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GB／T 42405.1-2023 智能制造应用互联 第1部分：集成技术要求.pdfICS35.100 CCS L 79
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[成都]体育中心空调系统施工组织设计（体育场、体育馆、游泳馆）GB/T 42405.1—2023
范围 规范性引用文件….… 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语·………. CPS融通互联集成技术架构 4.1架构描述 4.2业务诉求 4.3分层转换互联模型 4.4融通互联引擎模型 4.5基础技术支撑 4.5.1协议转换 4.5.2路由计算 4.5.3数据格式转换 4.5.5参数化协议适配 4.6解决方案（产品） CPS融通互联集成技术要求.........…. 5.1分层转换互联模型集成技术要求 5.2融通互联引擎模型集成技术要求 5.2.1协议包装器技术要求·…· 5.2.2消息报文技术要求· 13 5.2..3消息流管道技术要求.….…..…...·. 5.3CPS融通互联总线集成技术要求……..……·. 17 5.3.1通用设计要求....…....…...…... 17 5.3.2设备服务总线设计要求…….…… 19 5.3.3应用服务总线设计要求.…..…….…. 5.3.4开放服务总线设计要求·…… 20 5.3.5工业要素标识解析技术要求.…..….….· ·20 5.4集成应用技术要求………… 2
5.4.1集成安全标准
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5.4.2集成数据标准·........…. 5.4.3集成数据交换场景标准 22 附录A（资料性）融通互联集成参考架构范例…… 附录B（资料性）分层转换互联模型参考·……… 附录C（资料性）融通互联引擎模型参考……… 附录D（资料性）融通互联产品解决方案参考……… 附录E（资料性）管理壳信息模型参考 36 附录F（资料性）协议包装器模板构建方式…… 附录G（规范性）报文标准… 43 附录H（资料性）设备服务总线功能参考……… 45 附录1（资料性）应用服务总线功能参考·…… 附录J（资料性）开放服务总线功能参考…… 附录K（资料性）工业要素标识解析服务功能参考…… 50 附录L（规范性）编码规范
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企业实现数字化转型，分为两个阶段推进。第一个阶段是信息化和数字化建设初级阶段，该阶段的 建设目标是将企业（如制造业）价值链实现过程中的设计、制造、供应链管理、营销和产品售后运维等各 业务环节进行数字化，通过数字化手段和软件系统进行业务操作，建立管理领域和操作执行领域的数字 化操作手段，利用各种IT和OT系统，如：CAD/CAE/CAM、ERP、PLM、CRM、SCM、SRM、MES WMS、SCADA、DCS等单体系统，实现单体或局部的智能。该阶段的数字化建设成果，解决了企业内 部各个部门的协作问题，提高了部门内部的工作质量和效率，但是由于历史和技术的原因，单体系统的 建设也形成了众多的信息孤岛，阻碍了跨业务、跨部门和跨组织的协作。 企业数字化转型建设的第二个阶段是智能化建设阶段，该阶段的建设目标是解决企业整体智能的 需求。实现智能制造是制造业数字化转型需要达成的目标，工业互联网建设是实现智能制造的基础手 段。智能制造的范畴包括智能的产品设计、智能的制造、智能的供需链管理、智能的数字化营销、智能的 产品运维等范围。从数字化走向智能化，需要通过工业互联网技术打通分散于各个业务阶段IT系统 内的工业要素（人、机、料、法、环）、建立工业要素之间的关联关系，从而实现全工业要素、全价值链、全产 业链的互联互通和互操作，形成一个整体的一体化协同环境。通过数据的自由流动，驱动业务自动流 转，实现数据驱动流程、流程驱动业务的智能化协同阶段，从而实现交换的信息在要求的时间内，传输至 指定的系统处理正确的数据，构建智能化的业务协同环境。通过工业互联网提高全要素资源的合理有 效配置，提升资源配置效率，实现从C端到B端，B端到M端，M端到C端的一个C2M闭环，如图1 所示。
从数字化走向智能化，首先要解决第一阶段单体应用建设留下的后遗症，即信息孤岛的问题。在数 字化建设阶段，各个IT系统、OT系统，是在不同的时期，由不同的供应商，采用不同的技术，使用了不 同的数据模型逐渐建立起来的，这导致了我们现在面临的信息孤岛问题。只有解决万国语言互翻译的 问题，才能实现万物互联，实现工业全要素、全价值链、全产业链的互联互通和互操作这一美好愿景。工 业要素的数字化定义存在于各个多源异构的IT系统中，因此需建立一套跨越多源异构域逻辑的一体
