基于工业互联网二级解析节点的标识数据服务应用研究

沈梦姣，王会成，张厚君，张潮阳

（1.嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314036；2.新凤鸣集团股份有限公司，浙江 桐乡 314500）

0 引 言

当今世界，已进入第四次工业革命时代，决胜第四次工业革命的重要技术支撑之一就是建设工业互联网，它是将新一代信息技术应用到传统工业生产的创新科技成果。中国在遗憾错失前三次工业革命后，迎来了弯道超车的转机，工业互联网已连续四年被写入政府工作报告，足见国家政府对其的重视程度。工业互联主要是实现工业制造领域，对人、机、物、系统等的全面连接，要想实现如此复杂、庞大的互联互通，技术核心之一就是工业互联网标识解析体系。

本文以化学纤维行业为应用领域，研究工业互联网标识解析体系，研究基于标识解析的二级节点建设，并在此基础上研发标识数据服务应用。从行业层面实现化纤及其他相关企业信息编码的统筹规划、集中管理、统一标识、共建共享与全流程管控。

1 现状分析

化纤行业作为我国的重要支柱产业之一，近年来，以新凤鸣、桐昆等为首的化纤行业龙头企业，一直致力于工业互联网建设，积极融入国家工业互联网体系。特别是，化纤产业的产业链条较长，区域跨度大、产业协同性强，因此对于统一标识的需求愈发强烈。许多化纤企业都开展了统一编码的相关工作，但由于在产品研制生产管理模式、信息化建设、标准化工作基础、信息化实施程度等诸多方面存在差异性，统一编码工作缺乏行业标准，造成行业内各企业编码标识呈现多样性与不完整性。企业之间经常出现“一物多码”现象产生，对化纤行业的供应链管理、重要零部件追溯带来了巨大困难。

总体来说，当前化纤产业的标识解析体系建设存在以下几个突出问题。

没有实现产品全生命周期的一体化集成管理。化纤产品的全生命周期涉及采购、生产、物流等数十个环节，而企业出于人力、财力、物力等综合因素的考虑，往往会选择从严重卡脖子问题的地方开始改造，所以“信息孤岛”必然存在。

各企业之间没有统一编码规范。由于长期以来，各化纤及其上下游企业，各自开展工业互联网和标识解析建设，所以各企业制定各自标准，导致企业与企业之间无法对标，数据自然也就没有办法实现互联互通。

没有实现行业内的数据共建共享。尚未形成一个工业互联网标识解析的二级节点，是可以在化纤及其上下游企业、行业内，甚至是多个相关行业之间的数据共享的，这也在一定程度上限制了化纤行业的数字化进程。

综上问题，建设化纤行业的工业互联网标识解析二级节点平台，实现基于二级解析节点的标识数据服务应用势在必行。

2 化纤行业的工业互联网标识解析二级节点平台

本项目是由新凤鸣集团牵头建设的化纤工业互联网标识解析二级节点，部署在浙江省嘉兴市，接入上海国家顶级节点。二级节点项目的建设主要由三个部分组成。包括制定管理规范、实现基础功能、打造行业级应用。项目总体架构如图1所示。

图1 项目总体架构图

2.1 二级节点管理规范

管理规范主要包括三个部分，其为技术标准设计、编码规则设计和管理规范及运营规范制定。其中技术标准采用行业主流标准体系Handle 解析体系，在handle 体系中，解析是一个标识输入—请求—发送至网络服务以返回特定输出结果的过程。返回的结果为一条或多条与被标识实体相关的当前信息；在编码规则上，依据Handle 码的编码规则，对行业实际使用的一些规则进行了限定，提出相关的编码唯一性字段。Handle 码=Handle 前缀/Handle 后缀，其中Handle 前缀=数字串0，数字串1，数字串2，…数字串，每个等级前缀以分隔符“.”做区分。Handle 前缀由目录指示器加上注册者代码组成。两者应用句点分开。其中目录指示器为10，而注册者代码作为前缀的第二部分，是具有唯一性的字符串。注意，注册者代码可以根据实际需要，再分为若干子部分。Handle 后缀字符串是分配给注册者自己去选定的，长度不限。根据化纤企业的实际业务需求，对物料基本属性和相关业务属性进行统一编码。在化纤产品制造的全生命周期中，申请部门确定物料的基本属性及所属类别，获得该物料的唯一编码，此后的采购流程、检验试验流程、入库领料流程均采用该编码唯一确定该物料；在管理规范及运营规范制定方面，主要是对数据和接口的管理。因为数据以及接口类型多种多样，在这里依据数据源进行了分类，分成了数据库相关接口、本地方法接口以及第三方的接口，对不同接口进行分类管理。用数据库表对每一个接口记录一条数据，实现接口的可视化。并对接口的调用情况生成日志，存于数据库中。对数据的故安全性方面，实现数据上云，用云计算环境保障数据安全。

