IEC 634742023 电气和电子家用和办公设备.边缘设备联网备用功耗的测量标准立项发展报告

电气和电子家用和办公设备边缘设备联网备用功耗的测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MeasurementofNetworkedStandbyPowerConsumptionofEdgeEquipmentforElectricalandElectronicHouseholdandOfficeEquipment摘要随着物联网技术的迅猛发展与全球数字化转型的深入推进，各类电气和电子家用及办公设备日趋智能化，边缘设备（EdgeEquipment）的联网备用功能日益普及，导致设备在非工作状态下的联网待机功耗显著增加，成为全球能源消耗的重要组成部分。为有效应对这一挑战，国际电工委员会（IEC）正式发布IEC63474:2023标准，系统规定了边缘设备联网备用功耗的测量方法。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术框架和核心内容，分析了其在全球能效治理体系中的战略定位与关键作用。报告指出，该标准填补了国际层面在边缘设备联网备用功耗测量领域的空白，首次将“联网备用状态”作为独立测量维度纳入标准化体系，为全球制造商提供了统一的测试依据，为各国能效法规的制定与实施奠定了坚实的技术基础。该标准的实施对推动设备节能设计、促进绿色消费、支持碳中和目标实现具有重要的现实意义和深远的战略影响。本报告同时回顾了中国标准化机构及产业界参与该标准制定工作的历程与贡献，并对未来标准修订方向及技术演进趋势进行了前瞻性展望。关键词：边缘设备；联网备用功耗；国际电工委员会；能效测量；标准化；物联网一、引言1.1立项背景全球能源危机与气候变化的双重压力使得提升能源利用效率成为各国政府、产业界和社会公众共同关注的焦点议题。根据国际能源署（IEA）的统计数据，全球范围内residential和commercial部门的待机能耗约占终端电力消费的3%至10%，而随着设备联网功能的普及，这一比例呈持续上升趋势。特别是在物联网（IoT）快速发展的背景下，智能家电、网络附件设备、智能办公设备等边缘设备需要通过持续的联网功能来维持远程控制、固件升级、状态监测、云端同步等基础服务，这导致设备即使处于“关机”或“待机”状态，其功耗水平亦显著高于传统设备的单纯待机功耗。传统的待机功耗测量方法（如IEC62301）主要针对设备处于“关机”或“待机”状态下但不维持网络连接的情形，其测量条件与边界定义难以适用具有联网功能的现代智能设备。边缘设备的联网备用状态具有网络通信的动态性、设备功能的多样性以及网络协议的差异性等特征，缺乏统一的测量方法和评价基准，不仅导致不同制造商所宣称的功耗数据不具备可比性，也严重制约了各国能效法规的制定及国际间能效标准的协调统一。1.2目的与意义在此背景下，国际电工委员会电气和电子家用和办公设备能效标准化技术委员会（IEC/TC108）启动了IEC63474标准的制定工作。该标准的根本目的在于建立一套适用于边缘设备联网备用功耗的标准化测量方法，为设备制造商、检测认证机构、能效监管机构及消费者提供统一、准确、可重复的技术依据。其具体意义体现在以下层面：提升能效管理水平：通过标准化测量，可准确量化不同设备在联网备用模式下的实际功耗水平，为能效分级评定和最低能效标准（MEPS）的制定提供数据支撑；促进产业公平竞争：统一测量方法消除了数据口径不一致所导致的市场混淆，引导制造商在真实工况下优化联网备用功耗设计，而非仅依赖实验室条件下的理想化参数；支撑国际间协调互认：为各国能效法规的制修订提供共同的科学基础，推动全球能效标准体系的协调统一，降低国际贸易壁垒；助力全球气候目标实现：为降低终端设备能源浪费提供技术路径，支撑《巴黎协定》框架下的国家自主贡献（NDC）目标的实现。