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智能制造应用互联 第1部分：集成技术要求
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T11457信息技术软件工程术语 GB/T15237.1一2000术语工作词汇第1部分：理论与应用
GB/T15237.1一2000、GB/T11457界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 消息报文message 交换信息的承载体，实现源端到目标端的信息交换。 3.1.2 协议适配器adapter 将一种协议类型的接口转换成客户端所使用的另一种协议类型的接口，对异构协议类型的接口实 现信息交互。 3.1.3 协议包装器wrapper 对已有IT系统、OT系统、硬件功能的能力进行封装，将原有内部复杂结构的差异进行规避，对外 公开为一种通适性的可操作、可识别的标准化对象。 注：标准化对象提供服务抽象化的信息结构，通过封装组合形成抽象的能力发布。
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管理壳administrationshel
对已有IT系统、OT系统、硬件功能的能力进行封装，通过标准报文结构翻译解析规范信息交换 ，用于发送端与接收端之间在共同语言环境下，通过标准的语义翻译和解析逻辑完成信息的交
处理。 3.1.5 服务请求方servicerequester 通过融通互联总线注册审核通过后，向融通互联总线发起服务调用请求，索取信息的应用系统。 3.1.6 服务提供方serviceprovider 通过融通互联总线注册审核通过后，将服务发布至融通互联总线上，提供请求响应信息服务的应用 系统。 3.1.7 服务订阅方servicesubscriber 通过融通互联总线注册审核通过后，向融通互联总线订阅服务并被动接收信息的应用系统。 3.1.8 服务发布方Servicepublisher 通过融通互联总线注册审核通过，将服务发布至融通互联总线上，提供主动推送信息服务的应用 系统。 3.1.9 融通互联引擎universalinterconnectionengine 基于消息总线和消息队列实现多源异构系统之间的互联互通、互操作能力的核心组件。 3.1.10 工业要素标识解析identificationandresolutionsystemofindustrialelements 用于解决工业制造在生产过程中工业要素标识信息的唯一性问题，针对不同类型的信息数据实现 相应的标识编码与解码操作：并将其处理的工业要素标识信息分发至下游系统使用
处理。 3.1.5 服务请求方servicerequester 通过融通互联总线注册审核通过后，向融通互联总线发起服务调用请求，索取信息的应用系统。 3.1.6 服务提供方serviceprovider 通过融通互联总线注册审核通过后，将服务发布至融通互联总线上，提供请求响应信息服务的应用 系统。 3.1.7 服务订阅方servicesubscriber 通过融通互联总线注册审核通过后，向融通互联总线订阅服务并被动接收信息的应用系统。 3.1.8 服务发布方Servicepublisher 通过融通互联总线注册审核通过，将服务发布至融通互联总线上，提供主动推送信息服务的应用 系统。 3.1.9 融通互联引擎universalinterconnectionengine 基于消息总线和消息队列实现多源异构系统之间的互联互通、互操作能力的核心组件。 3.1.10 工业要素标识解析identificationandresolutionsystemofindustrialelements 用于解决工业制造在生产过程中工业要素标识信息的唯一性问题，针对不同类型的信息数据实现 相应的标识编码与解研操作并将其处理的工业西奏标识信自公发至下游系绞使用
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DMZ：隔离区（DemilitarizedZone） ERP：企业资源计划系统（EnterpriseResourcePlanning） FTP：文件传输协议(FileTransportProtocol) HTTP：超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol) HTTPS：超文本传输安全协议（Hyper Text TransferProtocolOver Secure Socket La