险。因此，需要基于身份管理系统结合网络空间测绘技术进行准确的地理定位和细粒度管理。3、解决方案 3、解决方案 本案例主要包括终端接入二次认证、终端机卡绑定接入认证、终端接入位置认证、终端零信任接入认证等技术方案。（1）终端接入二次认证技术方案 5G 网络中，终端必须具备身份验证的能力，终端接入首先由运营商核心网实现对终端基于 5G AKA 或 EAP-AKA的主认证，如果启用工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -29-了切片，还包括接入切片的过程。但主认证仅由运营商对终端身份进行了验证，仅在运营商侧无法彻底解决行业客户的前述终端接入风险，因此除了运营商主认证，还需要提供行业用户自主可控的终端二次认证能力。二次认证接入图如下图所示：图 4.4 终端二次认证接入示意图 二次认证即 UE 设备向核心网认证，而 UE 的应用向业务系统认证。将二次认证进行统一，可以绑定设备与应用，并增强行为分析能力，构建用户、终端、网络、服务之间统一的信任体系，对于运行在可疑设备上的业务应用进行重点监控。（2）终端机卡绑定接入认证技术方案 出于对终端安全和用户卡安全角度的考虑，需要通过技术手段限定 SIM 卡和终端的绑定关系。在二次认证的基础上同时对 SIM 卡和终端信息进行认证，做到先认证再访问。对于高安全场景，需要部署 AAA 服务器基于安全 SIM 卡技术（基于 USIM 卡，内置 USB key 功能，基于 PKI 的数字证书体系，密钥存工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -30-储在 SIM 卡安全芯片中，不可复制、不可抵赖、不可篡改，具有高安全级别的身份认证能力）进行认证。（3）终端接入位置认证技术方案 一般来说，电力客户内网设备数目庞大，且地理位置分散，如果日常的终端入网授权及设备信息维护都集中管理，将会带来极大的压力。通过采用设备指纹扫描技术和指纹库，能够对设备进行扫描和特征内容获取、判别，从而对接入内网的终端设备进行识别并归类。利用接入层交换机到终端的网络拓扑管理模型，能够对全网终端进行直观拓扑展示，实时掌握全网终端网络位置分布信息、设备运行和安全状况。在拓扑展示图上，还可以进一步向下细化定位，直至每台终端设备。也可以通过终端设备向上检索，找到其连接的交换机，利用交换机管理功能协助用户精确定位终端接入位置，提高运维效率。（4）终端零信任接入认证技术方案 电力行业基于零信任理念，模块化构建零信任动态授权平台，将应用、用户的身份鉴别、细粒度授权访问、统一动态策略管控形成零信任数据保护解决方案，做到“访问主体身份可信、行为操作合规、实现对被访问应用和数据的有效防护”。方案建立了以身份为基础的动态访问行为管控，遵循“内生、主动、安全”原则，形成灵活扩展的身份管理和访问控制架构，实现多元用户的身份管理、终端安全管理、身份鉴别、访问授权、凭证管理与访问控制策略管理，提升整体安全水平。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -31-4、应用效果 4、应用效果 本方案通过增加二次认证和零信任技术，大大提高了系统的安全性，防止未授权访问和潜在的网络攻击。本方案的透明接入能够让用户使用终端接入时，无需额外操作，提升用户体验。尽管初期实施需要投入一定成本，但通过减少安全事件的发生和应对安全事件的费用，长期来看具有良好的成本效益，降低了由于安全事件导致的品牌损失。本方案通过应用机卡绑定技术，能够确保只有授权设备和卡片才能访问系统和网络，减少因设备丢失或被盗而导致的安全风险。能够提供可靠的身份认证机制，进一步增强身份认证的可靠性和安全性。绑定技术使得设备和卡片之间形成紧密的关联，防止设备被篡改或替换。提高了系统的可管理性，减少了因设备丢失或被盗导致的经济损失。有效提高了系统的安全性和可靠性，为企业提供了坚实的安全保障。本方案通过应用位置认证技术，能够确保终端设备只能在指定的物理位置范围内访问系统或执行特定操作，提升系统的整体安全性。企业可以更有效地管理和分配资源，优化工作流程，帮助企业进行资源调度和管理。用户也可在预期位置快速访问系统，无需繁琐的额外认证步骤，提升用户体验。所以，有效提升了系统的安全性和管理效率，为企业的业务运营提供了坚实的安全保障。