工業互聯網標識解析應用研究

畢可駿

摘要：從工業1.0到工業4.0發展過程中，生產制造管理從紙質標簽逐步過渡到數字標簽管理。因標簽管理多樣化、標簽規范不統一，導致工業協同生產過程效率低、時延長、成本高、難度大、易出錯等特征。本文首先討論了現有工業領域標識管理及協同生產現狀，其次對現有標識解析技術及標識模型進行了概述和分析，再次闡述了基于工業協同化需求條件下工業互聯網標識解析與標識模型在工業協同領域的應用研究，最后對未來發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：工業互聯網;標識解析;工業生產;制造協同;標識應用

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）09-0072-03

0 引言

隨著2020年新冠疫情突然來襲，對全球經濟社會發展產生了重大沖擊和影響。作為生產制造業主力軍的制造型企業在此次疫情中面臨著嚴峻考驗，高效的生產、品質管控、快速協同、精細化管理、供應鏈全鏈路標識統一等成為制約制造企業快速響應市場需求、生產協同無縫對接、企業高質量發展的決定因素。

隨著近年來物聯網、云計算、區塊鏈、大數據、5G等新興技術不斷發展，工業互聯網作為IT（Information Technology）與OT（Operational Technology）深度融合的產物應運而生。在工業制造過程中，覆蓋工廠OT網絡的大量生產數據、分析數據、運營數據等與IT網絡中的管理數據、研發數據、工藝設計數據等異類系統間的數據互通互用需求日益增加。標識解析作為工業互聯網網絡建設重要組成之一，針對工業協同領域業務需求，利用標識載體的主動標識載體、通信模組、MCU等、被動標識載體、NFC、一維條形碼、二維碼等作為系統數據采集的主要來源，覆蓋生產協同制造過程的采購、物料、生產設備、工藝流程、品質檢驗、零部件、產品信息等海量要素數據、異構數據，通過統一規范標識、數據分類、數據管理、數據共享，將工業互聯網標識解析與工業制造過程深度融合，形成標識信息可識別、可互聯、可理解、可協同、可互用、可共享，實現跨系統、跨領域、跨企業的標識數據管理新模式、應用新方向。

1 工業領域協同生產現狀分析

生產制造過程是工業企業重點關注環節之一，也是供應鏈全鏈路不可或缺的重要部分。從蒸汽時代到智能化生產，從工業1.0到工業4.0，工業制造企業不斷在發展中積累經驗，不斷從市場變化中探索新模式。

為了便于企業自身信息管理，不同企業、不同行業會根據企業自身管理模式及經驗制定相應的標識體系或選用成熟的標識體系（如Handle、Ecode等）對生產制造、供應鏈協同進行規范化管理。

現階段，國內企業信息化水平不一，部分中小企業信息化程度較弱，且因為信息化建設需事先投入大量成本，導致許多企業信息化進程緩慢。在市場需求日益嚴苛的條件下，許多企業為了適應不同客戶的需求，不得不在制造過程中引入客戶的產品標識體系以滿足客戶信息化管理需求，同時，仍有部分企業使用物理標簽來管理標識對象信息。因此，導致在現有生產制造體系中，系統與系統之間、企業與企業之間、行業與行業之間的標識管理體系各異。在工業協同過程中，需要投入更多的精力和人力去處理因數據不規范產生的問題。

2 標識解析技術

從工業1.0到工業4.0發展過程中，生產制造管理從紙質標簽逐步過渡到數字標簽管理。數字標簽以其管理便捷、形式多樣、可拓展、可疊加等技術特征，逐漸成為現在工業管理數字化、信息化、智能化的管理基礎。數字標簽技術的崛起，讓數字標簽技術相對應的標簽編碼規則、標識載體、標識管理、數據互操作等成為技術側、應用側競相開展的研究課題。

隨著對數字標識技術的探索和研究，越來越多的標識技術應運而生。目前，全球范圍內存在多種標識解析體系，而這些體系因解決方案不同分為基于DNS進行擴展的改良方案與可脫離DNS獨立運行的革新方案兩大類別。其中，改良方案通過對現有DNS架構進行技術擴展，面向工業網絡建設提供標識解析服務，如Ecode、OID、EPCglobal體系等;而革新方案提出的是一種脫離了DNS架構的全新標識解析架構，同時面向工業應用領域提供服務，如Handle、UID等[1]。

目前，在工業領域常用的標識解析體系為Handle和Ecode。

2.1 Handle

Handle是由互聯網之父Robert Kahn在1944年提出的全球分布式通用標識服務系統。Handle體系主要為用戶提供高效、可擴展且安全的全局性質的標識解析服務。Handle體系主要包括一組開放協議、命名空間和協議的參考實現。Handle對編碼規則、后臺解析系統，以及全球分布式管理架構等進行了定義。

目前，Handle體系是出現最早、應用最廣泛的一物一碼數字對象標識體系，可實現數字對象標識、服務和其他網絡資源的標識。Handle體系可容納大量實體，且允許通過公共網絡進行分布式數據管理。同時，Handle體系的頂層節點是平臺互通的，支持用戶自定義編碼。

