2025年智能制造与工业互联网专业能力测试试卷及答案

2025年智能制造与工业互联网专业能力测试试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选、未选均不得分）1.在IEC6178433标准中，针对PROFINETIO的安全通信层被定义为A.CP3/3B.CP3/5C.CP3/6D.CP3/1答案：C解析：IEC6178433将PROFINETIO安全通信映射到CP3/6，提供黑色通道机制，满足SIL3/PLe。2.工业5GuRLLC场景下，空口时延低于1ms时，MAC层采用的子载波间隔为A.15kHzB.30kHzC.60kHzD.120kHz答案：D解析：120kHz子载波间隔对应0.125ms时隙，最短可压缩至0.5ms帧结构，满足uRLLC1ms端到端需求。3.OPCUAPub/SuboverTSN中，用于时间同步的协议是A.PTPgPTPB.NTPC.SNTPD.1588v1答案：A解析：gPTP（IEEE802.1AS）在TSN网络中提供<1μs同步精度，支撑Pub/Sub确定性传输。4.数字孪生模型验证中，用于量化“模型输出与实测数据分布一致性”的指标是A.RMSEB.Theil不等系数C.KS检验值D.R²答案：C解析：KolmogorovSmirnov检验比较累积分布函数，直接反映分布一致性，比RMSE更适合非正态误差。5.在RAMI4.0架构中，“生命周期与价值链”维度第三层是A.开发B.维护C.使用D.回收答案：C解析：RAMI4.0将生命周期划分为Development、Usage、Maintenance、Disposal，第三层为Usage。6.工业边缘计算参考架构IEC62872中，位于“边缘云”与“现场层”之间的功能层是A.边缘原生B.边缘网关C.边缘协调器D.边缘控制器答案：B解析：边缘网关完成南北向协议转换、数据预处理与安全防护，是承上启下的关键。7.采用IEEE802.1CB冗余传输时，判定帧冗余路径失效的计时器为A.冗余恢复时间RRTB.帧消除时间FETC.序列恢复超时SRTD.路径切换时间PST答案：B解析：FET定义接收端等待重复帧的最大时间，超时即认为路径失效，触发消除机制。8.在NISTSP80082r3中，对工业控制系统安全等级进行“高”评定的CIA取值组合为A.555B.545C.455D.554答案：A解析：NIST采用FIPS199分级，等级“高”需全部达到5，即最高机密性、完整性、可用性。9.基于时间敏感网络（TSN）的周期流量整形中，802.1Qbv门控列表深度最大为A.256B.512C.1024D.2048答案：C解析：802.1Qbv规定门控列表最多1024条目，满足复杂调度需求。10.工业AI视觉检测中，用于解决“缺陷样本稀缺”的迁移学习策略是A.特征提取器冻结B.领域自适应C.元学习D.知识蒸馏答案：B解析：领域自适应通过MMD、CORAL等对齐源域与目标域特征分布，缓解稀缺问题。11.在IEC6244341安全开发生命周期中，阶段“安全需求定义”的输出文档是A.SRSB.SRDC.STRD.SAR答案：B解析：SecurityRequirementsDocument（SRD）记录所有安全需求，作为后续设计输入。12.工业数字线程（DigitalThread）实现跨生命周期数据可追溯的核心技术是A.区块链B.主数据管理C.统一标识解析D.数据湖答案：C解析：统一标识解析（Handle、OID、Ecode）保证物理与数字对象全局唯一，支撑可追溯。13.采用MQTT5.0上传机床振动数据时，若需保证消息顺序，应设置的QoS等级为A.0B.1C.2D.1或2均可答案：C解析：QoS2提供“恰好一次”并保证顺序，QoS1在重传场景可能乱序。14.在OPCUA配套规范“Machinery–VisionSystem”中，用于描述算法参数集的节点类型是A.VisionAlgorithmTypeB.VisionParameterSetTypeC.VisionModelTypeD.VisionRecipeType答案：D解析：Recipe包含算法、参数、阈值等，支持一键切换检测任务。15.工业5G专网采用NPNSNPN模式时，用于漫游鉴权的标识是A.SUCIB.GUTIC.CHFIDD.CAG答案：D解析：CAG（ClosedAccessGroup）列表控制SNPN漫游权限，防止非法接入。16.基于数字孪生的预测性维护中，用于量化“剩余寿命预测不确定性”的指标是A.置信区间B.熵值C.方差D.变异系数答案：B解析：熵值综合反映概率分布离散程度，越大表示不确定性越高。17.在IEC6113110（PLCopenXML）中，描述函数库接口的元素是A.InterfaceB.HeaderC.ProfileD.AddData答案：A解析：Interface元素定义输入输出变量、局部变量及注释，实现跨平台复用。18.