軌道交通行業基于Handle體系的標識解析應用研究

吳志強 李國慶 張玉魯 牛才華

（北京國信會視科技有限公司 北京市 100102）

1 引言

隨著互聯網、工業APP 技術的發展，“中國制造2025”戰略的推進，工業互聯網成為支撐制造強國戰略的重要載體，國內已有數百家龍頭企業開展了平臺建設。

標識解析體系是工業互聯網的重要組成部分，是數據互聯互通的神經樞紐[1]。為繼續推進標識解析體系建設，工業和信息化部于2021年1月印發了《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》，引導企業建設二級節點[2]。據信通院數據顯示，我國已上線標識解析二級節點134 個，覆蓋23 個省區市28 個行業，接入企業超過15000 家，標識注冊量突破200 億，日均解析量達到1200 萬次。不到半年時間超額完成到2023年標識注冊量超過150 億的目標，發展趨勢迅猛[3]。

國外存在多種標識解析技術，包括標識碼（Handle）、對象標識符（OID）、國際物品編碼（GS1）、泛在編碼（Ucode）、產品電子代碼（EPC）等技術[4]。我國自主研發的物聯網統一標識（Ecode）技術，適用于工業互聯網任意對象的編碼解決方案，它突破了各系統間的信息壁壘，滿足跨平臺、跨行業多類型應用需求。Handle 系統是全球范圍的分布式系統，具有唯一性、兼容性、可擴展性、無長度限制的特點。基于國際地位、我國有根節點、政府推薦等原因，國內主要應用Handle 標準體系。

2 研究內容

軌道交通行業產業鏈長，供應商多，流水線作業對生產排程、產業鏈協同提出了更高的要求。信息化建設初期，因缺乏統一規劃，編碼體系尚未形成統一標準，導致系統異構、數據多源、一物多碼、數據重復采集、數據流轉不暢、信息不完整等問題，難以實現數據溯源。此外，產品零件眾多（百萬級），編碼不統一，嚴重制約產業鏈工作協同效率。

本文通過研究標識解析體系突破跨系統、跨企業、跨行業數據融合技術，利用工業互聯網平臺能力搭建軌道交通行業二級標識節點，實現行業生態相關主體元素的標識統一管理。同時，基于行業應用場景創新業務發展能力，實現行業應用創新。

3 架構設計

3.1 定標準、建體系

針對軌道交通行業標識解析體系的現狀和發展趨勢，充分研究標識規則與解析規則，按照“定標準、建平臺、享成果”的指導思想開展建設。

標識編碼應用Handle 技術，由全球統一管理的Handle 前綴（企業唯一編碼）和企業自定義編碼兩部分組成，通過“/”分開，格式如圖1所示。

圖1：標識碼格式

標識對象分為實物標識（Ph）和虛擬標識（Tw）兩類，實物標識包括列車（Tr）、物料（M）、設備（E）、廠房（P）等，虛擬標識包括信息系統（Is）、仿真模型（Sm）、業務數據（Bd）、任務名稱（Tn）、電子文檔（Ed）等。

統一編碼標準，并讓標識碼具有良好辨識度。例如，列車車型+列號方式，可通過標識碼辨識車型及列號。標識碼格式如表1所示。

表1：編碼格式

3.2 系統架構

標識解析平臺包括制造商注冊、標識注冊、標識管理、標識解析、統計分析和數據監測等功能，向上與國家頂級節點連接，向下連接企業信息系統，系統架構如圖2所示。

圖2：系統架構圖

以標識碼為載體，依托標識解析平臺系統建設，貫通研發設計鏈、營銷鏈、供應鏈、智造鏈、資源財務鏈、運維服務鏈，實現全壽命周期全產業鏈數據追溯。

標準化注冊制造商用戶注冊、物料編碼注冊（一個物料編碼對應一類物料，可能有多家制造商供應）、物料編碼對照（物料編碼與制造商關聯）、制造商產品標識注冊（生成制造商自有標識碼）等流程。例如，編碼“36036010008” 是“差壓閥（DP5 型）”，由供應鏈牽頭單位填寫物料分類、材質、規格型號等屬性，并完成物料編碼注冊。企業代碼為“10”和“11”的企業分別通過物料編碼對照功能關聯企業標識。企業代碼為“10”的企業通注冊標識碼86.109.10/36036010008.序列號/批次號。若企業代碼為“11”的企業也供應該物料，則注冊標識碼86.109.11/36036010008.序列號/批次號。

標識解析系統支持按標識碼、物料編碼/序列號等屬性組合高級搜索，可根據錄入信息動態模糊匹配，準確定位目標物料標識碼，實現快速搜索，解析物料基本信息、物流信息、采購訂單等業務系統數據，實現物料數據追溯。

標識解析系統支持按列號、車型、配屬局或車輛標識碼等信息模糊搜索，解析列車相關信息，實現列車全壽命周期、全業務數據追溯，如圖3所示。

圖3：列車數據追溯界面

3.3 數據架構

因標識解析平臺的建設晚于既有業務系統的建設，在不同的信息系統中已經存在了列車、物料、設備等信息，且各系統中已有自己的編碼。系統間存在同一實物編碼不一致情況，無法實現統一數據查詢。為解決老數據與新標識碼數據對標問題，需建立企業級大數據平臺，集成各系統數據，實現統一標識碼與各系統既有編碼轉換，為產品全生命周期數據追溯奠定基礎。