IT：信息技术（InformationTechnology） M2C：制造到消费者（ManufacturetoCustomer） MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem） ModbusRTU：基于串行通信协议远程终端单元（ModbusRemoteTerminalUnit) ModbusTCP：基于串行通信的网络通信协议（ModbusTransferControlProtocol) MQ：消息队列（MessageQueue) MQTT：消息队列遥测传输协议（MessageQueuingTelemetryTransport） OPC：过程控制（OLEforProcessControl) OPCDA：过程控制数据访问（OPCDataAccess) OPCUA：过程控制统一架构（OPCUnifiedArchitecture） OT：运营技术（OperationTechnology） REST：表述性状态传递（RepresentationalStateTransfer) RPC：远程过程调用协议（RemoteProcedureCallProtocol) PLM：产品生命周期管理系统（ProductLifecycleManagement） SaaS：软件即服务（SoftwareAsAService） SCADA：数据采集与监视控制系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition） SCM：供应链管理系统（SupplyChainManagement) SOAP：简单对象访问协议(SimpleObjectAccessProtocol) SRM：供应商关系管理系统（SupplierRelationshipManagement） WMS：仓库管理系统（WarehouseManagementSystem）
CPS融通互联是一个企业级、跨部门、跨组织和跨系统的泛在信息物理融合系统集成参考架构，也 是解决智能制造应用互联通适性的一个服务化架构，该架构模型将数据和系统抽象为跨越整个企业的 “虚拟化数据服务层” CPS融通互联引擎模型首先将制造业的场景分为三个相对独立又相互联系的域：IT域，OT域，互 联网域。在企业内部各个部门、企业外部上下游协作组织和消费领域，通过网络实现协作交互，融合工 业全要素、全价值链、全产业链不同的技术与数据交换规则，实现三个领域的信息互联互通，基于纵向集 成和横向集成路径，从而实现C2M的智能工厂。CPS融通互联集成参考架构如图2所示。 CPS融通互联集成参考架构从业务诉求、方法论、模型、解决方案（产品）、基础技术支撑5个维度 提出了实现要求。 融通互联集成参考架构规范详细说明参考附录A。
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4.3分层转换互联模型
图2融通互联集成参考架构
如图3所示，异构协议分层转换互联模型应由以下要素构成： a） 连接端点； b）特殊域连接技术； c）连接核心网关； d）连接核心标准； e）核心网关
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分层转换互联模型的核心组件详细说明参考附录B
4.4融通互联引擎模型
如图4所示，融通互联引擎模型应由以下部分构成： a） 数据源系统； b） 数据源系统协议适配接口； c） 管理壳； d） 协议包装器； e) 公开服务； f） 消息队列及消息队列管理器； g） 消息报文； h） 1 消息流管道； D 消息流引擎； i)） 协议包装器注册管理器
图3 协议分层转换互联模型
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主体模板技术交底（剪力墙、柱）关于融通互联引擎模型构成详细说明参考附录C
协议转换应具备以下功能： a） 实现对应协议的请求控制； b） 通过协议转换实现异构协议系统通信 协议适配器类型支持见表1。
图4融通互联引擎模型架构
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路由计算应具备以下功能： Ea） 将服务传递至任何指定的终端地址，消息通过消息流管道，在队列中进行稳定有效传输； b） 通过动态寻址的方式解析路由中的路由信息； c） 组装路由信息发起请求并调用服务； d) 2 基于服务调用后返回的结果信息，通过路径寻址的能力读取路由信息，返回服务请求方所在的 系统； e) 根据路径依赖关系回调服务请求方，将信息返回。
4.5.3数据格式转换
数据格式转换应具备以下功能： a） 根据服务提供方注册选择的报文内容格式，在计算转换中依据选择的报文内容格式实现自动 转换； b） 形成XML到JSON、JSON到XML等多种格式的映射处理
常州某高架桥工程冬季（冬期）施工方案报文加密应具备以下功能： a）能实现身份认证； b）能实现权限控制； c） 能对原始报文进行加密传输； d）接收方能实现原始报文接收后解密。