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -32-（三）智能制造 5G LAN 网络隔离应用案例（三）智能制造 5G LAN 网络隔离应用案例 1、背景 1、背景 2022 年 9 月，工信部印发5G 全连接工厂建设指南，支持企业建设产线级、车间级、工厂级等不同类型 5G 全连接工厂。基于 5G LAN 的二层通信能力，5G 可以实现与工厂传统有线车间生产网络同样的网络拓扑架构，实现工业级的组网，从而实现与传统有线车间生产网络无缝对接和平滑替代。在实际项目中，基于 5G LAN 的组网技术，形成标杆案例，实现工业智能化升级。对于智能制造行业，存在现场无线网络的可靠性不足的痛点，提高网络的可靠性以保证安全的生产是非常必要的。5G LAN 技术支持工业海量数据的传输，且延时性低，可靠性高，端到端时延最低可降到接近 5 毫秒，可为工业生产制造实现高精度工业控制。因此，利用5G 网络的优势，可不改变现有组网，提高网络的可靠性。智能制造企业面临不同的生产区域之间为了连接的便利性未做有效的区域划分的问题。亟需针对 5G 工业互联网场景对网络隔离的迫切需求，提出了一套基于网络隔离的安全技术方案。2、应用场景与需求 2、应用场景与需求 在传统的架构中，由于信息是逐层传递的，信息无法跨层进行交互。同时，由于工业网络协议众多，不同协议之间信息也难以互通，限制了信息的横向流转。而要实现智能制造，就需要实现数据的动态、实时采集，数据的高效可靠流转和智能化处理。为了实现数据的高效工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -33-流转和共享，就需要打破传统的架构，网络向扁平化方向转变。生产网与管理网融合是无线与有线融合的统一网络，由于数据的流转和系统的开放，也带来安全性的风险。比如生产网与管理网混用，传统的 IT 网络威胁向生产网蔓延。工控网通讯协议较多，单一的隔离设备无法满足多样的网络通讯及安全隔离要求，难以保障工控网络隔离有效性，易感染病毒及恶意程序，同时也可能导致工业控制系统内不同安全域之间的边界防护机制失效。所以需要从网络的隔离和防护构建端到端的安全防护体系，为新的架构保驾护航。针对工控系统中，存在缺少混合组网隔离、分区分域网络隔离、数据隔离防护措施及恶意代码防范措施等问题。本案例依托 5G LAN实现横向安全域隔离，纵向边界防护的解决方案。通过在 5G 网络不同域间增加有效的安全隔离措施，实现纵深防御工控网络与企业资源网的打通，保证两网融合后原有隔离网络的独立安全性，使其能应对各种未知信息安全风险。同时部署相应工控信息安全产品以实现横向安全区域间的隔离、生产数据单向采集及监控。3、解决方案 3、解决方案 本案例通过5G LAN整合工控网络组网、工控网络边界隔离技术，实现工业网络横向安全域隔离和纵向边界防护能力。（1）工控网络组网技术方案 工业5G LAN网络在东西向打通条件下，在部署防护措施的时候，应做好网络隔离安全，划分不同的网络区域，并按照方便管理和控制工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -34-的原则为各网络区域进行隔离，工业防火墙、工业隔离网闸、5G 安全CPE 等作为工业控制边界安全防护设备和安全组网设备，可在工业控制系统网络安全区域之间提供逻辑隔离安全防护。具体如下图：图 4.5 工控网络组网图 5G LAN 主要用于 L2 层网络，在 L2 部署 5G CPE 形成工业局域网，不同车间独立组网形成子网，各子网络用工业防火墙进行隔离。内部安全域划分上，按 IP 地址为生产网划分 VLAN，并设置子网地址。采用 VLAN 提供的安全机制，可以限制特定用户的访问，甚至锁定网络成员的 MAC 地址，这样，就限制了未经安全许可的用户和网络成员对网络的使用。（2）工控网络边界隔离技术方案 工控网络的边界防护主要涉及管理网与工控网边界、生产子网边界、5G CPE 组网隔离边界和未知边界，需针对不同边界采取安全隔离防护措施。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -35-管理网与工控网边界：管理网与工控网边界：在管理网与工控网之间均采用工业网闸进行网络隔离。能够阻止不必要的流量进入工控网。仅定义必要的工控应用服务器与管理网的业务服务器允许通信，其他通信都被禁止。满足等保 2.0“安全网络通信”中：保证跨越边界的访问和数据流通过边界防护设备提供的受控接口进行通信的合规要求。