近年来，随着工业互联网、云计算、大数据等新一代信息技术的发展和应用，作为数据获取的感知和测量工具，仪器仪表地位日益提升，已经成为产业数字化转型和高质量发展的核心和关键。但是仪器仪表行业多为中小企业，往往存在数字化水平参差不齐、产品编码规则根据自身需要制定、生产过程重复赋码等管理痛点；整个行业缺乏统一、有效的手段进行信息汇聚。随着产业链的延伸，形成了一个又一个的信息孤岛，难以实现仪器仪表产品的产业链数据协同。基于这样的现状，仪器仪表产业必须紧跟国家战略，应用工业互联网技术，实现企业之间的数据互通和产品各个环节的全生命周期管控。
本文提出通过应用工业互联网标识解析技术，建立仪器仪表行业标识解析二级节点系统，统一仪器仪表行业的编码，对接国家顶级节点和企业节点，实现仪器仪表全产业链的数据协同。这将有效促进仪器仪表的质量管理、重要产品追溯、产品全生命周期管理等的应用，支撑整个产业的数字化转型和高质量发展。
1、系统架构
仪器仪表行业标识解析二级节点系统分为应用层、解析层、基础设施层、边缘层。系统架构如图1所示。
图1 仪器仪表行业标识解析系统架构
边缘层主要是企业的各类信息系统与物理设备。信息系统通过数据集成工具，将数据提取到工业互联网平台。物理设备通过边缘信息采集终端与设备的物理接口(如RS232、RS485、以太网、CAN总线等)对接，将各类工业协议转换后提取设备实施工况信息传输至平台。这可以实现并解决仪器仪表行业设备数据采集范围、类型和规模等问题。所有的数据会通过平台层进行收集和归拢，从而实现海量数据低成本、高可靠的存储和管理。
平台层主要提供二级节点的基础软件支撑环境，包括标识业务管理系统、标识注册解析系统，实现标识的申请、注册、分配、解析、数据更新等标识解析相关业务功能，并与国家顶级节点连通。
基础设施层提供云计算平台的基础硬件支撑环境。本系统采用自建智能磁盘控制器(intelligent disk controller，IDC)数据中心并应用第三方云数据中心，建立双活数据中心的解决方案。
应用层为企业提供轻量化的应用(application，App)，结合基于工业互联网平台即服务(platform as a service，PaaS)平台的应用管理和应用服务系统，面向仪器仪表的零部件企业、制造企业、检验机构和用户企业等终端提供系统核心服务，包括供应链管理、产品追溯、生产制造管理等基于标识解析的集成创新应用。各类应用服务可以实现跨系统、跨平台的互联互通，从而支撑各类不同的终端设备访问。
2、功能系统设计
仪器仪表行业标识解析二级节点系统主要包括标识注册解析、业务管理和综合应用服务等，向下实现与企业节点的互联互通，向上实现与国家顶级节点的互联互通，从而接入整个国家的标识解析体系中。其核心系统主要包括标识注册、标识解析、标识查询、数据管理、业务管理、运行监测等。
标识注册主要包括工业互联网标识编码申请与分配、使用情况反馈、生命周期管理、标识有效性管理、标识分配使用情况信息收集以及标识关联信息采集等，并提供标识注册变更、删除、实名审核、数据查询、运营统计等服务。
标识解析主要为标识体系分配的标识提供公共解析服务，并响应对标识编码的唯一性定位和标识基础应用信息的查询服务；同时，解析定位企业节点、企业信息系统等。另外，标识解析支持接入认证，保证解析过程安全可信。
标识查询主要是查询已注册的标识信息，如对注册的企业节点信息进行查询。二级节点支持标识查询，包括精准查询和模糊查询。另外，标识查询支持权限控制管理，可根据不同角色用户设置标识数据的查询权限。
数据管理主要是对标识注册信息、标识分配信息、标识解析日志、标识注册或解析统计量等数据进行管理，同时围绕业务开展基于标识元数据、标识主数据、标识应用数据的统计分析和数据挖掘。
业务管理主要是指仪器仪表行业标识注册、标识解析相关的用户管理、审核、统计展示等。其中，用户管理包括对平台管理员、企业用户、审核员等的管理；审核主要包括企业节点相关法人资质核验、自然人身份核验、企业节点或自然人网络接入资源(IP地址、域名)合规核验和标识名称合规核验。
运行监测是对节点运行状态的监测，主要包括两方面。一是二级节点接受国家顶级节点的监测，同时将系统运行日志、运行监测状态、安全状态、异常情况等信息上报国家顶级节点。二是二级节点应监测其下所有企业节点的运行状况，并要求所有企业节点接受国家顶级节点监测。同时，二级节点应要求其下所有企业节点将系统运行日志、运行监测状态和安全状态、异常情况等信息上报，并将收到的企业节点信息上报至国家顶级节点。
