李連勝，李愛民，李波，黃彩艷，吳妍

1.哈爾濱焊接研究院有限公司 黑龍江哈爾濱 150028

2.中國焊接協(xié)會 黑龍江哈爾濱 150028

1 焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網應用概況

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網已成為世界主要國家重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢、推動制造業(yè)轉型和經濟高質量發(fā)展的共識。主要國家相繼發(fā)布加快制造業(yè)發(fā)展的系列戰(zhàn)略，如美國的“先進制造戰(zhàn)略”、德國的“工業(yè)4.0”、日本的“互聯(lián)工業(yè)”計劃、法國的“新工業(yè)法國”和“未來工業(yè)”等。這些戰(zhàn)略規(guī)劃雖然名稱各異，實則與工業(yè)互聯(lián)網戰(zhàn)略理念相近、技術趨同，是各國鞏固和擴大技術產業(yè)領先優(yōu)勢的共同路徑和戰(zhàn)略方向。據(jù)統(tǒng)計，截至2019年11月20日，我國工業(yè)互聯(lián)網標識解析二級節(jié)點已建成30個，注冊量突破了9億。平臺的供給能力在不斷強化，具有一定影響力的工業(yè)互聯(lián)網平臺超過了50個，基于平臺的數(shù)字化、網絡化、智能化解決方案不斷涌現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網與實體經濟融合，新模式、新業(yè)態(tài)也在加速推進和普及，特別是5G與工業(yè)互聯(lián)網加快融合，互為動力，工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)發(fā)展進一步加速構建。

隨著我國自主創(chuàng)新投入比例大幅提高，國家原始創(chuàng)新能力得到加強。深入焊接技術的基礎領域研究，加強外延式發(fā)展，加速跨專業(yè)協(xié)同、多學科融合，提高焊接技術的成組、成套能力；加快焊接技術與裝備的數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展，是我國當前焊接裝備自主創(chuàng)新的主攻方向。以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網、5G移動互聯(lián)網為代表的新一代網絡信息技術，正加速與經濟社會各領域深入滲透融合。制造業(yè)是國民經濟的主體，是實施“互聯(lián)網+”的主戰(zhàn)場，因此需推動制造業(yè)與互聯(lián)網融合，找到兩者的契合點和“焊點”。

“十三五”期間，我國焊接行業(yè)重點發(fā)展的專利技術數(shù)量迅猛增長。從表1可以看出，2016年、2017年、2018年專利總和有爆炸式增長，特別是3D打印技術、焊接機器人、攪拌摩擦焊、激光復合焊等重點發(fā)展的專利技術在2016年（“十三五”開局后）取得顯著發(fā)展，提高了我國焊接產業(yè)的總體技術水平。但是，在無鉛釬料、無鎘釬料、高強鋼焊材、耐熱鋼焊材、焊接數(shù)據(jù)系統(tǒng)等焊接基礎研究領域，專利發(fā)布數(shù)量提升緩慢。

由表1還可以看出，2015—2018年我國大數(shù)據(jù)相關專利發(fā)布數(shù)量增長迅猛，但相對于焊接數(shù)據(jù)系統(tǒng)專利數(shù)總計才30項，工業(yè)互聯(lián)網專利總計86項，而焊接行業(yè)沒有相關成果問世。智能焊接專利總數(shù)量199項，但都是相關焊接設備（系統(tǒng)）組成部件（或子系統(tǒng)），不能形成整套焊接系統(tǒng)的智能控制。

焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網應該持續(xù)在“四基”——基礎工藝、基礎材料、基礎零部件及基礎共性技術公共服務平臺，同時還要在“新四基”——自動控制與感知、核心工業(yè)軟件、工業(yè)云及智能服務平臺，兩個“四基”的強化協(xié)同與融合發(fā)展。近年來，焊接產業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網普及和應用表明，焊接行業(yè)在網絡協(xié)同制造、工業(yè)焊接數(shù)據(jù)系統(tǒng)、產品數(shù)據(jù)采集分析等工業(yè)互聯(lián)網基礎信息傳輸標準、規(guī)范方面的短板是制約其發(fā)展的重要原因。由于我國制造業(yè)發(fā)展的不平衡，在推行工業(yè)互聯(lián)網所必需的機械化、自動化等基礎條件尚不夠完善，如僅僅把物理對象連接在互聯(lián)網上，致使不同行業(yè)的產品、設備的數(shù)據(jù)信息傳輸標準不統(tǒng)一，則不能產生預期的社會和經濟效益。因此，在工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展中，焊接產業(yè)有大量規(guī)范化、標準化工作要做。