二、标准概述2.1标准基本信息IEC63474:2023《电气和电子家用和办公设备——边缘设备联网备用功耗的测量》由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）于2023年5月23日正式发布，标准语言为英语和法语，分类号为信息技术（IT）综合类（35.020）。该标准当前状态为“已修订”（即作为正式国际标准发布），文件版本为电子版加密PDF格式。2.2适用范围本国际标准适用于预期连接到网络并在联网备用状态下运行的电气和电子家用设备及办公设备，包括但不限于以下品类：-家用电器：智能冰箱、智能洗衣机、智能空调、智能厨电等大型家电及小型生活电器；-信息与通信设备：路由器、交换机、调制解调器、网络附加存储（NAS）设备、网络摄像头等；-消费电子产品：智能电视及其附属设备、流媒体播放器、游戏主机、智能音箱等；-办公设备：打印机、多功能一体机、投影仪、显示设备、网络扫描仪等；-智能家居边缘节点：智能网关、智能传感器集线器、智能楼宇控制器等支撑家庭或办公网络边缘计算与连接功能的设备。2.3标准定位与关联标准在IEC能效测量标准体系中，IEC63474:2023与以下标准之间存在紧密的逻辑关联：-IEC62301（家用电器待机功耗测量）：以传统待机状态为对象，是IEC63474的基础性参照；-IEC62087（音视频及相关设备功耗测量）：侧重音视频设备的运行功耗测量方法；-IEC62623（个人计算机及显示器能耗测量）：涉及通用计算设备的能耗测试规范；-ISO/IEC132（系列标准）：对信息技术设备的基本能效框架进行规定。IEC63474的发布在技术层面补充了上述标准在“联网备用状态”维度上的空白，从而构成了一个从纯待机到联网备用的完整功耗测量标准矩阵。三、标准核心内容解析3.1关键术语体系建立IEC63474:2023在术语定义方面进行了系统性的建构，首次以国际标准的形式明确了下列核心概念：-联网备用状态（NetworkedStandbyCondition）：设备连接到网络、当前未执行主动功能任务，但具备通过网络接收指令、响应网络请求或自动维持网络连接能力的运行状态。这一概念将“联网功能是否激活”作为核心判定条件，严格区别于传统的“待机状态”定义。-边缘设备（EdgeEquipment）：部署于用户侧网络边缘、直接或间接接入互联网并在本地执行数据处理、协议转换、设备管理等功能的网络终端设备。-网络接口激活（NetworkInterfaceActive）：设备至少一个网络接口处于激活状态，能够通过有线或无线方式接收、发送或侦听网络通信的状态。-可测量功耗（MeasurableNetworkedStandbyPower）：在规定的测试条件下，设备在联网备用状态下从电源获取的有功功率的量化值。标准还引入了一系列辅助术语，包括：网络唤醒（Wake-on-LAN）、远程管理功能、快速启动功能、超低功耗待机（LowPowerStandby）等，构建了面向边缘设备联网待机能耗评价的完整概念框架。3.2测量条件规定为保证测量结果的准确性与可比性，IEC63474:2023对测量环境条件进行了严格规定：-环境条件：测量应在环境温度23℃±5℃、相对湿度25%～75%的无强制对流环境下进行，避免外部热源及电磁干扰的影响。测试期间环境条件应保持稳定，以确保测量结果的重复性和再现性。-电源条件：供电电压应保持在设备额定电压的±1%范围内，供电频率应保持在额定频率的±0.5%范围内，电源电压的总谐波畸变率（THD）不应超过5%。测量所用功率计应满足IEC61000-4-7对测量仪器的精度要求。-功率测量仪器精度：标准对功率测量仪器的精度等级提出了分级要求，依据待测功耗水平的差异，要求功率计在相关测量范围内的不确定度不大于2%（对于功耗大于1.0W的情形）或0.02W（对于功耗不超过1.0W的情形）。同时要求功率计具备足够的带宽和采样率，以捕捉联网状态下短时突发通信导致的瞬时功耗波动。-稳定条件：测量前设备应在目标状态下稳定运行不少于30分钟，待功耗波动幅度在5分钟内不超过规定阈值后方可开始正式测量。