Trusted Industrial Data Matrix 可信工业数据空间系统架构1.0 声
明
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录
Contents 前
⾔
Introduction 第⼀章
全球发展现状 Chapter 1 Global Development Status 第⼆章
产业需求分析 Chapter 2 Industrial Demand Analysis 第三章
系统架构 Chapter 3 System Architecture 第四章
技术视⻆ Chapter 4 Technical Perspective 第五章
标准体系 Chapter 5 Standard System 第六章
产业案例分析 Chapter 6 Industry Case Analysis 01 02 08 14 22 32 36 前言 Introduction 前
⾔
Introduction 随着新一代信息技术与制造业的深度融合发展，全 球工业数据应用已经进入纵深发展的新阶段，数据作为 新型生产要素和重要战略资源，正在制造业数字化转型 过程中发挥出更大的作用。在这一进程中，工业数据的 流通共享受到广泛关注。顺应新发展形势，我国积极营 造多方主体参与的数据共享流通生态，国务院先后发布 《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》、 《要素市场化配置综合改革试点总体方案》，明确提出 在确保数据安全的前提下，分级分类、分步有序推动部 分领域数据流通应用。在此背景下，工业互联网产业联 盟联合中国信息通信研究院提出建立可信工业数据空间， 并将其作为实现工业数据开放共享和可信流通的新型基 础设施，发挥数据要素禀赋。 01 第⼀章
全球发展现状 Chapter 1 Global Development Status （一）为什么需要工业数据的可信交换和流通 随着数字经济的深入发展，数据要素的支撑作用变 和其他生产要素一样，数据要素流通能力直接影响 得愈发重要。在工业领域，工业数据正逐渐从制造过程 数字产业化和产业数字化的产出效率，可信、安全、透 的副 产 品 转 变 为 企 业 和 供 应 链 环 节 带 来 新 价 值 的 战 略 明、可计量的数据共享、流通、交换和交易已成为大数 资源，成为提升制造业生产力、竞争力、创新力的关 据时代下一步发展共识。然而，当前数据要素流通仍不 键 要 素 ， 有力推动了制造业在更大范围、更深层次实现 充分、不完善，根据 Gartner预测，到2022年，只有不 更有效率、更加精准的资源配置。然而，在极大促进了 到5%的数据共享活动能够依赖可信数据和数据源 *。 全社会要素资源的网络化共享、集约化整合、协作化开 发、高效化利用的同 时 ， 工 业 数 据 也 面 临 着 流 通 不 畅 、 信息泄露、过度利用等风险。 * Gartner-Data Sharing Is a Business Necessity to Accelerate Digital Business 02 第一章 全球发展现状 Chapter 1 Global Development Status 造成上述现象的一个重要原因是，传统数据流通方 及数据被使用方二次利用甚至滥用，适用性不强。另一 式已难以完全满足工业应用需求。目前数据共享流通多 种是基于明文数据API接口进行流通，将加工处理完的单 为集中式的双边信息传输模式，一种是通过数据交易平 方结果数据以API形式输出，一定程度保护了用户隐私信 台进行共享流通，达成交易的各方通过数据包传递达成 息以及降低二次利用可能性，但同时也降低了数据价值 交易，在政务、消费、金融、证券等行业已取得显著成 融合的可行性，难以释放数据协同共享的应用价值。因 效。但对具有复杂来源的工业数据而言，难以保护数据 此亟需寻找一种适合工业场景的新型数据共享流通解决 所有者利益，易导致涉及企业核心竞争力的信息暴露以 方案，在数据价值释放及数据安全需求中取得平衡。 $ 03 （二）发达国家加快数据共享流通顶层战略布局 从德国探索构建工业数据空间架构模型，到《欧洲 出行移动、健康、金融、能源、农业、公共管理、技能 数据战略》明确提出建设以工业为代表的九大行业数据 等九大数据空间，实现更广泛的数据资源释放和国际数 空间，再到日本提出建设“互联产业开放框架“，发达 据共享。以此为契机，依托雄厚的制造业基础，欧洲企 国家展现出抢抓工业数据共享流通主导权的战略意图。 业界积极投身工业数据空间建设，并形成两条典型的应 用路径，一方面从供应链切入，提升透明化管控水平； 一是工业数据空间实践从德国走向欧盟，企业界积 极促进工业数据共享流通。