TBIAIM-企业研发制造资源共享 第8部分：服务平台

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"标准文件_一级条标题,2,标准文件_附录一级条标题,2,"前言 II1范围 32规范性引用文件 33术语和定义 34缩略语 35业务架构 45.1概述 45.2平台层 55.3模式层 55.4服务层 75.5用户层 76功能架构 86.1概述 86.2底座层 96.3业务层 106.4交互层 127技术架构 127.1概述 127.2边缘层 137.3IaaS层 147.4PaaS层 157.5SaaS层 157.6安全框架 167.7第三方服务 16参考文献 17前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由北京智能制造创新联盟提出。本文件由北京智能制造创新联盟归口。本文件起草单位：本文件主要起草人：企业研发制造资源共享第8部分：服务平台范围本文件规定了企业研发制造资源共享服务平台的业务架构、功能架构以及技术架构。本文件适用于指导企业研发制造资源共享服务平台的设计、开发、实施、管理以及应用。规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

功能架构businessarchitecture功能模块间的关系。功能模块是根据具体情况进行分解的功能，如一个程序中的每个处理过程或完成某一个任务的一组程序。[来源：GB/T43335-2023，3.1.5]

技术架构technologyarchitecture整个或部分技术系统的可重用设计，表现为一组抽象构件及构件实例间交互的方法。[来源：GB/T43335-2023，3.1.4]

业务架构businessarchitecture组织在实现战略目标的过程中，针对其业务结构、流程、资源等各方面进行设计与优化。[来源：GB/T43541-2023，4]缩略语下列缩略语适用于本文件。MQTT：消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport）JWT：一种基于JSON的开放标准（JsonWebToken）IDS：入侵检测系统（IntrusionDetectionSystem）IPS：入侵防御系统（IntrusionPreventionSystem）MFA：多因素认证（Multi-FactorAuthentication）RBAC：角色访问控制（Role-BasedAccessControl）IDE：集成开发环境（Role-BasedAccessControl）GIT：版本控制系统（VersionControlSystem）CI：持续集成（ContinuousIntegration）CD：持续交付（ContinuousDelivery）ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）SCADA：监控与数据采集系统（SupervisoryControlandDataAcquisition）PLC：程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController）API：应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface）PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）AI：人工智能（ArtificialIntelligence）CAD：计算机辅助设计（Computer-AidedDesign）CAE：计算机辅助工程（Computer-AidedEngineering）IoT；物联网（InternetofThings）IaaS：基础设施即服务（InfrastructureasaService）PaaS：平台即服务（PlatformasaService）SaaS：软件即服务（SoftwareasaService）ETL：提取，转换，加载（Extract,Transform,Load）ESB：企业服务总线（EnterpriseServiceBus）CDC：变更数据捕获（ChangeDataCapture）MQ：消息队列（MessageQueue）ML：机器学习（MachineLearning）KPI：关键性能指标（KeyPerformanceIndicator）业务架构概述服务平台的业务架构分为平台层、模式层、服务层、用户层四个层次，如图1所示。服务平台的业务架构设计旨在通过互联网技术将工业设备、生产线、系统和人员连接起来，提供智能化的数据处理、决策支持、自动化控制以及全方位的服务。服务平台业务架构平台层概述平台层负责提供基础的技术和服务支持，确保模式层、服务层和用户层能够高效、稳定地运行。平台层包括多个功能模块，确保数据的高效处理、系统的可靠性和灵活性。基础设施及平台安全基础设施管理包括计算资源（如服务器、存储、网络）和虚拟化资源的管理，提供资源调度、监控、扩展等基本功能，保证平台的稳定运行。模块包括：——平台安全，保障平台的整体安全性；——网络安全，如防火墙、入侵检测系统（IDS）、入侵防御系统（IPS），确保平台网络不受恶意攻击；——数据安全，通过数据加密、备份、灾难恢复等措施，确保数据的机密性、完整性和可用性；——身份认证与权限控制，通过多因素认证（MFA）、角色访问控制（RBAC）等技术，确保只有授权的用户能够访问平台资源，防止非法入侵和滥用。研发资源接入研发资源接入为开发人员提供集成开发环境（IDE）、版本控制系统（Git）、构建和发布工具等简化研发流程。模块包括：——版本管理，通过与版本控制系统（如Git、SVN等）的集成，帮助开发人员管理代码版本、进行协同开发；——构建和发布工具，提供自动化构建和发布流水线，支持持续集成/持续交付（CI/CD），提高开发效率；——开发资源调度，在多个开发人员之间共享计算资源，支持容器化、虚拟化等技术，实现高效的开发环境；——集成开发平台，通过统一的平台提供多种开发工具、资源和服务，开发人员可以在一个集中式环境中进行代码编写、测试、构建、部署等工作。制造资源接入制造资源接入通过制造设备集成和制造资源管理来提高生产效率、提升设备利用率、推动智能制造的发展。模块包括：——制造设备集成，连接和管理制造资源，如生产线设备、机器、传感器、物料管理系统等；——制造资源管理，包括对原材料、零部件、成品的库存管理、订单管理等，通过与企业资源计划（ERP）系统集成，优化生产计划与资源分配。解决方案快速构建解决方案快速构建旨在缩短开发周期、降低技术门槛，推进灵活定制与扩展。模块包括：——模版与模块化设计，供预设的模板、组件和功能模块，使得解决方案可以快速组合和构建；——低代码/无代码平台，提供低代码或无代码开发环境，简化开发流程；——跨平台兼容性，快速构建模块往往支持多种平台（如云、边缘设备、移动端等）的兼容，保证解决方案可以在不同环境下平稳运行。模式层概述模式层是承接平台层与上层应用之间的核心部分，定义了不同的业务模式、服务形式以及如何将各类资源互联共享。通过模式层的构建，企业能够灵活地实现研发资源、制造资源的共享与优化，同时支持云服务和私有化部署的选择。主要包括研发资源互联共享服务、制造资源互联共享服务、企业工业互联私有化服务以及企业工业互联上云服务。研发资源互联共享服务研发资源互联共享服务是利用服务平台实现研发资源的共享服务。在服务平台中的研发资源主要包括科学仪器、科学计算设施等。通过研发资源互联共享服务，可以实现仪器的远程监控、远程数据采集和处理分析等。