各生产子网的边界：各生产子网的边界：在网络之间采用工业防火墙进行隔离。阻止生产子网以外的数据包或恶意程序进入生产子网，限制子网内的允许跨网通信的主机数量，除非必要，否则将禁止子网间的通信。同时防止一个子网感染病毒后向其他子网或上层安全域传播的可能。5G CPE 组网隔离边界：5G CPE 组网隔离边界：5G 网络使用网络切片为业务提供网络服务。切片包含的所有网络功能都使用运营商电信云中独立的服务器加载，以实现业务与外界业务的物理隔离。CPE 上的 SIM 卡上签约上述两类业务对应的网络切片标识（NSSAI）。当 CPE 注册到 5G 网络时，需要携带 NSSAI。5G 网络为 CPE 选择对应的网络切片。CPE 同时接入多张网络切片，且分别建立分组数据单元会话连接，实现两类业务的逻辑隔离。未知边界管理：未知边界管理：由于工控网络的物理边界范围太大，给管理带来非常大的难度，随身 WIFI 设备、无线路由私接、手机热点等都随时可能破坏网络边界的完整性，使得用户在网络边界上的努力和投入化为乌有。在网络核心处部署边界完整性检查产品，快速网络检测、定位与阻断控制破坏网络边界行为，保护边界安全。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -36-边界防护无法防御来自内部的“攻击”或“人为误操作”，边界防护无法阻止工程师以物理的方式突破网络上的边界。针对这种问题，可根据区域、通道及深度包检测概念，通过在每个通道都部署支持工业协议的防火墙，并且只允许事先定义过的数据流通过（即白名单的方式）该通道的方式来实现深度安全防护。4、应用效果 4、应用效果 本案例中 5G LAN 网络隔离边界防护通过划分不同的网络区域，可以有效隔离潜在的威胁，防止内部网络受到外部攻击。它能够识别和阻止未经授权的访问，确保网络内部资源的安全。通过网络隔离和边界防护，可以对不同区域的设备和用户进行细粒度的访问控制。这意味着只有被授权的用户和设备才能访问特定的网络资源，从而减少安全风险。5G LAN 使得工控网络稳定性和可靠性进一步提升。5G LAN 一张网络替代多张物理网络，便可简化网络架构，高效提升网络效率与产线可用性，从而降低组网成本和维护成本。不仅如此，5G LAN 技术的加持下深入工业互联网应用场景，支持外挂设备的即插即用、跨阈组网、双发选收等功能，解决了传统工业企业网络布线繁琐、网络调配难度大、网络适配灵活性差等问题。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -37-（四）钢铁制造 5G LAN 网络安全智能感知应用案例（四）钢铁制造 5G LAN 网络安全智能感知应用案例 1、背景 1、背景 在钢铁企业转向以质量型、差异化竞争为主的背景下，将 5G 技术、大数据、云计算、人工智能等先进技术与钢铁工业融合，在资源利用、节能减排、产品结构调整等方面，实现通过降本增效，来达到提高钢铁行业竞争力、培育钢铁行业增长新动力的目的。钢铁企业的工业控制系统具有多个生产工艺流程混合、控制网 络组网复杂、多种通信方式并存的问题，使得可以被黑客利用的漏洞大量存在。对于这样的工业 5G LAN 网络，需要根据实际情况，从不同角度和层次应用多种策略进行综合防护。工控安全知识图谱是网络安全领域专用知识图谱，也是知识图谱应用于安全业务的重要工业尝试。当前，工业安全领域中存在大量的业务数据，通过了解钢铁行业工业网络建模需求以及应用需求，能够在工控网络态势感知、泛终端内生安全能力感知等场景进行应用，对5G LAN 网络安全能力提供进一步的增强。2、应用场景与需求 2、应用场景与需求 工业 5G LAN 网络产生的大量实时数据需要高效、准确的处理和分析，以支持安全态势感知。然而，目前的数据处理技术往往存在数据质量不高、处理效率不足等问题，难以满足实时性和准确性要求。因此，需要利用大数据、机器学习、人工智能等技术对网络的安全状况进行深度感知。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -38-工业 5G LAN 网络主要的风险主要是来自于内网、终端层面，因此需要建立在生产工艺流程基础之上，结合网络流量、安全设备、主机及业务应用构建安全分析模型，感知网络威胁，实现通报预警，联防联控。