通過既有系統改造，打通數據路由，實現數據定位、數據追溯等。各既有系統數據與標識平臺標識碼對標，建立既有系統編碼與標識碼的映射關系。各既有系統與標識碼相關數據索引存入大數據平臺。

產品在不同階段，不同系統分別存儲不同的信息，例如設計信息在PDM 系統，采購信息在ERP 系統，物流信息在WMS 中，檢修信息在MRO 系統。所有系統數據通過大數據平臺中間表建立與標識碼之間的對應關系，含信息系統、模塊名稱、數據存儲位置等，如表3所示。

表3：標識碼對照關系表

當用戶檢索某一標識碼，則通過大數據平臺數據索引檢索該標識碼對應的系統及數據存儲位置，并以統一界面形式展示查詢結果。

4 創新應用效果

4.1 貫徹標準

（1）研究制定軌道交通行業標識規范及標準，編制了標識解析產品標識編碼規范、制造商編碼規范、基礎物料分類規范等，建立標識解析體系，統一行業產品標識標準，從數據源頭上實現標準化[5]。

（2）基于統一標準開展標識解析二級節點的建設，通過貫標實現軌道交通全產業鏈、全生命周期數據互聯互通。

（3）通過打造集成創新應用新模式示范，實現供應鏈協同應用集成，有力帶動了其他場景應用創新。

4.2 應用場景

在標識碼注冊前，通過送貨單物料信息關聯供貨計劃、采購訂單等業務數據；注冊標識碼后，通過標識碼串聯送貨、收貨息、入庫、物流、裝配及檢修等信息。供應商按照物料編碼標準補充“供貨計劃”中的序列號/批次號，注冊生成物料標識碼，打印并張貼在物料包裝箱上，實現實物標識。通過掃碼標識碼，實現掃碼卸車、掃碼收貨、掃碼入庫、掃碼上架和掃碼檢修等業務。通過標識碼打通設計鏈、供應鏈、制造鏈和服務鏈，實現了端到端運輸配送全過程監控、產供銷協同、精益配送，有效降低倉儲物流管理成本，流程如圖4所示。

圖4：供應鏈協同創新應用場景

通過基于標識解析的供應鏈協同創新應用，向上與研發、設計鏈關聯，向下與制造、服務鏈關聯，從數據源頭實現了數據標準化，提高了產業鏈數據共享、業務協同和物流溯源等能力[6]。為延伸標識碼使用場景，標識解析APP 增加了物料信息追溯、設備信息查詢、物料質量檢驗等功能。

5 實踐經驗總結

表2：數據索引結構

標識解析技術是解決“信息孤島”，實現數據匯聚的有效手段。標識解析體系通過標識碼（條形碼、二維碼、RFID 等）為實物和虛擬對象賦予唯一標識，突破信息壁壘，實現跨系統、跨企業、跨行業數據互聯互通、數據溯源、數據挖掘分析，為提高產業鏈工作協同能力及賦能企業轉型奠定基礎。標識解析是一個新興的概念，尚處于摸石頭過河階段。現將實踐經驗及問題總結如下。

5.1 經驗總結

標識解析體系建設是一個系統工程，需要多個部門配合，一把手親自掛帥，能夠更有力的推進建設進度。

主數據是標識解析的核心，首先要重視主數據的分類和梳理。按照“標準先行”的指導思想，先研究制定規范及標準，再逐步實施標識解析系統建設。

為提高標識解析系統建設成功率，采用試點先行，逐步推廣的策略。選擇合適的應用場景，先行示范，引導帶動其他應用場景的推廣[7]。

5.2 存在問題及對策

標識解析系統應用前部分物料、設備已張貼了條碼或二維碼。兼容老碼是一個必須解決的問題。按照不同標識對象分類設計不同的解析規則，實現原碼與標識碼轉換。

部分企業對數據安全問題存在顧慮，不希望將數據放在互聯網。通過權限控制和加密技術實現不同類型用戶顯示不同的結果，可以在一定程度上緩解數據安全問題。

因企業信息化水平不同，標識數據未延伸至整個產業鏈，產品數據存在斷點。標識解析體系的建立，僅靠一個組織是不夠的，需要全行業共同努力，促進標識體系建設和發展[8]。

零散部件難以張貼標識碼，小部件（10mm 以下）。從管理上通過材料帕累托分析法重點管理資金占比較大的物料，從技術上尋求新突破。

6 未來展望

源頭注冊，一碼到底，多維應用。標識信息共同維護，共享數字紅利。標識解析應用逐步向社會服務延伸。乘客可掃碼訂外賣、訂票、查到站情況，業主可掃描獲取技術支持，配件采購等服務。

通過產品全生命周期數據積累，基于知識圖譜技術改進產品質量追溯功能，為分析產品問題原因，提高產品質量，提供可靠分析數據[9]。

對零散部件、小微部件存在標識碼張貼困難等問題，期望從技術方面突破微碼技術、水印技術，替代實物標簽，應用智能識別算法，無需另行打印張貼條碼或二維碼，實現通過APP 掃描識物解析。

7 結束語

標識萬物，萬物溯源，服務產業互聯是標識解析體系建設的目標。標識解析體系目前尚處于起步階段，還需要政府、協會、企業共同發力，形成合力，共同推動產業鏈發展，為工業互聯網建設保駕護航，助力中國工業企業轉型。