GB/T 40020-2021 信息物理系统 参考架构.pdf

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GB/T 40020-2021 信息物理系统 参考架构.pdf

6.2.2.2使用者相关活动

6.2.2.3运维者相关活动

基于收集到的系统状态监测数报 知识库,给出预测性维护解决方案YD/T 2954-2015 接入设备节能参数和测试方法 VDSL2系统,实 现基于设备运行状态的定期巡检、间 保养团环管理

6.3. 1 子角色

CPS提供方包括开发者、资源提供者、集成者和运营者四个子角色: a)开发者负责确保CPS相关设计和开发过程满足需求; b)资源提供者负责为CPS提供相关基础资源:

GB/T 40020—2021

c)集成者负责开展CPS集成规划,搭建完整集成架构,满足CPS全业务活动集成需求: d)运营者负责确保CPS业务服务满足运营目标

6.3.2.1开发者相关活动

开发者相关活动包括: a 需求分析:基于数据挖掘、模型计算等手段科学分析客户特征,获取客户目标用户、适用场景、 行为路径等信息,为规划设计提供依据,实现客户需求信息的精准挖掘; b)规划设计:基于客户需求信息,结合企业自身发展现状与目标,对具体技术架构、资源配给、建 设周期、人员支持、目标考核进行合理规划,开展CPS架构设计、功能设计、应用场景设计,实 现CPS功能模块合理划分,满足CPS应用要求; c)开发实现:基于开发工具和软硬件资源,搭建CPS开发环境,并结合实际业务场景需求,对系 统、软件进行针对性修改或功能扩展,实现开发人员对不同行业、不同场景特定应用的快速开 发与部署; 测试验证:对CPS的开发、设计和实现中的关键要素以及不同场景、不同行业的CPS实现过程 与方法进行测试验证,实现CPS性能与功能的有效验证。

6.3.2.2资源提供者相关活动

资源提供者相关活动包括: a 提供硬件:提供满足CPS运行的基础硬件设备; b) 提供软件:提供满足CPS运行的开发环境、工业软件、开发集成工具、中间件等; C 提供网络:提供满足CPS信息互通传递的网络环境,包括:基础网络架构、基础网络硬件、软件 以及所分配网络资源的管理权限; d 提供平台:提供满足CPS开发与部署过程中处理、存储等能力的计算资源,以及对所分配计算 资源的管理权限; e 提供知识服务:提供满足CPS全生命周期的知识库,实现满足客户需求的精准服务; f 提供安全服务:提供确保CPS安全运行的防护措施

6.3.2.3集成者相关活动

集成者相关活动包括: a) 集成设计:基于各类组件之间的接口及协议情况,提供CPS集成规划,构建完整的CPS集成 架构。 b) 部署实施:基于集成规划,利用中间件工具、数据接口、集成平台等手段,开展部署与实施工作。

63.2.4运营者相关活动

GB/T 400202021

CPS关联方包括咨询服务者、测试评估者、项目监理者三个子角色: a)咨询服务者负责为CPS用户方、提供方提供咨询服务; b)测试评估者负责为CPS用户方、提供方提供功能、性能等关键因素测试和评估服务 c)项目监理者负责为CPS用户方、提供方提供成本、进度、质量等监督管理服务

6.4.2.1咨询服务者相关活动

出技术、工程和管理等方面的合理化建议,实现CPS开发、部署、应用的精准指导

6.4.2.2测试评估者相关活动

测试评估者主要活动为对CPS相关功能、性能和安全指标进行测试或评估,判断是否满足与业务 相关的功能、性能以及安全性需求

6.4.2.3项目监理者相关活动

项目监理者主要活动为执行监理。通过对CPS成本、效率、质量的监督管理,保障CPS建设白 实施。

功能视图包括业务域、融合域、支撑域、安全域四种功能域及相关功能组件(见图5): a)业务域负责执行CPS使用者相关活动,包含研发设计、生产制造、运维服务、经营管理、产业链 协同功能组件; 融合域基于感知、分析、决策、执行的闭环功能体系,负责实现信息空间与物理空间的融合应 用,包含物理空间、信息空间、数学李生服务、数字主线、数字李生体以及感知、分析、决策、执行 等功能组件; c)支撑域负责为CPS提供所需的资源,包含网络、数据和集成功能组件; d)安全域负责保障各功能域的安全,包含业务安全、基础安全、物理安全和安全管理功能组件

GB/T 400202021

a)机理建模:提供展现系统行为模型或规则的功能。根据物理、化学等原理,或根据领域知识与 经验,将物理实体映射到信息空间,汇聚分散在各封闭组织内的数据,从数据中发掘工业机理 和规律; b)业务建模:负责对业务流程、业务关系、几何原理等进行数学建模,汇聚业务应用数据,在信息 的流动中实现业务优化; 知识封装:提供可持续地积累知识的功能,包括知识结构建立、知识生命周期管理等; d)数据挖掘:通过对数据的处理、分析,发掘数据中隐藏的规律与具有潜在价值的信息,为系统提 供行为预测模型; #

