微软在Azure上部署数据空间, 实现产品碳足迹精确计算与管理

当前，数据已成为推动现代社会进步的重要驱动力。在这个背景下，数据空间作为一种分布式的数据共享流通技术架构应运而生。数据空间旨在确保数据的安全交换与共享，并通过联接多方主体，实现数据资源共享共用构建一个完整的数据生态系统，为数据要素价值共创提供了可能。

数据空间还在全球范围内引起了政策制定者、企业和研究机构的广泛关注。例如，欧盟委员会发布欧洲数据战略，提出“共同数据空间”这一核心概念，旨在创建一个单一市场，以便在欧盟范围内部有效、安全地跨行业跨领域共享和交换数据，促进各行业的数字化转型和创新。美国产业界也在积极布局数据空间，如AWS针对全球用户对数据基础设施及服务需求的变化，推出了基于数据空间的云到云、云到端等多种模式的数据共享服务，支持集中化和分布式部署模式，帮助用户打破数据孤岛，充分释放数据价值。

我国产业界积极投身数据空间领域，从理论攻坚到技术创新，从应用试点到成果转化，取得了突破性进展。如华为基于自身业务实践构建华为云数据空间EDS，与伙伴共同构建可信的数据空间解决方案。中国移动梧桐大数据围绕“统一数据管理”战略，沉淀出统一汇聚、治理，融合共享的数据资产，形成了可信企业数据空间基础设施。中国电信以数据产业一站式服务平台为核心全力打造“中国视谷·视觉数据空间”，打造安全可控、互操作性强的数据流通利用基础设施。

IDSA中国能力中心是国际数据空间协会（IDSA）在中国的代表机构，致力于与各界合作伙伴共同努力，推动数据空间产业应用和实践，促进数据领域的国际交流与合作。为此，IDSA中国能力中心特别策划“国际数据空间实践案例”专题，详细介绍数据空间的落地应用及其带来的产业变革。系列文章将详细介绍来自不同国家和地区的领先企业如何实现数据空间的建设与运营。本篇是系列专题的第一篇，我们将重点介绍微软公司在其Azure关于数据空间的创新实践与应用。

一、案例主体平台简介

Microsoft Azure是微软基于云计算的操作系统，微软提供的云计算平台。它提供了一系列的云服务，包括计算、存储、数据库、人工智能、物联网等。Azure的功能非常丰富，可以满足各种不同规模和需求的企业和个人用户。如强大的计算能力，可以帮助用户快速部署和扩展应用程序；提供各种数据库服务，包括关系型数据库、非关系型数据库和数据仓库，可以满足不同类型的数据管理需求等。

二、案例背景

随着工业4.0的推进，制造业数字化转型加速，但数据共享难题却愈发凸显。制造商手中握有大量关于产品设计、生产流程、质量检测等关键数据，这些数据对于客户优化产品使用、开展售后服务以及推动产品创新至关重要。然而，传统的数据交互方式却阻碍重重。一方面，不同企业的系统架构、数据格式和接口标准各不相同，导致数据难以在企业间顺畅流通，形成了一个个数据孤岛；另一方面，数据安全和隐私问题让企业在共享数据时顾虑重重，担心数据泄露带来的风险。

此外，企业还期望能够在一个平台上发现和发布各类数据产品，促进数据的流通与价值挖掘。这一系列内外部因素共同促使企业急需一个安全、高效的数据共享解决方案。

为此，微软长期以来一直在数据空间领域进行深入的研究与探索。作为早期加入EDC开源社群的一员，微软多年来积极参与并贡献于数据管理和数据处理技术的发展。如今，微软通过其Azure云服务平台，将数据空间解决方案集成进去，为企业提供了一套全面的数据管理和分析解决方案。

微软在其Azure云服务系统上部署数据空间，旨在为制造商和客户之间的数字产品数据提供了一个安全的点对点通信通道，从而实现数据安全、高效流通与共享。

三、数据空间的关键理念

数据空间是一个虚拟环境，它围绕着几个关键原则构建，旨在打破数据壁垒，实现生态系统内不同组织间的数据协同。

数据自主权：这一原则是指数据空间参与者能够使用与管理自己的数据，在向他方提供数据访问权限时，能够保持对自己数据是否流通、流通给谁、如何流通、何时流通、以何种价格流通等的控制权。

