工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系在建筑材料行業(yè)的應(yīng)用

李濤

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心，北京 100125）

隨著新基建戰(zhàn)略的提出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為重點(diǎn)發(fā)展的七大領(lǐng)域之一已經(jīng)上升到了新的高度。其中，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)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的橋梁，其作用類似于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的域名解析系統(tǒng)（DNS）[1-2]。通過對(duì)設(shè)備、配件、原材料、產(chǎn)品等物理實(shí)體以及工單、算法、圖紙、訂單等數(shù)字實(shí)體賦予一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，并借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系，就可以實(shí)現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)、跨系統(tǒng)的信息查詢和共享[3-5]。

通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系，根據(jù)標(biāo)識(shí)編碼查詢目標(biāo)對(duì)象的相關(guān)信息，如對(duì)機(jī)器和物品進(jìn)行唯一性的定位和查詢，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯、供應(yīng)鏈協(xié)同、產(chǎn)品全生命周期管理、防偽防竄、倉儲(chǔ)物流以及智能化服務(wù)等創(chuàng)新應(yīng)用場景[6-8]。

1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系在建筑材料行業(yè)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1.1 建筑材料行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)建設(shè)

依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系二級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)導(dǎo)則進(jìn)行建筑材料行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)。二級(jí)節(jié)點(diǎn)主要由6 個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是標(biāo)識(shí)注冊、標(biāo)識(shí)解析、業(yè)務(wù)綜合管理、標(biāo)識(shí)監(jiān)測、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)同步、注冊代理和解析代理子系統(tǒng)。標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)上接國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)，下接多個(gè)企業(yè)節(jié)點(diǎn)，形成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系[9-11]。

標(biāo)識(shí)注冊子系統(tǒng)：主要通過注冊協(xié)議，提供企業(yè)前綴及產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的后綴注冊變更、數(shù)據(jù)查詢等服務(wù)，同時(shí)為各企業(yè)提供API接口，便于企業(yè)實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)應(yīng)用。

標(biāo)識(shí)解析子系統(tǒng)：主要通過Handle 與DNS 解析協(xié)議，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)地址與元數(shù)據(jù)的解析，兼容Handle、OID、Ecode 等體系[12-16]。

標(biāo)識(shí)注冊代理子系統(tǒng)和標(biāo)識(shí)解析代理子系統(tǒng)：主要通過HTTP 協(xié)議，使用REST API 標(biāo)準(zhǔn)，分別實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)的注冊、解析功能，便于系統(tǒng)的快速接入。

標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)：主要將標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)從標(biāo)識(shí)注冊系統(tǒng)中實(shí)時(shí)發(fā)送到標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)信息的快速更新。

標(biāo)識(shí)監(jiān)測子系統(tǒng)：主要通過安全技術(shù)與監(jiān)測技術(shù)來保障標(biāo)識(shí)解析節(jié)點(diǎn)的可靠運(yùn)行和監(jiān)測。

業(yè)務(wù)綜合管理子系統(tǒng)：支撐二級(jí)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)開展，如企業(yè)用戶注冊、標(biāo)識(shí)分配、統(tǒng)計(jì)分析以及服務(wù)API接口。

基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)功能架構(gòu)構(gòu)建建筑材料工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 建筑材料工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)總體架構(gòu)

從功能架構(gòu)來看，平臺(tái)總體架構(gòu)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層以及API 接口構(gòu)成；從結(jié)構(gòu)來看，其主要由二級(jí)節(jié)點(diǎn)安全體系、企業(yè)標(biāo)識(shí)解析節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和安全管理規(guī)范等組成。

建筑材料二級(jí)節(jié)點(diǎn)是該行業(yè)生態(tài)鏈上的企業(yè)和用戶獲得標(biāo)識(shí)編碼注冊和標(biāo)識(shí)解析服務(wù)的基礎(chǔ)。其既要支持該企業(yè)內(nèi)部針對(duì)原材料、設(shè)備、產(chǎn)品等物理實(shí)體資源，以及算法、工藝、配方等虛擬資源的標(biāo)識(shí)注冊和標(biāo)識(shí)解析，又要通過建立面向行業(yè)的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行規(guī)范，實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨區(qū)域、跨系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)整合、關(guān)聯(lián)和指引?；诮ㄖ牧瞎I(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)在標(biāo)識(shí)解析的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用的設(shè)計(jì)開發(fā)，為企業(yè)提供包括產(chǎn)品溯源認(rèn)證、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品全生命周期管理、安全生產(chǎn)管理、能源監(jiān)測分析、智能化設(shè)備管理等創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)。

1.2 基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)的創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計(jì)

基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)的建筑材料行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用十分廣泛，涉及生態(tài)鏈上、中、下游的各企業(yè)，可以開展企業(yè)間的協(xié)同應(yīng)用。通過標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)以及二級(jí)節(jié)點(diǎn)下的企業(yè)節(jié)點(diǎn)，打通生態(tài)鏈上各企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)，如ERP、MES、PLM、CRM、WMS 等，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯、供應(yīng)鏈協(xié)同、產(chǎn)品全生命周期管理、防偽防竄、物流倉儲(chǔ)管理、售后維護(hù)等創(chuàng)新應(yīng)用場景。創(chuàng)新應(yīng)用總體框架設(shè)計(jì)如圖2 所示。

圖2 基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)的建筑材料行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用總體框架設(shè)計(jì)

1.2.1 產(chǎn)品追溯應(yīng)用場景

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系，利用物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，通過對(duì)物品賦予唯一可信的“身份證”——標(biāo)識(shí)碼，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期追溯和實(shí)時(shí)監(jiān)測的過程精細(xì)化管理。產(chǎn)品追溯應(yīng)用場景如圖3 所示。

