工業互聯網標識解析體系在建筑材料行業的應用

李濤

（農業農村部信息中心，北京 100125）

隨著新基建戰略的提出，工業互聯網作為重點發展的七大領域之一已經上升到了新的高度。其中，工業互聯網標識解析體系作為工業互聯網的重要組成部分，是實現工業互聯網互聯互通的橋梁，其作用類似于互聯網領域的域名解析系統（DNS）[1-2]。通過對設備、配件、原材料、產品等物理實體以及工單、算法、圖紙、訂單等數字實體賦予一個唯一標識，并借助工業互聯網標識解析體系，就可以實現跨地域、跨行業、跨企業、跨系統的信息查詢和共享[3-5]。

通過工業互聯網標識解析體系，根據標識編碼查詢目標對象的相關信息，如對機器和物品進行唯一性的定位和查詢，實現產品追溯、供應鏈協同、產品全生命周期管理、防偽防竄、倉儲物流以及智能化服務等創新應用場景[6-8]。

1 工業互聯網標識解析體系在建筑材料行業中的應用設計

1.1 建筑材料行業互聯網標識解析二級節點平臺建設

依據工業互聯網標識解析體系二級節點建設導則進行建筑材料行業工業互聯網標識解析二級節點建設。二級節點主要由6 個子系統組成，分別是標識注冊、標識解析、業務綜合管理、標識監測、標識數據同步、注冊代理和解析代理子系統。標識解析二級節點上接國家頂級節點，下接多個企業節點，形成了工業互聯網標識解析體系[9-11]。

標識注冊子系統：主要通過注冊協議，提供企業前綴及產品標識的后綴注冊變更、數據查詢等服務，同時為各企業提供API接口，便于企業實現二次開發應用。

標識解析子系統：主要通過Handle 與DNS 解析協議，實現標識對應地址與元數據的解析，兼容Handle、OID、Ecode 等體系[12-16]。

標識注冊代理子系統和標識解析代理子系統：主要通過HTTP 協議，使用REST API 標準，分別實現標識的注冊、解析功能，便于系統的快速接入。

標識數據同步系統：主要將標識數據從標識注冊系統中實時發送到標識解析系統，來實現標識信息的快速更新。

標識監測子系統：主要通過安全技術與監測技術來保障標識解析節點的可靠運行和監測。

業務綜合管理子系統：支撐二級節點業務開展，如企業用戶注冊、標識分配、統計分析以及服務API接口。

基于二級節點功能架構構建建筑材料工業互聯網標識二級節點平臺，平臺總體架構如圖1 所示。

圖1 建筑材料工業互聯網標識解析二級節點平臺總體架構

從功能架構來看，平臺總體架構主要由感知層、網絡層、數據層、應用層以及API 接口構成；從結構來看，其主要由二級節點安全體系、企業標識解析節點系統和安全管理規范等組成。

建筑材料二級節點是該行業生態鏈上的企業和用戶獲得標識編碼注冊和標識解析服務的基礎。其既要支持該企業內部針對原材料、設備、產品等物理實體資源，以及算法、工藝、配方等虛擬資源的標識注冊和標識解析，又要通過建立面向行業的標識數據接口標準和運行規范，實現跨企業、跨區域、跨系統間的數據整合、關聯和指引。基于建筑材料工業互聯網標識解析二級節點平臺在標識解析的基礎上進行創新應用的設計開發，為企業提供包括產品溯源認證、供應鏈管理、產品全生命周期管理、安全生產管理、能源監測分析、智能化設備管理等創新應用服務。

1.2 基于二級節點平臺的創新應用設計

基于二級節點平臺的建筑材料行業的創新應用十分廣泛，涉及生態鏈上、中、下游的各企業，可以開展企業間的協同應用。通過標識解析二級節點以及二級節點下的企業節點，打通生態鏈上各企業的應用系統，如ERP、MES、PLM、CRM、WMS 等，實現產品追溯、供應鏈協同、產品全生命周期管理、防偽防竄、物流倉儲管理、售后維護等創新應用場景。創新應用總體框架設計如圖2 所示。

圖2 基于二級節點平臺的建筑材料行業創新應用總體框架設計

1.2.1 產品追溯應用場景

基于工業互聯網標識解析體系，利用物聯網、區塊鏈等新興技術，通過對物品賦予唯一可信的“身份證”——標識碼，實現產品全生命周期追溯和實時監測的過程精細化管理。產品追溯應用場景如圖3 所示。

