工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)——標(biāo)識(shí)解析體系

諶普江
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是將要發(fā)生,而是正在發(fā)生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值在于通過信息技術(shù)賦能傳統(tǒng)制造業(yè),實(shí)現(xiàn)信息共享,帶動(dòng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提質(zhì)增效,提升工業(yè)產(chǎn)品附加值,甚至實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是將要發(fā)生,而是正在發(fā)生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值在于通過信息技術(shù)賦能傳統(tǒng)制造業(yè),實(shí)現(xiàn)信息共享,帶動(dòng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)提質(zhì)增效,提升工業(yè)產(chǎn)品附加值,甚至實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。

為此,各行業(yè)紛紛布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),包括傳統(tǒng)制造業(yè)龍頭企業(yè)(富士康和三一重工)、傳統(tǒng)制造業(yè)方案服務(wù)商(寶信和石化盈科)、傳統(tǒng)軟件企業(yè)(用友和金蝶)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)(阿里和騰訊)等。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系中,標(biāo)識(shí)解析體系是基石,是串聯(lián)一切的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),功能類似互聯(lián)網(wǎng)的DNS。標(biāo)識(shí)解析體系的建設(shè)進(jìn)度是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。

晨山持續(xù)關(guān)注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的巨大創(chuàng)新機(jī)會(huì),也希望與更多優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)者并肩見證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮。

什么是標(biāo)識(shí)解析體系

標(biāo)識(shí)可以理解為身份ID,用來識(shí)別不同物品、實(shí)體或者對象的名稱標(biāo)記,通常是由數(shù)字、字母、文字、符號(hào)等按照一定規(guī)則組合而成,如www.baidu.com就是一個(gè)標(biāo)識(shí),非常容易記憶。標(biāo)識(shí)的作用就是在信息世界里為物品和數(shù)字對象進(jìn)行唯一標(biāo)記并提供信息查詢的功能,進(jìn)而發(fā)展成底層信息架構(gòu)。

我們知道,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要包括網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大體系建設(shè),其中網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ),平臺(tái)體系是核心,安全體系是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)全要素、各環(huán)節(jié)信息互通的關(guān)鍵樞紐。

標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)域名解析系統(tǒng)(DNS)功能類似,就像工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的 “字典”。如上圖所示,DNS是互聯(lián)網(wǎng)使用的命名系統(tǒng),用來把便于人們使用的機(jī)器名字轉(zhuǎn)換成為IP地址,即解決的是IP地址和域名的映射問題。在公共互聯(lián)網(wǎng)上,用戶借助DNS域名解析系統(tǒng),可以通過輸入網(wǎng)址來訪問網(wǎng)站。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,政府、企業(yè)等用戶可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系,來訪問保存機(jī)器、物料、 零部件和產(chǎn)品等相關(guān)信息的服務(wù)器。全球存在多種標(biāo)識(shí)解析體系,包括GS1、OID、Handle、Ecode和UID等。

標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)由三部分構(gòu)成——

標(biāo)識(shí)編碼:相當(dāng)于機(jī)器、設(shè)備的“身份證”

解析系統(tǒng):利用標(biāo)識(shí),對機(jī)器和物品進(jìn)行唯一性的定位和信息查詢

標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)服務(wù):借助標(biāo)識(shí)編碼資源和標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)開展工業(yè)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)管理和跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地區(qū)、跨國家的數(shù)據(jù)共享共用

解析系統(tǒng)的架構(gòu)

在看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系架構(gòu)之前,我們先來看看DNS目前的架構(gòu)以及DNS解析的工作流程。

由于因特網(wǎng)的用戶數(shù)量較多,為了更好區(qū)分任何一臺(tái)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)或路由器,每個(gè)主機(jī)或路由器都有一個(gè)唯一的層次化結(jié)構(gòu)的名字——即域名(domain name)。DNS采用了層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法:如mail.tsinghua.edu.cn這個(gè)域名,頂級(jí)域名是最后一部分,即cn,二級(jí)域是倒數(shù)第二部分,即edu,三級(jí)域名是tsinghua,四級(jí)域名是mail。

