3GB/TXXXXX—XXXX工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺測試規(guī)范第5部分：邊緣計算平臺本文件給出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺邊緣計算平臺的測試框架，規(guī)定了技術要求，描述了參考測試方法。本文件適用于指導開發(fā)方、用戶方以及第三方等相關組織對邊緣計算平臺開展測試工作。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺industrialinternetplatform工業(yè)全要素匯聚和工業(yè)資源配置的樞紐，是面向制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化需求，構建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務體系，是支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置和協(xié)同創(chuàng)新的載體，是傳統(tǒng)工業(yè)云平臺的功能疊加與迭代演進。3.2邊緣計算平臺edgecomputing在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實時業(yè)務、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。3.3工業(yè)機理模型industrialmechanismmodels根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程的內(nèi)部機制或物理化學過程，運用行業(yè)知識、定理、定律和原理建立的數(shù)學模3.4工業(yè)APPindustrialAPP承載工業(yè)知識和經(jīng)驗（最佳實踐面向工業(yè)領域，解決研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、運營維護、經(jīng)營管理等場景中特定業(yè)務需求的軟件。3.5邊緣節(jié)點edgecomputingnode邊緣網(wǎng)關、邊緣一體機、邊緣控制器等具有數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的共同特點，在邊緣計算中提供網(wǎng)絡、計算、存儲等ICT資源的物理設備。4縮略語4XXXXX—XXXXXXXXX—XXXX下列縮略語適用于本文件。PLC：可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）APP：應用程序（Application）PaaS：平臺即服務（Platformasaservice）5綜述作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，邊緣計算平臺依托邊緣節(jié)點采集設備數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳PaaS平臺并與PaaS平臺相關功能進行交互。邊緣節(jié)點主要匯聚通信、協(xié)議轉(zhuǎn)換等能力從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理及轉(zhuǎn)發(fā)，邊緣計算平臺主要實現(xiàn)設備接入、采集數(shù)據(jù)的處理分析，以及對平臺及接入設備的運維管理，還可通過邊云協(xié)同功能實現(xiàn)算法模型、工業(yè)APP的下發(fā)及部署。圖1邊緣計算平臺框架6邊緣計算平臺技術要求6.1邊緣節(jié)點通信能力——邊緣節(jié)點應滿足工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集并發(fā)點位的數(shù)量要求；——邊緣節(jié)點通信鏈路的魯棒能力應滿足工業(yè)現(xiàn)場要求；——邊緣節(jié)點在數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中應滿足工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)丟包率要求；——邊緣節(jié)點應具備斷網(wǎng)續(xù)傳的能力；——邊緣節(jié)點應能夠通過HTTP、MQTT、COAP等多種協(xié)議向平臺發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；——邊緣節(jié)點應能夠支持5G、4G、WiFi、以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡媒介；——邊緣節(jié)點應能夠具備網(wǎng)絡的自動切換能力；GB/TXXXXX—XXXX5——邊緣節(jié)點應能對采集的數(shù)據(jù)進行完整性、準確性進行驗證；6.2協(xié)議轉(zhuǎn)換能力——邊緣節(jié)點協(xié)議轉(zhuǎn)換效率應滿足工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送要求；——邊緣節(jié)點應能支持Profinet、OPCUA、Modbus、FINS等多種協(xié)議；——邊緣節(jié)點應具備工業(yè)協(xié)議解析的二次開發(fā)能力，以滿足工業(yè)現(xiàn)場兼容不同的協(xié)議需求。