近年來，隨著工業互聯網、云計算、大數據等新一代信息技術的發展和應用，作為數據獲取的感知和測量工具，儀器儀表地位日益提升，已經成為產業數字化轉型和高質量發展的核心和關鍵。但是儀器儀表行業多為中小企業，往往存在數字化水平參差不齊、產品編碼規則根據自身需要制定、生產過程重復賦碼等管理痛點；整個行業缺乏統一、有效的手段進行信息匯聚。隨著產業鏈的延伸，形成了一個又一個的信息孤島，難以實現儀器儀表產品的產業鏈數據協同。基于這樣的現狀，儀器儀表產業必須緊跟國家戰略，應用工業互聯網技術，實現企業之間的數據互通和產品各個環節的全生命周期管控。

本文提出通過應用工業互聯網標識解析技術，建立儀器儀表行業標識解析二級節點系統，統一儀器儀表行業的編碼，對接國家頂級節點和企業節點，實現儀器儀表全產業鏈的數據協同。這將有效促進儀器儀表的質量管理、重要產品追溯、產品全生命周期管理等的應用，支撐整個產業的數字化轉型和高質量發展。

1、系統架構
儀器儀表行業標識解析二級節點系統分為應用層、解析層、基礎設施層、邊緣層。系統架構如圖1所示。


圖1 儀器儀表行業標識解析系統架構

邊緣層主要是企業的各類信息系統與物理設備。信息系統通過數據集成工具，將數據提取到工業互聯網平臺。物理設備通過邊緣信息采集終端與設備的物理接口(如RS232、RS485、以太網、CAN總線等)對接，將各類工業協議轉換后提取設備實施工況信息傳輸至平臺。這可以實現并解決儀器儀表行業設備數據采集范圍、類型和規模等問題。所有的數據會通過平臺層進行收集和歸攏，從而實現海量數據低成本、高可靠的存儲和管理。

平臺層主要提供二級節點的基礎軟件支撐環境，包括標識業務管理系統、標識注冊解析系統，實現標識的申請、注冊、分配、解析、數據更新等標識解析相關業務功能，并與國家頂級節點連通。

基礎設施層提供云計算平臺的基礎硬件支撐環境。本系統采用自建智能磁盤控制器(intelligent disk controller，IDC)數據中心并應用第三方云數據中心，建立雙活數據中心的解決方案。

應用層為企業提供輕量化的應用(application，App)，結合基于工業互聯網平臺即服務(platform as a service，PaaS)平臺的應用管理和應用服務系統，面向儀器儀表的零部件企業、制造企業、檢驗機構和用戶企業等終端提供系統核心服務，包括供應鏈管理、產品追溯、生產制造管理等基于標識解析的集成創新應用。各類應用服務可以實現跨系統、跨平臺的互聯互通，從而支撐各類不同的終端設備訪問。

2、功能系統設計
儀器儀表行業標識解析二級節點系統主要包括標識注冊解析、業務管理和綜合應用服務等，向下實現與企業節點的互聯互通，向上實現與國家頂級節點的互聯互通，從而接入整個國家的標識解析體系中。其核心系統主要包括標識注冊、標識解析、標識查詢、數據管理、業務管理、運行監測等。

標識注冊主要包括工業互聯網標識編碼申請與分配、使用情況反饋、生命周期管理、標識有效性管理、標識分配使用情況信息收集以及標識關聯信息采集等，并提供標識注冊變更、刪除、實名審核、數據查詢、運營統計等服務。

標識解析主要為標識體系分配的標識提供公共解析服務，并響應對標識編碼的唯一性定位和標識基礎應用信息的查詢服務；同時，解析定位企業節點、企業信息系統等。另外，標識解析支持接入認證，保證解析過程安全可信。

標識查詢主要是查詢已注冊的標識信息，如對注冊的企業節點信息進行查詢。二級節點支持標識查詢，包括精準查詢和模糊查詢。另外，標識查詢支持權限控制管理，可根據不同角色用戶設置標識數據的查詢權限。

數據管理主要是對標識注冊信息、標識分配信息、標識解析日志、標識注冊或解析統計量等數據進行管理，同時圍繞業務開展基于標識元數據、標識主數據、標識應用數據的統計分析和數據挖掘。

業務管理主要是指儀器儀表行業標識注冊、標識解析相關的用戶管理、審核、統計展示等。其中，用戶管理包括對平臺管理員、企業用戶、審核員等的管理；審核主要包括企業節點相關法人資質核驗、自然人身份核驗、企業節點或自然人網絡接入資源(IP地址、域名)合規核驗和標識名稱合規核驗。

運行監測是對節點運行狀態的監測，主要包括兩方面。一是二級節點接受國家頂級節點的監測，同時將系統運行日志、運行監測狀態、安全狀態、異常情況等信息上報國家頂級節點。二是二級節點應監測其下所有企業節點的運行狀況，并要求所有企業節點接受國家頂級節點監測。同時，二級節點應要求其下所有企業節點將系統運行日志、運行監測狀態和安全狀態、異常情況等信息上報，并將收到的企業節點信息上報至國家頂級節點。