DNS服務(wù)器的存在就是為了提供從域名到IP地址的解析服務(wù),但由于域名數(shù)量極其龐大,不可能所有的域名信息都保存在一個(gè)服務(wù)器,當(dāng)然也不能每個(gè)節(jié)點(diǎn)都采用一個(gè)域名服務(wù)器。實(shí)際公網(wǎng)DNS系統(tǒng),跟域名結(jié)構(gòu)的樹狀分布類似,DNS服務(wù)器也是對應(yīng)的樹形結(jié)構(gòu),每個(gè)DNS服務(wù)器能夠提供部分域名(它管轄的域名)到IP地址的解析。

域名服務(wù)器可以劃分為4種不同的類型:根域名服務(wù)器、頂級(jí)域名服務(wù)器、權(quán)限域名服務(wù)器以及本地域名服務(wù)器。

根域名服務(wù)器

最高層次的域名服務(wù)器,就像一個(gè)國家的總理,統(tǒng)領(lǐng)DNS解析任務(wù)。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級(jí)域名服務(wù)器的域名和IP地址。不管是哪一個(gè)本地域名服務(wù)器,若要對因特網(wǎng)上任何一個(gè)域名進(jìn)行解析,只要自己無法解析,就首先求助根域名服務(wù)器。全球有13個(gè)根域名服務(wù)器名稱。假定所有的根域名服務(wù)器都癱瘓了,那么整個(gè)DNS系統(tǒng)就無法工作。

頂級(jí)域名服務(wù)器

就好像國家總理下的各個(gè)省長,管轄各個(gè)省級(jí)單位。在DNS中,它們負(fù)責(zé)管理在該頂級(jí)域名服務(wù)器注冊的二級(jí)域名。

權(quán)限域名服務(wù)器

負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)的域名服務(wù)器,頂級(jí)域名服務(wù)器其實(shí)也可以算作是權(quán)限域名服務(wù)器,只不過由于其特殊性,專門把它劃分為一類。因此權(quán)限域名服務(wù)器通常是指頂級(jí)域名以下的管理二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)等域名的服務(wù)器。

本地域名服務(wù)器

當(dāng)一個(gè)主機(jī)(個(gè)人電腦)發(fā)出DNS請求時(shí),查詢請求就被發(fā)送到本地域名服務(wù)器,本地域名服務(wù)器負(fù)責(zé)回答這個(gè)查詢,或者代替主機(jī)向域名空間中不同層次的權(quán)限域名服務(wù)器查詢,再把查詢的結(jié)果返回給主機(jī)。

通過一個(gè)例子可以清晰看到DNS解析的工作流程,假設(shè)域名為x.abc.com的主機(jī)想知道www.baidu.com的IP地址:

主機(jī)x.abc.com先向本地服務(wù)器dns.abc.com進(jìn)行查詢;

本地域名服務(wù)器采用迭代查詢,先向根域名服務(wù)器查詢,根域名服務(wù)器會(huì)告訴本地服務(wù)器下一次應(yīng)查詢的頂級(jí)域名服務(wù)器dns.com的IP地址;

本地域名服務(wù)器向頂級(jí)域名服務(wù)器dns.com進(jìn)行查詢,頂級(jí)域名服務(wù)器會(huì)告訴本地服務(wù)器下一次應(yīng)查詢的權(quán)限服務(wù)器dns.baidu.com的IP地址;

本地域名服務(wù)器向權(quán)限域名服務(wù)器dns.baidu.com進(jìn)行查詢,權(quán)限域名服務(wù)器會(huì)告訴本地域名服務(wù)器所查詢主機(jī)的IP地址;

本地域名服務(wù)器將得到的IP地址返回給主機(jī)x.abc.com。

跟DNS架構(gòu)類似,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系由國際根節(jié)點(diǎn)、國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)節(jié)點(diǎn)、 企業(yè)節(jié)點(diǎn)、遞歸節(jié)點(diǎn)等要素組成。

根節(jié)點(diǎn)

類比DNS根域名服務(wù)器

國際性的節(jié)點(diǎn),提供全球范圍內(nèi)或者若干個(gè)國家地區(qū)的服務(wù),負(fù)責(zé)標(biāo)識(shí)解析、數(shù)據(jù)分發(fā)等數(shù)據(jù)管理功能。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)體系中的根節(jié)點(diǎn),其也負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與國內(nèi)、國際其它工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)互通等數(shù)據(jù)管理功能。

國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)

