工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

何英武， 陳劍飛， 范家樂， 杜東升， 黃紹生

（廣州數(shù)控設(shè)備有限公司， 廣東 廣州 510535）

0 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系， 是國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。 可通過標(biāo)識(shí)體系建設(shè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息化管理。 如產(chǎn)品追溯、全生命周期管理應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同作業(yè)、產(chǎn)品定制及產(chǎn)品服務(wù)延伸提供重要保障， 避免企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中出現(xiàn)標(biāo)識(shí)不統(tǒng)一，信息不同步造成產(chǎn)品無法追溯，大大降低了企業(yè)管理效率。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的應(yīng)用，對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的人、機(jī)、物進(jìn)行唯一身份標(biāo)識(shí)和解析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息采集、信息關(guān)聯(lián)、信息共享；對(duì)解決企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)存在積極意義。 標(biāo)識(shí)解析體系應(yīng)用解決當(dāng)前企業(yè)產(chǎn)品在研發(fā)、生產(chǎn)銷售及售后服務(wù)等方面，面臨的生產(chǎn)及售后信息模糊化，產(chǎn)品生命周期管理困難，產(chǎn)品或零部件信息無法追溯等問題。 促使產(chǎn)品信息互聯(lián)互通，可起到降本、增效、提升用戶體驗(yàn)，提高公司效益。 這也是標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的初衷和目標(biāo)。

1 需求分析

1.1 標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)現(xiàn)狀

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系主要由三個(gè)要素組成，即標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)解析和標(biāo)識(shí)管理。 利用標(biāo)識(shí)賦予產(chǎn)品或產(chǎn)品部件身份信息， 并對(duì)標(biāo)識(shí)解析實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品唯一性定位和信息查詢，再對(duì)接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)統(tǒng)一管理；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理、信息追溯和供應(yīng)鏈管理。

標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)分根節(jié)點(diǎn)、國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)節(jié)點(diǎn)和企業(yè)節(jié)點(diǎn)，詳細(xì)如圖1 所示。 隨著標(biāo)識(shí)解析體系的建設(shè)的推進(jìn)，已經(jīng)應(yīng)用在汽車、機(jī)械制造、航天、船舶、電子、食品等優(yōu)勢(shì)行業(yè)。標(biāo)識(shí)解析體系應(yīng)用的發(fā)展促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化管理，推動(dòng)標(biāo)識(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展。 但仍需要更多的企業(yè)加入應(yīng)用建設(shè)當(dāng)中，積極并努力推進(jìn)國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

根據(jù)標(biāo)識(shí)解析體系應(yīng)用特性， 并通過分析公司產(chǎn)品現(xiàn)狀及管理情況，公司標(biāo)識(shí)解析體系的應(yīng)用推進(jìn)工作，可以大大的改善公司產(chǎn)品管理及服務(wù)現(xiàn)狀， 提高公司管理效率，給公司帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。 本次標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用將針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1 標(biāo)識(shí)解析體系節(jié)點(diǎn)流程圖

1.2 公司產(chǎn)品及服務(wù)現(xiàn)狀

1.2.1 產(chǎn)品現(xiàn)狀

GSK 產(chǎn)品包括數(shù)控系統(tǒng)、各系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器、全系列數(shù)控系統(tǒng)裝置以及工業(yè)機(jī)器人，多品類不同型號(hào)不同類型的產(chǎn)品系列。 圖2 為數(shù)控系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)品，表1 為主要產(chǎn)品市場(chǎng)情況。 其中數(shù)控系統(tǒng)包括：928TE、928TA、928TD、980TD、980TB2、980TB3、980TB3i、980TC3、988TA、988TD、218MC、25i 等。

存量市場(chǎng)為累計(jì)銷售銷量， 增量市場(chǎng)為年銷售量。 表1 中的數(shù)據(jù)為非詳細(xì)數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)控系統(tǒng)

1.2.2 產(chǎn)品服務(wù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)網(wǎng)點(diǎn)： 各省市設(shè)有52 個(gè)辦事處；國(guó)外網(wǎng)點(diǎn)：在東南亞、東歐、南北美洲、印度等60 個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)有代理機(jī)構(gòu)，如圖3 所示。

表1 廣州數(shù)控主要產(chǎn)品市場(chǎng)情況（單位：臺(tái)）

廣州數(shù)控的數(shù)控系統(tǒng)及伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品， 配套沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、云南機(jī)床、寶雞機(jī)床等國(guó)內(nèi)100 多家機(jī)床企業(yè)，建立了長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。

圖3 銷售和售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)