6.3邊緣分析及應用部署能力——應具備數(shù)據(jù)的預處理功能；——應具備數(shù)據(jù)的緩存功能；——宜具備數(shù)據(jù)分析配置功能；——宜具備數(shù)據(jù)分析語言支持能力功能；——宜具備配置邊緣節(jié)點與邊緣節(jié)點之間通信能力；——應具備配置邊緣節(jié)點冗余備份能力；——宜具備反向控制能力。6.4設備接入與管理——應支持設備接入功能；——宜支持設備接入認證功能；——宜支持物模型的創(chuàng)建、管理功能；——宜具備創(chuàng)建、管理設備影子功能；——應支持設備基礎信息創(chuàng)建、查看、管理功能；——應支持設備檢索功能；——應支持設備地理位置查詢功能；——應支持設備運行狀態(tài)監(jiān)測，如在線、離線、運行、故障等；——應支持設備數(shù)據(jù)查詢功能，如歷史數(shù)據(jù)查詢、實時數(shù)據(jù)查詢、時序數(shù)據(jù)抽樣查詢等；——應支持設備數(shù)據(jù)分析功能，如設備趨勢分析、設備數(shù)據(jù)對比分析等；——宜支持對設備的遠程配置功能，如下發(fā)工藝參數(shù)、數(shù)控代碼等。6.5邊云協(xié)同——邊緣節(jié)點應支持基于云端的統(tǒng)一管理；——邊緣節(jié)點與云端斷開連接后應能夠獨立運行；——邊緣節(jié)點應能夠支持GPU、NPU、FPGA等異構計算資源；——邊緣節(jié)點應支持從云端進行應用的下發(fā)和部署；——邊緣節(jié)點應支持云端模型的下發(fā)和部署。6.6邊緣運維能力——應具備數(shù)據(jù)傳輸和存儲過程中加密的能力；——應具備異常告警功能；——應具備日志記錄功能；——應具備權限管理能力；——應具備遠程的系統(tǒng)升級能力；——應具備數(shù)據(jù)監(jiān)控能力；6GB/TXXXXX—XXXX——應具備現(xiàn)場和遠程的故障報警能力；——應具備現(xiàn)場和遠程診斷能力；——邊緣節(jié)點應具備高低溫、高低壓、電流電壓浪涌、防雷、防塵、防靜電、防震、防水、防腐蝕，防輻射等認證。6.7數(shù)據(jù)服務能力——應支持數(shù)據(jù)導出——應支持數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)——應支持通過API提供數(shù)據(jù)服務——應支持通過訂閱推送方式向第三方提供數(shù)據(jù)的能力。7邊緣計算平臺參考測試方法7.1邊緣節(jié)點通信能力測試7.1.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.1，即針對邊緣節(jié)點通信能力的測試。測試驗證邊緣節(jié)點的并發(fā)數(shù)量點位、通信魯棒性、數(shù)據(jù)采集頻率及丟包率、斷網(wǎng)續(xù)傳、支持向平臺發(fā)送的協(xié)議種類、支持的網(wǎng)絡媒介種類、網(wǎng)絡自動切換、數(shù)據(jù)包完整性驗證等功能。7.1.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。7.1.3測試規(guī)程針對邊緣節(jié)點通信能力的測試規(guī)程如下：a）配置邊緣節(jié)點并發(fā)點位數(shù)量，控制采集數(shù)據(jù)，驗證并發(fā)點位數(shù)；b）限制邊緣節(jié)點網(wǎng)速，控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)；c）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，查看數(shù)據(jù)丟包情況；d）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，并通過北向通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至平臺；e）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，運行一段時間后，斷開南向網(wǎng)絡，間隔一段時間后恢復網(wǎng)絡，查看斷網(wǎng)期間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集上傳情況；f）在不同的網(wǎng)絡媒介下，控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)并向平臺發(fā)送；g）當邊緣節(jié)點在某一網(wǎng)絡媒介下正常傳輸數(shù)據(jù)時，斷開該媒介，查看平臺數(shù)據(jù)接收情況；h）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，選取需要驗證的字段，驗證上傳數(shù)據(jù)包完整性、正確性；i）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，運行一段時間后，查看數(shù)據(jù)傳輸速率、響應時間等性能數(shù)據(jù)。7.1.4判定準則針對邊緣節(jié)點通信能力的判定準則如下：a）配置的各并行點位均能采集到數(shù)據(jù)；b）記錄邊緣節(jié)點在網(wǎng)速限制情況下的丟包率；c）記錄邊緣節(jié)點采集不同頻率數(shù)據(jù)的丟包率；d）平臺能夠接收到經(jīng)MQTT、HTTP等協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)；GB/TXXXXX—XXXX7e）恢復網(wǎng)絡后，邊緣節(jié)點能夠繼續(xù)采集數(shù)據(jù)；f）在不同的網(wǎng)絡媒介環(huán)境下，邊緣節(jié)點能夠向平臺發(fā)送數(shù)據(jù)，并且平臺能夠接收到數(shù)據(jù)；g）邊緣節(jié)點能夠切換至其他網(wǎng)絡媒介繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，平臺仍能夠收到數(shù)據(jù)；h）邊緣計算平臺接收到的數(shù)據(jù)包字段完整準確；i）記錄數(shù)據(jù)傳輸速率、響應時間等性能數(shù)據(jù)。