基于工業互聯網二級解析節點的標識數據服務應用研究

沈夢姣，王會成，張厚君，張潮陽

（1.嘉興職業技術學院，浙江 嘉興 314036；2.新鳳鳴集團股份有限公司，浙江 桐鄉 314500）

0 引 言

當今世界，已進入第四次工業革命時代，決勝第四次工業革命的重要技術支撐之一就是建設工業互聯網，它是將新一代信息技術應用到傳統工業生產的創新科技成果。中國在遺憾錯失前三次工業革命后，迎來了彎道超車的轉機，工業互聯網已連續四年被寫入政府工作報告，足見國家政府對其的重視程度。工業互聯主要是實現工業制造領域，對人、機、物、系統等的全面連接，要想實現如此復雜、龐大的互聯互通，技術核心之一就是工業互聯網標識解析體系。

本文以化學纖維行業為應用領域，研究工業互聯網標識解析體系，研究基于標識解析的二級節點建設，并在此基礎上研發標識數據服務應用。從行業層面實現化纖及其他相關企業信息編碼的統籌規劃、集中管理、統一標識、共建共享與全流程管控。

1 現狀分析

化纖行業作為我國的重要支柱產業之一，近年來，以新鳳鳴、桐昆等為首的化纖行業龍頭企業，一直致力于工業互聯網建設，積極融入國家工業互聯網體系。特別是，化纖產業的產業鏈條較長，區域跨度大、產業協同性強，因此對于統一標識的需求愈發強烈。許多化纖企業都開展了統一編碼的相關工作，但由于在產品研制生產管理模式、信息化建設、標準化工作基礎、信息化實施程度等諸多方面存在差異性，統一編碼工作缺乏行業標準，造成行業內各企業編碼標識呈現多樣性與不完整性。企業之間經常出現“一物多碼”現象產生，對化纖行業的供應鏈管理、重要零部件追溯帶來了巨大困難。

總體來說，當前化纖產業的標識解析體系建設存在以下幾個突出問題。

沒有實現產品全生命周期的一體化集成管理。化纖產品的全生命周期涉及采購、生產、物流等數十個環節，而企業出于人力、財力、物力等綜合因素的考慮，往往會選擇從嚴重卡脖子問題的地方開始改造，所以“信息孤島”必然存在。

各企業之間沒有統一編碼規范。由于長期以來，各化纖及其上下游企業，各自開展工業互聯網和標識解析建設，所以各企業制定各自標準，導致企業與企業之間無法對標，數據自然也就沒有辦法實現互聯互通。

沒有實現行業內的數據共建共享。尚未形成一個工業互聯網標識解析的二級節點，是可以在化纖及其上下游企業、行業內，甚至是多個相關行業之間的數據共享的，這也在一定程度上限制了化纖行業的數字化進程。

綜上問題，建設化纖行業的工業互聯網標識解析二級節點平臺，實現基于二級解析節點的標識數據服務應用勢在必行。

2 化纖行業的工業互聯網標識解析二級節點平臺

本項目是由新鳳鳴集團牽頭建設的化纖工業互聯網標識解析二級節點，部署在浙江省嘉興市，接入上海國家頂級節點。二級節點項目的建設主要由三個部分組成。包括制定管理規范、實現基礎功能、打造行業級應用。項目總體架構如圖1所示。

圖1 項目總體架構圖

2.1 二級節點管理規范

管理規范主要包括三個部分，其為技術標準設計、編碼規則設計和管理規范及運營規范制定。其中技術標準采用行業主流標準體系Handle 解析體系，在handle 體系中，解析是一個標識輸入—請求—發送至網絡服務以返回特定輸出結果的過程。返回的結果為一條或多條與被標識實體相關的當前信息；在編碼規則上，依據Handle 碼的編碼規則，對行業實際使用的一些規則進行了限定，提出相關的編碼唯一性字段。Handle 碼=Handle 前綴/Handle 后綴，其中Handle 前綴=數字串0，數字串1，數字串2，…數字串，每個等級前綴以分隔符“.”做區分。Handle 前綴由目錄指示器加上注冊者代碼組成。兩者應用句點分開。其中目錄指示器為10，而注冊者代碼作為前綴的第二部分，是具有唯一性的字符串。注意，注冊者代碼可以根據實際需要，再分為若干子部分。Handle 后綴字符串是分配給注冊者自己去選定的，長度不限。根據化纖企業的實際業務需求，對物料基本屬性和相關業務屬性進行統一編碼。在化纖產品制造的全生命周期中，申請部門確定物料的基本屬性及所屬類別，獲得該物料的唯一編碼，此后的采購流程、檢驗試驗流程、入庫領料流程均采用該編碼唯一確定該物料；在管理規范及運營規范制定方面，主要是對數據和接口的管理。因為數據以及接口類型多種多樣，在這里依據數據源進行了分類，分成了數據庫相關接口、本地方法接口以及第三方的接口，對不同接口進行分類管理。用數據庫表對每一個接口記錄一條數據，實現接口的可視化。并對接口的調用情況生成日志，存于數據庫中。對數據的故安全性方面，實現數據上云，用云計算環境保障數據安全。