圖3 產(chǎn)品追溯應(yīng)用場景

第一步：根據(jù)水泥物資分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每單位的水泥進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)；

第二步：由企業(yè)級(jí)標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)向標(biāo)識(shí)解析二級(jí)解析平臺(tái)提供標(biāo)識(shí)注冊申請(qǐng)，完成產(chǎn)品編碼注冊ID；

第三步：查詢產(chǎn)品溯源認(rèn)證信息時(shí)，登錄系統(tǒng)提交查詢請(qǐng)求，并提供產(chǎn)品附帶的二維碼標(biāo)簽、條形碼標(biāo)簽或者電子標(biāo)簽；

第四步：查詢到具體的溯源認(rèn)證信息；

第五步：企業(yè)可對(duì)獲取到的竄貨數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。

對(duì)于企業(yè)而言，促進(jìn)了企業(yè)之間更實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確、可靠地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和質(zhì)量管理；對(duì)于國家而言，有利于維護(hù)建材行業(yè)的市場秩序，打擊建材市場中的假冒劣質(zhì)產(chǎn)品；對(duì)于消費(fèi)者而言，產(chǎn)品溯源認(rèn)證系統(tǒng)為其提供了便捷的驗(yàn)證服務(wù)，消除了消費(fèi)者的后顧之憂。

1.2.2 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)管理應(yīng)用場景

對(duì)建筑材料供應(yīng)鏈上、中、下游的原材料和半成產(chǎn)品等物理實(shí)體，在生產(chǎn)、流通、銷售等不同生命周期階段的數(shù)據(jù)在建筑行業(yè)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)進(jìn)行注冊。這樣，將同一物品在不同階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在不同階段、不同系統(tǒng)產(chǎn)生的異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享，從而為實(shí)現(xiàn)企業(yè)供應(yīng)鏈的采購協(xié)同、物流協(xié)同、銷售協(xié)同等應(yīng)用提供技術(shù)手段，進(jìn)一步為企業(yè)間的信息能夠及時(shí)共享，減少溝通過程，降低溝通成本，提高協(xié)同效率。供應(yīng)鏈協(xié)同管理應(yīng)用場景如圖4 所示。

圖4 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)管理應(yīng)用場景

第一步：整合建筑材料行業(yè)具體企業(yè)的供應(yīng)鏈上下游企業(yè)資源，包含供應(yīng)商、建筑材料生產(chǎn)商等，對(duì)供應(yīng)鏈體系中涉及到的生產(chǎn)資源信息進(jìn)行匯總；

第二步：根據(jù)標(biāo)識(shí)編碼規(guī)則完成供應(yīng)鏈體系中相應(yīng)資源的標(biāo)識(shí)編碼，并在標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)中進(jìn)行注冊；

第三步：將上述資源信息在供應(yīng)鏈協(xié)同管理系統(tǒng)中完成解析、配置。

通過對(duì)供應(yīng)鏈協(xié)同管理模式進(jìn)行創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)低庫存率、低成本、快資金周轉(zhuǎn)、高響應(yīng)效率、高穩(wěn)定可靠性；通過降低供應(yīng)鏈運(yùn)營成本，提高按時(shí)交貨率，縮短訂貨周期，提高整體競爭力，促進(jìn)傳統(tǒng)制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型升級(jí)，打造新型全價(jià)值鏈生態(tài)圈，重塑產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈。

1.2.3 產(chǎn)品全生命周期管理場景

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系，從訂單下達(dá)到生產(chǎn)、制造、加工完成，從銷售訂單發(fā)貨、物流配送再到用戶停止使用，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分散在企業(yè)各類制造系統(tǒng)及銷售服務(wù)系統(tǒng)中。通過對(duì)產(chǎn)品賦予唯一標(biāo)識(shí)身份，將產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段進(jìn)行關(guān)聯(lián)與綁定，如設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)制造階段、銷售物流階段以及消費(fèi)使用消亡階段，從而提供產(chǎn)品全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)管理，并應(yīng)用于產(chǎn)品防偽追溯、設(shè)備健康管理、售后運(yùn)維服務(wù)、在線營銷等各個(gè)方面，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全價(jià)值鏈的分析與管理。產(chǎn)品全生命周期管理應(yīng)用場景如圖5 所示。

圖5 產(chǎn)品全生命周期管理應(yīng)用場景

第一步：對(duì)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的訂單、工序、物料、原材料等進(jìn)行打碼標(biāo)識(shí)；

第二步：在標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)中注冊上述產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼；

第三步：對(duì)產(chǎn)品生命周期開始階段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測等流程的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼；

第四步：對(duì)產(chǎn)品生命周期的中間階段，運(yùn)輸、物流、客戶使用、維護(hù)/維修等過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼；

第五步：產(chǎn)品報(bào)廢、再使用和處置等產(chǎn)品生命周期結(jié)束階段，通過對(duì)產(chǎn)品或部件的數(shù)據(jù)分析，決定產(chǎn)品的處理方式。

通過對(duì)產(chǎn)品各個(gè)階段生命周期的關(guān)聯(lián)與打通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成共享，提升企業(yè)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享管理和產(chǎn)品追溯管理等方面的能力；從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理，提高生產(chǎn)作業(yè)效率，降低企業(yè)成本。通過產(chǎn)品唯一標(biāo)識(shí)碼，可以查看產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有狀態(tài)，從而協(xié)助管理部門改善決策，優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2 結(jié)束語

該文通過對(duì)建筑材料行業(yè)現(xiàn)狀的分析，提出基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系構(gòu)建建筑材料行業(yè)的二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品追溯應(yīng)用場景設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)管理設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品全生命周期管理設(shè)計(jì)等，為今后建筑材料行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用提供了理論依據(jù)。