T/CPUMT 024-2024 工业互联网平台 工业APP开发与服务技术要求

ICS 35.240.50
CCS L 77
团体标准
T/CPUMT 024—2024
工业互联网平台 工业APP开发与服务技术要求
Industrial Internet platform—Technical requirements for industrial APP development and service
2024 - 10 - 21发布2024 - 10 - 21实施
中国和平利用军工技术协会 发布

目次
前言 ................................................................................. II
引言 ................................................................................ III
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语和定义 ......................................................................... 1
4 基本要求 ........................................................................... 2
4.1 应用场景 ....................................................................... 2
4.2 应用形式 ....................................................................... 2
4.3 应用接口 ....................................................................... 2
4.4 安全防护 ....................................................................... 2
5 开发要求 ........................................................................... 3
5.1 应用开发过程 ................................................................... 3
5.2 组件化封装 ..................................................................... 4
5.3 应用发布 ....................................................................... 4
6 服务要求 ........................................................................... 4
6.1 运行维护 ....................................................................... 4
6.2 服务质量 ....................................................................... 4
6.3 流通服务 ....................................................................... 5
附录A（资料性） 服务质量度量指标 ..................................................... 6
A.1 使用效率度量指标 ............................................................... 6
A.2 抗风险要求指标 ................................................................. 6
参考文献 .............................................................................. 8
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II
前言
本文件按照GB/T 1.1—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。