功能包括：——研发数据共享，将研发过程中产生的数据（如设计数据、测试数据、仿真数据等）进行集成与共享；——协同开发平台，支持多方协作的在线研发环境，多个团队或企业可以在同一平台上共同开发、测试和修改项目；——技术资源共享，企业可以共享研发设备、实验设施、技术文档、专利技术等资源；——智能化研发支持，借助大数据、人工智能和机器学习等技术，分析历史研发数据，为研发人员提供智能决策支持，帮助优化研发流程和方案。制造资源互联共享服务制造资源互联共享服务是将企业的制造设备、生产线、工艺流程等制造资源通过服务平台进行整合和共享，使各类生产资源能够实现动态调度、协同工作，功能包括：——制造能力共享，为企业提供生产设备、专用工具、生产线等制造资源的共享；——创新能力共享，为企业提供产品设计与开发能力等智力资源共享，以及科研仪器设备与实验能力共享；——服务能力共享，为企业提供物流仓储、产品检测、设备维护、验货验厂、供应链管理、数据存储与分析等共性服务需求的共享；——生产设备共享，企业内部或跨企业共享生产设备和制造工艺，提升设备的利用率，减少设备闲置和重复投资；——供应链协同制造，在制造过程中，服务平台可以实时传递订单信息、库存数据、生产进度等，实现供应链上下游的协同和资源的动态调整。企业工业互联私有化服务企业工业互联私有化服务是通过服务平台为企业提供企业内部互联的服务。功能包括：——私有云部署与管理，支持企业在自己的数据中心或私有云环境中部署和管理平台，实现本地化的数据存储与处理，确保敏感数据的安全性；——定制化服务，根据企业的具体需求，提供量身定制的功能模块和服务，如特定行业的生产管理、设备监控、智能调度等，满足企业的独特业务场景；——内网集成，私有化服务支持与企业内部的其他系统（如ERP、MES、SCADA等）进行深度集成，实现数据的无缝对接和流转；——高可用性与容灾备份，通过冗余部署、灾备恢复等技术手段，确保企业平台的高可用性和可靠性，保障生产过程不中断。企业工业互联上云服务企业工业互联上云服务是指将企业内部的工业设备、生产数据和业务系统等通过服务平台进行集成，进而实现远程访问、监控、数据分析和智能化决策。功能包括：——设备云端接入，支持企业内部的各种设备（如传感器、PLC、机器人等）接入云平台，实现设备数据的远程采集和管理。通过平台，企业可以实时了解设备的运行状态，进行故障诊断和远程控制；——数据分析与存储，将设备采集到的生产数据、设备数据等上传至云端进行存储，并利用平台的计算能力进行大数据分析；——远程管理与运维，企业可以实现对生产线、设备和系统的远程监控，进行实时故障预警、诊断和远程维护，降低设备的维护成本；——云端应用服务，在平台上提供各类应用服务，如生产计划管理、质量管理、能耗管理、物流调度等。企业可以通过平台灵活选择和定制所需的服务，以满足不同的生产需求；——跨地域协作，企业可以实现跨地域的业务协同和资源共享。例如，全球不同工厂之间可以共享生产数据、技术方案、客户订单等，实现全球业务的一体化管理。服务层概述服务层是连接模式层与用户层之间的关键层次。服务层的作用是为上层应用提供丰富的服务和接口，确保各类资源、数据和设备的互联互通，并实现高度智能化的服务。服务层包括科学仪器互联、企业内部互联和智能产品互联。科学仪器互联科学仪器互联是为科研机构和企业提供科学仪器的接入、共享、调度、监控等服务，构建科学仪器资源池。功能包括：——仪器接入与数据采集，通过标准化接口（如OPC-UA、Modbus、RESTAPI等），将各类实验室仪器、传感器、自动化设备等接入工业互联网平台。实时采集设备的工作状态、测试结果、环境参数等数据；——远程控制与诊断，通过互联网对接入的科学仪器进行远程控制和调节，支持远程诊断和维护。工作人员可以通过平台对设备进行远程监控、调整测试参数，及时发现和处理设备故障；——数据存储与共享，仪器采集的数据可以上传至平台或本地数据库进行存储，并通过云端或内网实现数据的共享。