工业防火墙白名单规则中，默认拒绝PROFINETDCP多播地址范围是A.01:0E:CF:00:00:00–01:0E:CF:00:00:FFB.01:0E:CF:01:00:00–01:0E:CF:01:00:FFC.01:0E:CF:02:00:00–01:0E:CF:02:00:FFD.01:0E:CF:FF:FF:FF–01:0E:CF:FF:FF:FF答案：A解析：DCP使用01:0E:CF:00:00:xx进行设备发现，白名单通常放行该范围。19.在边缘AI推理中，TensorRT对ONNX模型进行INT8量化时，校准数据集规模一般取A.10B.50C.100D.500答案：C解析：NVIDIA官方建议100张代表性图片即可达到1%精度损失以内。20.工业数据空间（IDS）参考架构中，负责“使用控制”的核心组件是A.DAPSB.BrokerC.ClearingHouseD.AppStore答案：A解析：DataUsageControlPolicyEnforcement（DAPS）基于ODRL策略动态授权。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些技术组合可实现“毫秒级确定性”工业无线通信A.5GURLLC+TSN桥接B.WiFi6E+OFDMAC.5GNR免许可+802.11bdD.5G专网+802.1Qbv答案：A、D解析：URLLC与TSN桥接、Qbv调度均可提供确定性，WiFi6E无严格QoS。22.在工业AI训练平台中，属于“数据闭环”关键步骤的有A.边缘回传难例B.模型热更新C.联邦蒸馏D.灰度发布答案：A、B、C解析：灰度发布属于部署策略，非数据闭环。23.关于IEC61499功能块网络，下列说法正确的有A.事件流与数据流分离B.支持分布式部署C.基本功能块内部算法可用Java实现D.服务接口功能块只能用于通信答案：A、B、C解析：服务接口功能块亦可封装本地硬件驱动，不限于通信。24.工业5GLAN业务中，支持二层隧道模式的UPF特性包括A.MAC地址学习B.ARP代理C.VLAN标签透传D.DHCP服务器答案：A、B、C解析：DHCP服务器由本地服务器或SMF提供，非UPF功能。25.在OPCUAPub/SubUDP传输中，用于防止消息重复的安全机制有A.序列号B.时间戳C.消息验证码D.随机数Nonce答案：A、B解析：序列号+时间戳即可去重，MAC与Nonce用于完整性而非去重。26.下列哪些指标属于GB/T391162020《智能制造能力成熟度模型》一级（规划级）特征A.关键设备数控化率≥50%B.建立两化融合方针C.实现生产计划自动排产D.建立信息安全管理制度答案：A、B、D解析：自动排产为三级（集成级）特征。27.基于TSN的工业控制器冗余协议中，支持无缝切换的有A.HSRB.PRPC.MRPD.RSTP答案：A、B解析：HSR/PRP实现零切换，MRP需<500ms，RSTP收敛>1s。28.在工业边缘云中，用于实现“冷启动弹性扩容”的技术有A.KataContainersB.KubeEdgeC.OpenYurtD.GPU池化答案：A、B、C解析：GPU池化提升资源利用率，与冷启动无关。29.下列哪些属于IEC6244333系统级安全控制要求A.移动代码控制B.审计日志存储容量C.账户共享限制D.物理防撬检测答案：A、B、C解析：物理防撬为SR7.8，但属于组件级要求。30.在工业大数据治理中，属于“主数据管理”核心内容的有A.编码规则B.数据血缘C.元模型D.数据质量规则答案：A、C、D解析：数据血缘属于元数据管理，非主数据。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.OPCUASafety基于“黑色通道”机制，可在标准以太网交换机上运行。答案：√解析：Safety层在端点实现，交换机无需修改。32.5GNPNCAG列表最多支持256个条目。答案：×解析：3GPPTS23.501规定最多支持1024个CAG。33.IEC611313标准中，CFC语言支持反馈回路直接连线。答案：√解析：CFC允许任意拓扑，包括反馈。34.在TSN802.1Qbu帧抢占中，被抢占的Express帧需重新计算CRC。答案：×解析：仅链路层重算，帧内容不变，无需重算CRC。35.工业AI模型经TensorRTINT8量化后，推理延迟一定降低。答案：×解析：若GPU内存带宽非瓶颈，INT8可能无延迟收益。36.工业防火墙“白名单+学习模式”可在运行中自动生成规则。答案：√解析：学习模式通过抓包自动生成白名单。37.在IEC62872边缘参考架构中，边缘控制器必须支持实时容器。答案：×解析：实时容器为可选项，非强制。38.工业数字孪生必须使用基于物理的建模方法。答案：×解析：数据驱动或混合模型亦可。39.MQTT5.0的“主题别名”可减少小包开销，但需服务端支持。答案：√解析：主题别名在CONNECT/CONNACK协商。40.GB/T222392019《工业控制系统安全等级保护》将安全等级划分为五级。