T/CPUMT 024《工业互联网平台 工业APP开发与服务技术要求》与T/CPUMT 020《工业互联网平台 总体技术要求》、T/CPUMT 021《工业互联网平台 边缘层通用技术要求》、T/CPUMT 022《工业互联网平台 工业大数据通用技术要求》、T/CPUMT 023《工业互联网平台 工业模型及其组件研发与服务通用技术要求》、T/CPUMT 025《工业互联网平台 服务通用要求》、T/CPUMT 026《工业互联网平台 开发及运行环境通用技术要求》共同构成工业互联网平台的研发、建设及部署的基本型标准体系。
本文件由中国和平利用军工技术协会提出并归口。
本文件起草单位：中国大唐集团数字科技有限公司、蓝象标准（北京）科技有限公司、中核武汉核电运行技术股份有限公司、成都飞机工业（集团）有限责任公司、东方电气集团科学技术研究院有限公司、中国软件评测中心（工业和信息化部软件与集成电路促进中心）、中移（杭州）信息技术有限公司、上海工业自动化仪表研究院有限公司、工星人工业互联网（宁波）有限公司、北京轩宇信息技术有限公司、嵩嘉标准化技术服务（北京）有限公司。
本文件主要起草人：胡加庆、乔华阳、刘贤莹、刘志波、李磊、张晶、吴晗、张艾森、李微、张澍裕、熊中浩、李善宣、张浩然、王嘉宁、季家骐、岳智岫、张德保、徐成利、张红艳、马志强、姜冰、王新亮、邱天、闫婷、王致远、段小莉。
本文件为首次发布。
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III
引言
工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等全面连接，构建起覆盖全要素、全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。工业互联网整体体系包括网络、平台、安全三大功能体系，工业互联网体系框架见图1。工业互联网全面打通设备资产、生产系统、管理系统和供应链条，基于数据整合与分析实现信息技术（IT）与运营技术（OT）的融合和三大功能体系的贯通。其中,“网络” 是工业系统互联和工业数据交换传输的支撑基础，其体系包括网络互联、标识解析和数据互通3部分, 实现信息数据在工业互联网内无缝传递。“平台”分为边缘层、PaaS层和应用层，其模块包括数据采集交换、处理分析、决策优化和反馈控制等,形成数据驱动的智能实现机器设备、系统运营和商业行为的智能优化。“安全”是网络与数据在工业应用的安全保障, 包括隐私与数据保护、保密性、完整性、可用性和可靠性，实现对工业互联网系统的全面安全保护。“物理资产”指的是实际存在的、参与工业生产、传输、存储等过程的各类设备和设施。这些物理资产构成了工业互联网体系的基础设施和核心要素，是工业互联网实现数字化、网络化、智能化转型的基础，包括生产设备、传感器和执行器、基础设施设备、辅助设备等。
图
1 工业互联网体系框架
工业互联网平台作为工业全要素链接的枢纽与工业资源配置的核心，在工业互联网体系架构中具有至关重要的地位。工业互联网平台通过构建精准实时、高效的数据采集互联体系，建立面向工业大数据存储、集成、访问、分析管理的开发环境，实现工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化、复用化，不断优化研发设计、生产制造、运营管理等资源配置效率。为了促进工业互联网基础共性平台、关键技术、典型应用的合理、高效、合理发展，有必要提出工业互联网平台的相关规范，以形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的制造业新生态。
本文件是《工业互联网平台》系列标准之一，本系列文件结构如下：
——
T/CPUMT 020 工业互联网平台 总体技术要求
——
T/CPUMT 021 工业互联网平台 边缘层通用技术要求
——
T/CPUMT 022 工业互联网平台 工业大数据通用技术要求
——
T/CPUMT 023 工业互联网平台 工业模型及其组件研发与服务通用技术要求
——
T/CPUMT 024 工业互联网平台 工业APP开发与服务技术要求
——
T/CPUMT 025 工业互联网平台 服务通用要求
——
T/CPUMT 026 工业互联网平台 开发及运行环境通用技术要求
工业APP是工业互联网平台的主要构成形式，其本身遵循通用软件的开发过程和方法要求，又兼具工业软件的知识软件化需求，本文件在GB/T 8566的基础上，结合《工业技术软件化白皮书（2020）》
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IV
“三、工业技术软件化过程解析”以及制造领域的系统实现过程，提出了分析、定义、实现、验证、运行、退出的工业APP生存周期过程，以及根据实现方法确定的高代码、低代码两种分类。并基于生存周期过程和分类，对工业APP的业务描述、安全、交互接口、实现、组装、应用以及服务质量等方面提出了技术要求。
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1
工业互联网平台 工业APP开发与服务技术要求
1 范围
