鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)及應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

劉凱 劉佳偉 楊奇睿 宋寶玲 武志和

1.鞍鋼自動化公司；2.鞍鋼教育培訓(xùn)中心

本文立足鋼鐵企業(yè)應(yīng)用驅(qū)動，以解決企業(yè)痛點(diǎn)為建設(shè)導(dǎo)向，論述了鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)及應(yīng)用方案，此方案可在鋼鐵冶金行業(yè)內(nèi)復(fù)制、推廣、應(yīng)用，對鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈形成和發(fā)展提供思路和參考。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析就是賦予生產(chǎn)要素標(biāo)識，從而實(shí)現(xiàn)信息的跨維度查詢與共享，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)核心[1,2]。政府、企業(yè)和用戶可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識，實(shí)現(xiàn)對異主、異地、異構(gòu)信息的智能關(guān)聯(lián)，為信息共享以及全生命周期管理提供重要手段和支撐[3]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)向上對接國家頂級節(jié)點(diǎn)，向下對接企業(yè)標(biāo)識節(jié)點(diǎn)及應(yīng)用系統(tǒng)[4]，可以有效地解決鋼鐵企業(yè)在數(shù)智化轉(zhuǎn)型過程中出現(xiàn)的各類實(shí)際問題。

1 二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容概況

本項(xiàng)目規(guī)劃方案針對鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)以及基于二級節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)，圍繞標(biāo)識編碼、標(biāo)識解析系統(tǒng)、標(biāo)識數(shù)據(jù)服務(wù)三個部分進(jìn)行。軟件建設(shè)內(nèi)容包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)平臺部署、二級節(jié)點(diǎn)對接頂級節(jié)點(diǎn)、二級節(jié)點(diǎn)應(yīng)用三套系統(tǒng)。

依據(jù)鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到的各類痛點(diǎn)、凸顯出的信息化需求等，項(xiàng)目建設(shè)采取上云方式承載二級節(jié)點(diǎn)及應(yīng)用模塊服務(wù)。二級節(jié)點(diǎn)各項(xiàng)應(yīng)用功能模塊如下：

（1）資產(chǎn)協(xié)同運(yùn)維管理系統(tǒng)。有效把控采購的物資裝備的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理；固定資產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)定位、物流管理等功能。

（2）供應(yīng)商管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)將設(shè)備的所有信息錄入統(tǒng)一的標(biāo)識解析體系——國標(biāo)通用物聯(lián)碼進(jìn)行數(shù)字化交付的功能。

（3）數(shù)字化圖紙系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備圖紙信息數(shù)字化、3D 化、可視化，快準(zhǔn)設(shè)計(jì)建模，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模塊化，實(shí)現(xiàn)圖紙、設(shè)備、零部件協(xié)同管理的功能。

（4）鋼鐵企業(yè)的服務(wù)化延展。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺，不同企業(yè)協(xié)同互聯(lián)、不同硬件數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一的功能。

（5）ERP 平臺對接服務(wù)。完成企業(yè)ERP 系統(tǒng)對接與調(diào)試的功能。

2 項(xiàng)目產(chǎn)品方案

2.1 二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)架構(gòu)

本項(xiàng)目建設(shè)是在分析了鋼鐵企業(yè)信息化基礎(chǔ)以及行業(yè)痛點(diǎn)后，提供的切實(shí)可行的系統(tǒng)解決方案，旨在通過標(biāo)識解析創(chuàng)新應(yīng)用平臺，打通企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間信息共享，同時實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備、材料、物流等環(huán)節(jié)全流程追溯，提升鋼鐵行業(yè)信息化、自動化、智能化水平。

2.1.1 二級節(jié)點(diǎn)的總體框架

總體框架設(shè)計(jì)基于5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，圍繞鋼鐵行業(yè)，從展示、運(yùn)行、服務(wù)三個維度建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在該平臺上，二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)將涵蓋標(biāo)識資源分配管理、軟件系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)營、標(biāo)識對接與應(yīng)用推廣等內(nèi)容，劃分為管理、功能和應(yīng)用三大模塊，總體框架如圖1 所示。

圖1 二級節(jié)點(diǎn)總體框架Fig.1 Overall framework of secondary nodes

2.1.2 二級節(jié)點(diǎn)與國家頂級節(jié)點(diǎn)對接

二級節(jié)點(diǎn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的基礎(chǔ)，與國家頂級結(jié)點(diǎn)的對接不需要走開發(fā)注冊認(rèn)證流程，屬于專有接口，具有不同的加密方式及權(quán)限認(rèn)證方式。本方案通過建設(shè)接口開放平臺，提供運(yùn)營管理監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冉涌诜?wù)來實(shí)現(xiàn)二級節(jié)點(diǎn)與國家頂級結(jié)點(diǎn)的對接。