2.2 二級節點功能系統

在搭建基礎的軟硬件設施的基礎上，實現標識注冊解析能力、標識代理服務能力、業務綜合管理能力和數據同步能力。標識注冊解析：為接入的企業提供標識注冊的功能。企業的注冊標識可以由企業自行進行管理，平臺提供API接口，讓企業開發自己的移動、PC 端的標識管理軟件。企業級信息的維護，首先會將產品/設備的標識與信息存放地址標識之間的映射關系更新至企業標識管理系統，然后會提交至標識服務節點系統。企業內部信息的維護，只涉及企業標識管理系統。注冊后的標識需要通過標識解析查看元數據。所以需要構建工廠內部的標識采集、數據解析等基礎設施，將分散化的物理生產單元相互連接。標識解析系統依據標識獲得標識關聯對象地址，數據服務器依據關聯地址返回一條或多條實體信息；標識代理服務：標識代理的標識查詢與檢索、標識統計與分析等服務通過C/S和B/S 兩種結構進行集成；數據同步：建設大數據平臺，并利用標識解析系統科學高效地進行工業標識數據的管理。這里需要理清公司內部數據和外部數據。實現外部數據常態化的共享服務，實現內外部數據快速的同步共享；為獲得大量數據同步時系統的穩定性，利用斷點續傳和水平分割技術來建立同步機制；業務綜合管理：通過統一的標識解析系統，將各個過程多元異構信息整合到一起，能夠對上打通對接我國標識解析頂級節點，對下對接企業，為企業進行標識分配和審核的重任。

2.3 行業級應用能力建設

面向跨行業，建設形成綜合型工互聯網標識解析二級節點應用能力。應用能力應包含產品質量追溯、供應鏈管理、產品全生命周期與設備管理、化纖設備遠程運維、供應鏈金融服務、基于全生命周期數據關聯的化纖產品設計、化纖產品智能倉儲物流新模式、化纖產品跨企業質量管理模式、跨企業MES/ERP 系統集成、網絡化協同制造新模式、生產計劃的跨企業協同新模式、生產調度的跨企業協同新模式、產品外觀在線檢驗、產品價格趨勢預測、裝備物聯數字孿生等。

3 標識數據服務應用

為便利企業接入工業互聯網標識解析二級節點平臺，享受標識數據服務應用，企業在PC 和移動端開發了標識數據服務應用。

3.1 核心技術

標識數據服務應用是基于部署在浙江省嘉興市，接入上海國家頂級節點的新鳳鳴化纖工業互聯網標識解析二級節點建設的。該節點直接向Handle 根節點申請注冊前綴標識，建設二級標識解析節點，成為化纖行業識解析公共服務節點。標識數據服務應用實現了PC 版本和移動微信小程序版本，需要用到前端和后端兩個部分的技術，前端的核心技術是微信小程序、網頁Web 開發，前端核心框架包括WeUI、Vue、Element UI 等，后端采用Java 開發接口，框架使用SprintBoot、MyBatis。

3.2 應用核心功能

在完成了二級節點建設基礎之后，考慮到部分化纖企業規模有限，不能構建自己的標識管理軟件，也為了便于企業接入本二級節點，研發了標識數據服務應用。

在應用研發之初，研發團隊與擬接入二級解析節點的化纖產業鏈上下游企業進行充分溝通，探索標識數據在化纖行業的可應用場景，最終第一個版本明確了包括企業接入（注冊、配置）、標識管理（標識模板、標識錄入、標識解析、標識查詢、解析記錄）、統計分析、系統角色和權限管理、標識數據服務（本次版本僅包含設備巡檢服務）在內的應用功能。具體應用主功能模塊如圖2所示。