本文件规定了工业互联网平台的工业APP基本要求、开发要求和服务要求。
本文件适用于指导工业企业、工业软件企业、个人开发者、用户开展工业互联网平台工业APP开发和服务，传统工业APP改造可参照执行。
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/T 8566 系统与软件工程 软件生存周期过程
GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求
GB/T 28827.6—2019 信息技术服务 运行维护 第6部分：应用系统服务要求
GB/T 37738 信息技术 云计算 云服务质量评价指标
T/CPUMT 020 工业互联网平台 总体技术要求
3 术语和定义
T/CPUMT 020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
工业APP industrial application 工业应用软件
承载工业知识和经验(最佳实践)，面向工业领域，解决研发设计、生产制造、运营维护、经营管理等场景中的特定业务需求的软件。
[来源:GB/T 42562—2023，3.1]
3.2
低代码应用 low-code application
使用少量代码或声明的方式进行开发的，并由工业APP开发组件解释或编译的工业APP。
注：
在工业互联网架构中通常采用可视化技术进行设计和开发。
3.3
低代码应用开发组件 low-code development component
低代码应用的设计、开发、运行环境。
3.4
高代码应用 high-code application
使用通用程序开发语言代码开发，并由编译器编译或解释执行的工业APP。
3.5
业务组件 business component
具备独立目标并由一组具备内在联系、类似数据的工作事项构成的合集。
注：
业务组件可与外部组件通过服务进行合作，业务组件之间通过明确的接口调用关系实现业务交互。
3.6
业务模型 business modeling
能清晰表达业务组件结构和行为的模型化描述。
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2
3.7
服务质量 quality of service
工业APP在提供服务过程中，能满足用户需求和期望的程度。
4 基本要求
4.1 应用场景
工业APP应用场景符合下列要求：
a)
应面向特定工业场景的具体问题提供实现；
b)
应具备应用差异化需求响应能力，满足不同场景个性化定制需求；
c)
应对产品、设备、车间、企业到产业层级的部分或整体进行工业知识软件化；
d)
可对研发设计、生产制造、融合感知、运维服务、经营协同、运营优化等的工业环节的部分或整体进行工业知识软件化；
e)
可通过重用或集群化组合应用形成复杂领域的解决方案。
4.2 应用形式
工业APP应基于工业互联网平台进行应用交付，并支持为下列形式提供服务：
a)
使用人机交互界面提供应用服务；
b)
基于应用程序接口（API）提供数据和业务处理服务。
4.3 应用接口
工业APP应提供服务监控、数据操作、业务操作等接口，且符合下列要求。
a)
服务监控接口：应提供获取、变更应用实例状态的功能，能实时监控如运行状态、资源使用情况、异常情况等的应用实例状态，宜支持与第三方监控系统集成。
b)
数据操作接口：应支持数据获取、数据分析、数据处理、数据存储等类型接口；宜支持多种数据源，如数据库、文件、网络等；宜支持JavaScript对象表示法（JSON）、标志符号（CSV）、可扩展标记语言（XML）等之间的数据格式转换；可支持如统计分析、数据挖掘、机器学习等的数据处理和分析算法。
c)
业务操作接口：应具备业务能力调用接口，如设备控制、数据采集、故障诊断、数据分析、报表生成等；宜支持业务能力的配置和监控，以及扩展和升级。
4.4 安全防护
4.4.1 应用安全
工业APP应用安全防护符合下列要求：
a)
应支持验证行为审计，对用户的登录、注销等操作进行记录；
b)
应对用户业务操作进行记录，对输入进行范围限制避免非正常输入导致的应用异常；
c)
应支持通过工业互联网平台安全防护组件或工业APP的配置选项对网络安全边界进行防护；
d)
宜支持集成工业互联网平台统一身份验证组件；
e)
宜支持用户身份验证和用户权限分配以确保非授权的用户不能使用工业APP。
4.4.2 数据安全
应具备对提供工业APP的数据完整性、保密性和数据备份还原能力，并确保数据在使用及传输过程的安全性和可靠性。
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5 开发要求
5.1 应用开发过程
5.1.1 工业APP开发过程
通用开发过程按照GB/T 8566定义的技术过程组定义，包括下列步骤。
a)
业务分析：获取与掌握工业技术，基于场景分析，实现隐性知识显性化。
b)