2.1.3 二級節(jié)點(diǎn)與企業(yè)節(jié)點(diǎn)對接

二級節(jié)點(diǎn)接口開放平臺也為鋼鐵行業(yè)內(nèi)部企業(yè)信息化系統(tǒng)提供注冊的入口及一套接口開發(fā)規(guī)范，同時會提供一套安全訪問機(jī)制，每個注冊企業(yè)都會有自己訪問二級節(jié)點(diǎn)的密鑰，通過密鑰確保訪問二級節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)都是經(jīng)過合法授權(quán)，保護(hù)標(biāo)識數(shù)據(jù)的安全。接入流程包括：

（1）開發(fā)者接入及應(yīng)用發(fā)布業(yè)務(wù)流程。首先對企業(yè)/個人開發(fā)者進(jìn)行身份及信息審核，成為開發(fā)者，然后在開放平臺門戶中接入Web/App 應(yīng)用，平臺下發(fā)AppID 和AppSecret，作為應(yīng)用的唯一標(biāo)識；應(yīng)用完成創(chuàng)建后，即可申請調(diào)用開放平臺上公布的各種API。根據(jù)API 分級，進(jìn)入審核流程，API 申請通過后，可進(jìn)行API 調(diào)用調(diào)試。開發(fā)過程中，可調(diào)用開放平臺沙箱環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)流程模擬；ISV 認(rèn)為應(yīng)用具備上線資格后，提出應(yīng)用上線申請，對ISV 應(yīng)用進(jìn)行審核后，批準(zhǔn)應(yīng)用上線，上線后，即可擁有調(diào)用生產(chǎn)API 權(quán)限。優(yōu)質(zhì)應(yīng)用會在開放平臺應(yīng)用廣場中作為標(biāo)桿進(jìn)行展示，提供應(yīng)用介紹、下載、訪問入口。

（2）應(yīng)用開發(fā)流程。首先需要在開放平臺注冊應(yīng)用，獲取應(yīng)用的唯一標(biāo)識Appkey、Appsecret；Appkey、Appsecret 是用戶調(diào)用服務(wù)OAUTH 授權(quán)的重要憑證，開發(fā)過程中可調(diào)用平臺提供的API 沙箱地址進(jìn)行測試，應(yīng)用開發(fā)測試完成后，上線部署。

（3）應(yīng)用調(diào)用服務(wù)OAUTH 認(rèn)證流程。根據(jù) Appkey、Appsecret、回調(diào)地址等信息訪問授權(quán)URL；根據(jù)以上URL，彈出登錄頁面，提示輸入用戶名密碼進(jìn)入授權(quán)頁面；用戶確認(rèn)授權(quán)后，返回Code 并跳轉(zhuǎn)回調(diào)地址；根據(jù)返回的Code、Appkey、Appsecret 換取access_token；授權(quán)通過，調(diào)用服務(wù)。

（4）服務(wù)接入流程。接入系統(tǒng)提出接入申請；運(yùn)維審批通過后，要求接入系統(tǒng)提供接入地址等信息；運(yùn)維接收到接入信息后，登錄后臺運(yùn)維系統(tǒng)配置接入系統(tǒng)信息及安全控制等配置；接入完成后，公開的服務(wù)將在API 中心發(fā)布，供開發(fā)者開發(fā)調(diào)用。

2.1.4 二級節(jié)點(diǎn)PaaS 平臺

PaaS 平臺是鋼鐵行業(yè)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)的核心建設(shè)內(nèi)容，包括標(biāo)識解析核心組件IDIS、行業(yè)標(biāo)識的融合增強(qiáng)模塊、計(jì)量賦碼模塊、IoT 平臺、大數(shù)據(jù)平臺、數(shù)據(jù)集成平臺、微服務(wù)開發(fā)平臺等技術(shù)支撐環(huán)境。

（1）IDIS 標(biāo)識解析基礎(chǔ)系統(tǒng)?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)及云中心化的算法機(jī)制，IDIS 系統(tǒng)采用全新的注冊認(rèn)證模式，兼容Handle、OID、Ecode、EPC 等多種標(biāo)識體系，支撐解析協(xié)議智能化自適應(yīng)功能，兼具訪問控制與隱私保護(hù)機(jī)制，保障信息安全，支持根、頂級節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施的部署，同時提供企業(yè)應(yīng)用終端軟件和可集成中間件。主要包括標(biāo)識注冊、標(biāo)識解析、標(biāo)識代理、數(shù)據(jù)同步、業(yè)務(wù)綜合管理等功能模塊。

（2）數(shù)據(jù)監(jiān)測集成平臺。支撐政府監(jiān)管要求，提供標(biāo)識備案、解析監(jiān)測等公共服務(wù)能力，簡化企業(yè)上云，支持用戶本地機(jī)房的應(yīng)用集成，以達(dá)到企業(yè)的內(nèi)部、內(nèi)外、多云互通。方案主要包括：服務(wù)集成、數(shù)據(jù)集成、消息集成、設(shè)備集成。