表1 國家知識產權局專利局2015－2018年公布的焊接行業(yè)重點發(fā)展專利技術及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)相關專利數(shù)量匯總 （項）

2 加強信息化標準體系建設，布局工業(yè)互聯(lián)網

先進標準是指導智能焊接制造頂層設計及其發(fā)展方向的重要手段，必須前瞻部署。中國焊接協(xié)會與全國焊接標準化技術委員會已試探在智能焊接制造標準化參考模型和標準體系框架上，從總體控制、智能焊接裝備、工業(yè)互聯(lián)網、工業(yè)云和大數(shù)據(jù)、服務型制造和行業(yè)應用等方面，規(guī)劃了智能焊接制造技術標準布局，將以先進標準引領“中國焊接制造”智能轉型并向高端提檔升級。

2017年6月，中國焊接協(xié)會根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃中對工業(yè)互聯(lián)網和行業(yè)大數(shù)據(jù)的指導精神，對焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網實施中的各企業(yè)產品編碼規(guī)則多樣、數(shù)據(jù)結構標準不統(tǒng)一、產品數(shù)據(jù)采集不規(guī)范等嚴重制約焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)發(fā)展的情況，進行了大規(guī)模的行業(yè)調研[1]。

2018年1—4月，中國焊接協(xié)會就該調研結果所反映的問題，召集焊接協(xié)會專家委員會、理事會成員進行了多次研討。5月，確定了為解決當前焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網實施過程中基礎產品信息編碼和產品數(shù)據(jù)結構的標準不統(tǒng)一問題，在沒有相關國家及行業(yè)標準的前提下，中國焊接協(xié)會前瞻性地制定了相關焊接產品、焊接術語的信息化標識團體標準，先期為焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)結構信息傳輸標準打下了堅實基礎。6月5日，經中國焊接協(xié)會審查，批準CWAN團體標準“焊接材料可追溯信息化標識”“焊接術語-焊接材料”“焊接術語-焊接基礎”“焊接術語-熔化焊”“焊接術語-焊接檢驗”等五項標準立項（2018年11月已完成），標準編號為CWAN 0006—2018、CWAN 0007—2018、CWAN 0008—2018、CWAN 0009—2018、CWAN 0010—2018。2018—2019年中國焊接協(xié)會完成了“焊接術語-釬焊”“焊接術語-切割”“焊接術語-壓力焊”“焊接術語-熱噴涂”“焊接術語-焊接結構”“焊接術語-焊接設備”等一系列團體標準的制定工作[1]。

工業(yè)和信息化部《工業(yè)互聯(lián)網平臺建設及推廣指南》的發(fā)布，為中國焊接協(xié)會制定團體標準“焊接材料可追溯信息化標識”等確定了堅實的政策上實施推廣依據(jù)，為協(xié)會制定統(tǒng)一的焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網數(shù)據(jù)編碼和信息結構標準打下了堅實基礎，為焊接工業(yè)互聯(lián)網的先期布局做了數(shù)據(jù)傳輸準備。

3 發(fā)展行業(yè)大數(shù)據(jù)探索工業(yè)互聯(lián)網

大數(shù)據(jù)是工業(yè)互聯(lián)網網絡、平臺、安全功能體系建設的關鍵技術要素。因此，深入實施工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，系統(tǒng)推進焊接工業(yè)互聯(lián)網基礎設施和數(shù)據(jù)資源管理體系建設，才能發(fā)揮焊接大數(shù)據(jù)在行業(yè)資源和應用創(chuàng)新的引擎作用，進而加快形成以共享、創(chuàng)新為主要引領和支撐的焊接工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)。