綜合應用服務主要為產業鏈企業提供基于標識解析的各種應用服務，如供應鏈管理、產品追溯管理和產品全生命周期管理等。

3、創新應用
儀器儀表行業標識解析二級節點系統，是制造、應用儀器儀表的企業和用戶獲得標識編碼注冊和標識解析服務的基礎。其既要支持本行業內部針對零部件、設備、產品等物理實體資源，以及算法、工藝等虛擬資源的標識注冊和標識解析，又要通過建立面向儀器儀表行業的標識數據接口標準和運行規范，實現跨企業、跨區域的數據整合，打通企業間信息數據孤島，實現儀器儀表制造行業標識解析集成創新應用。該系統支持各種對象的標識管理，包括零部件、設備、軟件、算法等對象標識的注冊、變更、解析以及信息管理等，支持用戶通過二級節點對企業、產品、設備等信息進行查詢或管理。

基于標識解析二級節點構建的儀器儀表工業互聯網應用，不僅包括供應鏈管理、全生命周期管理、產品追溯等典型標識應用，還可與智能化生產、網絡化協同、規模化定制、服務化延伸等工業互聯網的應用結合。它通過對儀器儀表領域的人、機、物進行唯一身份標識和解析，實現縱向、橫向和端到端的信息采集、信息關聯、信息共享。以下列舉了提供基于標識解析的供應鏈管理和產品追溯管理二種典型的創新應用。

3.1 供應鏈管理應用
通過儀器儀表行業標識解析二級節點系統的統一標識和數據共享，實現供應鏈上下游企業間產品信息的互聯互通。

企業的產品供應鏈管理主要涉及零部件采購、產品生產、產品銷售、產品售后四個主要環節。構建基于標識解析的供應鏈管理應用服務，能夠打破儀器儀表企業與上游原材料和零配件供應、下游終端客戶間的信息孤島與業務孤島，從而實現上下游企業供應鏈協同，集成產業鏈上各類企業的核心能力和資源，有效地規劃和管理產業鏈上的供應采購、生產運營、物流、信息流的融合。

供應鏈管理應用如圖2所示。

圖2 供應鏈管理應用

基于標識的供應鏈管理應用，可以實現產品從訂單形成、車間制造、成品入庫、銷售出廠到用戶接收的整個過程的控制和管理，從而降低庫存成本，提高生產效率，提升市場服務響應速度。

3.2 產品追溯管理應用
基于儀器儀表行業標識解析二級節點實現涵蓋企業從生產、采購、物流、財務到售后全生命周期的管理與數據采集，以及原材料、輔料和配件的全生命周期數據互聯、共享。

如果儀器儀表用戶在使用產品的過程中發現問題，可采用標識解析應用，通過產品標識反饋問題和建議，方便企業迅速采取有效措施，以實現產品的過程追溯。儀器儀表行業工業互聯網標識解析二級節點支持各環節各儀器儀表的有效數據采集；支持在企業內部實現原料、工藝、生產、配送等環節信息整合和產品信息追溯；支持對影響產品的質量因素和管理因素進行分析。

產品追溯管理應用如圖3所示。


圖3 產品追溯管理應用

通過對儀器儀表的各環節應用標識進行解析，可以統一標識。通過掃描整機二維碼就可以獲取該整機產品及相關核心零部件的信息追溯。使用標識解析下的產品追溯應用，為生產、倉儲及中轉提供統一編碼及解析規范。首先，在生產過程融入標識解析體系，對機器、產品、車間、班組等物理資源以及工藝、算法、數據等虛擬資源的身份建立標識，在生產環節實現標識賦碼及生產數據采集關聯，形成入庫數據。其次，將倉儲過程融入標識解析體系，在倉儲環節通過標識管理實現倉儲業務數字化智能化，由系統平臺統一管理生產任務單、倉庫入庫單、倉庫出庫單等單據，詳細記錄產品流向信息，為終端查詢提供數據支持與服務。最后，從原材料和零件到貨到產品出廠的過程中，企業內每一步工序都經過質檢環節上傳數據到統一的標識下，可根據標識解析出部件的質檢信息，便于質量追溯管理。

4、結論
通過在儀器儀表行業行業標識解析二級節點系統，對儀器儀表統一標識，不僅可以解決儀器儀表企業內部全生命周期管理過程中的信息互聯共享和內部集成，而且可以解決企業與企業之間、企業供應鏈之間的內外部集成，實現儀器儀表供應鏈系統與企業信息系統間精準對接，以及跨企業、跨地區、跨行業的產品全生命周期管理。這將促進儀器儀表產業設計、采購、生產、檢測、倉儲、物流、銷售、維護等信息有效共享，及時響應客戶需求，從而提升儀器儀表產品的競爭力，營造二級節點支撐下的應用生態。

作者：武麗英

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