工业互联网标识解析:建设与应用
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1.4.3 发展现状

1.标识解析体系持续完善

(1)体系架构

工业互联网标识解析体系核心包括标识编码、标识载体、标识解析系统、标识数据服务四部分。标识编码,能够唯一识别机器、产品等物理资源和算法、工序、标识数据等虚拟资源的身份符号,类似“身份证”。标识载体,能够承载标识编码的标签或存储装置,包括主动标识载体和被动标识载体两类。标识解析系统,能够根据标识编码查询目标对象网络位置或相关信息的系统,对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询,是实现全球供应链系统和企业生产系统的精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。标识数据服务,能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用。

标识解析涉及互联网和制造业领域的各个环节和各个主体,对标识解析认识和理解的差异有可能导致技术选择、标准路线等方面的分化。因此,我国建立了工业互联网标识解析体系架构,作为指导各级标识服务节点部署、产业生态构建的重要理论依据。体系架构包括业务视图、功能视图、实施视图、安全视图四个部分,如图1-32所示。业务视图明确了面向不同角色提供联网对象唯一标识、数据管理和信息共享服务的业务过程。功能视图给出了解析体系支撑标识服务需提供的功能。实施视图给出了企业端、公共平台端和应用端应当部署的标识软硬件设施及其相互关系。安全视图主要考虑标识服务过程的身份安全、数据安全和行为安全。

图1-32 工业互联网标识解析体系架构

(2)编码规范

标识编码作为标识解析体系的核心基础资源,应建立符合我国工业互联网发展的规范化标识编码规则及管理体系。当前处于多标识体系并存的发展阶段,主流的公有标识编码方案可归纳为统一的逻辑结构,即最多包括前缀字段、后缀字段及可选的安全字段三个部分。将各类编码纳入工业互联网标识解析体系中,建立兼容并存的标识编码规范,可基于标识解析各级节点提供各类标识的解析寻址服务。工业互联网标识编码规则一般为两部分,标识前缀用于唯一标识企业主体,标识后缀用于唯一识别标识对象,如图1-33所示。

工业互联网标识编码规则用于规范不同行业对象的标识分类、编码规则、编码结构,指导二级节点、企业节点建立自身的对象标识编码体系。当前,根据“急用先行”原则,已面向能源、航空、船舶、药品等十几个领域研制行业编码标准,后续将统筹考虑国民经济分类建立全面覆盖制造业门类的编码体系。

(3)节点设施

我国的工业互联网标识解析体系架构采用分层、分级的部署模式,由国际根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点、递归节点要素组成,如图1-34所示。

国际根节点,是指一种标识体系管理的最高层级服务节点,提供面向全球范围公共的根层级的标识服务,并不限于特定国家或地区。

图1-33 工业互联网标识编码结构

图1-34 工业互联网标识解析部署架构

国家顶级节点,是指一个国家或地区内部最顶级的标识服务节点,能够面向全国范围提供顶级标识解析服务,以及标识备案、标识认证等管理能力。

二级节点,是面向特定行业或多个行业提供标识服务的公共节点。二级节点既要向上与国家顶级节点对接,又要向下为工业企业分配标识编码及提供标识注册、标识解析、标识数据服务等,同时满足安全性、稳定性和扩展性等方面的要求。

企业节点,是指一个企业内部的标识服务节点,能够面向特定企业提供标识注册、标识解析服务、标识数据服务等,既可以独立部署,也可以作为企业信息系统的组成要素。

公共递归解析节点,是指标识解析体系的关键性入口设施,能够通过缓存等技术手段提升整体服务性能。

此外,标识解析服务的查询触发,可以是来自企业信息系统、工业互联网平台、工业互联网APP等多种不同形式。

目前,国家顶级节点部署于北京、上海、广州、武汉、重庆五座城市,节点之间数据互为备份,提供标识就近解析服务,以保障标识解析效率;二级节点和企业节点主要分布在我国东部、中部等工业发展程度相对较高的省市。截至2021年10月13日,全国已上线的二级节点达156个,分布于25个省(自治区、直辖市),涵盖30个行业,标识注册总量为498.7亿,累计接入的企业节点数量29077家。

