工业互联网标识解析体系在建筑材料行业的应用

李涛

（农业农村部信息中心，北京 100125）

随着新基建战略的提出，工业互联网作为重点发展的七大领域之一已经上升到了新的高度。其中，工业互联网标识解析体系作为工业互联网的重要组成部分，是实现工业互联网互联互通的桥梁，其作用类似于互联网领域的域名解析系统（DNS）[1-2]。通过对设备、配件、原材料、产品等物理实体以及工单、算法、图纸、订单等数字实体赋予一个唯一标识，并借助工业互联网标识解析体系，就可以实现跨地域、跨行业、跨企业、跨系统的信息查询和共享[3-5]。

通过工业互联网标识解析体系，根据标识编码查询目标对象的相关信息，如对机器和物品进行唯一性的定位和查询，实现产品追溯、供应链协同、产品全生命周期管理、防伪防窜、仓储物流以及智能化服务等创新应用场景[6-8]。

1 工业互联网标识解析体系在建筑材料行业中的应用设计

1.1 建筑材料行业互联网标识解析二级节点平台建设

依据工业互联网标识解析体系二级节点建设导则进行建筑材料行业工业互联网标识解析二级节点建设。二级节点主要由6 个子系统组成，分别是标识注册、标识解析、业务综合管理、标识监测、标识数据同步、注册代理和解析代理子系统。标识解析二级节点上接国家顶级节点，下接多个企业节点，形成了工业互联网标识解析体系[9-11]。

标识注册子系统：主要通过注册协议，提供企业前缀及产品标识的后缀注册变更、数据查询等服务，同时为各企业提供API接口，便于企业实现二次开发应用。

标识解析子系统：主要通过Handle 与DNS 解析协议，实现标识对应地址与元数据的解析，兼容Handle、OID、Ecode 等体系[12-16]。

标识注册代理子系统和标识解析代理子系统：主要通过HTTP 协议，使用REST API 标准，分别实现标识的注册、解析功能，便于系统的快速接入。

标识数据同步系统：主要将标识数据从标识注册系统中实时发送到标识解析系统，来实现标识信息的快速更新。

标识监测子系统：主要通过安全技术与监测技术来保障标识解析节点的可靠运行和监测。

业务综合管理子系统：支撑二级节点业务开展，如企业用户注册、标识分配、统计分析以及服务API接口。

基于二级节点功能架构构建建筑材料工业互联网标识二级节点平台，平台总体架构如图1 所示。

图1 建筑材料工业互联网标识解析二级节点平台总体架构

从功能架构来看，平台总体架构主要由感知层、网络层、数据层、应用层以及API 接口构成；从结构来看，其主要由二级节点安全体系、企业标识解析节点系统和安全管理规范等组成。

建筑材料二级节点是该行业生态链上的企业和用户获得标识编码注册和标识解析服务的基础。其既要支持该企业内部针对原材料、设备、产品等物理实体资源，以及算法、工艺、配方等虚拟资源的标识注册和标识解析，又要通过建立面向行业的标识数据接口标准和运行规范，实现跨企业、跨区域、跨系统间的数据整合、关联和指引。基于建筑材料工业互联网标识解析二级节点平台在标识解析的基础上进行创新应用的设计开发，为企业提供包括产品溯源认证、供应链管理、产品全生命周期管理、安全生产管理、能源监测分析、智能化设备管理等创新应用服务。

1.2 基于二级节点平台的创新应用设计

基于二级节点平台的建筑材料行业的创新应用十分广泛，涉及生态链上、中、下游的各企业，可以开展企业间的协同应用。通过标识解析二级节点以及二级节点下的企业节点，打通生态链上各企业的应用系统，如ERP、MES、PLM、CRM、WMS 等，实现产品追溯、供应链协同、产品全生命周期管理、防伪防窜、物流仓储管理、售后维护等创新应用场景。创新应用总体框架设计如图2 所示。

图2 基于二级节点平台的建筑材料行业创新应用总体框架设计

1.2.1 产品追溯应用场景

基于工业互联网标识解析体系，利用物联网、区块链等新兴技术，通过对物品赋予唯一可信的“身份证”——标识码，实现产品全生命周期追溯和实时监测的过程精细化管理。产品追溯应用场景如图3 所示。