综合应用服务主要为产业链企业提供基于标识解析的各种应用服务，如供应链管理、产品追溯管理和产品全生命周期管理等。
3、创新应用
仪器仪表行业标识解析二级节点系统，是制造、应用仪器仪表的企业和用户获得标识编码注册和标识解析服务的基础。其既要支持本行业内部针对零部件、设备、产品等物理实体资源，以及算法、工艺等虚拟资源的标识注册和标识解析，又要通过建立面向仪器仪表行业的标识数据接口标准和运行规范，实现跨企业、跨区域的数据整合，打通企业间信息数据孤岛，实现仪器仪表制造行业标识解析集成创新应用。该系统支持各种对象的标识管理，包括零部件、设备、软件、算法等对象标识的注册、变更、解析以及信息管理等，支持用户通过二级节点对企业、产品、设备等信息进行查询或管理。
基于标识解析二级节点构建的仪器仪表工业互联网应用，不仅包括供应链管理、全生命周期管理、产品追溯等典型标识应用，还可与智能化生产、网络化协同、规模化定制、服务化延伸等工业互联网的应用结合。它通过对仪器仪表领域的人、机、物进行唯一身份标识和解析，实现纵向、横向和端到端的信息采集、信息关联、信息共享。以下列举了提供基于标识解析的供应链管理和产品追溯管理二种典型的创新应用。
3.1 供应链管理应用
通过仪器仪表行业标识解析二级节点系统的统一标识和数据共享，实现供应链上下游企业间产品信息的互联互通。
企业的产品供应链管理主要涉及零部件采购、产品生产、产品销售、产品售后四个主要环节。构建基于标识解析的供应链管理应用服务，能够打破仪器仪表企业与上游原材料和零配件供应、下游终端客户间的信息孤岛与业务孤岛，从而实现上下游企业供应链协同，集成产业链上各类企业的核心能力和资源，有效地规划和管理产业链上的供应采购、生产运营、物流、信息流的融合。
供应链管理应用如图2所示。
图2 供应链管理应用
基于标识的供应链管理应用，可以实现产品从订单形成、车间制造、成品入库、销售出厂到用户接收的整个过程的控制和管理，从而降低库存成本，提高生产效率，提升市场服务响应速度。
3.2 产品追溯管理应用
基于仪器仪表行业标识解析二级节点实现涵盖企业从生产、采购、物流、财务到售后全生命周期的管理与数据采集，以及原材料、辅料和配件的全生命周期数据互联、共享。
如果仪器仪表用户在使用产品的过程中发现问题，可采用标识解析应用，通过产品标识反馈问题和建议，方便企业迅速采取有效措施，以实现产品的过程追溯。仪器仪表行业工业互联网标识解析二级节点支持各环节各仪器仪表的有效数据采集；支持在企业内部实现原料、工艺、生产、配送等环节信息整合和产品信息追溯；支持对影响产品的质量因素和管理因素进行分析。
产品追溯管理应用如图3所示。
图3 产品追溯管理应用
通过对仪器仪表的各环节应用标识进行解析，可以统一标识。通过扫描整机二维码就可以获取该整机产品及相关核心零部件的信息追溯。使用标识解析下的产品追溯应用，为生产、仓储及中转提供统一编码及解析规范。首先，在生产过程融入标识解析体系，对机器、产品、车间、班组等物理资源以及工艺、算法、数据等虚拟资源的身份建立标识，在生产环节实现标识赋码及生产数据采集关联，形成入库数据。其次，将仓储过程融入标识解析体系，在仓储环节通过标识管理实现仓储业务数字化智能化，由系统平台统一管理生产任务单、仓库入库单、仓库出库单等单据，详细记录产品流向信息，为终端查询提供数据支持与服务。最后，从原材料和零件到货到产品出厂的过程中，企业内每一步工序都经过质检环节上传数据到统一的标识下，可根据标识解析出部件的质检信息，便于质量追溯管理。
4、结论
通过在仪器仪表行业行业标识解析二级节点系统，对仪器仪表统一标识，不仅可以解决仪器仪表企业内部全生命周期管理过程中的信息互联共享和内部集成，而且可以解决企业与企业之间、企业供应链之间的内外部集成，实现仪器仪表供应链系统与企业信息系统间精准对接，以及跨企业、跨地区、跨行业的产品全生命周期管理。这将促进仪器仪表产业设计、采购、生产、检测、仓储、物流、销售、维护等信息有效共享，及时响应客户需求，从而提升仪器仪表产品的竞争力，营造二级节点支撑下的应用生态。
作者：武丽英
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