支持数据的实时查询、分析和可视化展示；——数据安全与合规，对于科学仪器的数据，特别是涉及科研和医疗领域的敏感数据，需要严格的数据隐私保护和合规性要求。企业内部互联企业内部互联是为企业提供企业内部的数据、应用、业务的集成、协作、优化等服务，实现对工业数据的采集、转换、分析、存储等，对工业设备的接入、管理、监测、控制、优化等，对工业应用的开发、部署、运行、维护等。功能包括：——系统互联与数据整合，将企业的各类信息系统（如ERP、MES、SCADA、PLM等）进行集成，不同系统间的数据可以无缝对接，实现信息的实时同步；——实时数据交换与监控，通过内部互联，平台可以实时监控各生产环节的数据，如生产进度、设备状态、库存情况等。各部门可以共享数据，确保信息的透明和及时更新；——资源调度与优化，通过数据交换和智能分析，平台可以优化企业资源的调度。例如，根据生产计划和订单需求，自动调度生产线、设备和人员，减少生产过程中的瓶颈，提高生产效率；——数据安全与权限控制，平台需要实现对敏感数据的严格控制，确保只有授权人员可以访问特定信息或操作特定系统。同时，保障数据传输过程中的安全性。智能产品互联智能产品互联是为企业通过平台实现对自身产品的远程接入，支撑智能产品的开发、部署、运行、维护等服务。功能包括：——产品数据采集与远程监控，智能产品通过嵌入传感器和通信模块（如Wi-Fi、Bluetooth、LoRa等）将产品的运行数据（如温度、湿度、压力、使用状态等）实时上传到平台进行监控和分析；——远程诊断与故障预测，基于采集到的产品数据，平台通过数据分析和机器学习算法，实现对产品的远程诊断和故障预测。及时发现潜在问题，提前进行维护，减少设备停机时间；——用户行为分析与反馈，通过智能产品的数据采集，平台可以分析用户的使用行为和需求。例如，分析产品使用频率、故障率、用户偏好等信息，以便进行产品改进或优化服务；——产品生命周期管理，智能产品的互联可以为产品的生命周期管理提供数据支持。平台可以追踪产品的使用状态、维护历史和升级信息，优化产品的设计、生产和售后服务。用户层概述用户层是最终用户与平台交互的层次，主要通过用户界面、用户逻辑和用户数据三个模块来提供服务和支持。用户界面用户界面是用户与平台交互的界面，如网页、移动端、终端等。用户界面的设计应考虑用户的易用性、美观性和一致性等。功能包括：——仪表盘和数据可视化，用户界面通常包含一个仪表盘，仪表盘展示关键的实时数据、趋势图、警报、设备状态等信息。用户可以通过图形化、直观的方式查看生产情况、设备运行状态和其他关键信息；——自定义视图与报表，用户界面支持个性化配置，允许用户根据自身需求定制视图、报表和数据展示方式。用户可以根据需要选择显示的指标、选择展示的设备或生产线信息；——操作控制界面，对于需要进行实时操作的用户（如生产调度员、维修人员），界面提供操作控制模块，支持直接调节设备参数、启动/停止生产线、设置报警阈值等操作。此部分界面应具有较强的交互性和实时性；——交互和通知系统，提供即时通讯和提醒通知的功能，用户可以接收系统报警、维护建议、生产异常等消息。系统能够根据设定的条件（如设备故障、生产异常等）自动推送通知给相关人员。用户逻辑用户逻辑是用户层的业务逻辑，包括验证用户的身份、处理用户的请求、转换用户的输入和输出等。用户逻辑的实现应考虑用户的需求、安全和性能等。功能包括：——权限管理与访问控制，根据用户角色和权限，平台为不同用户提供不同的功能访问权限。不同角色的用户（如管理员、操作员、工程师等）可以访问不同的数据和功能。系统会验证用户身份并根据授权策略进行权限分配，确保数据的安全性和合规性；——业务规则与流程管理，平台支持基于用户需求的业务逻辑规则配置和自动化流程管理；——数据分析与决策支持，平台根据实时采集的数据和历史数据，提供智能分析和决策支持；——报警与异常管理，用户逻辑模块能够设定报警规则，并根据生产过程中的数据异常或设备故障实时触发报警。