T/SHIIOTA 002-2022 面向典型制造场景的边缘应用指南

以下是对《面向典型制造场景的边缘应用指南》标准文档的详细内容总结：

​​1. 标准基本信息​​

• ​​ICS号​​：未明确（文档开头有乱码）。
• ​​中国标准文献分类号​​：J\$（工业自动化相关）。
• ​​发布日期与实施​​：2023年10月23日。
• ​​起草单位​​：上海新力动力设备研究所牵头，联合东华大学、电信科学技术第一研究所、工业互联网创新中心等20余家单位。
• ​​适用范围​​：
  指导航天产品制造边缘计算单元的规划、建设、验收及运营，其他制造领域可参考。

​​2. 核心架构与要求​​

• ​​索引与编码​​：
  采用五级数据标识体系（工厂→车间→ECN制造单元→装备→传感器/执行器），示例：
  F1-01-001-001-001（航天产品机加车间-压力加工单元-数控旋压机-振动传感器）。
• ​​功能要求​​：
  终端需支持自校准、自动补偿、数据预处理、故障自诊断、双向通信等7项功能。
• ​​性能要求​​：
  高灵敏度、快速响应、宽量程（满足极端工况）、长寿命、低成本维护。
• ​​部署要求​​：
  稳固安装（防震动）、轴线同心度≤0.05mm、支持水平/垂直安装。

• ​​数据类型​​：
  • 按要素：设备、物料、环境等；
  • 按时序：时序数据（设备运行）与非时序数据（业务数据）；
  • 按结构：结构化（ERP/MES）与非结构化（视频/图像）。
• ​​数据流通原则​​：
  • ​​合规性​​：符合国家法律；
  • ​​可溯源性​​：数据来源明确；
  • ​​算法前移​​：低延时场景部署边缘侧计算；
  • ​​算力集约​​：云边端协同优化资源。
• ​​存储要求​​：
  • 边缘侧：加密存储，周期≥5年；
  • 云端：多租户隔离、数据压缩（如霍夫曼编码）、多级备份策略（双机热备/异地备份）。
• ​​算法分类​​：
  7类通用算法（数据清洗、统计、挖掘分析、预测、融合分析、决策、加密）及场景算法（附录B）。

• ​​总体架构​​（图3）：
  ​​装备端→边缘计算节点（ECN）→边缘云​​。
  • ECN功能：数据抽取、存储、应用管理、协同；
  • 边缘云：节点管理、资源调度。
• ​​分层设计​​：
  • ​​资源层​​：网络/计算/存储基础设施；
  • ​​感知层​​：设备连接与数据规范化；
  • ​​数据层​​：多源数据汇聚；
  • ​​能力层​​：封装质量管控等工业能力；
  • ​​应用层​​：工艺优化、质量提升等场景。
• ​​关键性能​​：
  • API响应时间：简单逻辑<3秒，复杂逻辑<8秒；
  • 核心存储≥200TB；
  • 高可靠性（无故障时间>18,000小时）。

• ​​防护体系​​：
  “云-边-端”三位一体，覆盖数据加密传输、应用隔离、网络防护及物理安全。
• ​​扩展要求​​：
  涉密场景需满足航天保密规范，强化边缘节点与云端的安全协同。

​​3. 典型场景与算法​​

• ​​航天场景​​：强力旋压、真空焊接、药柱整形等10类；
• ​​船舶场景​​：船体加工、起重运输等5类；
• ​​工业算法​​（附录B）：
  

  ​​场景​​	​​算法示例​​
  旋压加工	旋压工艺参数实时优化
  数控机加工	刀具磨损在线预测
  焊接	焊接缺陷智能识别
  物流	多信息融合姿态解算
  航空发动机装配	装配质量预测

​​4. 附录关键内容​​

• ​​附录A（数据格式）​​：
  定义物联终端属性标识模板（数据类别、类型、范围）。
• ​​附录B（工业算法）​​：
  列举21类单元场景算法，覆盖故障诊断、质量预测、工艺优化等。

​​5. 参考文献​​

• 引用《工业互联网平台白皮书》《边缘计算参考架构3.0》等6份行业指南，强调与现有标准的兼容性。

​​总结要点​​

1. ​​标准化物联体系​​：五级编码实现设备全生命周期追踪；
2. ​​云边协同架构​​：ECN节点就近处理实时数据，云端统筹分析；
3. ​​数据驱动制造​​：通过7类算法优化工艺、预测故障、提升质量；
4. ​​安全合规优先​​：满足航天等高保密场景的“云-边-端”安全要求；
5. ​​场景化落地​​：聚焦航天/船舶典型制造单元的边缘应用实践。