標識解析體系下電子信息行業應用

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摘要：研究基于國家標識頂級節點管理體系，結合電子信息行業標識特性，引入Handle技術體系，構建電子信息行業標識二級節點，實現行業生態相關主體元素標識統一管理，并緊密圍繞行業相關企業生產制造應用場景，形成相應的創新應用，賦能企業數字化轉型，加速推進企業數字化、智能化進程。

關鍵詞：工業互聯網標識解析體系；產品追溯；數字化轉型

工業互聯網標識解析體系是工業互聯網的基礎設施，是推動新一代信息技術與實體工業融合的重要基礎。為加快推進標識解析體系建設，工業和信息化部于2021年1月印發了《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》，引導企業建設二級節點［1］。《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》提出，推進標識解析體系建設，構建標識解析服務體系，要利用標識實現全球供應鏈系統和企業生產系統間的精準對接，促進信息資源集成共享。工業互聯網標識解析體系為工業設備、機器、物料、零部件和產品提供編碼、注冊與解析服務，是工業全要素信息互通的關鍵樞紐。根據信通院發布的最新數據顯示，我國標識解析二級節點已經上線134個，覆蓋23個省區市和28個行業，接入企業超過15000家，標識注冊量突破200億，日均解析量達到1200萬次，發展趨勢迅猛。在大多數電子信息行業生產活動中，都會涉及到供應、制造、分銷基本流程，從將原材料提供給制造工廠，到對原材料進行加工、制造，最終形成產品，最后再將產品通過各種渠道交付給客戶。隨著科技社會的發展進步，顧客的消費行為不斷改變，整條產業鏈間的變動幅度就越大，使廠商不易掌握顧客需求。當用戶的需求信息從產業鏈末端自下而上經過層層傳遞，信息含義肯定會發生變化，從而使需求和供給的信息不對稱和變形。另外，由于中小企業信息化程度不高，行業企業間協同水平本身較低；上下游企業之間不同主體中數據多源異構，缺乏兼容性，嚴重影響產業鏈工作協同效率。為了解決以上問題，本文基于工業互聯網標識解析體系，搭建電子信息行業二級標識節點，實現跨系統、跨企業、跨行業的標識信息共享，并且提出一種基于標識解析體系的行業創新應用，實現行業產品標識統一管理。

1工業互聯網標識體系概述

標識解析體系類似互聯網領域的域名解析系統，是全球工業互聯網安全運行的核心基礎設施之一。全球存在多種標識解析體系，例如GS1體系、OID體系、Handle體系、Ecode體系、UID體系等［2］。標識解析體系主要由標識編碼、標識解析系統兩大部分組成，其中，標識編碼是機器、物品唯一的身份證，解析系統利用標識對機器和物品進行唯一性的定位和信息查詢，是實現供應鏈系統和企業生產系統精準對接、產品全生命周期管理和智能化服務的前提和基礎。工業互聯網標識體系如圖1：工業互聯標識解析體系架構主要包括國際根節點、國家頂級節點、二級標識解析節點、公共遞歸解析節點與企業節點。國際根節點面向全球范圍不同國家、不同地區提供根區數據管理和根解析服務。國家頂級節點與全球根節點互聯，支持跨二級節點標識解析，支持異構標識解析體系互聯。二級標識解析節點下接企業節點，面向行業提供標識注冊和解析服務。公共遞歸節點可以通過緩存等手段提升服務性能。

