劉澍　劉東坡　袁雪騰　狄航　劉文軍

摘要：當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系已經(jīng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，成為支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施。該文結(jié)合當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用發(fā)展的最新態(tài)勢(shì)，從技術(shù)角度自底向上梳理了其產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，給出了一種融合智能化生產(chǎn)、全生命周期管理和供應(yīng)鏈協(xié)同等維度的分層創(chuàng)新應(yīng)用架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)要素的有效融入，并通過(guò)產(chǎn)業(yè)實(shí)踐證明其有效性，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展繁榮進(jìn)行了有益探索。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析;產(chǎn)業(yè)生態(tài);創(chuàng)新應(yīng)用;數(shù)字化轉(zhuǎn)型

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）08-0004-02

1 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的產(chǎn)物，已成為推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要著力點(diǎn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵任務(wù)，也是支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)身份管理、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的樞紐[1-2]。當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，北京、上海、廣州、武漢、重慶五大國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)完成并穩(wěn)定運(yùn)行，南京、貴陽(yáng)災(zāi)備節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)建設(shè)，156個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)完成上線，分布在25個(gè)省（區(qū)市），覆蓋了30個(gè)行業(yè)，接入企業(yè)節(jié)點(diǎn)近3萬(wàn)家，標(biāo)識(shí)注冊(cè)量接近500億。在智能化生產(chǎn)、供應(yīng)鏈協(xié)同、全生命周期管理等應(yīng)用成效顯著。

接下來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系在保障平穩(wěn)運(yùn)行基礎(chǔ)下，標(biāo)識(shí)應(yīng)用逐步向規(guī)模化發(fā)展，標(biāo)識(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷健全。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)生態(tài)繁榮發(fā)展的技術(shù)保障和支撐能力研究受到重視。劉陽(yáng)等提出了一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的數(shù)據(jù)共享機(jī)制[3]，鄒波等研究了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)體系的協(xié)同制造研究[4]，劉文軍等人給出了一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析公共支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[5]。本文結(jié)合當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新態(tài)勢(shì)，從技術(shù)角度梳理了其產(chǎn)業(yè)生態(tài)，給出了一種分層的創(chuàng)新應(yīng)用架構(gòu)，并通過(guò)產(chǎn)業(yè)實(shí)踐證明其有效性，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了有益探索。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系

2.1 標(biāo)識(shí)解析體系

圖1給出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系架構(gòu)圖，包括“根節(jié)點(diǎn)-頂級(jí)節(jié)點(diǎn)-二級(jí)節(jié)點(diǎn)-企業(yè)節(jié)點(diǎn)”四級(jí)架構(gòu)。首先，國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)與全球根節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，支持跨二級(jí)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)解析，支持異構(gòu)標(biāo)識(shí)解析體系互聯(lián)。二級(jí)節(jié)點(diǎn)具備標(biāo)識(shí)查詢、標(biāo)識(shí)注冊(cè)等功能，是產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的主要樞紐。企業(yè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)二級(jí)節(jié)點(diǎn)接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系獲取標(biāo)識(shí)注冊(cè)與解析服務(wù)。

2.2 遞歸解析過(guò)程

遞歸解析服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析的重要中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)。首先，遞歸解析服務(wù)系統(tǒng)收到客戶端發(fā)起查詢請(qǐng)求后，向國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)發(fā)起標(biāo)識(shí)解析查詢，獲取標(biāo)識(shí)二級(jí)解析服務(wù)節(jié)點(diǎn)的地址信息。遞歸解析系統(tǒng)向該地址發(fā)起標(biāo)識(shí)查詢請(qǐng)求;企業(yè)解析系統(tǒng)收到請(qǐng)求后，把企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)返回。最終，遞歸解析服務(wù)系統(tǒng)把獲取到的標(biāo)識(shí)企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)返回給解析客戶端。

3 生態(tài)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析生態(tài)體系如圖2所示，按照分層架構(gòu)的方法，整個(gè)體系包括三個(gè)層次，自底向上依次為設(shè)備設(shè)施層、基礎(chǔ)能力層和行業(yè)應(yīng)用層。底層為上層提供技術(shù)服務(wù)支撐，上層為底層提供多樣化的應(yīng)用需求。

3.1 設(shè)備設(shè)施層

設(shè)備設(shè)施層是指工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析生態(tài)體系中的各種典型載體，該層解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中人、機(jī)、物、系統(tǒng)的接入和唯一身份認(rèn)證問(wèn)題。主要包括主動(dòng)標(biāo)識(shí)載體、被動(dòng)標(biāo)識(shí)載體和各類(lèi)工業(yè)軟件等。其中主動(dòng)標(biāo)識(shí)載體包括芯片、模組、UICC以及終端等。被動(dòng)標(biāo)識(shí)載體則包括條碼、二維碼、RFID標(biāo)簽以及NFC標(biāo)簽等。工業(yè)軟件則包括MES、ERP、WMS、PLM為代表的各類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)專(zhuān)用軟件及其互聯(lián)互通的插件。