当系统检测到异常情况时，系统能够根据设定的规则自动生成报警通知，提示相关人员采取措施。报警不仅限于设备故障，还包括环境参数超标、生产计划滞后等。用户数据用户数据是指与平台用户相关的所有数据，包括用户的基本信息、行为数据、操作历史和生成的业务数据等。用户数据模块的目标是收集、存储和处理这些数据，以便为用户提供个性化服务、优化业务流程并确保平台的安全性。功能包括：——用户基本信息管理，记录和管理每个用户的基本信息，如用户名、角色、权限、联系方式等。平台通过用户信息管理系统确保用户的身份认证和权限控制；——行为数据采集与分析，收集用户在平台上的操作行为数据，如登录时间、操作日志、点击记录等；——个性化配置与推荐，平台根据用户的历史行为、兴趣偏好等数据进行分析，提供个性化的内容和服务推荐。功能架构概述功能架构主要分为底座层、业务层和交互层三个层次，如图2所示。底座层是支撑平台运行的基本功能，用于管理平台的基础设施和基础服务。业务层是平台的核心，用于支撑平台对外开展服务。交互层是基于平台业务功能基础上，对外提供的交互式服务功能。服务平台功能架构底座层概述底座层负责与硬件设备、操作系统、基础软件组件的交互。具体包括虚拟服务器管理、虚拟网络管理、虚拟内存管理、集群管理等基础设施管理，以及数据备份恢复、日志管理、消息队列管理、索引管理、数据传输协议管理等基础数据管理功能。同时，包括服务于业务层的支付接口、微信接口、大模型接口、容器服务、微服务等管理功能。基础设施管理基础设施管理模块主要负责管理物理或虚拟化的硬件资源，如服务器、网络设备、存储等硬件设备的配置、监控和维护。目标是确保系统运行的稳定性和可靠性，包括计算资源管理、网络资源管理、存储资源管理和容灾设备备份与恢复等。基础工具层基础工具层包括虚拟服务器管理、虚拟网络管理、虚拟存储管理和集群管理模块。这些模块协同工作，支持各种业务需求，并优化硬件资源的使用效率。各模块功能说明如下：——虚拟服务器管理，负责创建、配置、监控和管理虚拟机实例，允许多个虚拟服务器在同一物理服务器上运行，提高硬件资源的利用率，并简化资源管理；——虚拟网络管理，负责配置、管理和优化虚拟环境中的网络资源，包括虚拟交换机、虚拟路由器、防火墙等虚拟化网络设备。使虚拟机能够在隔离的网络环境中互相通信，同时保证与外部网络的连接；——虚拟存储管理，负责管理虚拟环境中的存储资源，包括虚拟磁盘、存储池、分布式存储系统等。支持存储资源的分配、快照、备份、恢复等操作，并确保存储的高可用性和性能；——集群管理，负责管理多个虚拟化主机和虚拟机之间的协调工作，确保集群中的资源得到合理分配与高效利用。提供虚拟化集群的创建、维护、故障恢复和负载均衡等功能。基础数据管理基础数据管理主要负责数据的存储、管理、保护和访问等基础性工作。确保数据的安全性、可用性和一致性，为服务平台功能架构提供可靠的数据支持。主要包括数据恢复及备份管理、日志管理、消息队列管理、索引管理和数据传输协议管理。各模块功能说明如下：——数据恢复及备份管理，主要负责定期备份数据，并确保在数据丢失或损坏时能够迅速恢复。通过备份和恢复策略，确保数据的高可用性和灾难恢复能力；——日志管理，收集、存储和分析系统生成的各种日志数据。通过有效的日志管理，帮助监控系统运行状态、排查故障并确保安全性；——消息队列管理，供异步消息传递机制，确保系统各组件间的解耦、负载均衡和可靠性。支持高效的消息流动和消息处理；——索引管理，用于优化数据查询性能。通过为数据库中的数据建立索引，提高查询效率，特别是在大规模数据集的情况下；——数据传输协议管理，定义和管理不同系统之间的数据传输协议。确保在多种传输环境下，数据能够可靠、安全、快速地传输。接口及微服务层接口及微服务层位于底座层的顶端，负责底座层与业务层之间的沟通。