工业互联网标识解析在智能终端维护服务上的应用实践

张永辉 刘伟 马岚 胡万里

(1.中国电信股份有限公司陕西分公司,西安 710075; 2.天翼云科技有限公司陕西分公司,西安 710075)

0 引言

我国已进入高质量发展的新阶段,数字经济蓬勃发展,创新成为了核心驱动力。2020年4月,国家发展和改革委员会初步界定了我国新基建建设的概念和外延,提出新基建是第四次工业革命的基石。其中,5G、云计算和工业互联网成为信息基础设施的核心。自2019年工业和信息化部发放5G商用牌照以来,经过近3年多的建设和运营,我国建成了全球最大的5G网络,无论是基站数,还是用户数,都成为全球第一。以“5G+工业互联网”为核心的应用,在全国各行各业蓬勃发展。

自2017年习近平总书记提出“深入实施工业互联网创新发展战略”以来,接入标识解析体系的企业数量、标识注册量均呈指数级增加,“5G+工业互联网”建设项目超过3 100个、工业应用程序(Application,APP)数量超翻番增长[1]。2021年,我国工业APP数量突破60万个[2]。工业互联网应用已经延伸到国民经济的各个行业中,在研发、协同、智造、服务等各个方面创造了新的模式和新的产业形态,为企业的数字化转型提供了新引擎,为国家数字经济的发展提供了新动能。

国有大型企业的电信运营商肩负着新基建建设的重任,同时也是国家数字经济发展的主力军。落实企业的高质量发展,推动工业互联网的创新应用,对于电信运营商有着重要意义。电信运营商处于信息产业这一行业,其自身的信息化能力较强,较早地开展了企业内部的数字化工作。随着国家工业互联网的相关标准的出台,尤其是标识解析体系的建设,运营商既要成为各行各业工业互联网应用推广的排头兵,也要推进自身工业互联网的应用。如何在企业内部应用标识解析,同时推动内部的工业互联网应用不断地迭代完善,形成标杆和示范,是电信运营商面临的重要课题之一,找准切入点尤为关键。本文从运营商的智能终端业务切入,尝试通过标识解析的应用,提升运营商这一业务维护服务的效率和能力,以期以此为突破口,逐渐以标识解析为基础,来实现运营商的资产数字化,推进企业的智能化运维。

1 工业互联网、标识体系的发展历程和企业数字化的发展要求

工业互联网的名称肇始于德国在2006年提出的工业4.0的概念。计算机技术、互联网技术和通信技术的发展融合,极大地促进了面向个人和商业用户的电子商务的发展,即消费互联网的发展。同时,这些技术开始逐渐向工业制造等行业应用融合和渗透,且不只限于单一的制造技术和企业内部,而是利用互联网技术进行产业链的连接,从而构建广义的工业互联网。

我国的工业互联网标准,从2016年开始制定1.0版本,到2020年完成2.0版本的标准发布,2023年3.0版的标准也将出台[1]。从最初的主要涉及工厂内网的架构和标准,逐渐到成熟的包含内外网标准的整体架构。这一标准借鉴了德国、日本和美国,逐渐同国际标准接轨,同时针对我国的实际情况,因地制宜地进行了改变。当前2.0版本的标准以数据、网络、安全为核心要素,从业务、功能、实施3个视图重新定义了工业互联网的参考体系架构[3],指导国内工业制造等行业的技术创新和产品解决方案研发,引导制造企业开展应用探索与实践。

工业互联网作为全新的工业生态、关键基础设施和新型应用模式,通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,正在全球范围内不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态,推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大[3]。作为工业互联网的数据核心,标识解析实施贯穿设备、边缘、企业和产业4个层面,对企业的数字化转型,乃至整个产业的数字经济的发展起到了关键作用。没有标识解析的贯通,企业也仅仅是做内部的信息化改造。工业互联网通过标识解析使得一个个如“信息孤岛”的企业,连接成互相连通的价值链网络,提升了整个产业的能力和效率。

工业互联网标识解析是工业互联网的中枢神经系统,是解决异主、异构系统间信息交换共享问题的关键技术。随着工业互联网的深入推进,采用公有标识对各类资源进行标准化编码成为实现信息共享、推进工业智能化的基础。2018年,国家标识解析——北京、广州、上海、武汉、重庆五大国家顶级节点上线运营。截至2022年4月,我国工业互联网标识注册总量已突破千亿大关,日解析量超过9 000万次,二级节点数已达180个,辐射范围覆盖27个省 (自治区、直辖市),34个行业,接入企业节点超过9万家[4]。国家工业互联网标识体系的建设为我国工业互联网可持续发展提供了强有力的支撑和保证。我国工业互联网标识解析平台如图1所示。