在数据自主权原则下，数据空间将提供工具以便参与者能够授予、撤销、更改访问权限以及指定新的数据访问和使用条件。

互操作性：借助标准化协议和治理模型，组织和个人根据共同同意的规则和指令进行数据交换。由于所有参与者实施了相同的最小功能、法律、技术和运营协议和标准，因此无论他们处于哪一数据空间，他们都可以用相同的方式进行交互。

可信治理：在该原则下，数据空间通过身份管理、认证、智能合约等技术与工具，推动数据空间参与者之间相互信任，使得参与者在营造安全可信的环境中进行数据的共享、流通与交换。

公平竞争环境：数据空间致力于创建一个公平的竞争环境，以促进数据的共享和交换。该原则能促使新的加入者无需面对由垄断引发的数据共享与交换障碍。

四、应用场景：以产品碳足迹计算为例，多技术方案融合构建数据共享桥梁

微软在工业领域推出的数据空间解决方案紧密联系于工业4.0数据孪生（Digital Twin）概念，旨在通过构建物理实体的虚拟模型来模拟、分析和优化生产过程。微软这一技术方案的核心组件包括：开放平台通信统一架构 (OPC Unified Architecture ，下称“OPC UA”)、资产管理壳（Asset Administration Shell，下称“AAS”）、以及Eclipse数据空间组件（EDC）。

以下将详细描述如何将该技术方案应用于产品碳足迹计算中。

1、基于OPC UA的数据标准化建模

OPC UA作为国际标准，为数据建模提供了机器可读且标准化的方式。对于产品碳足迹计算而言，这意味着生产线上的各个模拟站可以通过OPC UA实时采集能源消耗数据，并将其转化为统一格式进行处理。企业可以使用西门子OPC UA建模编辑器或CESMII智能制造配置文件设计器等工具，轻松完成能耗数据的标准化封装，从而确保数据的一致性和准确性。

2、AAS实现产品语义表达

在Azure数据空间中，系统自动为每个模拟产品样本创建AAS，并存储于开源AAS存储库中。这些AAS包含了详细的能耗数据和碳强度信息，支持用户通过特定路径“AAS Environment > Objects > Submodels > CarbonFootprint > ProductCarbonFootprint > PCFCO2eq”访问到具体的范围2二氧化碳PCF（产品碳足迹）数据。这种结构化的数据组织方式极大地简化了数据分析流程，使得企业能够更快速地响应环境变化和市场需求。

3、EDC保障数据安全流通

为了确保能耗数据和碳强度数据能够在不同环节之间安全高效地传输与共享， EDC发挥了关键作用。其中，连接器负责搭建数据交换通道，联邦目录帮助参与者发布和发现数据产品，身份中心管理参与者身份以保证数据访问的安全性，注册服务则提供快速准确的注册信息管理。借助这些功能，产品制造商可以放心地将生产工艺中的能耗数据分享给客户，而客户也能够基于这些数据优化设备运行参数，减少不必要的能源浪费。

综上所述，通过集成OPC UA、AAS以及EDC等核心技术组件，微软提供的解决方案不仅能够有效支撑产品碳足迹的精确计算，还能促进相关数据的安全流通与价值挖掘。这对于推动绿色制造、实现可持续发展目标具有重要意义。

这不仅帮助企业准确掌握产品碳排放情况，还为企业优化生产流程、降低能耗提供了关键依据。借助精准的产品碳足迹计算功能，企业能够准确掌握产品生产过程中的碳排放情况，通过优化生产流程、调整能源使用策略等方式，有效降低碳排放。

五、经验启示

在数字化转型过程中，构建统一的数据空间架构至关重要。通过标准化的数据封装（如AAS）和规范的数据交换协议（如EDC连接器支持的DSP），能够实现不同系统、不同组织之间的数据集成与共享，选择合适的开源技术和标准（如数字孪生联盟的开源存储库、OPC UA标准等），能够降低项目开发成本，提高系统的兼容性和可扩展性。同时，充分利用云计算平台的强大功能，如物联网服务、数据分析服务等，可以快速构建和部署数据空间解决方案，加速项目落地。

参考文献：

[1] https://learn.microsoft.com/en-us/openspecs/office_file_formats/ms-offcrypto/51a47a05-73a2-4e2b-b7ee-f7b4bcb8876d