基于安全知识图谱的事件风险画像、攻击路径调查、响应策略推荐，能够提供丰富的、具有安全语义的上下文，有效支撑动态事件的研判和策略部署，降低安全运营对专家经验与知识的依赖。3、解决方案 3、解决方案 某钢铁园区内建设的工业 5G LAN 网络过程中的打造的网络安全智能感知关键技术及应用的解决方案，覆盖了端、管、云、边下的应用场景的网络安全解决方案，实现了可信端、可监管、可控云、可防边的部署架构，具体网络安全场景包括：5G LAN 泛终端内生安全能力感知、切片流量安全检测、5G LAN 网络的用户行为分析、5G 安全编排与自动化运营能力开放等。（1）5G LAN 泛终端内生安全能力感知技术 通过在 5G LAN 智能终端内部配置可信轻量级 SDK 软件，完成 5G LAN 泛终端的安全监测、内核级进程文件防护、数据采集、数据加密、异常分析和 5G LAN 泛终端大数据智能分析和态势感知等。利用数据驱动（基于算法）方法，把各种智能终端日志所描述行为作为多维向量，利用机器学习算法进行分析，根据分析结果来发现异常。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -39-图 4.6 5G LAN 泛终端内生安全感知平台（2）无人驾驶、实时监控和故障诊断等业务切片流量安全监测 通过对 5G LAN 网络切片中多种网络协议解析和监测泛终端设备异常流量威胁事件，详细清晰的记录系统发现的异常安全威胁日志，且保存 6 个月以上。采用旁路部署模式，监听异常流量，且支持多组逻辑隔离的切片网络流量分析检测。全流量多协议威胁检测基于主动和被动结合的检测机制。对僵尸网络、数据泄露、远程控制、DDOS 攻击等各类安全威胁进行实时深度检测、智能分析，感知并定位网络中存在的安全威胁，提供全面的检测能力。图 4.7 5G 切片流量检测平台(3)5G LAN 网络下的用户行为异常检测 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -40-利用异常驱动（线索）方法，即将告警（APT、工业安全网关、工业防火墙等设备上的告警）和错误信息（系统件发送失败、登录失败、Web 访问错误、APP 访问失败等）作为线索，从中提取涉事主体的信息（IP 地址或域名），再从行为日志中找到涉事主体的通讯对端（IP地址或域名），并进一步分析这些通讯对端的属性（数量、分布的连续性、公有私有、注册时间等等）以及它们通讯过程的情况。利用数据驱动（基于算法）方法，即:把各种智能终端日志所描述行为作为多维向量，利用机器学习算法进行分析，根据分析结果来发现异常。4、应用效果 4、应用效果 建设一体化的钢铁 5G LAN 安全解决方案，协助推动了企业的网络安全建设，从关键信息基础设施的梳理，到持续的安全监测，及时的 0day 预警，快速的应急通报及处置工作，满足了中华人民共和国网络安全法和等级保护 2.0 以及中央网信办、国资委、公安部、工信部等国家部委对网络安全的监管要求。提供预见性安全维护，有助于减少 5G 泛智能终端的意外停机、改善生产运营动态。该方案帮助维护了一个智能制造架构网络安全的集中运营中心，以创建智能的、按优先级排列的自动 人工的维护作业顺序。同时，可以将检测潜在不良网络安全现象、未知威胁等提供潜在网络攻击警示。实时监测各种数据（如设备数据、检查数据、历史、日志文本等）通过分析和评估来预防运营问题的出现，可以有效提高预见性维护与修复性维护的工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -41-比率。通过减少意外停机时间，将资产可用率提高 3-5%。库存需求减少 10-20%。该方案采用无监督的算法对数据进行智能判断，并在分析结果上打上标记。通过数据的聚能和态势感知形成该行业的安全大脑，具备自适应安全防御能力、学习能力、威胁情报的赋能能力和不同场景下的思考能力、管控能力。在工业互联网系统中，实现对工业控系统全方位、全天候的网络安全态势感知，及时发现各类网络安全风险等，赋能企业快速实现数字化、网络化、智能化转型。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -42-五、未来展望 五、未来展望 随着 5G LAN 在工业领域的规模化应用，围绕着工业生产安全运行的 5G LAN 相关安全技术、组织制度建设、产业链协同均会得到持续性的发展，具体如下：5G 技术演进和新兴安全技术融合，将推动 5G LAN 在工业领域更大规模应用5G 技术演进和新兴安全技术融合，将推动 5G LAN 在工业领域更大规模应用。