业务建模：对业务进行结构化描述并进行流程建模的过程，识别包括数据模型、流程定义、处理规则等的技术模型，进行包括名称、功能、输入和输出参数、接口、依赖关系等信息的业务描述，并进行流程模型设计，实现工业知识业务模型化。
c)
架构定义：定义数据源及预处理规则、软件处理逻辑，遵循工业互联网平台架构，并使用工业互联网平台提供的网络、存储、计算、安全等资源。
d)
实现过程：实现软件处理逻辑，基于工业互联网平台提供的包括数据提供、协议转换、人工智能、规则引擎、流程引擎、人机界面开发等公共组件，实现工业知识软件化，包含单元测试、接口测试活动。
e)
集成与验证：定义人机交互、场景，即软件生存周期的集成、验证过程，包含总装验证活动。
f)
移交与维护：优化运营闭环，即基于应用商店组件进行软件生存周期的移交、确认、运行、维护、运营，并获取应用过程数据、基于分析方法进行定性分析判断，进行应用优化。
g)
系统退出：软件生存周期的处置过程。遵照组织的政策或环境、法律、安全、信息安全方面的要求，停用、拆分或移除任何具有特定用途的应用或应用元素。
5.1.2 高代码应用实现过程
5.1.2.1 架构定义
工业APP宜采用模块化和微服务的架构，保证高内聚低耦合；多个工业APP可组装为复杂的解决方案；工业APP宜使用工业互联网平台提供的服务与能力。
5.1.2.2 开发语言
宜使用安全性高、许可协议稳定、生态成熟完善的编程语言进行工业APP开发，并确保使用最新正式发布版本。
5.1.2.3 应用实现
宜使用工业互联网平台内、外部集成开发工具，使用工业互联网平台的基础设施和服务，进行工业APP开发、部署、适配和优化。
5.1.2.4 移交与维护
工业APP移交与维护符合下列要求：
a)
工业APP应在工业互联网平台或工业互联网平台运行时执行环境上运行；
b)
工业APP宜基于工业互联网平台的DevOps（开发和运营）组件进行持续交付；
c)
工业APP的云化迁移宜制定迁移策略，并确保迁移过程稳定、兼容和可回滚。
5.1.3 低代码应用实现过程
低代码应用开发过程符合下列要求：
a)
应基于工业互联网平台低代码应用开发组件进行工程或项目定义；
b)
应使用低代码应用开发组件定义数据、业务处理规则；
c)
应使用低代码应用开发组件通过拖拽、配置、组合等可视化方式完成交互界面定义和配置；
d)
应进行应用测试和发布；
e)
宜使用数据中心组件的数据服务功能进行数据结构建模、对象建模；
f)
可使用工业互联网平台的人工智能组件进行处理定义；
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g)
可使用工业互联网平台的边缘网关组件进行数据感知定义；
h)
可使用低代码应用开发组件进行业务单据流转、决策流程进行配置。
5.2 组件化封装
组件化封装应符合下列要求：
a)
支持基于业务模型化结果和单一职责原则，按照模块化、标准化、可重用的要求，对工业APP进行组件化设计；
b)
支持清晰定义组件的接口、功能、数据结构以及属性，并明确组件的安全性、性能、兼容性等方面的要求，开展工业APP封装实现；
c)
具备组件的测试和验证方法，确保组件的质量和稳定性。
5.3 应用发布
工业APP发布方式包括推送、API调用、应用链接发布、插件等，且应符合下列要求。
a)
推送方式：支持由管理员工作站或云平台远程推送部署到用户的设备或系统中，支持多种操作系统和硬件平台，支持多种网络通信协议和数据格式，支持多种数据源和数据格式，多种数据处理和分析算法。
b)
API 调用方式：支持以API规范对外提供服务，支持多种API版本和协议，支持API安全和访问控制，支持API监控和日志记录。
c)
应用链接发布方式：支持以应用链接的方式发布和管理，支持应用链接的安全和访问控制，支持应用链接的升级和更新。
d)
插件方式：支持以插件方式进行发布，支持插件的安装、卸载和管理，支持插件的版本管理和更新，支持插件的安全和访问控制，支持插件的兼容性和稳定性。
6 服务要求
6.1 运行维护
运行维护符合下列要求：
a)
应符合GB/T 28827.6要求，在工业APP的设计、交付、运行、终止等阶段提供可维护性保障服务；
b)
应符合GB/T 28827.1要求，提供包括例行监控、预防性检查、常规作业、事件驱动响应、服务请求响应、应急响应、适应性改进、增强性改进、预防性改进等服务内容；
c)
应以API方式提供GB/T 28827.6—2019第5.2条要求的关键信息和运行状态的监控服务；
d)
工业APP运营方应符合GB/T 28827.6—2019第7章要求，向工业APP用户提供运行保障服务。
e)
宜支持通过平台或监控和分析类工业APP实现实时可视化监测、管理及评估工业APP的运行状态服务；
f)
工业APP开发方宜基于工业互联网平台或边缘网关为运行维护服务内容提供智能辅助技术手段或工具，以减轻运行维护的工作复杂度和难度；
g)
工业APP开发方可基于应用商店组件远程交付向用户交付基于租户隔离的工业APP服务或现场交付独立部署介质。
6.2 服务质量
6.2.1 基本要求
应按照GB/T 37738的要求进行服务质量度量。工业APP的服务质量度量范围还应包括使用效率和抗风险要求。