2.标识技术能力不断增强

(1)软硬件系统

标识解析核心软硬件系统基本实现自主化,并在性能、安全性、可管理性上持续提升,有力保障了节点的安全高效稳定运行,带动了创新应用和产业发展。在软件体系方面,已形成部署于不同节点的IDIS、Mirror、IDPointer等软件系统。在硬件体系方面,已形成软硬件一体化、适用于不同性能要求的权威解析服务器、标识解析专用服务器、递归解析服务器等。

(2)区块链技术

工业互联网标识解析以区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,依托其分布式可信的特性,采用自主研发的许可公有区块链技术,既兼容公有区块链开放接入、灵活、可扩展性等特性,又融合联盟区块链易于监管、高性能、安全可控等特性的区块链技术系统,构建国家区块链新型基础设施,助力改善全球网络空间的治理格局。

(3)主动标识载体

结合5G、NB-IoT等新连接技术,推动标识载体从条形码、RFID等被动标识载体向SIM卡、模组等主动标识载体方向拓展。建立物联网设备与标识解析的连接接口,在可信状态下支持基于标识的设备发现、数据获取、数据运营等服务能力,提供可靠的数据支撑和传输保障。同时,提供信息安全服务能力,保证终端安全及通信安全。

3.标识应用推广加速发展

(1)二级节点布局

二级节点是满足行业需求、扩展标识解析服务能力、服务范围、服务深度的重要设施,是构建安全、稳定、高效、可靠的工业互联网标识解析体系的重要基础和支撑环节。根据服务范围,二级节点可以划分为行业型二级节点和综合型二级节点,同一行业可建立多个行业型二级节点。目前,节点已覆盖30个行业,包含船舶、集装箱、石化、食品、医疗器械等领域,直接面向行业企业提供标识服务,初步形成标识应用体系,不断推进应用向更深层次、更广范围、更大规模的发展。

(2)行业应用模式

节点企业开展标识应用的前瞻探索,涌现出一批可复制的典型应用案例,基于现有应用成果提炼出智能化生产管控、网络化生产协同、全生命周期管理、数字化产品交付、自动化设备管理五大典型标识应用模式。江苏中天通过为预制棒、光缆、光纤及生产设备赋予工业互联网标识,不仅实现产品生命周期的信息关联,更将产品数据与设备运营数据打通,助力智能化生产管控,生产效率提高15%以上。浪潮和金蝶将工业软件数据交互设备与标识解析体系对接,实现数据自动化注册和异构标识转化、灵活设定数据管理权限、按需查询,实现上下游企业网络化生产协同。标识解析应用行业统计如图1-35所示。

(3)公共服务能力

打通公共客户端、物联网设备端、支付终端和标识读写设备端等多类“端”侧服务入口,进一步拓展标识应用场景,公共服务能力逐渐形成,为社会大众提供全面的应用服务。通过国家顶级节点与支付宝打通,“扫一扫”成为同时连通互联网域名和标识解析体系的服务入口,打造系列公共服务平台,推动标识解析体系向更广范围覆盖。

图1-35 标识解析应用行业统计

4.标识产业生态加速构建

在政府引导市场主导的机制下,标识生态参与者角色不断丰富、规模不断扩大,在标识解析技术标准、标识软硬件研发、安全防护、测试验证、二级节点建设、公共应用支撑、国际合作、端到端生态八个方面,广泛团结标识解析服务机构、系统集成商、应用企业、开源组织等产学研用各方力量,开放共享、互利共赢的标识产业格局初步形成。

引导安全厂商切入标识安全市场,涵盖解决方案提供商、认证服务提供商、国密算法研究机构、加密芯片提供商等,协同构建标识解析安全保障;务实推进国际合作,参与国际标准制定,跻身国际发码机构行列,国际影响力进一步增强;构建标识解析测试验证体系,全面支撑标识技术、产品、系统研发和验证;工业和信息化部主导制定《工业互联网标识管理办法》及其配套制度,推动标识解析形成统一管理、协调发展的完善制度体系,有效凝聚各方力量达成共识,形成推进合力,指导各级节点的建设和运营。