在国家“十四五”规划指引下,产业数字化进入了发展的快车道。企业无论大中小,都投身到数字化转型的浪潮中。其中,工业互联网的应用是支撑企业数字化转型的关键之一,尤其是应用标识解析,连通企业的上下游,实现平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸和数字化管理等多种新模式新业态[5]。电信运营商是通信信息行业的龙头企业,对下服务千家万户和百千企业,对上连接着通信设备制造、软件集成服务等供应商。如何将自身打造成为工业互联网应用的标杆,推动企业的进一步数字化转型,是当下面对的课题。

2 电信运营商智能终端的维护服务现状分析

电信运营商经过30年来的发展,从最初仅提供通信服务,到现今成为了综合信息服务的提供商。业务范围从简单的语音服务,到数据通信服务,以及复杂的系统集成服务,涵盖的服务丰富多样。运营商内部的信息化建设开展较早,无论是面向客户的受理和计费系统,还是面向维护的设备维护系统,以及内部的办公系统,都早早地进行了信息化改造,同时还在不断优化中。但这些信息化系统既存在“烟囱式”的各管一摊的问题,也存在并不能很好地服务支撑变化快速的市场产品的问题。其中,近几年来运营商针对家庭用户快速发展的智能家庭业务遇到的问题尤为突出。

智能家庭业务是在光纤宽带和5G的基础之上,针对家庭的智能服务需求而扩展出的服务,其中包括网络电视、全屋Wi-Fi、视频监控、烟感、安防、智能窗帘等智能家居服务。运营商采用了同宽带套餐打包、分期消费、签约赠送等多种模式将此类业务中的机顶盒、路由器、摄像头乃至智能家电提供给家庭用户。这一业务的规模发展,满足了广大用户对智能家居生活的需求,同时给运营商的服务延伸带来了诸多挑战。

图1 我国工业互联网标识解析平台示意图

首先是各类智能终端设备的维护服务的问题。智能家庭业务的终端品类众多,既有光猫、机顶盒等同宽带和电视业务强相关的终端,也有路由器、摄像头,甚至烟感、气感报警等智能家居服务设备。这些终端许多都是同运营商的业务一起捆绑销售的,用户在使用中出现故障时,第一时间会向运营商的客服申报故障。而运营商的维护服务主要基于光纤宽带线路,基本上对于用户此类的服务需求,既不能区分终端,也不能及时响应。

其次对于用户的长期运营来说,用户在享受智能家庭服务的同时,也存在着各类终端的使用生命周期的问题。面对当前激烈竞争的市场环境,如何能维系好、服务好老用户,在其智能家庭业务终端的生命周期末期,及时地更新服务套餐,提升和延长使用价值,值得关注。

当今,国企响应国家高质量发展的要求,积极推动企业内部的效能提升,精准管理企业面向用户的各类终端,从采购、入库,到销售、使用,进行全过程管理、全流程追溯。这对于运营商而言,能最大效度地利用好各类终端设备的成本支出,减少在终端成本使用上的“跑冒滴漏”。比如,中国电信某省公司仅在老旧光猫回收和翻新上,每年就能节省千万元的成本支出。

而运营商普遍的现状是对各类终端的管理只停留在采购到销售的过程管理,一旦销售给用户以后,除了光猫可以通过远程系统诊断和维护之外,其他终端无法提供主动服务。而且这样的管理也只是在企业的内部,同上游的供货商也没有及时的互通。因此,对于用户而言,各类智能家庭终端的维护服务存在流程不畅、响应不到位、感知不好等问题。

通过工业互联网的标识解析的应用,建立贯通供应链的终端管理系统,可提升运营商针对终端设备的全流程追溯及管控能力和客户终端的服务延伸能力,从而为各类资产数字化管理和智能运维找到关键的解决路径。

3 基于工业互联网标识解析体系的智能终端追溯管理和维护服务应用平台设计框架

通过以上分析,以智能终端全流程追溯管理为切入,是运营商在本企业应用工业互联网较好的实践途径。这既不会触及到运营商原有的信息化系统的核心,造成企业内部工作流程和机制的较大改动;也可以尽快地应用基于标识解析体系的工业互联网技术,对自身业务的发展也有较强的帮助,并且对以后企业内部的数字化提升,提供经验和路径。

图2 智能终端全流程管控系统逻辑架构图

基于对目前运营商的智能终端的业务现状的分析,设计的智能终端追溯管理和维护服务应用平台,主要是基于国家工业互联网标识解析二级节点打造数据融合设备应用服务平台解决电信体系终端设备的统一标识及全流程追溯问题。将5G、物联网与标识解析相结合,打造主动标识(物联网卡、5G传感设备等主动标识载体)应用场景,提升像万兆光猫、Wi-Fi 6路由器之类的贵重终端设备的全流程追溯及管控能力。通过标识赋码,建立可信流通体系,提高供应链协同数据的实时性和准确性,实现产品全生命周期的可视化、透明化管理,建立可信流通体系,解决溯源难和存证难的痛点,实现设备唯一标识,打破传统时间、空间限制,打通人、机、物、法、环全过程信息,实现可信数据采集与管理。平台主要分为运营后台、业务中台、应用前台,各层平台主要依据业务、数据、管理层面进行功能划分。功能共包含3个业务流程:一是终端厂家与地市电信采购业务的终端设备流向跟踪应用;二是地市/区县/库位/装维人员等电信侧内部管用终端设备的申领管理过程;三是终端设备在用户安装后的产品信息可通过终端设备在标识解析平台注册的唯一标识码,查询产品信息及完成设备签约维保流程的业务。