3.1 建立“焊接產品認證識別系統(tǒng)”

2016年11月，中國焊接協(xié)會為了搶占我國行業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理、認證、發(fā)布領域的先機，增強焊接行業(yè)企業(yè)在網絡營銷、市場拓展中的話語權，滿足我國焊接產業(yè)的發(fā)展需求，與機械科學研究總院積極洽談合作事宜，確定了“焊接產品認證識別系統(tǒng)”作為子系統(tǒng)加入“中機云創(chuàng)平臺”，獲得項目資金支持，并確定相關的功能框架和數(shù)據(jù)結構。

該系統(tǒng)于2017年2月完成程序主體結構功能框架。10月完成了黑龍江省通訊管理局的網站備案，“焊接產品認證識別系統(tǒng)”正式建成。2018年1月起該系統(tǒng)的10個版塊信息開始全面更新，進入實質性推廣階段，協(xié)會秘書處動用所有的網站、媒體和行業(yè)資源進行該系統(tǒng)的應用推廣。到2018年底，該系統(tǒng)召集50家行業(yè)企業(yè)注冊使用，目前該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，獲得業(yè)內好評。

“焊接產品認證識別系統(tǒng)”的建立，以開放協(xié)作、資源共享的模式進行行業(yè)資源的優(yōu)化配置，為焊接行業(yè)大數(shù)據(jù)建設做出初步的探索。

3.2 建立“焊接產品溯源平臺”

為滿足我國焊接產品信息的網絡化、數(shù)字化、可追溯發(fā)展的需求；給政府及相關行業(yè)組織提供具有時效性、真實性的數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)；解決焊接產品在銷售和質量追溯過程中存在的真?zhèn)坞y以識別的問題；同時為貫徹落實《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》，提升焊接行業(yè)線上服務水平，2018年11月，依據(jù)中國焊接協(xié)會制定的“焊接材料可追溯信息化標識”“焊接術語-焊接材料”等11項焊接工業(yè)互聯(lián)網應用團體標準的數(shù)據(jù)定義和模型規(guī)范，授權旗下焊接行業(yè)應用網絡平臺“焊接互聯(lián)”，共同合作研發(fā)“焊接產品溯源平臺（https：//www.hjsuyuan.com）”，平臺的運營及軟件著作權歸中國焊接協(xié)會所有，“焊接互聯(lián)”負責該平臺的開發(fā)和后期維護。

2019年2月，該平臺具體結構框架和功能模塊確定，3—4月該平臺主控程序和功能模塊設計完成，5月完成服務器調試和網站備案，6月進入內網測試階段，8月溯源平臺獲得國家版權局計算機軟件著作權登記證書（見圖1），9月正式進行網上數(shù)據(jù)測試服務，12月3日，向國家知識產權局遞交發(fā)明專利申請并于12月18日獲得受理通知書。目前，四川西冶新材料股份有限公司、煙臺凱普生物工程有限公司、長春市三威特種焊接材料有限公司、伊薩焊接切割器材（上海）管理有限公司等10家焊材企業(yè)正式入駐平臺。

圖1 焊接產品溯源平臺軟件著作權證書

“焊接產品溯源平臺”主要由前端溯源查詢、總控中心和廠商管理中心三大平臺組成。

前端溯源查詢平臺：用戶通過PC和移動瀏覽器或手機微信、支付寶掃一掃功能，直接掃描溯源產品包裝或質保單的溯源二維碼進行驗證，能提供產品可追溯標識查詢、防偽驗證、溯源信息展示、生產廠商查詢及異議產品投訴舉報等服務。

總控中心：中國焊接協(xié)會作為應用管理方，提供生產廠商入駐審核，產品代碼、區(qū)域代碼、廠商識別碼管理，接收用戶投訴舉報，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與監(jiān)控管理等服務。

