GB/T 45132-2025 轮胎智能制造 互联网络架构 通用规范

ICS71.120;83.200
CCS G 95
中华人民共和国国家标准
GB/T45132—2025
轮胎智能制造 互联网络架构通用规范
Tiresintelligentmanufacturing—Interconnectionnetworkarchitecture—
Generalspecification
2025-01-24发布2025-08-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 缩略语…………………………………………………………………………………………………… 2
5 轮胎工厂互联网络需求及连接框架…………………………………………………………………… 3
5.1 轮胎工厂互联网络整体需求……………………………………………………………………… 3
5.2 轮胎智能制造互联网络连接框架………………………………………………………………… 4
6 轮胎智能制造互联网络架构…………………………………………………………………………… 6
6.1 轮胎工厂互联网络结构划分……………………………………………………………………… 6
6.2 目标架构…………………………………………………………………………………………… 7
6.3 拓扑结构…………………………………………………………………………………………… 8
6.4 功能要求…………………………………………………………………………………………… 9
7 轮胎智能制造互联网络实施…………………………………………………………………………… 9
7.1 实施框架…………………………………………………………………………………………… 9
7.2 边缘接入网络实施………………………………………………………………………………… 10
7.3 生产控制网络实施………………………………………………………………………………… 10
7.4 轮胎工厂骨干网络实施…………………………………………………………………………… 10
7.5 数据通信系统实施………………………………………………………………………………… 11
8 轮胎智能制造互联网络安全…………………………………………………………………………… 11
8.1 设备安全防护要求………………………………………………………………………………… 11
8.2 网络安全防护要求………………………………………………………………………………… 11
8.3 设备访问控制安全要求…………………………………………………………………………… 11
8.4 数据安全要求……………………………………………………………………………………… 11

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。
本文件由中国石油和化学工业联合会提出。
本文件由全国橡胶塑料机械标准化技术委员会(SAC/TC71)归口。
本文件起草单位:软控股份有限公司、益阳橡胶塑料机械集团有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公
司、雄鹰轮胎集团有限公司、浦林成山(山东)轮胎有限公司、赛轮集团股份有限公司、天津市万达轮胎集
团有限公司、天津赛象科技股份有限公司、山东丰源轮胎制造股份有限公司、大连橡胶塑料机械有限公
司、青岛科技大学、贵州轮胎股份有限公司、福建建阳龙翔科技开发有限公司、三菱电机自动化(中国)有
限公司、钛玛科(北京)工业科技有限公司、青岛双星轮胎工业有限公司、泰凯英(青岛)专用轮胎技术研
究开发有限公司、山东永盛橡胶集团有限公司、青岛弯弓信息技术有限公司、北京橡胶工业研究设计院
有限公司、青岛软控机电工程有限公司、广东伊之密精密注压科技有限公司、潍坊顺福昌橡塑有限公司。
本文件主要起草人:官炳政、杨慧丽、彭志深、李建星、高建刚、曹凯、杨光、禹立义、张晓辰、张宁、
杨红、汪传生、焦冬梅、韩洪川、陈玉泉、崔龙成、杨牧、陈刚、郭永芳、郝玉峰、焦清国、何成、王更新、王志明、
蒋小军、陆伟、李青、范银雷、于振江、陈兴忠、王金霞、杨化林、刘云成、李翠霞、吴宗位。

1 范围
本文件规定了轮胎智能制造互联网络的术语和定义、缩略语、需求及连接框架、网络架构、网络实施
和网络安全的要求。
本文件适用于轮胎企业智能制造互联网络架构设计、建设及升级。
2 规范性引用文件
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/T22239—2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求
GB40050—2021 网络关键设备安全通用要求
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
网络架构 networkarchitecture