包括支付接口、微信接口、大模型接口、通信服务、容器服务及其管理、微服务管理模块，各模块功能说明如下：——支付接口，用于处理支付功能的模块，通常集成不同的支付平台如支付宝、微信支付、银行支付等；——微信接口，用于集成微信的各种功能，如微信支付、微信登录、公众号消息发送、企业微信等服务；——大模型接口，与人工智能大模型（如GPT、BERT等）进行交互的接口，主要为应用程序提供AI能力；——通信服务，负责处理系统内部和外部的各种通信需求，如消息队列、实时通信、推送通知等；——容器服务及其管理，为应用程序提供虚拟化的运行环境，容器管理服务负责容器的生命周期管理；——微服务管理，管理系统中的各个微服务，确保微服务的高效运行、互操作性和可靠性。业务层概述业务层主要包括系统管理、构件库管理、研发资源管理、制造资源管理、开发管理、解决方案管理、研发制造服务等功能。负责服务平台功能架构的业务实现。系统管理系统管理负责对系统中的各类资源、用户、权限、操作等进行管理，确保系统的安全性、稳定性和可操作性。包括用户管理、企业管理、权限管理、用户认证、平台财务管理等模块，各模块功能说明如下：——用户管理，负责系统中用户的基本管理；——企业管理，用于管理平台上注册的企业或组织；——权限管理，控制不同用户、角色、企业等在平台中的权限；——用户认证，确保系统中的每个用户的身份真实有效，是安全控制的重要组成部分，包括多因素认证、单点登录等；——平台财务管理，负责对平台财务进行管理。构件库管理构件库管理负责帮助企业高效地管理和存储构件产物（如库、模块、插件等），并确保不同版本的构件能够有效地发布、审核、分类和订阅。包括构件发布审核、构件版本管理、构件分类管理和构件订阅模块，各模块功能说明如下：——构件发布审核，确保构件在被正式发布到生产环境或共享仓库之前，经过适当的验证和审查。目的是确保只有符合标准的构件能够进入下一阶段，避免低质量或不安全的构件发布到公共或生产环境；——构件版本管理，帮助管理构件库中的构件版本，确保不同版本的构件能够清晰标识、有效存储，并便于回溯与管理；——构件订阅模块，允许用户或团队订阅特定的构件版本或构件类型，获取构件的更新和通知；——构件分类管理，对构件进行分组和分类，以便于存储、检索和发布。构件库中的构件可以根据不同的属性或用途进行分类。研发资源管理研发资源管理负责研发过程中所需的人力、物力、财力、工具、技术平台等各种资源的有效配置、调度、跟踪和优化。包括传统的资源规划与调度，和虚拟建模、接入审核、远程监测、仪器画像和能力评估等高新技术手段。各模块功能说明如下：——虚拟建模，通过模拟现实世界中的产品、过程或系统，帮助研发团队在没有实际物理样品的情况下进行设计、验证和优化；——接入审核，对研发资源的访问权限进行严格管理，确保只有授权人员能够访问特定的技术平台、数据资源或设备；——远程监测，通过网络连接，对研发过程中涉及的设备、测试平台或系统进行实时数据采集、状态监控和故障诊断；——仪器画像，对研发过程中使用的各类仪器设备进行详细的描述与建模，包括其技术参数、使用状况、性能指标、维护历史等信息；——能力评估，对研发资源和团队的能力进行系统化评估，以确定其在特定领域中的技术水平、执行能力以及创新潜力。开发管理开发管理在软件、系统或产品开发过程中，针对团队、资源、工具、流程等各方面进行有效的规划、协调、监督和优化。包括开发认证、开发接口和开发文档，各模块功能说明如下：——开发认证，在软件或系统开发过程中，通过一定的标准或要求，对开发人员、开发过程或开发成果进行验证和确认；——开发接口，软件系统中不同模块、组件、系统间交互的标准化方式；——开发文档，在整个开发过程中，记录与项目相关的设计、需求、实现、测试、维护等信息的文档。制造资源管理在制造过程中，通过有效的资源规划、调度、监控和评估，确保生产活动能够高效、有序地进行。