为 促 进 数 据 安 全 保 护 和 数 据 资源释放，2015年德国在工业4.0项目下启动工业数据 另一方面从研发端切入，实现大范围的协同研发制造。 工业数据空间在制造业、医疗等诸多行业的关键环节显 现出巨大的应用价值。 空间研究，2017年开始向其他行业扩展，并在欧盟达成 共识，2020年，欧盟委员会先后发布《欧洲数据战略》 二是欧盟基于工业数据空间，打造GAIA-X（盖亚X） 和《欧洲数据治理条例》，提出在保证欧洲公共利益和 框架，构建数据生态系统。为给数据空间提供统一的基 数据提供者合法权益的条件下，构建工业、绿色政务、 础设施底座，以德、法为代表，欧盟积极推动欧洲统一 04 第一章 全球发展现状 Chapter 1 Global Development Status 的云计算基础设施建设。2019年德国正式提出“盖亚计 布《互联产业开放框架》（以下简称“CIOF”），标志 划”，旨在为欧洲打造一个具备竞争力、安全与可靠的 着日本工业数据共享流通布局正式开始。CIOF具有三大 数据基础架构，包括数据生态系统，联邦服务以及云计 特征： 一是采用数据流通合同的形式定义工业数据的使 算、边缘计算和数据存储等基础设施生态系统。其中， 用许可范围、供需双方的权利义务以及数据使用过程中 联邦服务主要包括身份识别、联邦服务目录、主权数据 衍生的其余问题；二是采用自下而上的方式，由数据提 交换和合规认证等内容。该计划已应用到欧盟的能源、 供方和数据使用方直接进行对接，逐步形成双方均认可 金融、健康、工业4.0、农业、交通、公共服务、智慧生 的数据字典，保障数据流通的独立性；三是现场数据和 活等领域。 相关数据资产由CIOF系统直接管理，并通过区块链技术 三是日本工业价值链促进协会打造互联产业开放框 架，聚焦底层数据资源流通。为发挥机器人等工业装备 产业的领先优势，实现产业数据的深度共享，打造超智 能的“社会5.0”时代，2019年日本工业价值链协会发 保证数据按需加密和传输，以防止数据伪造。当前日本 工业价值链协会正在推进一项包含日本100强企业的工 业数据共享项目，将使用区块链技术降低数据泄露风险 和运营成本。 05 （三）我国工业数据共享流通发展现状 中国作为制造大国，同时也是数据资源大国和应用 设，发挥数据的基础资源作用和创新引擎作用。”2021年 大国 ，2 0 2 5年 ， 中 国 数 据 总 量 将 跃 居 世 界 第 一 ， 全 球 发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四 占比有望达到27% *以上，将成为数据量最大、数据类型 个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出统筹数 最丰富的国家之一。与此同时，我国工业数据共享流通 据开发利用、隐私保护和公共安全，加快建立数据资源 正处 于 起 步 阶 段 ， 亟 需 充 分 吸 取 发 达 国 家 在 顶 层 设 计 、 产权、 交易流通、跨境传输和安全保护等基础制度和标 交易共享方面的先进实践经验，构建符合我国发展实际 准规范，推动数据跨境安全有序流动。此外，2020年工 的工业数据共享流通框架，进一步促进数据要素市场化。 信部印发《关于工业大数据发展的指导意见》和《工业 数据分类分级指南（试行）》，提出建设工业数据空间 一方面，逐步形成战略和立法相互交融的顶层设计。 相关政策密集出台，引导工业数据有序利用。习近平 总书记指出，要“ 构 建 以 数 据 为 关 键 要 素 的 数 字 经 济 ” “系统推进工业互联网基础设施和数据资源管理体系建 * 中国国家信息中心主任刘宇南在国家公共数据开放平台建设地方专题会的发言 06 的重点任务。2021年工信部印发《工业互联网创新发展 三年行动计划（2021-2023年）》，再次提出在重点行 业建立工业数据空间，引导数据有序开放共享。 第一章 全球发展现状 Chapter 1 Global Development Status 法律法规不断完善，保障工业数据合规流动。 国家 积 极 推 动 数 据 安 全 流 通 相 关 法 律 法 规 制 定 ， 2 0 2 1年 6月 份 《 数 据 安 全 法 》 审 议 通 过 ， 强 调 在 加 强 对 重 要 数 据的保护，保障数据有序流动的同时，鼓 励 塑 造数据自 由 流 动 的 市 场 秩 序 ， 提 高 数 据 流 动 性 。 《数据 安 全 法 》 提出支持市场主体、行业协会乃至政府机构共同搭建数 据交易平台，探索建立适当的数据交易程序、交易担保 机制。通过创制规则，减少不必要的数据