随着 5G 技术的迭代更新，特别是 R18 等标准的冻结，5G LAN 的功能和性能将得到进一步的增强和完善。这将有助于推动5G LAN 在不同行业和场景中的广泛应用。5G LAN 继承了 5G 网络的高安全性特点，通过加密与认证机制确保数据传输的安全性和完整性，结合区块链、人工智能等新兴技术，可实现更加严格的安全防护策略，提高网络安全的可靠性和效率。随着技术的不断进步、标准化进程的推进、应用领域的拓展以及安全性的提升，5G LAN 在工业领域的应用将发挥更加重要的作用，推动工业企业数字化转型和智能化发展。5G LAN 在工业领域的应用使得工业网络融通，将重构工业企业组织管理机制。5G LAN 在工业领域的应用使得工业网络融通，将重构工业企业组织管理机制。5G LAN 网络的大规模应用使得 IT 与 OT 网络深度融合，安全措施必须覆盖两类场景，才能实现对各种漏洞和风险的有效防控。在工业领域，IT 与 OT 隶属两个部门，在组织架构、制度管理、技术背景等方面存在居多差异，这些差异是工业制造企业实现网络安全协同防御面临的主要问题。5G LAN 网络在促进工业网络融通的同时，必然也会促进 IT 和 OT 相关工作人员的沟通协作。面对不可避免的变化，为了提升工厂网络安全相关管理效率和工作效率，工业企业工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -43-必然会重构相关组织管理机制，实现组织形式、管理制度、应急处置等方面的协调。产业链各方协同推进 5G LAN 安全技术，共同构建工厂 5G LAN 安全生态产业链各方协同推进 5G LAN 安全技术，共同构建工厂 5G LAN 安全生态。产业链各方应积极参与国际、国内标准，推动业界完成统一的 5G LAN 安全测评标准与流程，从源头强化 5G LAN 自身安全性。传统工业网络安全厂商、信息安全厂商、通信设备商等将以各自的优势技术为基础，以点及面，开展工业 5G LAN 网络安全实践，推广优秀安全方案。产业链上下将共同促进产业链、价值链、创新链的有机衔接，推动合作模式升级，践行合作机制落地，实现互惠互利、合作共赢，共同打造工业 5G LAN 的安全护城河。电信运营商持续深耕工厂 5G LAN 网络运营，赋能工厂安全生产运营电信运营商持续深耕工厂 5G LAN 网络运营，赋能工厂安全生产运营。电信运营商在工业 5G LAN 中发挥着基础网络提供者、技术标准化推动者、创新应用模式探索者、网络安全保障者和专业服务与支持提供者等多重作用。运营商作为维护网络信息安全的主力军，应继续发挥网络信息安全领域的独特优势，面对复杂严峻的网络安全环境形势，进一步加大 5G LAN 网络安全领域的建设力度，提供更加丰富的 5G LAN 安全技术服务，通过 5G LAN 安全技术，保障工业网络安全，筑牢工业生产安全可信的“安全堤坝”。工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -44-附录 A 缩略语 附录 A 缩略语 缩写 英文全称 中文名称 3GPP 3rd Generation Partnership Project 第三代合作伙伴计划 5G LAN 5G Local Area Network 5G 本地局域网 AAA Authentication-Authorization-Accounting 鉴权、授权、计费 ACL Access Control Lists 访问控制列表 AKA Authentication and Key Agreement 认证和密钥协商 API Application Programming Interface 应用程序接口 CPE Customer Premises Equipment 客户终端设备 DDoS Distributed Denial of Service 分布式拒绝服务 EAP Extensible Authentication Protocol 可扩展认证协议 ECIES Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme 椭圆曲线加密算法 GRE Generic Routing Protocol 通用路由封装 IAM Identity and Access