通信系统的整体设计,为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。
3.2
现场级 fieldlevel
分散控制系统最底层的部分,也是最基础的一个层次。
注:包括生产设备、仪器仪表等。
3.3
车间级 workshoplevel
生产过程中功能相对独立的单元。
注:在轮胎行业主要指炼胶车间、半制品车间、成型车间、硫化车间、检测车间等,各生产企业根据实际情况会有
不同。
3.4
工厂级 plantlevel
轮胎企业整个工厂。
注:包括设计、生产、物流、管理等环节。
3.5
网络拓扑 networktopology
用传输介质互连各种设备的物理布局,构成网络的成员间特定的物理的即真实的,或者逻辑的即虚
拟的排列方式。
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GB/T45132—2025
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AGV:自动导引运输车(AutomatedGuidedVehicle)
API:应用程序编程接口(ApplicationProgrammingInterface)
CC-Link:控制与通信链路系统(Control&CommunicationLink)
CRM:客户关系管理(CustomerRelationshipManagement)
DCS:分散控制系统(DistributedControlSystem)
ERP:企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)
FCS:现场总线控制系统(FieldbusControlSystem)
HMI:人机界面接口(HumanMachineInterface)
IPv4:互联网协议第四版(InternetProtocolVersion4)
IPv6:互联网协议第六版(InternetProtocolVersion6)
IT:信息技术(InformationTechnology)
K8s:容器编排引擎(Kubernetes)
MES:制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)
MODBUSRTU:串行通信协议-远程终端控制系统(ModbusProtocolRemoteTerminalUnit)
Modbus:串行通信协议(ModbusProtocol)
MPLS:多协议标签交换(Multi-ProtocolLabelSwitching)
MQ:消息队列(MessageQueuing)
MQTT:消息队列遥测传输(MessageQueuingTelemetryTransport)
NB-IoT:窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)
Netconf:网络配置协议(NetworkConfigurationProtocol)
OA:办公自动化(OfficeAutomation)
OPC:用于过程控制的工业标准协议(OLEforProcessControl)
OPCUA:开放平台通信统一架构(OLEforProcessControlUnifiedArchitecture)
OT:操作技术(OperationalTechnology)
PLC:可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)
PLM:产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)
PON:无源光纤网络(PassiveOpticalNetwork)
RFID:射频识别(RadioFrequencyIdentification)
SCADA:数据采集与监视控制(SupervisoryControlAndDataAcquisition)
SCM:供应链管理(SupplyChainManagement)
SDN:软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork)
SD-Wan:软件定义广域网(Software-DefinedWAN)
SNMP:简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol)
SRM:供应商关系管理(SupplierRelationshipManagement)
TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)
TSN:时间敏感网络(Time-SensitiveNetworking)
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UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol)