2.2 二级节点功能系统

在搭建基础的软硬件设施的基础上，实现标识注册解析能力、标识代理服务能力、业务综合管理能力和数据同步能力。标识注册解析：为接入的企业提供标识注册的功能。企业的注册标识可以由企业自行进行管理，平台提供API接口，让企业开发自己的移动、PC 端的标识管理软件。企业级信息的维护，首先会将产品/设备的标识与信息存放地址标识之间的映射关系更新至企业标识管理系统，然后会提交至标识服务节点系统。企业内部信息的维护，只涉及企业标识管理系统。注册后的标识需要通过标识解析查看元数据。所以需要构建工厂内部的标识采集、数据解析等基础设施，将分散化的物理生产单元相互连接。标识解析系统依据标识获得标识关联对象地址，数据服务器依据关联地址返回一条或多条实体信息；标识代理服务：标识代理的标识查询与检索、标识统计与分析等服务通过C/S和B/S 两种结构进行集成；数据同步：建设大数据平台，并利用标识解析系统科学高效地进行工业标识数据的管理。这里需要理清公司内部数据和外部数据。实现外部数据常态化的共享服务，实现内外部数据快速的同步共享；为获得大量数据同步时系统的稳定性，利用断点续传和水平分割技术来建立同步机制；业务综合管理：通过统一的标识解析系统，将各个过程多元异构信息整合到一起，能够对上打通对接我国标识解析顶级节点，对下对接企业，为企业进行标识分配和审核的重任。

2.3 行业级应用能力建设

面向跨行业，建设形成综合型工互联网标识解析二级节点应用能力。应用能力应包含产品质量追溯、供应链管理、产品全生命周期与设备管理、化纤设备远程运维、供应链金融服务、基于全生命周期数据关联的化纤产品设计、化纤产品智能仓储物流新模式、化纤产品跨企业质量管理模式、跨企业MES/ERP 系统集成、网络化协同制造新模式、生产计划的跨企业协同新模式、生产调度的跨企业协同新模式、产品外观在线检验、产品价格趋势预测、装备物联数字孪生等。

3 标识数据服务应用

为便利企业接入工业互联网标识解析二级节点平台，享受标识数据服务应用，企业在PC 和移动端开发了标识数据服务应用。

3.1 核心技术

标识数据服务应用是基于部署在浙江省嘉兴市，接入上海国家顶级节点的新凤鸣化纤工业互联网标识解析二级节点建设的。该节点直接向Handle 根节点申请注册前缀标识，建设二级标识解析节点，成为化纤行业识解析公共服务节点。标识数据服务应用实现了PC 版本和移动微信小程序版本，需要用到前端和后端两个部分的技术，前端的核心技术是微信小程序、网页Web 开发，前端核心框架包括WeUI、Vue、Element UI 等，后端采用Java 开发接口，框架使用SprintBoot、MyBatis。

3.2 应用核心功能

在完成了二级节点建设基础之后，考虑到部分化纤企业规模有限，不能构建自己的标识管理软件，也为了便于企业接入本二级节点，研发了标识数据服务应用。

在应用研发之初，研发团队与拟接入二级解析节点的化纤产业链上下游企业进行充分沟通，探索标识数据在化纤行业的可应用场景，最终第一个版本明确了包括企业接入（注册、配置）、标识管理（标识模板、标识录入、标识解析、标识查询、解析记录）、统计分析、系统角色和权限管理、标识数据服务（本次版本仅包含设备巡检服务）在内的应用功能。具体应用主功能模块如图2所示。