1.3 現(xiàn)有產(chǎn)品案例分析（以GSK980TC3 為例）

1.3.1 系統(tǒng)編碼及組成情況

常見的數(shù)控系統(tǒng)由主控板單元、IO 板單元、鍵盤板單元、顯示板單元、電源、結(jié)構(gòu)工裝等核心部件組成，如圖4所示。 廣州數(shù)控生產(chǎn)部門目前擁有自己的一套生產(chǎn)編碼規(guī)則，對(duì)整機(jī)和關(guān)鍵零部件采取統(tǒng)一編碼的方式，在生產(chǎn)時(shí)統(tǒng)一使用同一個(gè)產(chǎn)品序列號(hào)，如圖5 所示。 關(guān)鍵零部件在發(fā)生更換時(shí)，編碼會(huì)發(fā)生不一致，信息由生產(chǎn)和售后維護(hù)部門作記錄，以供后續(xù)追溯使用。

圖4 GSK980TC3 數(shù)控系統(tǒng)整機(jī)

圖5 零部件及整機(jī)生產(chǎn)出廠編碼

1.3.2 現(xiàn)有產(chǎn)品編碼應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）產(chǎn)品編碼統(tǒng)一。 目前的產(chǎn)品序列號(hào)編碼規(guī)則只做到了產(chǎn)品一級(jí)，零部件采用了產(chǎn)品的同一編碼，無法有效地識(shí)別零部件的信息。 識(shí)別零部件信息只能通過詢問相關(guān)人員得到產(chǎn)品零部件信息。對(duì)于售后服務(wù)人員來說，需要反復(fù)詢問并確定產(chǎn)品零部件信息，以確保信息的正確。對(duì)于研發(fā)和生產(chǎn)部門而言協(xié)作效率差， 需要多次溝通確定及定位產(chǎn)品零部件批次信息， 如產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí)可能無法及時(shí)追蹤產(chǎn)品去向信息。

（2）零部件與產(chǎn)品編碼不一致。 廣州數(shù)控產(chǎn)品型號(hào)眾多和存量產(chǎn)品眾多，產(chǎn)品可能經(jīng)過了多次的升級(jí)迭代，在售后維護(hù)時(shí)可能進(jìn)行了多次的換件或者維修， 可能在多次配件更換后出現(xiàn)產(chǎn)品零部件與產(chǎn)品編碼不統(tǒng)一。 要確定零部件信息只能通過拆解進(jìn)行人工識(shí)別。

1.3.3 產(chǎn)品編碼應(yīng)用問題

（1）產(chǎn)品歷史追溯問題。 曾出現(xiàn)某批次零部件設(shè)計(jì)存在問題， 研發(fā)部門向生產(chǎn)部門咨詢批次零部件的具體去向， 生產(chǎn)部門缺乏有效的零部件和整機(jī)對(duì)應(yīng)的編碼信息管理，無法提供信息，導(dǎo)致無法一次性統(tǒng)一解決問題，需要等客戶反映問題時(shí)才一個(gè)個(gè)地單獨(dú)解決。

（2）產(chǎn)品零部件信息識(shí)別問題。 在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，客戶或者售后服務(wù)人員在處理一些系統(tǒng)問題， 判斷可能是硬件板卡不匹配的問題， 但是并不能在整機(jī)編碼中獲取相應(yīng)信息， 所以只能選擇把系統(tǒng)設(shè)備從機(jī)床中拆卸下來，并拆機(jī)查看各部件用以判斷問題。

（3）產(chǎn)品生命周期管理問題。 產(chǎn)品更新?lián)Q代過程中，售后維護(hù)人員無法自主獲取產(chǎn)品升級(jí)后的相關(guān)信息，更換零部件時(shí)則通過生產(chǎn)部門、 售后部門和研發(fā)部門獲得相關(guān)信息及實(shí)際情況，確定所需零部件，降低維護(hù)效率，不利于產(chǎn)品全生命周期管理。

2 標(biāo)識(shí)解析體系應(yīng)用方案

2.1 標(biāo)識(shí)應(yīng)用方案

（1）零部件生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼。零部件標(biāo)識(shí)碼主要是從生產(chǎn)的角度考慮，把關(guān)鍵的生產(chǎn)工序、工人、生產(chǎn)線等生產(chǎn)工藝信息編碼進(jìn)去標(biāo)識(shí)碼，如圖6 所示。 接入利用標(biāo)識(shí)，產(chǎn)品零部件“身份”便具有唯一性，可實(shí)現(xiàn)零部件進(jìn)行定位和查詢，用于產(chǎn)品維護(hù)時(shí)能夠追溯回當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)情況。售后服務(wù)人員可通過標(biāo)識(shí)碼自主獲取零部件信息， 提供換件定位、產(chǎn)品批次信息查詢提供便利幫助。