3.3测量方法程序标准规定了一套逻辑完整、操作性强的测量程序，其基本流程如下：步骤一：设备预处理与状态设定。依据设备说明书设置网络连接参数，建立测试所需的网络环境。对于具备多个网络接口（如Wi-Fi、以太网、蓝牙等）的设备，应根据设备预期应用场景确定主网络接口，若设备支持多种网络并发工作模式，则需分别测量并报告各模式下的功耗数据。步骤二：联网备用状态的建立与确认。将设备置入联网备用状态，确认所有网络接口处于激活状态，远程管理功能（如Wake-on-LAN、云端访问等）可用。必要时通过网络测试工具验证设备确实处于可被网络寻址和唤醒的状态。步骤三：功耗数据采集。在设备处于稳定联网备用状态后，连续测量不少于10分钟（可选扩展至24小时以获得包含周期性网络通信的完整功耗周期数据）。记录平均功率、最大功率瞬态值（峰值功率）及功耗波动特征等参数。采样间隔应不长于1秒，以保证对间歇性网络通信事件的捕获能力。步骤四：数据处理与报告。计算测量期间的平均有功功率作为联网备用功耗的最终结果，同时记录测量期间的功耗波动范围（最小至最大功率值）、网络通信频次等信息，为综合能耗评估提供参考。3.4测量不确定度评定IEC63474:2023参照ISO/IECGuide98-3（GUM:GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement）对测量不确定度的评定与表达提出了系统要求。标准将测量不确定度的来源归结为以下几方面：-功率测量仪器本身的精度等级和校准状态；-供电电压和频率的波动对设备功耗的影响；-环境温度变化对电子元器件性能的干扰；-网络通信模式（如数据包发送频率）随机波动引起的测量随机误差；-测试操作者操作细节的差异所引入的不确定度分量。标准要求测试报告应包含扩展不确定度（k=2）的评定结果，并建议测量结果的报告应同时给出功耗数值和不确定度区间，以确保数据的科学性和可靠性。四、关键技术问题与解决方案4.1网络通信模式的标准化边缘设备的联网备用功耗与网络通信状态密切相关。不同设备因承载的网络协议（如TCP/IP、HTTP/HTTPS、MQTT、CoAP等）、网络拓扑结构及通信频率的差异，其功耗水平存在数量级性的差别。IEC63474:2023在制定过程中面临的核心技术挑战之一在于：如何界定一个既能反映设备真实使用场景又具备实验室可重现性的“标准化网络通信模式”。为此，标准引入了参考网络负载模型的概念，定义了正常网络条件（NormalNetworkCondition）和数据通信强度等级（TrafficIntensityLevel）等参数框架。标准不强制规定统一的网络流量模型，而是在明确基本网络条件（如ping响应能力保持、无大流量下载任务）的基础上，允许设备按照其说明文档中描述的典型待机形态运行。这一灵活框架既保证了测量标准化要求，又兼顾了不同设备的多样化技术特征。此外，标准要求的测量持续时间跨越了网络典型的周期性通信事件（如保活心跳、状态上报、云端轮询等），使测量结果涵盖了设备自然网络活动状态的整周期，有效降低了抽样误差。4.2功能边界界定边缘设备通常集成了多种功能模块，包括电源管理单元、无线通信模组、传感器阵列、数据存储单元等。在实际测量过程中，如何准确界定“联网备用功能所必需的最小功能集合”与“与联网备用无关的其他附加功能”，是保证标准实施效果的关键技术问题。IEC63474:2023通过以下原则加以解决：-以“维持设备在网络中的可访问性和基本响应能力”为功能边界的核心判定标准；-对于与联网功能无关的附加功能（如显示屏点亮、非必要的传感器周期性扫描等），标准要求测量中应尽可能使这些功能处于非激活状态；-对某些设备，部分附加功能因技术原因无法在联网备用期间完全断开（如风扇散热），测试时应记录该情况，并在测试报告中予以明确说明。4.3测量结果的可重复性与可再现性为验证标准规定的测量方法的可靠性和可比性，IEC/TC108组织开展了跨实验室的循环比对试验（Round-RobinTest）。