Management 身份识别与访问管理 IP Internet Protocol 互联网协议 IPSec Internet Protocol Security 互联网安全协议 MEC Multi-access Edge Computing 多接入边缘计算 NFV Network Functions Virtualization 网络功能虚拟化 NSSAI Network Slice Selection Assistance Information 网络切片选择辅助信息 PSA PDU Session Anchor PDU 会话锚点 QoS Quality of Service 服务质量 SDN Software Defined Network 软件定义网络 SEPP Security Edge Protection Proxy 安全边缘保护代理 SMF Session Management Function 会话管理功能 SUCI Subscription Concealed Identifier 用户隐藏标识 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -45-SUPI Subscription Permanent Identifier 用户永久标识 TCP Transmission Control Protocol 传输控制协议 TLS Transport Layer Security 传输层安全协议 UE User Equipment 用户设备 UPF User Plane Function 用户面功能 VLAN Virtual Local Area Network 虚拟局域网 VPN Virtual Private Network 虚拟专用网 WAP Wireless Application Protocol 无线应用协议 工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -46-附录 B 参考文献附录 B 参考文献 1 3GPP.Security architecture and procedures for 5G system.TS 33.501 v15.4.0.2019 2 李静,李福昌,张涛.5G LAN 的应用需求与拓展研究J.通信世界,2023(6):46-49.3 IMT-2020(5G)推进组.5G 零信任安全技术研究 4 施耐德电气,中国联通.5G PLC 深度融合解决方案白皮书 5 国家工业信息安全发展研究中心.2022 年工业信息安全态势报告 6 刁敬源,曾子芸,刁兆坤,等.5G LAN 技术分析及工业互联未来发展展望J.通信世界,2023(6):42-45.7 陈玉玺,赵鹏宇,李颖,等.面向行业专网的 5G LAN 技术应用研究 J.数字通信世界,2023(8):136-138.8 陈福莉,蒋耀辉,汪超,等.5G LAN 应用及安全探讨J.通信技术,2024,57(2):193-199.9 刘霞,陈礼波,王运付,等.工业物联网终端 5G LAN 组网方案研究J.邮电设计技术,2024(1):83-87.10 中国通信学会.5G 数据安全防护白皮书 11 工业互联网产业联盟.工业互联网典型安全解决方案案例汇编（2022）12 新华三.工业互联网技术白皮书（2022）工业 5G LAN 网络安全技术白皮书 -47-13 强奇,武刚,黄开枝,等.5G 安全技术研究与标准进展.中国科学:信息科学,2021,51:347366.14 中通服咨询设计研究院.5G 网络安全白皮书 15 未来移动通信论坛.5G 信息安全白皮书 16 IMT-2020(5G)推进组.5G 电力行业应用安全需求与架构 白皮书 17 未来移动通信论坛.5G 信息安全白皮书 18工业和信息化部关于印发 工业控制系统网络安全防护指南工信部网安202414 号，工业和信息化部网站，2024,01.19.19中智云物联网技术中心.内部参考技术资料J.中智云物联网有限公司.SEC/eSIM，2024,03.11.20王小军.基于国产密码的数字家庭安全解决方案J.住建部.SAC/TC 426,2024,03.27.全国智标委广州.研究课题推进会.21王钢.为数字家庭保驾护航.国产密码安全解决方案J.住建部.SAC/TC 426，2024,06.20.张家港.全国智标委第三届第五次工作会议.