包括虚拟建模、接入审核、远程监测、设备画像和能力评估模块，各模块功能说明如下：——虚拟建模，使用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和数字孪生等技术创建生产过程、设备或整个生产环境的数字化模型；——接入审核，对设备、系统和资源访问的权限进行管理和审查。通过接入审核，确保只有授权的人员和系统能够访问关键的生产设备和数据，避免安全漏洞和操作风险；——远程监测，通过传感器、物联网（IoT）设备和云计算等技术，对生产设备、工艺过程和资源状态进行实时远程监控，获取设备运行数据和生产过程数据，并进行分析和优化；——设备画像，通过对生产设备进行全面的数据采集、分析和建模，生成描述设备在不同状态下的各类参数、性能、运行模式等信息的数字化模型；——能力评估，通过对设备、工艺和员工的能力进行综合评估，确保生产系统能够满足预期的生产目标和质量标准。解决方案管理解决方案管理用于确保企业能够有效地构建、部署和使用各种软件、平台和服务解决方案。包括解决方案建模、解决方案发布审核、解决方案订阅、解决方案分类管理模块，各模块功能说明如下：——解决方案建模，在设计阶段通过对解决方案进行结构化建模，确保其能够满足业务需求、技术要求和用户期望。通常包括对系统架构、组件、接口、功能模块、数据流等的设计；——解决方案发布审核，在解决方案开发完成后，进行严格的审查和验证，确保符合质量标准、安全要求和业务需求；——解决方案订阅，用户或系统选择并使用特定的技术解决方案；——解决方案分类管理模块，根据解决方案的特性、功能、目标行业等维度对解决方案进行有效的分类和组织。交互层交互层负责实现用户与平台之间的信息交换和功能调用。主要包括以下功能：——提供用户界面，如Web端、移动端、微信端等，展示平台的功能和数据，接收用户的输入和操作；——提供应用接口，如RESTfulAPI、MQTT等，支持用户或第三方应用与平台进行数据传输和服务调用；——提供认证和授权，如OAuth、JWT等，保证平台交互层的安全性和可信性；——提供消息通知，如短信、邮件、推送等，向用户发送平台的状态和事件信息。技术架构概述服务平台的技术架构分为边缘层、IaaS层、PaaS层、SaaS层四个层次，如图3所示。服务平台技术架构边缘层概述边缘层负责连接和管理仪器设备、采集和传输工业数据以及协议转换和边缘计算。协议层协议层是边缘层负责网络通信的核心部分，确保数据能够在不同设备、系统和应用之间可靠地传递。协议层包括描述协议、解析协议、融合协议和传输协议四个模块，各模块功能说明如下：——描述协议，负责定义数据格式与语法规则，确保数据结构的标准化与兼容性；——解析协议，将接收到的数据转化为可操作的格式，并进行数据验证；——融合协议，处理和协调不同协议间的交互，支持多协议间的兼容与互操作；——传输协议，保证数据的可靠传输，管理连接、流量控制、拥塞控制和错误恢复。传输层传输层通过网络组件和传输组件的协作，确保数据能够可靠、顺序、完整地在网络中传输。包括网络组件和传输组件两部分。各模块功能说明如下：——网络组件，负责提供端到端的通信路径，确保数据能够在源和目标之间进行有效传输；——传输组件，负责端到端的数据传输，确保数据能够按照要求可靠、顺序、完整地从源端传输到目标端。处理层处理层负责将数据的处理推向靠近数据源的网络边缘，从而减少延迟、提高效率并节省带宽。功能包括：——边缘管理器，主要负责边缘设备和资源的管理；——边缘节点，处理和存储接收到的数据，执行计算任务，并将处理后的数据传输到中心云或其他边缘节点；——边缘控制器，负责协调、管理和优化整个边缘计算环境的中央控制单元；——边缘云，连接传统数据中心与边缘设备。IaaS层概述IaaS层负责平台资源的扩展，实现平台企业制造资源的接入管理。IaaS层将资源分为计算资源、存储资源、网络资源以及操作系统、数据库和Web中间件。计算及存储资源计算及存储资源提供计算和存储能力。