圖6 零部件標(biāo)識(shí)碼

（2）產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼。 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼主要是從生產(chǎn)的角度考慮，把關(guān)鍵的半成品、工人、生產(chǎn)線等生產(chǎn)工藝信息編碼進(jìn)去標(biāo)識(shí)碼，產(chǎn)品具有獨(dú)立的生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼，并有區(qū)別于零部件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與零部件標(biāo)識(shí)信息互不相同，避免零部件與產(chǎn)品編碼一致現(xiàn)象問題，如圖7 所示。 售后服務(wù)人員在產(chǎn)品維護(hù)時(shí)也可以追溯產(chǎn)品信息， 為售后維護(hù)提供換件定位、產(chǎn)品批次信息查詢提供便利幫助。

圖7 產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼

（3）標(biāo)識(shí)碼應(yīng)用。廣州數(shù)控生產(chǎn)部門擁有一套自己定義的產(chǎn)品序列號(hào)生成規(guī)則具體的編碼規(guī)則目前需要項(xiàng)目實(shí)施階段與公司生產(chǎn)部門對(duì)接，因?yàn)樯婕肮緳C(jī)密信息，需要公司授權(quán)。 此方案無須更改公司的生產(chǎn)模式，只需將原有的規(guī)則納入編碼解析體系里面的廠家編碼規(guī)則即可，如圖8 所示。適用于產(chǎn)品成品，見效快?？蓪?shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的標(biāo)識(shí)解析服務(wù)節(jié)點(diǎn)，可以作為企業(yè)信息系統(tǒng)的組成要素。

圖8 標(biāo)識(shí)碼組成

2.2 標(biāo)識(shí)解析方案

（1）標(biāo)識(shí)解析過程。產(chǎn)品及零部件通過標(biāo)識(shí)具備其身份具有唯一性，將產(chǎn)品/零部件包含的信息通過互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的域名解析系統(tǒng)（DNS），賦予每一個(gè)產(chǎn)品、零部件等唯一的“身份證”，如圖9 為標(biāo)識(shí)解析過程。 通過統(tǒng)一的編碼規(guī)則，開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序，利用二維條形碼掃碼方案如圖10 所示，進(jìn)行產(chǎn)品識(shí)別；進(jìn)入標(biāo)識(shí)解析體系并對(duì)接公司的ERP 系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及零部件的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。售后服務(wù)人員可通過應(yīng)用程序識(shí)別產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼從而自主獲取產(chǎn)品/零部件的信息。 可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)歷史追溯信息，為生產(chǎn)部門提供對(duì)供應(yīng)商、生產(chǎn)工人和生產(chǎn)線管理提供有效的信息化管理手段。通過統(tǒng)一標(biāo)識(shí)注冊(cè)和解析服務(wù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系二級(jí)節(jié)點(diǎn)的建設(shè)。

圖9 標(biāo)識(shí)解析過程

圖10 二維條形碼識(shí)別

（2）標(biāo)識(shí)解析服務(wù)。公司的日常管理及人員管理都已對(duì)接釘釘。標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用服務(wù)也將對(duì)接釘釘，通過釘釘掃一掃功能， 對(duì)公司產(chǎn)品或零部件進(jìn)行二維碼進(jìn)行掃描識(shí)別，從而獲取產(chǎn)品信息。如圖11 為二維碼識(shí)別過程。該識(shí)別應(yīng)用為公司產(chǎn)品信息化管理帶來一定的便利性， 提高產(chǎn)品管理效率。

圖11 標(biāo)識(shí)解析服務(wù)

3 結(jié)束語

未來產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼通過國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系， 實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)的申請(qǐng)、注冊(cè)、分配、備案，為產(chǎn)品及零部件分配唯一的編碼，即產(chǎn)品的唯一ID；產(chǎn)品在未來需要通過云端升級(jí)系統(tǒng)或則獲取服務(wù)時(shí)，可作為產(chǎn)品的核心信息描述，與云端服務(wù)器進(jìn)行進(jìn)行認(rèn)證，匹配產(chǎn)品類型，獲取相應(yīng)的授權(quán)服務(wù)，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

產(chǎn)品及零部件標(biāo)識(shí)碼及其標(biāo)識(shí)解析， 可以解決公司的產(chǎn)品和零部件編碼不一致造成的產(chǎn)品生命周期管理困難，零部件歷史追溯問題、零部件信息識(shí)別問題。 方便售后服務(wù)人員自主獲取產(chǎn)品或零部件信息， 提高產(chǎn)品服務(wù)效率，提升公司品牌競(jìng)爭(zhēng)力。