7.2邊緣節(jié)點協(xié)議轉(zhuǎn)換能力測試7.2.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.2，即針對邊緣節(jié)點協(xié)議轉(zhuǎn)換能力的測試。測試驗證邊緣節(jié)點的協(xié)議轉(zhuǎn)換效率、協(xié)議轉(zhuǎn)換時延、協(xié)議轉(zhuǎn)換正確性、工業(yè)協(xié)議解析二次開發(fā)、等功能。7.2.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。7.2.3測試規(guī)程針對邊緣節(jié)點協(xié)議轉(zhuǎn)換能力的測試規(guī)程如下：a）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，計算工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換效率；b）控制邊緣節(jié)點采集數(shù)據(jù)，計算工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換時延；c）控制邊緣節(jié)點通過不同工業(yè)協(xié)議采集數(shù)據(jù)，查看數(shù)據(jù)采集情況；d）抓取被測設備解析后數(shù)據(jù)，分析協(xié)議轉(zhuǎn)換準確性；e）通過編寫工業(yè)協(xié)議解析代碼、下發(fā)工業(yè)協(xié)議SDK、固件包到邊緣節(jié)點等方式，實現(xiàn)邊緣節(jié)點對新工業(yè)協(xié)議的支持。7.2.4判定準則針對邊緣節(jié)點協(xié)議轉(zhuǎn)換能力的判定準則如下：a）記錄邊緣節(jié)點工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換效率的計算結(jié)果；b）記錄邊緣節(jié)點工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換時延的計算結(jié)果；c）邊緣節(jié)點通過PROFINET、FINS、OPCUA等工業(yè)協(xié)議采集的數(shù)據(jù)；d）轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)一致；e）平臺能夠接收到邊緣節(jié)點非原生工業(yè)協(xié)議采集的數(shù)據(jù)。7.3邊緣分析及應用部署能力測試7.3.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.3，即針對邊緣分析及應用部署能力的測試。測試驗證邊緣節(jié)點的數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)分析配置、數(shù)據(jù)分析語言支持、冗余備份、反向控制以及邊緣節(jié)點通信等功能。7.3.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。GB/TXXXXX—XXXX87.3.3測試規(guī)程針對邊緣節(jié)點分析及應用部署能力的測試規(guī)程如下：a）配置邏輯計算、數(shù)據(jù)丟失填補等數(shù)據(jù)預處理策略；b）斷開邊緣節(jié)點與服務器的網(wǎng)絡連接，持續(xù)一段時間，而后恢復網(wǎng)絡連接；c）配置數(shù)據(jù)處理規(guī)則，對邊緣節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行處理；d）編寫Java、Python、Lua等數(shù)據(jù)分析語言腳本，在邊緣節(jié)點執(zhí)行；e）通過一個邊緣節(jié)點向另一個邊緣節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；f）停用某一邊緣節(jié)點，查看備用的邊緣節(jié)點能否成功啟動；g）通過邊緣節(jié)點操作界面的反向控制功能發(fā)送控制指令。7.3.4判定準則針對邊緣節(jié)點的分析及應用部署能力判定準則如下：a）數(shù)據(jù)處理結(jié)果符合配置的數(shù)據(jù)預處理規(guī)則；b）恢復網(wǎng)絡連接后，邊緣節(jié)點在斷開時間段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)能夠成功上傳；c）數(shù)據(jù)處理結(jié)果符合配置的數(shù)據(jù)處理規(guī)則；d）數(shù)據(jù)處理結(jié)果符合數(shù)據(jù)分析語言腳本計算邏輯；e）備用邊緣節(jié)點能夠正常啟動，且能向平臺正常發(fā)送數(shù)據(jù)；f）在不同的網(wǎng)絡媒介環(huán)境下，邊緣節(jié)點能夠向平臺發(fā)送數(shù)據(jù)，并且平臺能夠接收到數(shù)據(jù)；g）下發(fā)的反控指令正確執(zhí)行。7.4設備接入與管理能力測試7.4.