廠商管理中心：由各廠商在線發(fā)起注冊申請，總控中心通過審核后，對產品進行溯源標識生成，項目代碼、批次代碼分碼，信息登記、審核、上線，以及處理用戶投訴舉報等功能管理；通過產品驗證異常報警，分時段用戶驗證折線圖及驗證記錄，區(qū)域驗證數(shù)占比視圖顯示等執(zhí)行用戶驗證數(shù)據(jù)匯總分析；通過分時段統(tǒng)計廠商按材質和制品形式的所有產品數(shù)據(jù)分析，以柱狀圖與餅狀圖呈現(xiàn)執(zhí)行廠商生產數(shù)據(jù)匯總分析；由廠商后臺管理員根據(jù)需求創(chuàng)建管理子賬號，通過選擇不同角色設置權限，進行編輯、刪除等管理員分級操作；產品信息添加支持超文本格式輸入，新牌號產品信息支持首次智能錄入存儲，產品理化指標、力學性能等信息支持批量導入，產品質保書和說明書支持圖片添加。

系統(tǒng)主要特點：溯源產品對企業(yè)和用戶雙向開放，數(shù)據(jù)來源可靠，所有數(shù)據(jù)均由生產廠商提供；一物一碼，焊接產品生成一個唯一的、不可重復的可追溯信息化標識及相對應的“質量認證證書”，一經審核生效后不可更改，具有行業(yè)權威性；驗證靈活，基于互聯(lián)網云端的追溯查詢系統(tǒng)，用戶可以通過計算機登錄、手機微信、支付寶和平臺移動版進行掃碼查詢，不受空間、時間限制；防偽防竄貨，按照一物一碼規(guī)則，通過單品驗證記錄和物流銷往地記錄分析假貨及竄貨的可能性，并加以監(jiān)管；海量大數(shù)據(jù)智能分析，自動匯總和分類相關數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)中心擁有訪問雙向加密，DDoS、木馬、暴力破解等多種網絡攻擊防護手段，權限管理多級分配、操作日志不可刪除、數(shù)據(jù)自動備份、災難預警等高安全性數(shù)據(jù)處理功能[2]。

“焊接產品認證識別系統(tǒng)”和“焊接產品溯源平臺”是為行業(yè)用戶打造的深入了解焊接產品生產信息及企業(yè)可信度的第三方認證平臺，為焊接行業(yè)提供了權威的產品身份真實性證明和品質保證平臺，解決供需雙方信息不對稱、不透明和焊接產品售后質量追溯存在的真?zhèn)坞y以識別問題，為焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展做了良好的基礎大數(shù)據(jù)積累和前期的應用探索。

4 工業(yè)互聯(lián)網的行業(yè)布局

2019年11月19日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關于印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網”512工程推進方案的通知》（以下簡稱“512工程推進方案”），“512工程推進方案”明確要求：到2022年，突破一批面向工業(yè)互聯(lián)網特定需求的5G關鍵技術，“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的產業(yè)支撐能力顯著提升；打造5個產業(yè)公共服務平臺，構建創(chuàng)新載體和公共服務能力；加快垂直領域“5G+工業(yè)互聯(lián)網”的先導應用，內網建設改造覆蓋10個重點行業(yè)；打造一批“5G+工業(yè)互聯(lián)網”內網建設改造標桿、樣板工程，形成至少20大典型工業(yè)應用場景；培育形成5G與工業(yè)互聯(lián)網融合疊加、互促共進、倍增發(fā)展的創(chuàng)新態(tài)勢，促進制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化升級，推動經濟高質量發(fā)展。

根據(jù)“512工程推進方案”要求，中國焊接協(xié)會對焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網布局如下。

（1）推動自主創(chuàng)新平臺共享機制 鼓勵焊接科技人員創(chuàng)新機制，釋放閑置資源，推動焊接產業(yè)設計研發(fā)、生產制造、物流倉儲、專業(yè)人才等重點領域開放共享，增加有效供給。推動高等院校、科研院所構建科學有效的利益分配機制與資源調配機制，推動科研儀器設備與試驗能力有效配置。加強創(chuàng)新激勵機制，引導行業(yè)資源的利益相關方積極開放生產設備的數(shù)據(jù)接口，推進數(shù)據(jù)共享。大力進行焊接技術專利與科技成果展示平臺建設，完善行業(yè)資源共享過程中的知識產權保護機制，加強焊接協(xié)會在成果推廣、技術鑒定和行業(yè)仲裁工作。