2電子信息行業標識解析體系應用

2.1系統架構

標識解析二級節點上接國家頂級節點，下接行業企業節點。標識解析二級平臺功能應用層包含企業前綴注冊、審批、數據托管同步、標識注冊、標識解析、用戶管理和運營統計等功能模塊，具體系統架構如圖2所示：管理體系主要用于規范二級節點建設與運營相關的管理要求，包括編碼規則、技術標準范和運營規范等。工業互聯網標識解析二級節點在符合國家工業互聯網標識解析體系總體要求和技術標準下，結合行業和區域的特色和實際需求，面向行業制定特定的標識編碼規范、節點接入規范、接口規范，實現統一行業共識［3］。應用體系以標識編碼為載體，明確如何基于二級節點與工業互聯網平臺、工業企信息系統節點的對接，促進供應鏈管理、重要產品追溯全生命周期理等應用。互聯網標識二級解析系統提供企業信息注冊、前綴申請等功能，企業提交前綴申請后由二級節點管理員進行審批，審批通過后進一步提交至國家頂級節點進行審核。企業審核申請通過后就可以在二級解析平臺上完成本企業產品標識注冊，將企業的私有產品統一編碼，實現一物載一碼。企業產品標識完成注冊后，就可以使用工業互聯網標識解析體系對產品編碼進行解析，查詢產品編碼對應的具體詳細信息。標識解析體系建設還處在起步階段，企業大多數業務信息系統建設要早于標識解析系統。企業不同的業務信息系統已經有了關于設備、物料的信息，且產品在不同系統中的存儲信息不一致，比如ERP系統用于存放采購物料信息，WMS用于存放倉庫物流信息，資產在物資系統中，生產制造信息在MES系統，這些不同系統之間的信息無法進行交互，出現一個個信息孤島。另外，每個企業都有一套自己的編碼規則，不同企業之間的不同的編碼規則無法兼容，難以實現統一的數據查詢。因此，為了實現企業內部數據與標識解析平臺的對接，首先建立企業級大數據平臺，所有系統通過該平臺構造中間表建立與標識編碼之間的對應關系，包括系統名稱、模塊功能名稱、數據存放位置，對不同系統中的數據進行集成，打通企業內部信息系統，為企業數據對接二級標識解析平臺做好準備。

2.2編碼規則

近年來中國電子工業持續高速增長，帶動產業鏈強勁發展，其行業特性為產品多樣、生產工序復雜、需求變更頻繁、管理難度大，更加需要統一的編碼規則進行管理。標識編碼規則遵循Handle體系標準，由全球統一管理標識前綴和標識后綴組成，“/”為固定分隔符，標識編碼格式如圖3所示。對于電子信息行業的電子計算機、電子元器件、通信導航設備、電子儀器儀表等主要設備，標識對象分為實物標識和虛擬標識兩大類。實物標識主要包括各種電子設備以及零部件等，如工控機、主板、內存條；虛擬標識包括電子原理圖、設計圖紙、業務數據等。以一臺計算機的零部件主板為例，標準編碼格式由國家節點標識、二級節點標識、企業節點標識、固定分隔符以及企業私有產品標識組成。如表1所示：通過給產品進行編碼標識解析系統可以實現標識編碼查詢，準確定位標識編碼目標標識碼數，解析產品的整機配置信息，零部件內存條、硬盤、CPU、主板以及對應的物料信息，其所屬來源供應商信息，包括入庫時間、生產時間等。通過給不同產品的分類加固定前綴為對應產品以及零部件進行唯一標識編碼，實現數據的共享。

2.3應用場景

電子信息產業鏈復雜冗長，處在不同環節和規模的企業面臨著不同的問題。從產業鏈角度來說，電子信息制造業復雜冗長，涵蓋上游電子原材料、化工產品、生產設備、中游電子元器件及組件、下游智能終端、消費電子等市場，且每個環節產品種類廣泛，形成了龐大的產業鏈體系。因此，電子信息行業基于互聯網標識解析體系的創新應用，實現全產業鏈信息的共享對于電子信息制造行業的數字化改造和信息化升級具有重要意義。產品追溯系統是一種基于工業互聯網標識解析體系的創新應用，在供應鏈管理、產品全生命周期管理方面得到了重要應用。產品追溯系統通過普通數碼、一維碼、二維碼、RFID標簽等方式對最小單元包裝產品賦予唯一“身份證”，也稱為追溯碼，給予產品身份標識。通過采集跟蹤產品在生產、流通、銷售、消費等環節的數據，實現產品在原料進廠、生產加工、倉儲物流、終端銷售、市場消費的全鏈精細化管理，可明確產品的流量、流向、流速信息。基于工業互聯網標識解析二級系統，通過接口對接開發出產品追溯小程序。程序查詢功能支持通過掃描整機條碼可以追溯到CPU、電源、硬盤、主板、內存條等關鍵組件條碼或者二維碼，再通過掃描關鍵組件的條碼或二維碼獲取組件物料描述、組件型號、組件條碼、組件料號等關鍵信息，實現下游企業提供的零部件的追溯，同時可以根據掃描獲得的產品出入貨信息追溯到下級供應商，防止發生竄貨，影響客戶體驗和對公司品牌的信任度。通過產品追溯系統，打造從設計企業、供應鏈企業、制造企業、銷售售后到維保服務商企業的全生命周期管理過程，實現跨地域、跨行業、跨企業的信息查詢和共享。如圖4所示：