3.2 基礎(chǔ)能力層

基礎(chǔ)能力層是指為各類(lèi)型標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用提供技術(shù)支撐的業(yè)務(wù)模塊及相關(guān)中間件，典型的包括標(biāo)識(shí)賦碼、標(biāo)識(shí)映射、流程管理、權(quán)限管理等。比如標(biāo)識(shí)賦碼提供了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象的賦碼問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)單品賦碼、上傳關(guān)聯(lián)文件批量賦碼等多種方式，降低標(biāo)識(shí)體系的應(yīng)用門(mén)檻。流程管理則針對(duì)供應(yīng)鏈管理的實(shí)際需要，通過(guò)拖拽方式快速定義業(yè)務(wù)流程。權(quán)限管理則實(shí)現(xiàn)不同用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)的不同權(quán)限。所有這些模塊構(gòu)成基礎(chǔ)能力服務(wù)池，按需調(diào)用，為上層應(yīng)用提供業(yè)務(wù)支撐能力。

3.3 行業(yè)應(yīng)用層

當(dāng)前典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)應(yīng)用包括智能化生產(chǎn)、供應(yīng)鏈協(xié)同、質(zhì)量追溯以及遠(yuǎn)程運(yùn)維等類(lèi)別。如智能化生產(chǎn)包括工業(yè)管理、質(zhì)量管理、工業(yè)產(chǎn)品追溯等。該生態(tài)體系中的各層能力不斷豐富和拓展，標(biāo)識(shí)應(yīng)用模式也將不斷深化，未來(lái)必將涌現(xiàn)更多的創(chuàng)新模式。

4 技術(shù)架構(gòu)與實(shí)踐

4.1 分層技術(shù)架構(gòu)

提出了一種基于ID-Edge、ID-Hub和ID-SDK的標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用分層體系架構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化創(chuàng)新應(yīng)用模式，如圖3所示，主要分為三個(gè)層級(jí)。

邊緣標(biāo)識(shí)網(wǎng)關(guān)層（ID-Edge）：該層主要完成對(duì)象（人員、設(shè)備、工藝、數(shù)據(jù)、算法等）的接入和標(biāo)識(shí)化、授權(quán)和安全認(rèn)證等工作。向下負(fù)責(zé)接入各種生產(chǎn)要素和各類(lèi)終端，向上進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚和重定向，并完成本地業(yè)務(wù)處理。

業(yè)務(wù)軟件集成接入中間件（ID-Hub）：該層主要完成現(xiàn)有或自建業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成。定義業(yè)務(wù)系統(tǒng)與平臺(tái)間的交互接口/規(guī)范，通過(guò)軟件端插件、平臺(tái)端配置等模式實(shí)現(xiàn)，發(fā)揮標(biāo)識(shí)體系業(yè)務(wù)系統(tǒng)中串聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，解決供應(yīng)鏈協(xié)同問(wèn)題。按需采用企業(yè)端或平臺(tái)端等多種部署方式。

標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用服務(wù)封裝與發(fā)布（ID-API/SDK）：在平臺(tái)功能層面進(jìn)行基礎(chǔ)功能和應(yīng)用功能的業(yè)務(wù)封裝，提供功能模塊的API/SDK。作用上，企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)服務(wù)治理，功能復(fù)用;行業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)功能復(fù)用的同時(shí)，進(jìn)行業(yè)務(wù)協(xié)同、生態(tài)繁榮。

4.2 實(shí)踐探索

4.2.1裝備制造行業(yè)250460BF-818D-4010-ABDD-39EB0C58E054

裝備制造行業(yè)數(shù)字化過(guò)程中需要大量采集制造設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，通過(guò)為制造設(shè)備加裝通用的支持主動(dòng)標(biāo)識(shí)功能的數(shù)據(jù)采集模塊，可以快速實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)應(yīng)用集成。該主動(dòng)標(biāo)識(shí)采集模塊和云端管控平臺(tái)進(jìn)行交互，通過(guò)ID-Edge完成設(shè)備安全認(rèn)證等功能，通過(guò)ID-Hub實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)賦碼、流程管理等功能，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐能力。如圖4給出主動(dòng)標(biāo)識(shí)管控云平臺(tái)。圖5給出通過(guò)移動(dòng)端掃碼查看生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)信息。

4.2.2 汽車(chē)行業(yè)

汽車(chē)行業(yè)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析提供了典型應(yīng)用場(chǎng)景。從原材料采購(gòu)、汽車(chē)零部件生產(chǎn)，到汽車(chē)的整裝，再到車(chē)輛運(yùn)營(yíng)及售后服務(wù)，標(biāo)識(shí)解析體系打通了智能化生產(chǎn)和供應(yīng)鏈協(xié)同兩個(gè)維度。如圖6所示，在零部件生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)工業(yè)軟件連接ID-Edge以及ID-Hub提供的碼注冊(cè)和碼關(guān)聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量追溯，通過(guò)ID-SDK/API提供給產(chǎn)業(yè)鏈上的行業(yè)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)的繁榮。圖7給出了基于汽車(chē)零部件產(chǎn)品碼進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量追溯的界面，通過(guò)查詢標(biāo)識(shí)碼可以獲取該零部件生產(chǎn)加工過(guò)程中的詳細(xì)信息。

5 結(jié)論

當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從0到1突破，涌現(xiàn)出智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同等多種應(yīng)用模式，成為支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施。本文結(jié)合當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新態(tài)勢(shì)，從技術(shù)角度自底向上梳理了其產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，并給出了一種基于ID-Edge、ID-Hub和ID-SDK的標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用分層體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)要素的便捷接入，并通過(guò)產(chǎn)業(yè)實(shí)踐證明其有效性，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展繁榮進(jìn)行了有益探索。

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