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.7，即針對設備接入與管理能力的測試。測試驗證邊緣計算平臺在設備接入與認證、設備管理、設備運行狀態(tài)監(jiān)測、設備數(shù)據(jù)分析、設備遠程配置等方面的功能。7.4.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。7.4.3測試規(guī)程針對邊緣設備接入與管理能力的測試規(guī)程如下：a）將設備接入邊緣計算平臺；b）使用邊緣計算平臺頒發(fā)的秘鑰信息通過設備身份認證之后，將設備接入平臺；c）在邊緣計算平臺上創(chuàng)建設備物模型，并對其進行檢索、刪除等操作；d）在邊緣計算平臺上創(chuàng)建設備影子，并對其進行檢索、刪除等操作；e）為接入邊緣計算平臺的設備添加設備型號、設備描述、設備類型、設備名稱等基本信息；f）在邊緣計算平臺中檢索設備；g）在邊緣計算平臺中輸入經(jīng)緯度數(shù)值、地域等方式查詢設備；h）模擬設備運行狀態(tài)變化，查看邊緣計算平臺中設備的運行狀態(tài)；i）查詢設備的歷史運行數(shù)據(jù)、實時運行數(shù)據(jù)；j）在邊緣計算平臺上對設備數(shù)據(jù)進行設備趨勢分析、設備對比分析等操作；GB/TXXXXX—XXXX9k）在邊緣計算平臺上對設備的工藝參數(shù)、數(shù)控代碼等進行遠程配置。7.4.4判定準則針對設備接入與管理能力判定準則如下：a）設備成功接入邊緣計算平臺，能夠查看到設備的數(shù)據(jù)或運行狀態(tài)；b）設備通過身份認證后成功接入平臺，能夠查看到設備的數(shù)據(jù)或運行狀態(tài)；c）物模型創(chuàng)建成功，能夠檢索到相應的物模型，并能對其進行刪除操作；d）設備影子創(chuàng)建成功，能夠檢索到相應的設備影子，并能對其進行刪除操作；e）設備基礎信息創(chuàng)建成功，能夠查看設備的信息，并能對設備信息進行修改、編輯等操作；f）能夠按照輸入條件檢索到正確的設備；g）能夠通過地域、經(jīng)緯度等方式檢索到對應的設備；h）能夠查看到接入平臺設備的運行狀態(tài)正確顯示；i）能夠按照所選條件查詢到相應的設備運行數(shù)據(jù)；j）能夠按照需求進行設備數(shù)據(jù)分析，且結(jié)果正確；k）能夠成功對設備進行遠程配置；7.5邊云協(xié)同能力測試7.5.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.5，即針對邊云協(xié)同能力的測試。測試驗證邊緣節(jié)點支持統(tǒng)一管理、獨立運行、具備的異構資源，以及支持云端模型、應用下發(fā)部署等功能。7.5.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。7.5.3測試流程針對邊云協(xié)同能力的測試規(guī)程如下：a）在平臺對邊緣節(jié)點進行搜索、添加、刪除等操作；b）斷開網(wǎng)絡連接一段時間后，恢復網(wǎng)絡連接，查看斷網(wǎng)期間邊緣節(jié)點相關功能能否正常運行；c）輸入命令查看邊緣節(jié)點內(nèi)置的異構資源型號及配置；d）通過平臺向邊緣節(jié)點下發(fā)模型、應用。7.5.4判定準則針對邊云協(xié)同能力判定準則如下：a）能夠成功執(zhí)行搜索、添加、刪除操作；b）斷網(wǎng)期間邊緣節(jié)點的相關功能可正常運行；c）能夠查看到邊緣節(jié)點內(nèi)置的異構資源型號及配置；d）能夠成功下發(fā)模型、應用；e）下發(fā)的模型、應用能夠正常運行。7.6邊緣運維能力測試GB/TXXXXX—XXXX7.6.1測試內(nèi)容本條款對應能力要求6.6，即針對邊緣運維能力的測試。測試驗證邊緣計算平臺在異常告警、日志記錄、權限管理、遠程升級等運維管理方面的功能。7.6.2前置條件邊緣節(jié)點運行正常，邊緣計算平臺功能運行正常，網(wǎng)絡環(huán)境正常。7.6.3測試規(guī)程針對邊緣運維能力的測試規(guī)程如下：a）查看邊緣節(jié)點傳輸和存儲的數(shù)據(jù)是否為密文；b）模擬網(wǎng)絡異常、數(shù)據(jù)傳輸異常，通過平臺查看邊緣節(jié)點的告警情況；c）對邊緣節(jié)點進行異常操作，查看日志記錄情況；d）通過邊緣計算平臺進行角色權限分配；e）通過管理控制界面關閉、重啟邊緣節(jié)點；f）通過邊緣計算平臺將邊緣節(jié)點相關功能遠程升級到新版本；g）查看邊緣節(jié)點采集的數(shù)據(jù)；h）模擬故障，通過邊緣計算平臺查看故障報警情況；i）模擬故障，通過邊緣計算平臺查看故障產(chǎn)生原因；j）將邊緣節(jié)點采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到第三方系統(tǒng)；k）檢測源代碼中的是否含有高危及以上等級的漏洞；l）檢測開源組件中是否含有高危及以上等級的漏洞；m）查看檢測機構為邊緣節(jié)點在高低溫、高低壓、電流電壓浪涌、防雷，防塵，防靜電、防震、防水、防腐蝕，防輻射等方面的認證報告及相關證書。7.6.4判定準則針對邊緣運維能力判定準則如下：a）傳輸和存儲的數(shù)據(jù)為密文；b）能夠針對異常情況進行報警；c）日志中能夠查看到模擬的異常情況記錄；d）具備權限的角色能夠查看、使用分配的資源或功能，不具備權限的角色無法查看使用；e）邊緣節(jié)點能夠按指令進行啟停操作；f）相關功能升級成功，且升級新版本后能夠正常運行；g）能夠查看到邊緣節(jié)點采集的數(shù)據(jù)；h）能夠查看到故障報警信息；i）能夠查看到故障產(chǎn)生原因；j）第三方系