答案：√解析：与网络安全法保持一致。四、填空题（每空2分，共20分）41.在IEC61508SIL3认证中，PFH（每小时危险失效概率）应小于________。答案：10⁻⁷/h解析：SIL3上限为10⁻⁷/h。42.工业5GURLLC场景下，3GPPR17引入的重复传输技术简称________。答案：SDAPduplication解析：SDAP层实现PDCP层重复，提升可靠性。43.OPCUAPub/SuboverTSN的默认UDP目的端口为________。答案：4840解析：IANA注册端口4840。44.在IEEE802.1AS2020中，gPTP时钟节点类型分为Ordinary、Boundary与________。答案：Transparent解析：TransparentClock补偿驻留时间。45.工业AI边缘推理中，用于衡量“每瓦特算力”的指标单位是________。答案：TOPS/W解析：TeraOperationsPerSecondperWatt。46.基于IEC61499的分布式系统中，功能块网络部署文件扩展名为________。答案：.fbt解析：系统级部署文件采用XML格式，后缀.fbt。47.在NISTCPS框架中，CPS核心“数据信息知识智慧”层简称________。答案：DIKW解析：DIKW模型广泛用于CPS。48.工业数据空间（IDS）中，用于数据使用控制的策略语言是________。答案：ODRL解析：OpenDigitalRightsLanguage。49.工业防火墙“深度包检测”技术中，用于识别PROFINET循环数据帧的字段是________。答案：FrameID解析：FrameID位于以太网类型0x8892之后。50.在TSN802.1Qch循环队列中，时间槽长度必须等于________的整数倍。答案：传输时隙解析：Qch要求时隙对齐。五、简答题（每题10分，共30分）51.简述工业5G专网NPNSNPN模式下，如何实现与公网PLMN的漫游隔离，并给出两种鉴权流程差异。答案：隔离机制：1.独立PLMNID：SNPN使用独立MCC+MNC，与公网不重叠；2.CAG控制：UE需携带AllowedCAGList，仅匹配列表小区可接入；3.独立AUSF/UDM：SNPN自建5GC，公网无法解析SUCI。鉴权差异：a.SNPN内部：UE发送SUCI，AUSF基于EAPTLS或5GAKA完成鉴权，返回锚点密钥K_AUSF；b.漫游至公网：UE需切换至PLMN模式，重新注册，使用公网AUSF，密钥体系独立，无法直接切换，需通过SUPI映射与双向证书建立安全上下文。52.说明基于IEC61499功能块实现“分布式PID控制”的关键步骤，并给出事件链时序图（文字描述）。答案：步骤：1.建模：创建复合功能块DistPID，内含采样FB、PID算法FB、输出FB；2.部署：采样FB部署于I/O模块（资源1），PID算法FB部署于边缘控制器（资源2），输出FB部署于驱动器（资源3）；3.配置：使用ECET设定周期1ms，事件流采样→计算→输出；4.绑定：数据通过OPCUAPub/SubUDP传输，事件通过TSN802.1Qbv门控保证确定性。事件链时序：t0：采样FB触发IND事件→t0+200μs：数据封装为UDP帧→t0+300μs：经TSN门控窗口发送→t0+500μs：PIDFB接收事件触发计算→t0+700μs：输出事件经回环TSN→t0+900μs：输出FB更新DAC。53.阐述工业数字孪生“混合建模”方法中，物理模型与数据驱动模型的耦合方式，并给出误差补偿公式。答案：耦合方式：1.并行：物理模型输出作为数据驱动模型特征；2.串行：数据驱动模型修正物理模型参数；3.反馈：残差在线校正物理模型状态变量。误差补偿公式：设物理模型输出y_p，数据驱动模型残差ε=y_m–y_p，修正后输出y_h=y_p+K·ε，其中K为卡尔曼增益，K=P_p·Hᵀ(H·P_p·Hᵀ+R)⁻¹，P_p为物理模型协方差，R为观测噪声协方差。六、综合应用题（共50分）54.某汽车焊装车间计划部署“5G+TSN”融合网络，实现200台机器人同步控制，要求端到端抖动<100μs。请完成：（1）给出网络拓扑图（文字描述）并指出关键设备；（10分）（2）计算5G空口时隙配比，说明如何满足抖动要求；（10分）（3）设计TSN门控列表，给出GCL表格（周期2ms）；（10分）（4）若某台机器人因电磁干扰短暂失步，提出基于数字孪生的再同步策略，给出流程图（文字描述）与关键算法；（20分）答案：（1）拓扑：核心层：TSN主干交换机（支持802.1AS2020、Qbv、Qbu）；汇聚层：5GgNodeB内置TSN转换网关（TUPF）；接入层：200台机器人控制器通过5GCPE接入，CPE支持TSN桥接；冗余：双星型拓扑，每台机器人双CPE，启用HSR冗余盒。（2）时隙配比：采用5GNR120kHz子载波，0.125ms时隙；配置DL:UL=3:1，每2ms周期含16