设计平台的目标是构建终端全流程追溯管控系统,通过一物一码实现终端精细化管控,通过还原终端管理流程,找出各个环节中存在的问题,找准问题根因并使用简单、快捷的手段解决。围绕终端流转核心业务,实现对终端的有效管控,对具体位置、工作效率做到心中有数,推进信息可视、增强终端客户粘性,充分利用公司现有数字化成果,整合信息资源,优化终端全生命周期管理业务流程,实施大数据分析,全面掌控终端数据,为各级管理者提供管理支持,实现终端数字化管理,提升企业设备管理与运维水平,助推企业降本增效。此次实践试点单位为中国电信股份有限公司陕西分公司下的榆林公司,后续成果验证期结束后推广至陕西全省乃至集团使用。本文所提到的终端主要指固网终端和泛智能终端,固网终端主要包含光猫、机顶盒;泛智能终端主要包含路由器、摄像头等。此次智能终端全流程管控系统的逻辑架构如图2所示。

4 建设实际应用案例和效果

完成智能终端全流程管控系统的架构设计后,针对其在中国电信榆林公司的试点进行实地调研。梳理核心的终端追溯流程,从供货商到省公司,再到市、县公司的营业销售,最终到用户,贯穿全部流转的过程。其中,关键的应用点是如何在不涉及公司内部应用系统的情况下,打通工业互联网标识在公司各节点中的使用,并最终服务于终端用户和后期的维护服务。先期釆用外挂的方式来实现,最终目标是完全切入公司原有的生产系统。其中,公司的采购、备货、发货、收货流程如图3所示。

图3 采购、备货、发货、收货流程图

面向终端的使用用户和装维工程师,智能终端全流程管控系统的前端采用了多种灵活的终端接入方式。用户主要是通过微信来对智能终端进行标识二维码的扫描,激活终端的质保,并获取终端的使用电子说明书及相应的视频介绍,这一功能极大地方便了用户在设备使用过程中获取相关的使用和维护帮助。终端用户通过扫描二维码,以进入维修报账功能进行故障申报,装维工程师在接到障碍工单的同时,会获取到相关终端的信息,从而帮助工程师能够更多地了解用户的信息,提升修障效率。智能终端全流程管控系统业务前端的数据采集如图4所示。

通过在榆林公司实地系统上线运行,从智能终端出入库,一直到用户安装使用的每个场景都通过标识解析贯通一起,极大提升了管理的精确度,实现了终端出入库的智能化,用户界面的无纸化,运行维护的精准化。系统上线运行一个月后,管理泛智能终端进入业务流程流转,完成从地市采购、终端备货、区县申领到装维的一体化流程,各级单位申领终端、终端维护更换流程从原来的数天,缩短到半天。接下来,中国电信榆林公司计划让系统进一步向企业内部重要的设备资产延伸,扩大管理范围。

基于国家标识解析体系的智能终端追溯管理和维护服务应用平台的上线,使得每一台设备从入库开始就拥有唯一标识,溯源的源头可查可溯,可实现设备的数字化入库出库;使得每一台设备的出库与最终使用场景进行匹配领取,出库、装配、服务、售后全流程留痕,提升了设备的精确管理和精准服务。智能终端全流程溯源管理使每一个环节透明、可查、可溯,使每一次服务(维修更换)精准、可视、可追溯,在提升运营商管理效率的同时,极大地促进了服务能力的提升。

5 结束语

工业互联网技术的应用不仅仅是一家企业内部的数字化转型,而是通过现代信息技术的融合应用去连通企业所处的行业链,从而提升全要素的生产力,构建这一行业的数字化转型,乃至整个产业和经济社会。以标识解析为基础的工业互联网技术的应用正在推动国家的产业升级和高质量的发展。本文是电信运营商在服务化延伸和数字化管理方面的工业互联网应用实践,通过描述运营商基于标识解析体系的智能终端管理系统的应用实践探索,期能通过工业互联网这一技术的实践,来推动企业内部的数字化转型,同时引领围绕运营商的行业链加快工业互联网的应用协同。目前,本文所述基于工业互联网标识解析体系的智能终端追溯管理和维护服务应用平台实现的功能仅仅是用户终端的服务管理,未来将探索延伸到企业内部核心设备和资产的管理维护,比如交换设备、服务器、光缆等。另外,将数字化管理扩展到企业的上游供应商,形成协同服务链,以节省成本,提升效能;增加重要资产的主动标识能力,以及碳溯源和节能管理,都有值得研究和探索的方面。

图4 业务前端数据采集示意图