7.3.4数字主线功能组件

数字主线功能组件负责以统一的模型为核心,构建包含产品全生命周期与全价值链的数据流,疏通 信息孤岛,驱动知识生成,建立统一的数据、信息、知识的传递和访间规则。

7.3.5数字生服务功能组件

基于数字主线完成物理实体在信息空间的模型映射,并基于传感监测和数据传递实现对物理实体 的诊断,预测,仿真,优化。 数字季生服务功能组件包括 a)映射:负责建立物理实体在信息空间中的数字化特征模型,完成信息虚体映射,从而反映相对 应的物理实体全生命周期过程。 b 监测:通过各类传感器感知内外部的数据,负责完成物理实体数据向数字化表征的传递,完成 在信息空间中对相应物理实体的观察活动。 诊断:通过对历史信息、实时信息的综合处理,负责将信息空间的信息转化为知识,实现对物理 实体状态的评估。 d 预测:基于诊断评估的结果,负责实现数字化模型对物理实体的未来预测,提供更全面的决策 支持。 仿真:负责基于虚拟仿真、多学科仿真、半物理仿真等仿真模型,充分模拟产品性能指标、产品 使用状况、生产线运行状态、试验测试等行为。 优化:负责基于监测、诊断、预测和更新的不断送代,实现物理实体中相应资源的持续动态 优化。

7.3.6感知功能组件

感知功能组件负责将各类传感器技术应用至物理空间,实现物理实体身份、几何、功能、机理、运 态等多源数据的全方位实时采集

7.3.7分析功能组件

分析功能组件负责结合环境、 信息,对物理空间感知数据进行分析计算,实现对物 的识别、诊断、预测与分析,为决策提供依据。

7.3.8决策功能组件

决策功能组件负责根据物理空间感知数据分析结果,结合约束条件与优化目标,利用领域知识建 学模型,实现决策优化

GB/T 40020—2021

7.3.9执行功能组件

执行功能组件负责根据决策指令生成行为控制逻辑,利用控制器与执行器,实现对人、设备、物料 艺过程、环境的控制

7.4.1网络功能组件

网络功能组件为CPS提供网络基础,构建信息交互的网络通道: 工业有线:负责利用工业以太网、VPN等有线网络互联融合技术,构建可靠接人的工业有线网 络,实现多源异构数据传输。 工业无线:负责应用无线传感网、穴余工业无线网、窄带物联网、蜂窝通信等异构无线网络连接 技术,构建泛在接入的工业无线网络,实现多源异构数据传输

7.4.2数据功能组件

数据功能组件负责为CPS提供数据的采集、存储和处理功能,为数据分析提供支撑: 数据采集:利用传感网、物联网等泛在感知技术,以及实时以太网、时间敏感网络、高速协议转 换网关等网络传输技术,将蕴含在物理实体、异构系统的数据不断传递并汇聚到信息空间,实 现泛在、可靠、实时、高效的数据收集。 b 数据存储:利用数据库、数据字典等技术,建立可以运行在云端或中心服务器的数据存储系统, 实现对采集数据的记录。 数据处理:利用数据预处理中的数据分割、数据平滑、数据过滤等算法,建立可以运行在云端或 中心服务器,以及分布式节点或边缘端的数据处理系统,实现有效数据处理,

7.4.3集成功能组件

集成功能组件为CPS提供各物理实体的互联、互通和互操作: a 互联:两个组件间应至少存在一条传输链路,为两个组件间的数据交换提供物质基础和可 能性。 b)互通:两个或多个组件之间能够通过协议兼容实现组件间的数据交换。 C 互操作:两个或多个组件之间应具有透明访问对方资源的能力。

7.5.1业务安全功能组件

业务安全功能组件包括: a 互操作安全:利用安全认证、访问控制、安全散列等技术,实现CPS方法互用、数据互用中的身 份鉴别、权限配置、数据完整性保护。 b 协同安全:利用安全认证、访问控制、数字证书等技术,实现CPS业务协同流程中的身份鉴别、 动态授权、身份融合、跨域授权。 人工智能安全:针对CPS系统中应用相关人工智能技术而引发的算法模型安全、伦理道德风 险等问题,利用技术、制度等方式方法,确保CPS业务中人工智能相关技术应用的安全

TCSPSTC 46-2020 装配式混凝土建筑结构技术管理指南7.5.2基础安全功能组化

基础安全功能组件包括:

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1 网络安全:利用拓扑安全检测、访问边界控制、协议验证、内容检测等措施,保护CPS网络资源 的完整性、可用性等重要安全属性。 主机安全:利用身份鉴别、访问控制、加密、人侵检测、行为审计等措施,保护主机对象的机密 性、完整性、可用性等重要安全属性。 应用安全:利用身份鉴别、访问控制、沙箱检测、策略验证等措施,解决应用权限冲突,保护应用 对象的完整性、可用性、行为抗抵赖性等重要安全属性。 数据安全:采取加密、泛化、加噪、备份等措施,保护数据对象的机密性、隐私性、可恢复等重要 安全属性,同时通过数据脱敏等技术,确保CPS系统相关用户个人隐私数据的安全。

JB/T 11210-2011 制冷空调系统用气液分离器7.5.3物理安全功能组件

7.5.4安全管理功能组件

针对CPS建设、运行、维护过程中相关参与单位及组织机构,建立安全管理制度及机制,重点 全规划及供应链安全管理、人员管理、资产安全管理等,实现现实世界与虚拟世界交互运行等活 理实体及虚拟信息的安全。

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