圖2 標識數據服務應用功能模塊圖

（1）企業接入（注冊和配置）：這個功能主要是方便企業接入標識解析應用，并為企業提供標識解析應用小程序個性化的一些定制。具體包括支持注冊賬戶、注冊企業前綴、登錄（含第三方登錄）、支持身份驗證和權限控制。在個性化定制方面，主要是在PC 端實現了各類針對小程序的配置功能。包括：支持首頁輪播圖的新增編輯和修改；支持企業子菜單的定制，其中“首頁”“注冊”“關于”為固定菜單，無法配置，但是支持配置包括“銷售考勤”“軌跡查詢”在內的其他子菜單；支持配置小程序詳情頁，包括企業Logo，頂部輪播圖，“公司”“品牌”“產品”等信息項的配置等。

（2）標識管理。支持標識解析、標識查詢、標識記錄、標識錄入和模板新建。其中，標識解析支持選中公司，輸入標識名，點擊后查看解析后的具體信息，并支持對信息進行編輯修改；標識查詢從時間、公司等多個維度進行標識篩查，支持定制打印；標識記錄顯示標識掃碼記錄，默認顯示全部標識；標識錄入支持單個注冊和批量注冊，其中批量注冊通過下載和導入Excel 模板的方式完成；模板新建支持企業構建個性化的標識解析模板。

（3）統計分析。支持用戶畫像，支持用戶對相應標識的評價，以便于后續系統的改進和升級。

（4）系統角色和權限管理。支持新增角色、支持人員和權限管理、支持菜單權限配置等。

在完成企業對接之后，企業相關人員注冊身份，就可以簡單地通過手機小程序掃碼產品、設備等的標識，來查看解析后的具體信息了，方便快捷。

（5）標識數據服務（本輪實現設備巡檢）。未來會陸續添加支持產品設計、設備遠程維護、智能倉儲物流、產品質量追溯、生產計劃管理等。本次迭代實現了支持設備巡檢功能。設備巡檢主要是對化纖生產中的各類設備進行巡檢。具體功能細分為專業巡檢項管理、巡檢記錄、設備管理、巡檢計劃、設備組管理和圖標數據。巡檢項管理對巡檢的具體項目進行增刪改查；巡檢記錄默認顯示當天巡檢記錄，如需選擇日期，可在日期查詢框中選中具體日期后，點擊查詢即可。如需單獨查詢某設備，可在設備查詢框中輸入設備編碼信息后，在下拉待選列表中選擇具體設備后，點擊查詢即可。對于查詢出來的巡檢記錄，可以點擊設備編碼項，查看具體的巡檢結果；設備管理支持對于每種設備巡檢項的配置，同時可以生成設備標識的二維碼，并支持下載打印，把二維碼貼到設備后，方便巡檢人員掃碼查看巡檢信息；巡檢計劃顧名思義就是制定巡檢的計劃，包括巡檢人員的安排，時間安排等；設備組管理主要是以公司為維度，對不同類型的設備進行分組管理，有利于指派不同專業的技術人員進行巡檢；圖標數據目前支持通過設備編碼對設備的巡檢結果進行可視化的圖形界面匯報，具體圖形類型有巡檢折線圖與巡檢柱狀圖；對于設備巡檢的服務功能也實現在了小程序的版本上面。用戶可以通過微信小程序搜索“五疆科技二級節點服務”，進入小程序，在完成登錄和身份認證后，可以選擇小程序底部的更多標簽，通過二級菜單，進入設備巡檢功能頁面，技術人員只需要通過小程序掃碼設備上的二維碼，填寫相應信息，完成一次巡檢工作，十分方便快捷。

3.3 實現效果

目前，本標識數據服務應用完成了第一輪迭代功能開發，圖3展示了標識數據服務小程序的部分實現效果。已成功接入包括浙江獨山能源有限公司、新鳳鳴集團湖州中石科技有限公司、京馬電機有限公司在內的23 家公司。在未來，隨著應用功能的不斷完善，擬定在注冊量、注冊標識方面收取一定的服務費用，預計標識注冊量可以達到1 億以上，經濟效益巨大。

圖3 標識數據服務小程序實現效果

4 結 論

化纖行業的工業互聯網二級解析節點已完成建設并接入國家頂級節點，基于該二級節點的標識數據服務應用也已完成了第一輪迭代開發，接入實現了部分化纖上下游企業的接入。項目的開發實現了對化纖及其他相關企業信息編碼的統籌規劃、集中管理、統一標識、共建共享與全流程管控。化纖及其上下游企業全面接入二級解析節點后，有利于在化纖、紡織等行業，實現數據查詢與共享，支撐數據合理流轉，激發數據應用，最終致力于長三角工業互聯網一體化發展，為我國緊抓第四次工業革命機遇，實現蝶變躍升添磚加瓦。