VxLAN:虚拟扩展局域网(VirtualExtensibleLocalAreaNetwork)
WebAPI:网络应用程序接口(WebsiteApplicationProgrammingInterface)
WIA:工业无线网络协议(WirelessNetworksforIndustrialAutomation)
Wi-Fi:无线保真(WirelessFidelity)
WMS:仓储管理系统(WarehouseManagementSystem)
5 轮胎工厂互联网络需求及连接框架
5.1 轮胎工厂互联网络整体需求
5.1.1 轮胎工厂互联网络基本需求
轮胎工厂互联网络基本需求包括:
a) 网络隔离且专网专用的需求;
b) 跨地域/跨工厂网络协同的需求;
c) 数据工厂范围内安全存储的需求;
d) 适应生产节拍,超低延时(≤30ms)的需求;
e) 在设备端边缘计算/网络控制层中完成数据协议转化的需求;
f) 内网和公网同时访问的需求;
g) 有线连接和无线连接,数据协同共享的需求。
5.1.2 网络架构设计原则
网络架构设计原则包括:
a) 可靠性;
b) 可扩展性;
c) 安全性;
d) 分层架构。
5.1.3 六类互联类型需求
六类互联类型关系的实体涉及从自动化控制到产品生产、使用、管理等全流程的各个环节,包括:
a) 智能装备与工厂控制系统;
b) 在制品与智能装备;
c) 在制品与工厂云平台(及管理软件);
d) 智能装备与智能装备;
e) 工厂控制系统与工厂云平台(及管理软件);
f) 工厂云平台(及管理软件)与用户。
以上a)~f)为在工业互联网整体架构中的位置所处的六部分内容,如图1所示。
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标引序号说明:
1———智能装备与工厂控制系统;
2———在制品与智能装备;
3———在制品与工厂云平台(及管理软件);
4———智能装备与智能装备;
5———工厂控制系统与工厂云平台(及管理软件);
6———工厂云平台(及管理软件)与用户;
7———工厂云平台(及管理软件)与协作平台;
8———智能产品与工厂。
图1 工业互联网互联示意图
5.2 轮胎智能制造互联网络连接框架
5.2.1 连接框架整体应分三个层次:边缘接入层、汇聚层和核心层。
5.2.2 边缘接入层,即通过有线、无线方式,将轮胎工厂内互联网络体系相关的人员、机器、材料、环境
以及系统等生产要素连接,支撑业务发展的不同数据格式转发,实现端到端数据传输。实现数据和信息
各要素之间互通互操作,宜采用的协议包括但不限于OPC UA、MODBUSRTU、MQTT、WebAPI、
TCP、UDP、CC-Link等。
5.2.3 汇聚层,宜用SDN、VxLAN 技术设计工厂汇聚层网络,网络可抽象为物理承载网络和面向应用
的叠加网络(Overlay网络),如图2所示。
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图2 汇聚层网络的物理/逻辑架构
5.2.4 核心层,其作用在于通过高速转发通信,提供快速、可靠的骨干数据交换。根据轮胎厂规模,中
小型网络宜采用普通三层网关交换机,而大中型网络应采用万兆、可堆叠三层网关交换机,且带宽应选
择千兆或万兆交换机,背板带宽应不小于64Gbit/s,包转发率应大于47.56Mpps。
5.2.5 轮胎智能制造互联网络各实体间整体连接框架,如图3所示。
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图3 轮胎智能制造互联网络各实体间整体连接框架
6 轮胎智能制造互联网络架构
6.1 轮胎工厂互联网络结构划分
轮胎工厂互联网络结构宜分为IT网络和OT网络两个层级,网络层级依据轮胎工厂实际管理层级
划分为现场级、车间级和工厂级,轮胎工厂两层三级网络结构如图4所示。
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图4 轮胎工厂两层三级网络结构
6.2 目标架构
轮胎智能制造互联网络目标架构整体由三部分组成,即IT和OT网络融合、控制层网关协议转化
和智能制造骨干网络连接。互联网络目标架构如图5所示。
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标引序号说明:
1———IT和OT网络融合;
2———控制层网关协议转化;
3———智能制造骨干网络连接。
图5 轮胎智能制造互联网络目标架构
6.3 拓扑结构
轮胎工厂互联网络整体宜采用星型网络拓扑的形式组网,如图6所示。
图6 轮胎工厂互联网络星型拓扑结构
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GB/T45132—2025
根据实际需要,也可选择其他网络拓扑结构进行组网,如网状拓扑、总线型拓扑结构等。
6.4 功能要求
轮胎智能制造互联网络架构应满足下列要求。