图2 标识数据服务应用功能模块图

（1）企业接入（注册和配置）：这个功能主要是方便企业接入标识解析应用，并为企业提供标识解析应用小程序个性化的一些定制。具体包括支持注册账户、注册企业前缀、登录（含第三方登录）、支持身份验证和权限控制。在个性化定制方面，主要是在PC 端实现了各类针对小程序的配置功能。包括：支持首页轮播图的新增编辑和修改；支持企业子菜单的定制，其中“首页”“注册”“关于”为固定菜单，无法配置，但是支持配置包括“销售考勤”“轨迹查询”在内的其他子菜单；支持配置小程序详情页，包括企业Logo，顶部轮播图，“公司”“品牌”“产品”等信息项的配置等。

（2）标识管理。支持标识解析、标识查询、标识记录、标识录入和模板新建。其中，标识解析支持选中公司，输入标识名，点击后查看解析后的具体信息，并支持对信息进行编辑修改；标识查询从时间、公司等多个维度进行标识筛查，支持定制打印；标识记录显示标识扫码记录，默认显示全部标识；标识录入支持单个注册和批量注册，其中批量注册通过下载和导入Excel 模板的方式完成；模板新建支持企业构建个性化的标识解析模板。

（3）统计分析。支持用户画像，支持用户对相应标识的评价，以便于后续系统的改进和升级。

（4）系统角色和权限管理。支持新增角色、支持人员和权限管理、支持菜单权限配置等。

在完成企业对接之后，企业相关人员注册身份，就可以简单地通过手机小程序扫码产品、设备等的标识，来查看解析后的具体信息了，方便快捷。

（5）标识数据服务（本轮实现设备巡检）。未来会陆续添加支持产品设计、设备远程维护、智能仓储物流、产品质量追溯、生产计划管理等。本次迭代实现了支持设备巡检功能。设备巡检主要是对化纤生产中的各类设备进行巡检。具体功能细分为专业巡检项管理、巡检记录、设备管理、巡检计划、设备组管理和图标数据。巡检项管理对巡检的具体项目进行增删改查；巡检记录默认显示当天巡检记录，如需选择日期，可在日期查询框中选中具体日期后，点击查询即可。如需单独查询某设备，可在设备查询框中输入设备编码信息后，在下拉待选列表中选择具体设备后，点击查询即可。对于查询出来的巡检记录，可以点击设备编码项，查看具体的巡检结果；设备管理支持对于每种设备巡检项的配置，同时可以生成设备标识的二维码，并支持下载打印，把二维码贴到设备后，方便巡检人员扫码查看巡检信息；巡检计划顾名思义就是制定巡检的计划，包括巡检人员的安排，时间安排等；设备组管理主要是以公司为维度，对不同类型的设备进行分组管理，有利于指派不同专业的技术人员进行巡检；图标数据目前支持通过设备编码对设备的巡检结果进行可视化的图形界面汇报，具体图形类型有巡检折线图与巡检柱状图；对于设备巡检的服务功能也实现在了小程序的版本上面。用户可以通过微信小程序搜索“五疆科技二级节点服务”，进入小程序，在完成登录和身份认证后，可以选择小程序底部的更多标签，通过二级菜单，进入设备巡检功能页面，技术人员只需要通过小程序扫码设备上的二维码，填写相应信息，完成一次巡检工作，十分方便快捷。

3.3 实现效果

目前，本标识数据服务应用完成了第一轮迭代功能开发，图3展示了标识数据服务小程序的部分实现效果。已成功接入包括浙江独山能源有限公司、新凤鸣集团湖州中石科技有限公司、京马电机有限公司在内的23 家公司。在未来，随着应用功能的不断完善，拟定在注册量、注册标识方面收取一定的服务费用，预计标识注册量可以达到1 亿以上，经济效益巨大。

图3 标识数据服务小程序实现效果

4 结 论

化纤行业的工业互联网二级解析节点已完成建设并接入国家顶级节点，基于该二级节点的标识数据服务应用也已完成了第一轮迭代开发，接入实现了部分化纤上下游企业的接入。项目的开发实现了对化纤及其他相关企业信息编码的统筹规划、集中管理、统一标识、共建共享与全流程管控。化纤及其上下游企业全面接入二级解析节点后，有利于在化纤、纺织等行业，实现数据查询与共享，支撑数据合理流转，激发数据应用，最终致力于长三角工业互联网一体化发展，为我国紧抓第四次工业革命机遇，实现蝶变跃升添砖加瓦。