图3 产品追溯应用场景

第一步：根据水泥物资分类与编码标准，对每单位的水泥进行唯一标识；

第二步：由企业级标识节点向标识解析二级解析平台提供标识注册申请，完成产品编码注册ID；

第三步：查询产品溯源认证信息时，登录系统提交查询请求，并提供产品附带的二维码标签、条形码标签或者电子标签；

第四步：查询到具体的溯源认证信息；

第五步：企业可对获取到的窜货数据进行进一步分析处理。

对于企业而言，促进了企业之间更实时、高效、准确、可靠地实现生产和质量管理；对于国家而言，有利于维护建材行业的市场秩序，打击建材市场中的假冒劣质产品；对于消费者而言，产品溯源认证系统为其提供了便捷的验证服务，消除了消费者的后顾之忧。

1.2.2 供应链协调管理应用场景

对建筑材料供应链上、中、下游的原材料和半成产品等物理实体，在生产、流通、销售等不同生命周期阶段的数据在建筑行业标识解析二级节点平台进行注册。这样，将同一物品在不同阶段产生的数据进行关联，实现产品在不同阶段、不同系统产生的异构数据的共享，从而为实现企业供应链的采购协同、物流协同、销售协同等应用提供技术手段，进一步为企业间的信息能够及时共享，减少沟通过程，降低沟通成本，提高协同效率。供应链协同管理应用场景如图4 所示。

图4 供应链协调管理应用场景

第一步：整合建筑材料行业具体企业的供应链上下游企业资源，包含供应商、建筑材料生产商等，对供应链体系中涉及到的生产资源信息进行汇总；

第二步：根据标识编码规则完成供应链体系中相应资源的标识编码，并在标识解析系统中进行注册；

第三步：将上述资源信息在供应链协同管理系统中完成解析、配置。

通过对供应链协同管理模式进行创新，可实现低库存率、低成本、快资金周转、高响应效率、高稳定可靠性；通过降低供应链运营成本，提高按时交货率，缩短订货周期，提高整体竞争力，促进传统制造向服务型制造转型升级，打造新型全价值链生态圈，重塑产业链、供应链、价值链。

1.2.3 产品全生命周期管理场景

基于工业互联网标识解析体系，从订单下达到生产、制造、加工完成，从销售订单发货、物流配送再到用户停止使用，产生了大量的数据，这些数据分散在企业各类制造系统及销售服务系统中。通过对产品赋予唯一标识身份，将产品全生命周期的各个阶段进行关联与绑定，如设计阶段、生产制造阶段、销售物流阶段以及消费使用消亡阶段，从而提供产品全价值链的数据管理，并应用于产品防伪追溯、设备健康管理、售后运维服务、在线营销等各个方面，帮助企业实现对产品全价值链的分析与管理。产品全生命周期管理应用场景如图5 所示。

图5 产品全生命周期管理应用场景

第一步：对产品对应的订单、工序、物料、原材料等进行打码标识；

第二步：在标识解析系统中注册上述产品标识码；

第三步：对产品生命周期开始阶段的产品设计、生产制造、质量检测等流程的数据进行标识编码；

第四步：对产品生命周期的中间阶段，运输、物流、客户使用、维护/维修等过程的数据进行标识编码；

第五步：产品报废、再使用和处置等产品生命周期结束阶段，通过对产品或部件的数据分析，决定产品的处理方式。

通过对产品各个阶段生命周期的关联与打通，实现数据的集成共享，提升企业在产品数据共享管理和产品追溯管理等方面的能力；从而实现产品全生命周期管理，提高生产作业效率，降低企业成本。通过产品唯一标识码，可以查看产品生命周期内的所有状态，从而协助管理部门改善决策，优化设计，提升产品质量。

2 结束语

该文通过对建筑材料行业现状的分析，提出基于工业互联网标识解析体系构建建筑材料行业的二级节点平台，基于二级节点平台进行创新应用设计，包括产品追溯应用场景设计、供应链协调管理设计以及产品全生命周期管理设计等，为今后建筑材料行业的创新应用提供了理论依据。