3結束語

工業互聯網標識解析體系是解決信息封閉，實現數據融通的關鍵手段，利用標識解析技術可以打通不同信息系統、不同上署管理簡單，更適用于實驗室信息系統的使用，另一方面其對基礎架構、服務、應用程序和資源監控適配性也更好。

4.2監控方案設計

Zabbix能夠支持多種通信方式，主流通信方式包括Agent、SNMP、SSH/Telnet、IPMI、JMX等。在本文中，Server端和被監控端通信主要使用Agent和自發現兩種協議以獲取對應的主機和監控指標。而在已構成的實驗室監控環境中，主要從三個維度進行數據監控：主機硬件級別維度、虛擬機操作系統維度、應用軟件服務維度。其中主機硬件維度主要對主機在運行時電源、風扇狀況以及整體CPU、磁盤空間利用率等方面進行監控；虛擬機操作系統維度的監控則包括對操作系統運行狀況、CPU、內存、磁盤空間利用率和操作系統之間的網絡連通性等方面進行監控；應用軟件服務維度監控則需要對日常運行在私有云上自建的軟件服務健康度進行監控，可從API和端口等多個維度進行監控。劃分多個維度優點是可以在實現全方面的監控的同時將可能存在的故障進行分組，實現快速定位故障的目的。對于主機級別硬件監控采用Agent搭配Shell腳本從主機ILO接口和磁盤MGT口獲取對應監控指標。而對于虛擬機和應用軟件維度監控，如果采用Agent方案存在兩個缺點，一方面會消耗系統資源，對虛擬機侵入性也較大；另一方面監控較為復雜，每安裝一臺虛擬機或者一個應用都需要單獨安裝Agent并在Server端進行配置。在本文中采取的解決措施是借助虛擬化軟件，通過對其API接口的調用開發，自動發現虛擬機并從其中獲取到對應虛擬機的各項監控指標。而對應用的監控可通過調用應用接口獲取對應健康值和通過直接判斷應用服務端口是否可正常連接判斷這兩種方式實現。兩種方案本質上都是采取Python腳本實現，自動發現對應服務后獲取到對應軟件監控值，監控中一般設置為up和down。最終在Zabbix監控軟件上對每個監控指標進行配置，當獲取到對應數據即可通過可視化界面進行展示。

4.3管理及監控效果

本文最后按照設計方案完成的基于私有云的信息化系統實現了實驗室內新舊資源合理化的利用和管理，有效節約計算機資源的使用和管理成本，并且可以滿足實驗室約60名師生的日常科研任務。通過監控平臺可以實時查看監控指標中的數據，如圖4為某臺主機的CPU使用情況。最終設計共35個監控項，18個觸發器，其中監控項中包含硬件服務器主機CPU使用率、內存使用率等在內的10個監控項，虛擬主機硬盤空間使用率、運行開機狀態在內的8個監控項，以及應用服務類17個監控項。而告警功能通過基于以短信、郵件以及企業微信的多種方式的級聯報警，實現信息系統的高可用和故障的及時處理。

5結束語

針對實驗室對于信息系統的應用需求和可靠性需求，考慮現有硬件資源的再利用。本文提出了具備虛實資源高可靠監控的私有云系統的部署與監控方案，可以提供一套切實可行的實驗室信息平臺的管理、監控方案，完成對實驗室物理和虛擬資源的高效管理、分配、利用及監控，切實保障了實驗室信息系統的高可靠性和安全性。同時本文所構建的6主機2存儲的私有云物理配置方案也具備借鑒價值，可用于其他實驗室私有云搭建參考。

作者:段茹茹 陳超 胡鋼 單位:研祥智能科技股份有限公司 廣東省工業邊緣智能創新中心有限公司