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6.2.2 使用效率
使用效率度量指标包括：加载时间、登录时间、后台唤醒时间、界面操作响应时间、处理时间、最大并发用户数、数据传输速率等，见附录A.1。
6.2.3 抗风险要求
抗风险指标包括：可用性百分比、允许的宕机时间、故障平均修复时间、服务中断时长、服务中断次数等，见附录A.2。抗风险指标以年为度量基准。
6.3 流通服务
工业APP流通服务符合下列要求：
a)
应支持基于工业互联网平台的应用商店组件进行流通，工业互联网平台应具备为工业APP提供供应链管理、订单管理、工业APP展示、客户管理、售后服务、数据分析、开发者社区等能力；
b)
应具备明确的协议声明，并能根据授权状态提供服务；
c)
用户界面应能方便地接入售后服务，支持工业APP运营人员通过工业互联网平台的管理端或运维APP提供售后服务；
d)
宜具备按时间、资源使用、业务数量等的计量能力，并能根据计量进行工业APP的可用状态控制；
e)
宜支持对浏览次数、下载次数、发布频率、部署次数、引用数、开发商评价、文档质量评价等指标进行计量及显示。
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A
A
附录A （资料性） 服务质量度量指标
A.1 使用效率度量指标
工业APP服务质量中使用效率度量指标包括加载时间、登陆时间、后台唤醒时间、界面操作响应时间、处理时间、并发用户数和数据传输效率，见图A.1。
图A.1使用效率度量指标
a)
加载时间：用户打开APP到显示登录界面的时间间隔。采用相关的评测工具，测试从用户操作APP图标或链接至完成登录界面加载，且本次会话网络交互完成的时间。
a)
登录时间：用户输入登录信息到显示主界面的时间间隔。采用相关的评测工具，以有效用户账户信息测试用户输入信息后，触发登录验证操作，到验证通过并完成主界面加载的时间。
b)
后台唤醒时间：工业APP在后台运行时，能够响应用户操作或系统事件的时间。采用相关的评测工具，测试并计算在后台运行的APP切换到前台，并完成界面数据更新和加载的时间。
c)
界面操作响应时间：用户在使用APP时，从发出请求到界面响应所需的时间。测试用户在前台操作界面元素后至应用向前台完成反馈的时间。
d)
处理时间：用户在使用APP时，从发出处理请求到收到处理结果所花费的时间。测试用户从前台触发异步事务后至事务完成并向前台完成信息反馈的时间。
e)
并发用户数：在同一时间段内，能够同时使用APP的用户数量。测试在相同环境下，默认方案支持的并发用户数。
f)
数据传输速率：在一定时间内，工业APP能够发送或接收的数据量，通常用比特/秒（bps）或字节/秒（Bps）来表示。
A.2 抗风险要求指标
工业APP服务质量中抗风险要求指标包括可用百分比、允许的宕机时间、故障平均修复时间、服务中断时长和服务中断次数，见图A.2。
使用效率度量指标
加载时间
登录时间
后台唤醒时间
界面操作响应时间
处理时间
并发用户数
数据传输速率
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图A.2 抗风险指标
a)
可用性百分比（A）
一种衡量APP在工业环境中运行的稳定性和效率的指标，计算方法见公式（A.1）。
A=Tnor÷（Tnor+Tfai）100% ··························································· (A.1)
式中：
Tnor——指APP在满足预期功能和性能要求的情况下运行的时间；
Tfai——指APP因为错误、崩溃、维护或其他原因无法运行的时间。
b)
允许的宕机时间
发生故障后，在不影响用户满意度或业务目标的情况下，恢复正常运行所需的最大时间。
c)
故障平均修复时间（Tave）
在统计周期内从故障发生到故障恢复所需的平均时间，计算方法见公式（A.2）
Tave=Ttot÷N ········································································ (A.2)
式中：
Ttot——指在统计周期内，累计每一次故障发生到故障恢复所需时间；
N——故障次数。
d)
服务中断时长
由于故障或维护导致的服务不可用的时间。
e)
服务中断次数
在统计周期内，无法正常提供服务的次数。
抗风险指标
可用性百分比
允许的宕机时间
故障平均修复时间
服务中断时长
服务中断次数
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参考文献
[1]
GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求
[2]
GB/T 25069 信息安全技术 术语
[3]
GB/T 36326 信息技术 云计算 云服务运营通用要求
[4]
GB/T 42021 工业互联网 总体网络架构