圖3 產品追溯應用場景

第一步：根據水泥物資分類與編碼標準，對每單位的水泥進行唯一標識；

第二步：由企業級標識節點向標識解析二級解析平臺提供標識注冊申請，完成產品編碼注冊ID；

第三步：查詢產品溯源認證信息時，登錄系統提交查詢請求，并提供產品附帶的二維碼標簽、條形碼標簽或者電子標簽；

第四步：查詢到具體的溯源認證信息；

第五步：企業可對獲取到的竄貨數據進行進一步分析處理。

對于企業而言，促進了企業之間更實時、高效、準確、可靠地實現生產和質量管理；對于國家而言，有利于維護建材行業的市場秩序，打擊建材市場中的假冒劣質產品；對于消費者而言，產品溯源認證系統為其提供了便捷的驗證服務，消除了消費者的后顧之憂。

1.2.2 供應鏈協調管理應用場景

對建筑材料供應鏈上、中、下游的原材料和半成產品等物理實體，在生產、流通、銷售等不同生命周期階段的數據在建筑行業標識解析二級節點平臺進行注冊。這樣，將同一物品在不同階段產生的數據進行關聯，實現產品在不同階段、不同系統產生的異構數據的共享，從而為實現企業供應鏈的采購協同、物流協同、銷售協同等應用提供技術手段，進一步為企業間的信息能夠及時共享，減少溝通過程，降低溝通成本，提高協同效率。供應鏈協同管理應用場景如圖4 所示。

圖4 供應鏈協調管理應用場景

第一步：整合建筑材料行業具體企業的供應鏈上下游企業資源，包含供應商、建筑材料生產商等，對供應鏈體系中涉及到的生產資源信息進行匯總；

第二步：根據標識編碼規則完成供應鏈體系中相應資源的標識編碼，并在標識解析系統中進行注冊；

第三步：將上述資源信息在供應鏈協同管理系統中完成解析、配置。

通過對供應鏈協同管理模式進行創新，可實現低庫存率、低成本、快資金周轉、高響應效率、高穩定可靠性；通過降低供應鏈運營成本，提高按時交貨率，縮短訂貨周期，提高整體競爭力，促進傳統制造向服務型制造轉型升級，打造新型全價值鏈生態圈，重塑產業鏈、供應鏈、價值鏈。

1.2.3 產品全生命周期管理場景

基于工業互聯網標識解析體系，從訂單下達到生產、制造、加工完成，從銷售訂單發貨、物流配送再到用戶停止使用，產生了大量的數據，這些數據分散在企業各類制造系統及銷售服務系統中。通過對產品賦予唯一標識身份，將產品全生命周期的各個階段進行關聯與綁定，如設計階段、生產制造階段、銷售物流階段以及消費使用消亡階段，從而提供產品全價值鏈的數據管理，并應用于產品防偽追溯、設備健康管理、售后運維服務、在線營銷等各個方面，幫助企業實現對產品全價值鏈的分析與管理。產品全生命周期管理應用場景如圖5 所示。

圖5 產品全生命周期管理應用場景

第一步：對產品對應的訂單、工序、物料、原材料等進行打碼標識；

第二步：在標識解析系統中注冊上述產品標識碼；

第三步：對產品生命周期開始階段的產品設計、生產制造、質量檢測等流程的數據進行標識編碼；

第四步：對產品生命周期的中間階段，運輸、物流、客戶使用、維護/維修等過程的數據進行標識編碼；

第五步：產品報廢、再使用和處置等產品生命周期結束階段，通過對產品或部件的數據分析，決定產品的處理方式。

通過對產品各個階段生命周期的關聯與打通，實現數據的集成共享，提升企業在產品數據共享管理和產品追溯管理等方面的能力；從而實現產品全生命周期管理，提高生產作業效率，降低企業成本。通過產品唯一標識碼，可以查看產品生命周期內的所有狀態，從而協助管理部門改善決策，優化設計，提升產品質量。

2 結束語

該文通過對建筑材料行業現狀的分析，提出基于工業互聯網標識解析體系構建建筑材料行業的二級節點平臺，基于二級節點平臺進行創新應用設計，包括產品追溯應用場景設計、供應鏈協調管理設計以及產品全生命周期管理設計等，為今后建筑材料行業的創新應用提供了理論依據。