支持虚拟化计算、大规模并行计算、弹性存储以及数据的备份及恢复。各模块功能说明如下：——虚拟化计算，用户无需拥有物理服务器即可在云端获得虚拟机（VM）或容器，进行应用部署、运行和管理；——大规模并行计算，可以支持并行计算、分布式计算等技术，以应对海量数据的实时分析、机器学习模型的训练等需求；——弹性存储，用户可以根据需求选择不同类型的存储服务（如块存储、对象存储、文件存储等）来存放不同类型的数据；——数据的备份及恢复，通过自动化的备份策略、冗余存储和跨区域复制，IaaS平台保障数据的持久性和安全性。网络资源网络资源包括物理网络基础设施虚拟化的网络功能、管理和控制机制。保证计算资源和存储资源之间的通信、数据流动的高效性、安全性以及可扩展性。功能包括：——虚拟网络与隔离，提供网络隔离，将用户的网络资源与其他租户的网络资源分开；——网络拓扑与路由，配置各种网络连接（如点对点连接、虚拟私有网关等），确保计算资源与存储资源、外部互联网之间的高效通信；——负载均衡和流量管理，帮助实现高可用性、容错性和流量管理，确保应用在流量波动时能够稳定运行。操作系统操作系统负责管理硬件资源和提供基础的服务，使应用程序能够运行并与硬件交互。功能包括：——进程管理，操作系统通过进程管理来协调和管理计算机中的所有进程；——内存管理，负责分配和回收内存资源，确保程序在运行时能够有效使用内存；——文件系统管理，用于存储、管理和组织文件；——设备管理，管理计算机的所有硬件设备，如硬盘、显示器、打印机、键盘、鼠标等。数据库数据库负责处理与数据库之间的交互，包括数据的增删改查、事务管理、数据库连接池、ORM映射、缓存等功能。各模块功能说明如下：——数据持久化，将程序中的数据存储到数据库中；——数据库连接管理，与数据库服务器建立连接，并管理这些连接；——数据库查询，查询操作可以是简单的查询，也可以是复杂的联合查询、聚合函数、排序、分页等操作；——事务管理。确保数据库操作的一致性和完整性。Web中间件Web中间件是前端用户请求和后端服务之间的中介层，用于执行一些额外的操作，例如认证、日志记录、请求修改、响应处理等。各模块功能说明如下：——请求处理，包括对请求的数据进行验证、清洗、修改或增强；——身份验证与授权，检查请求是否携带有效的认证信息（如JWT令牌或会话ID），并验证用户是否有权限执行某些操作；——日志记录，用于请求和响应日志的记录。PaaS层概述PaaS层为制造资源云管理提供平台支撑，提供平台资源服务，以实现制造资源的云端共享。PaaS层细分为业务中台、数据中台、技术中台以及云端融合中台。业务中台业务中台提供用户身份管理、权限控制、个性化用户体验。功能包括：——用户身份管理，确保只有合法的用户能够访问系统，并能根据不同用户的角色和需求，提供不同的服务；——权限控制，定义用户和系统之间的权限关系，确保不同角色的用户能够访问合适的资源；——个性化用户体验，根据用户的行为、偏好、兴趣等数据，定制并优化用户的界面、内容、推荐等，以提高用户满意度和黏性。数据中台数据中台提供数据标准化的规范和服务，确保数据一致性。包括数据集成、数据管道、数据安全和数据引擎。各模块功能说明如下：——数据集成，确保数据能够有效、及时地流入数据中台，供后续分析和应用使用；——数据管道，支持批量处理和流式处理，处理不同类型的数据操作；——数据安全，确保数据在存储、传输和处理过程中的保密性、完整性和可用性；——数据引擎，负责处理复杂的数据计算和分析任务，并提供强大的查询能力。技术中台技术中台提供容器化部署和管理服务，支持应用的快速部署和扩展。功能包括：——容器服务，提供对容器生命周期管理的能力，帮助企业实现自动化、灵活的应用部署和高效的资源管理；——微服务治理，在分布式环境中，提供对微服务的管理、监控、调度和协调等能力，确保服务的可靠性、可维护性和可扩展性；——ETL，将数据从多个来源提取、转换成目标格式，并加载到目标存储系统（