（2）繼續(xù)優(yōu)化完善焊接行業(yè)大數(shù)據(jù)標準體系建設 聚焦行業(yè)非標產品標準化、生產流程標準化等領域，聯(lián)合相關行業(yè)組織、企業(yè)、大學、研究院所優(yōu)化大數(shù)據(jù)標準體系，明確產品屬性和生產工藝要求。繼續(xù)制定“焊接設備可追溯信息化標識”“切割設備可追溯信息化標識”“焊接配件可追溯信息化標識”等行業(yè)大數(shù)據(jù)團體標準。設立“焊接標準科技進步獎”，調動標準化工作者的積極性和創(chuàng)造性，推動焊接領域的科技進步。盡快形成系統(tǒng)的焊接行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網信息交互標準體系，推動行業(yè)資源在“5G+工業(yè)互聯(lián)網”環(huán)境下的可操作、可度量、可交易、可評估。

（3）推動焊接行業(yè)信用體系建設 努力完善“焊接產品認證識別系統(tǒng)”和“焊接產品溯源平臺”建設。收集、解決企業(yè)針對自身平臺應用場景和運行模式的不同要求，綜合利用大數(shù)據(jù)監(jiān)測、用戶雙向評價和行業(yè)第三方認證等手段，構建焊接行業(yè)供需雙方分級分類信用評價體系，提供企業(yè)征信查詢、質量能力認證、產品質量追溯、履約能力評價等信用體系服務。

（4）發(fā)展各類焊接應用平臺，構建焊接工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)生態(tài) 引導會員單位、研究機構、行業(yè)組織開放各類標準兼容、協(xié)議轉換的技術，實現(xiàn)焊接大數(shù)據(jù)在多源設備、異構系統(tǒng)之間的有序流動，確保設備“聯(lián)得上”。針對自身平臺應用場景和運行模式積極參與所在領域工業(yè)互聯(lián)網平臺，共同研發(fā)控制工具、知識組件、算法組件，構建開放共享、資源富集、創(chuàng)新活躍的開發(fā)生態(tài)，確保設備控制機理和應用模型“跟得上”。加強焊接工業(yè)APP控制和應用程序的開發(fā)，支持行業(yè)企業(yè)、研發(fā)機構、專業(yè)組織等進行應用項目聯(lián)合開發(fā)、協(xié)作共享，打造基于焊接工業(yè)互聯(lián)網平臺的“雙創(chuàng)”新生態(tài)。

根據(jù)“512工程推進方案”指導精神，中國焊接協(xié)會將遴選出5家工業(yè)互聯(lián)網應用內網建設改造企業(yè)和5個焊接工業(yè)互聯(lián)網應用場景。對于以上應用機構，協(xié)會將給予優(yōu)先的行業(yè)應用和技術推廣支持，爭取所在領域的政策和資金支持。加強應用領域的橫向產業(yè)合作，以此為突破口，引導和推動焊接工業(yè)互聯(lián)網深層次發(fā)展和應用。

5 結束語

我國是制造大國，也是互聯(lián)網大國，豐富的應用場景和廣闊的市場空間為推動工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展提供了強大動能?！?G+工業(yè)互聯(lián)網”更給焊接產業(yè)提供了無限的想象空間、更廣闊的應用前景。鑒于焊接產業(yè)在國民經濟中的比重較小，面對工業(yè)互聯(lián)網廣闊和專業(yè)的應用場景，焊接工業(yè)互聯(lián)網平臺和場景應用控制模式若一味地追求“大而全”，則很難達到預期的社會效益和經濟效益，因此只有突破本領域的邊緣智能研發(fā)、焊接大數(shù)據(jù)分析、應用機理建模和場景應用開發(fā)等關鍵性技術，做到“專而精”，才能達到預期的應用前景。