Handle標識解析體系因其具備永久性、唯一性、可擴展、可兼容等特性。被廣泛應用于多領域，目前，在工業互聯網標識建設過程中也被廣泛使用[2]。

2.2 Ecode

Ecode編碼體系由中國物品編碼中心在2011年提出，具有自主知識產權，且擁有一套完整的編碼方案和統一的數據結構，可適用于物聯網對象的標識管理。在Ecode編碼體系中，采用一物一碼機制，通過中間件實現在感知層對二維碼、條形碼等異構數據的兼容接入;在應用層中，Ecode編碼還可兼容國際通用的Handle、OID等體系。

目前，Ecode編碼體系已廣泛的應用于我國工業制造生產的不同領域、不同應用場景。在產品溯源、防偽驗證、營銷售后管理等方面提供了重要支撐。

在2015年，中國物品編碼中心已發布我國首個物聯網國家標準GB/T 31866，而此標準中規定了物聯網對象的統一編碼規則內容，目前此標準已在中國物聯網領域內被廣泛使用[3]。

3 工業互聯網標識解析在工業協同中的應用

目前，標識解析體系已在供應鏈信息溯源、銷售防偽防篡改、質量認證、物流運輸等工業應用場景中使用。在工業互聯網標識解析體系建設中，標識編碼技術、解析技術、數據共享技術、標識載體技術等都是標識解析建設的重要部分。

在工業生產協同過程中，生產制造從采購原材料入庫，線上生產，包裝入庫、到物流出庫。除了生產過程不同環節、流程、工藝之間的人員協同、辦公協同，還需要IT&OT系統之間的數據和信息協同。

工業互聯網標識解析在工業協同中的應用，通過利用標識解析體系的統一標識，將生產制造過程中的物料編碼、工藝編碼、設備編碼、人員編碼、零部件編碼、產品編碼、包裝編碼、工序編碼等進行標識，首先實現“一物一碼”管理，將物理實體與虛擬數據綁定。同時，將完善的工業互聯網標識解析體系引入生產過程需要使用的應用系統中，通過標識解析技術，將所有標識及其所包含的標識信息在IT&OT系統中與相關數據進行標識綁定和數據采集。

在產品協同化生產過程中，當某個環節需要使用到不同系統中包含該產品/零部件/物料/工藝等信息時，可以從工業互聯網標識解析系統獲取到該產品相關的協同數據。

在工業互聯網標識解析引入工業協同生產過程中，技術上會涉及到數據的信息映射、標識語義分析、標識模型構建、區塊鏈智能合約、區塊鏈跨鏈協議等。在業務范圍方面，需要對不同行業、不同領域、不同標識對象的編碼規范進行整合，同時，需要對標識顆粒度進行定義和分析。在該過程中，需要對主動標識對象及被動標識對象進行調整和分類，需要將標識采集設備與標識對象與對應系統應用進行關聯，以便更好實施標識解析與應用系統協同。

為更好地利用標識解析共性實現工業協同化應用，除了對上述技術、業務等方面進行調研、梳理和研究。還需要構建完整的標識解析體系，擴大標識解析體系覆蓋范圍。體系的要義猶如典籍律法，只有滿足標識語義統一，才能更好推動工業制造過程協同與數據的高效利用。

4 遠景展望

近年來，工業互聯網的發展受到政府、企業、聯盟等廣泛關注，在政、產、學、研、用相結合建設模式推動下，工業互聯網建設呈現出良好發展態勢。

隨著業務需求不斷增加，企業為了完成數字化轉型升級，實現企業高質量發展。在不同工業場景下的標識應用要求越來越嚴苛。同時，基于企業已有信息化建設現狀，標識解析體系與工業協同制造融合，需要借助更好、更優的數據管理方案與信息技術。

目前，國內的標識解析技術應用研究任重道遠，在政策引領、技術支撐、業務推動下，更好地促使工業互聯網標識解析體系建設與發展。縱向上，通過平臺賦能，帶動區域企業轉型升級，借助標識體系搭建數據橋梁;橫向上，統一行業規范、推動行業高質量發展，構建產業生態，實現資源共享，數據互用[4]。

5 結語

隨著工業互聯網納入國家新基建戰略范疇，作為工業互聯網網絡建設之一的工業互聯網標識解析體系建設任重道遠。在新一代信息技術與工業制造發展的碰撞、融合中，業務驅動技術、技術帶動產業、效應提升品質、品質升華價值的工業新業態、新模式必將引領新的變革。時代在發展，技術在創新。在工業互聯、數據互通的時代，工業互聯網標識解析體系建設，作為實現跨系統、跨企業、跨領域的橋梁，打破了異構系統間的數據壁壘。為生產數據鏈條的全流程、全鏈路信息獲取提供支撐。通過在工業應用中引入標識解析體系及相關技術，實現生產過程各環節信息的精細化管控，實現工業關鍵信息數據共享，一定程度上實現數據的連續性與完整性。

參考文獻

[1] 任語錚，曾詩欽，霍如，等.新型工業互聯網標識解析體系探討與實踐[J].信息通信技術與政策，2019（8）：74-77.

[2] 曾鵬，劉陽.工業生產中工業互聯網標識解析技術應用研究[J].自動化博覽，2019（11）：46-48.

[3] 任語錚，謝人超，曾詩欽，等.工業互聯網標識解析體系綜述[J].通信學報，2019，40（11）：138-155.

[4] 陳文曲.工業互聯網標識解析創新應用展望[N].人民郵電，2019-12-19（6）.