多个参与实验室依据标准草案对同一批代表性设备进行了平行测试。结果表明，在标准规定的严格测量条件下，各实验室间的测量结果一致性满足预期要求，验证了该测量方法在实验室间的可复现性。该成果为标准正式发布提供了坚实的试验验证基础。五、标准的意义与影响5.1对产业发展的促进作用IEC63474:2023的系统实施对于制造商的产品研发与设计优化具有直接的引导作用。在标准发布之前，由于缺乏统一的测量方法和能效评价基准，部分制造商在产品设计中缺乏优化联网备用功耗的明确技术目标。该标准的发布改变了这一局面，为企业建立联网备用功耗的量化设计指标提供了科学依据，进而推动了高效电源管理芯片、低功耗网络通信模组、智能功耗调度算法等关键技术在产品设计中的快速导入，提升了产品能效竞争力和市场适应性。5.2对全球能效治理的支撑作用IEC63474:2023的发布为世界各主要经济体制定和修订边缘设备能效法规提供了科学的测量技术基础。欧盟ErP指令（2009/125/EC）框架下的生态设计法规、美国能源之星（ENERGYSTAR）计划、澳大利亚的温室气体和能源最低标准（GEMS）法案、中国《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中关于信息设备能效的相关要求等，均可基于该标准的测量方法进行测试方法的协调统一和能效指标体系的更新升级。5.3对中国标准化和产业发展的特殊意义中国作为全球最大的电器电子产品制造基地和消费市场，对IEC63474:2023的制定和转化实施给予了高度关注和深度参与。中国标准化机构积极跟踪标准制定进程，组织了行业调研、技术验证和意见反馈工作，推动标准技术内容充分反映全球产业的技术发展现状。中国电子技术标准化研究院（CESI）作为IEC/TC108的国内技术对口单位，充分发挥了技术支撑和行业协调作用。在标准转化方面，IEC63474:2023为国内相关标准的制修订提供了重要的技术参照。当前，中国正在推进《计算机和显示器能效限定值及能效等级》（GB28380）、《家用和类似用途电器安全与能效标准》等强制性国家标准的修订工作，边缘设备联网备用功耗的测量方法已成为上述标准制修订过程中的核心基础之一。中国标准化机构将继续深化对IEC63474:2023的研究与转化，结合国内产业实际和能效管理需求，推动相关国家标准和行业标准的协同发展。六、主要起草单位简介IEC63474:2023标准的制定由IEC/TC108（电气和电子家用和办公设备安全技术委员会）主导推进。该技术委员会是国际电工委员会下设的核心标准化技术组织之一，其工作范围涵盖家用和办公用电气电子设备的安全要求、能效要求及相关测试方法和测量方法的标准化。在IEC63474:2023的制定过程中，多个国家的标准化机构和企业专家作出了重要贡献，其中特别值得关注的是中国电子技术标准化研究院（CESI,ChinaElectronicsStandardizationInstitute）在其中的积极参与和贡献。CESI作为工业和信息化部直属的标准化专业机构，是中国电子信息技术领域的权威标准化研究单位，长期以来积极参与IEC等国际标准化组织的技术活动，在国际能效标准制定中发挥了重要的协调作用。CESI组织国内相关企业、科研院校和检测机构建立专项工作组，从中国的产业实践和应用需求出发，提出了多项具有建设性的技术意见与修改建议，特别是在网络接口分类、测量条件界定、通信模式选取等方面提出了重要内容，为标准技术框架的完善贡献了中国智慧。此外，来自日本、韩国、德国、美国等国家的标准化机构和产业界的专家同样深度参与标准各阶段草案的起草和技术讨论工作，国际电工委员会的标准化机制确保了标准集合了全球各主要经济体的技术经验和行业需求，从而有效保证了标准的技术先进性和全球适用性。七、结论与展望7.1总结IEC63474:2023《电气和电子家用和办公设备——边缘设备联网备用功耗的测量》作为国际电工委员