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前前言言当前，新一代信息技术与工业经济深度融合演进，涌现出一批新兴业态与应用模式。在服务化、网络化、个性化的浪潮下，生产供应链协同、远程运维等通用方案及钢铁节能减排、石化安全监控等行业特色方案应运而生.
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编写说明党中央国务院高度重视工业互联网发展，习近平总书记在党的二十届三中全会上的重要讲话和 中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定，部署了“促进实体经济和数字经济深度融合”“加快新一代.
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I工工业业互互联联网网典典型型安安全全解解决决方方案案案案例例汇汇编编（2 20 02 23 3）牵头编写单位：中国移动通信有限公司工业互联网产业联盟（AII）2024 年 6 月III声声明明本报告.
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面向面向工业互联网工业互联网的确定性的确定性网络协同技术白皮书网络协同技术白皮书（2022024 4 年）年）牵头编写单位：中国移动通信有限公司研究院工业互联网产业联盟（工业互联网产业联盟（AIIAI.
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中国信息通信研究院政策与经济研究所 2024年7月 工业互联网赋能产业链供应链工业互联网赋能产业链供应链 发展的路径和策略研究发展的路径和策略研究 (2022024 4 年年)版权声明版权声明本报告本.
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工业供应链数字化白皮书工业供应链数字化白皮书（20242024 年）年）工业互联网产业联盟（工业互联网产业联盟（AIIAII）20242024 年年 6 6 月月声声明明本报告所载的材料和信息，包括但.
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No.202403中国信息通信研究院2024年6月中国工业互联网发展成效中国工业互联网发展成效评估报告评估报告(2022024 4 年年)版权声明版权声明本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护.
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践行深度用云矿山产业集群大模型运营最佳实践版权所有 华为技术有限公司2024。保留一切权利。非经华为技术有限公司书面同意，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本手册内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。.
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F F5G5G-A A 绿色万兆全光绿色万兆全光 园区白皮书园区白皮书 编写编写人员：人员：（排名不分先后）（排名不分先后）张 军 张锐利 刚轶金 朱岁松 王小安 黎 胤 熊 江 朱立彤 高洪福向正权.
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目录前言.1工业场景中的新质生产力.2工业数字孪生.2实时工业数据采集与集成.2实时分析与可视化.3智能运营（设备状态监测与预测性维护、异常事件告警、远程运维服务）.3制造流程控制与优化.4生产过程控.
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中国航空学会：2024低空经济场景白皮书（1.0）（167页）.PDF
数字100：2024摇摆的消费者-消费者体验营销手册（95页）.pdf
CBNData：2024新健康消费生活趋势报告（39页）.pdf
红杉：2024年企业数字化年度指南（62页）.pdf
英敏特：2025全球消费者趋势报告（27页）.pdf
华为：智能世界2030报告（2024版）（741页）.pdf
Gartner：2025年重要战略技术趋势报告（27页）.pdf
毕马威：2024年四季度中国经济观察报告（64页）.pdf
炼丹炉：2024银发经济趋势洞察报告（49页）.pdf
中国联通研究院：2024中国生成式人工智能应用与实践展望白皮书（中英文版）（147页）.pdf
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