a) 支持多种连接方式。轮胎车间的智能装备、轮胎制品、传感器、运送设备、控制系统等支持现场
总线、工业以太网、光纤网、无线网(5G、工业Wi-Fi)等多种形式实现设备接入,另外对于生产
端设备指令下发、数据轮询和采集,延时应不大于30ms。
b) 支持灵活的IT/OT组网。实现控制平面与转发平面的分离,通过SDN 控制器与制造控制协
同进行网络资源调度,支撑柔性制造和生产自动组织。
c) 支持异地工厂组网,宜使用MPLS专线技术或SD-Wan技术,具备异地工厂接入组网的能力。
d) 支持IPv4和IPv6、IT网络和OT网络,支持IP协议,支持IT与OT节点直接互联互通。
e) 支持全节点可视化管理,提供报警管理、性能管理、报表管理和审计管理等功能。
f) 宜支持新技术、新方案连接,如,TSN、5G、面向工业自动化的WIA、第六代无线网络(Wi-Fi6)
等新技术连接方式。
7 轮胎智能制造互联网络实施
7.1 实施框架
互联网络建设目标是构建生产全要素、全系统、互联互通的新型基础设施,如图7所示。
图7 轮胎智能制造互联网络实施框架
互联网络实施框架包括:
a) 边缘接入网络;
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b) 生产控制网络;
c) 轮胎工厂骨干网络;
d) 自底向上的数据通信系统。
7.2 边缘接入网络实施
7.2.1 实体组成
实体组成包括:
a) 用于智能装备、仪器仪表、专用设备等边缘设备接入的工业总线模块、工业以太网模块、TSN
模块、无线网络模块;
b) 用于边缘网络多协议转换的边缘网关;
c) 用于生产控制网络汇聚的工业以太网交换机、TSN 交换机;
d) 用于生产控制网络数据汇聚的远程终端单元(RTU)设备;
e) 用于生产控制网络灵活管理配置的网络控制器。
7.2.2 建设模式
7.2.2.1 叠加模式:在已有控制网络难以满足新业务需求时,叠加新建支撑新业务流程的网络以及相关
设备,构建原有控制网络之外的另一套网络。
7.2.2.2 升级模式:对已有智能装备和网络设备进行升级,实现网络技术和能力升级。
7.3 生产控制网络实施
7.3.1 实体组成
实体组成包括:
a) 连接多个生产控制网络设备;
b) 用于办公系统、业务系统互联互通的通用数据通信设备;
c) 用于实现工厂内部全面覆盖的无线网络(5G、NB-IoT等);
d) SDN 网络设备;
e) 工厂内部网络连接的大带宽交换机和路由器设备。
7.3.2 建设模式
生产控制网络建设应以工厂实际生产、数据量规模的需求为导向,部署在工厂私有互联网络之上。
综合考虑效率和成本,工厂可采用自主建设与第三方提供商建设相结合的模式,即:
a) 工厂内部自主建设网络连接办公系统、应用系统;
b) 外购第三方的工厂所需门禁、监控、数据中心等网络基础设施,并由第三方提供运维服务。
7.4 轮胎工厂骨干网络实施
7.4.1 网络实体组成
轮胎工厂网络类型可包括:
a) 用于连接多个生产控制网络的网络设备;
b) 用于办公系统、业务系统互联互通的通用数据通信设备;
c) 用于实现轮胎智能制造工厂全面覆盖的无线网络(5G、NB-IoT、无线局域网等);
d) 用于轮胎智能制造工厂网络敏捷管理维护的SDNVxLAN 网络设备;
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e) 用于轮胎智能制造工厂数据汇聚分析的数据服务器/云数据中心;
f) 用于异地组网入网的专线设备。
7.4.2 部署要求
轮胎智能制造工厂网络建设的基本要求是高可靠和大带宽,关键是实现敏捷的网络管理、数据协同
和全覆盖的网络体系,具体建设要求应包括:
a) 应采用扁平化网络架构(如,大二层网络技术等)部署SDN 技术,实现柔性、简化的网络管理;
b) 利用4G/5G、NB-IoT、无线局域网等无线网络,实现全面网络覆盖;
c) 宜使用容器化技术(如,Docker容器、K8s等),支持轮胎工厂平台应用及管理系统容器化部
署,实现工厂内数据实时、高效汇集、分析和交互。
7.5 数据通信系统实施
数据通信系统部署的目标是构建自底向上的全流程、全业务的数据通信系统。
智能制造工厂宜支持OPCUA、MODBUSRTU、MQTT 等国际或国内标准化数据协议的生产装
备、监控采集设备、专用远程终端单元、数据服务器等;并部署支持轮胎工厂专用数据结构模型的数据中
间件、应用系统等,实现跨厂区/跨地域、跨系统的信息互通互操作。
8 轮胎智能制造互联网络安全
8.1 设备安全防护要求
轮胎智能制造互联网络设备安全防护要求应符合GB/T22239—2019中6.1和7.1的要求。
8.2 网络安全防护要求
轮胎智能制造互联网络安全防护应符合GB/T22239—2019中6.2~6.5和7.2的要求。
8.3 设备访问控制安全要求
轮胎智能制造互联网络设备访问控制安全应符合GB40050—2021中5.6的要求。
8.4 数据安全要求
轮胎智能制造互联网络数据安全应符合GB40050—2021中5.9的要求。