（3）應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)平臺。物聯(lián)網(wǎng)平臺可以屏蔽接入設(shè)備的復(fù)雜性和協(xié)議的差異性，解耦應(yīng)用、數(shù)據(jù)和設(shè)備，為上層應(yīng)用提供格式規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)中終端在線設(shè)備統(tǒng)一快速接入。該平臺主要包括設(shè)備接入、設(shè)備管理和應(yīng)用管理功能。

（4）大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的標(biāo)識數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)探索、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)應(yīng)用多個活動以及豐富的開發(fā)工具支持，可為標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)平臺實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理、實(shí)時流處理、預(yù)防性維護(hù)、人工智能等能力。并支持彈性擴(kuò)展、低時延、高吞吐的高性能計(jì)算資源，業(yè)界主流的實(shí)時分析業(yè)務(wù)平臺，結(jié)合大帶寬、支持多種協(xié)議的對象存儲服務(wù)，提升實(shí)時分析業(yè)務(wù)整體資源利用率。

2.2 二級節(jié)點(diǎn)應(yīng)用方案

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)平臺建成后，鋼鐵行業(yè)內(nèi)部企業(yè)系統(tǒng)通過二級節(jié)點(diǎn)對接國家頂級節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面升級，形成鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)服務(wù)示范區(qū)，面向全國鋼鐵行業(yè)用戶提供服務(wù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析應(yīng)用情景如圖2 所示。

圖2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析應(yīng)用情景Fig.2 Application scenario of industrial Internet sign parsing

2.3 應(yīng)用推廣及影響

二級解析節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目落地后，將優(yōu)先在5G 應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣、鋼鐵行業(yè)龍頭企業(yè)、集團(tuán)內(nèi)子企業(yè)等，推廣標(biāo)識解析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識體系應(yīng)用快速擴(kuò)展；聯(lián)合全國各地一級節(jié)點(diǎn)、二級節(jié)點(diǎn)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定行業(yè)規(guī)則，推動標(biāo)識解析體系相關(guān)政策法規(guī)的制定；聯(lián)合其他地市、其他行業(yè)及上下游產(chǎn)業(yè)，推動標(biāo)識解析體系全覆蓋。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、分析、利用的基礎(chǔ)和源頭是設(shè)備編碼，二級節(jié)點(diǎn)與國家頂級節(jié)點(diǎn)連通，面向鋼鐵行業(yè)提供標(biāo)識編碼注冊和標(biāo)識解析服務(wù)，應(yīng)用平臺與企業(yè)對接，在充分保證數(shù)據(jù)主權(quán)的前提下，可以促進(jìn)跨企業(yè)的信息共享和信息交易[5]。圍繞標(biāo)識編碼、標(biāo)識讀寫、標(biāo)識解析、軟硬件集成、標(biāo)識應(yīng)用、公共服務(wù)等，加速產(chǎn)業(yè)聚集，形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)化、信息化設(shè)備溯源打下基礎(chǔ)，推動設(shè)備管理模式的提升，帶動整個產(chǎn)業(yè)的科技水平和質(zhì)量提高。

3 風(fēng)險(xiǎn)分析

項(xiàng)目實(shí)施的主要風(fēng)險(xiǎn)來源于以下幾個風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

（1）安全風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)識數(shù)據(jù)在存儲、傳輸、備份與恢復(fù)等過程中存在數(shù)據(jù)被篡改、偽造等風(fēng)險(xiǎn)，標(biāo)識系統(tǒng)鑒別與授權(quán)存在數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。

（2）市場風(fēng)險(xiǎn)。如果對市場的預(yù)測不十分準(zhǔn)確，用戶數(shù)量達(dá)不到預(yù)測值，可能會造成設(shè)備的閑置，影響收入目標(biāo)的完成。

（3）資金風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目審批通過后，如果項(xiàng)目下?lián)苜Y金延后，存在由于項(xiàng)目工期滯后而造成的項(xiàng)目資金損失的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）管理風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目管理單位在項(xiàng)目實(shí)施過程中沒有制定出科學(xué)合理的、切實(shí)可行的管理方案，從而造成項(xiàng)目建設(shè)上一些不必要的損失。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目方案建設(shè)目標(biāo)是建立鋼鐵行業(yè)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)服務(wù)平臺，契合鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)智化升級的需求，平臺在供應(yīng)鏈管理、智能制造與全生命周期管理等工業(yè)場景中將發(fā)揮重要作用。通過建設(shè)二級節(jié)點(diǎn)，制定鋼鐵行業(yè)標(biāo)識解析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)內(nèi)形成引領(lǐng)效應(yīng)，切實(shí)有效地解決鋼鐵企業(yè)內(nèi)各廠礦、供應(yīng)商、管理層等信息孤島問題，支撐企業(yè)有序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)與信息共享、業(yè)務(wù)與流程協(xié)同、圖紙數(shù)字化以及上下游全局優(yōu)化，為鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益管理提供信息支撐。