類比DNS頂級(jí)域名服務(wù)器

國家內(nèi)部最頂級(jí)的標(biāo)識(shí)服務(wù)節(jié)點(diǎn),能夠面向全國范圍提供頂級(jí)標(biāo)識(shí)解析服務(wù),以及標(biāo)識(shí)備案、標(biāo)識(shí)認(rèn)證等管理能力。國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)既要與各種標(biāo)識(shí)體系的國際根節(jié)點(diǎn)保持連通,又要連通國內(nèi)的各種二級(jí)及以下其他標(biāo)識(shí)服務(wù)節(jié)點(diǎn)。

二級(jí)標(biāo)識(shí)解析節(jié)點(diǎn)

類比DNS權(quán)限域名服務(wù)器

是面向特定行業(yè)或者多個(gè)行業(yè)提供標(biāo)識(shí)服務(wù)的公共節(jié)點(diǎn),并為其提供標(biāo)識(shí)注冊和解析服務(wù),并與頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)進(jìn)行對接。作為推動(dòng)標(biāo)識(shí)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模性發(fā)展的主要抓手,二級(jí)節(jié)點(diǎn)是打造有價(jià)值的行業(yè)級(jí)標(biāo)識(shí)應(yīng)用、探索可持續(xù)發(fā)展業(yè)務(wù)模式的關(guān)鍵。

企業(yè)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)

類比下一級(jí)DNS權(quán)限域名服務(wù)器

為特定工業(yè)企業(yè)提供標(biāo)識(shí)注冊和解析服務(wù),并可根據(jù)該企業(yè)的規(guī)模定義工廠內(nèi)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)組網(wǎng)形式及企業(yè)內(nèi)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)格式。企業(yè)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)既可以獨(dú)立部署,也可以作為企業(yè)信息系統(tǒng)的組成要素。

公共遞歸解析節(jié)點(diǎn)

類比DNS本地域名服務(wù)器

是指標(biāo)識(shí)解析體系的關(guān)鍵性入口設(shè)施,能夠通過緩存等技術(shù)手段提升整體服務(wù)性能。當(dāng)收到客戶端的標(biāo)識(shí)解析請求時(shí),遞歸節(jié)點(diǎn)會(huì)首先查看本地緩存是否有查詢結(jié)果,如果沒有,則會(huì)通過標(biāo)識(shí)解析服務(wù)器返回的應(yīng)答路徑查詢,直至最終查詢到標(biāo)識(shí)所關(guān)聯(lián)的地址或者信息,將其返回給客戶端,并將請求結(jié)果進(jìn)行緩存。

標(biāo)識(shí)解析客戶端

類比互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器、應(yīng)用軟件

標(biāo)識(shí)解析查詢的起點(diǎn),獨(dú)立存在或成為應(yīng)用的一部分。典型的如一個(gè)標(biāo)識(shí)讀寫器和后臺(tái)軟件。

標(biāo)識(shí)體系當(dāng)前建設(shè)進(jìn)度

根據(jù)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020)》, 2020年要建成5個(gè)左右標(biāo)識(shí)解析國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn),形成10個(gè)以上公共標(biāo)識(shí)解析體系服務(wù)節(jié)點(diǎn)。目前國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)以及二級(jí)節(jié)點(diǎn)數(shù)量已經(jīng)提前完成。

國際頂級(jí)節(jié)點(diǎn):已經(jīng)確定北京、上海、重慶、廣東(廣州)和湖北(武漢)作為5個(gè)國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn),并已完成部署并上線,初步形成“東西南北中”的頂層布局服務(wù)架構(gòu)。

二級(jí)節(jié)點(diǎn):呈現(xiàn)爆發(fā)式規(guī)模上線狀態(tài)。

截至2019年7月31日,全國已經(jīng)完成了17個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)部署,重點(diǎn)面向汽車制造、裝備制造、船舶制造、工程機(jī)械、家電制造等不同行業(yè)提供標(biāo)識(shí)編碼注冊、解析、業(yè)務(wù)管理、應(yīng)用對接服務(wù)。一大批企業(yè)積極推進(jìn)企業(yè)應(yīng)用,三大基礎(chǔ)電信企業(yè)也在加快探索公共遞歸節(jié)點(diǎn)建設(shè)。此外,全國范圍內(nèi)部署中的二級(jí)節(jié)點(diǎn)有11個(gè),擬建設(shè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)的單位有45家;擬簽約二級(jí)節(jié)點(diǎn)單位有7家。

標(biāo)識(shí)體系應(yīng)用場景

基于標(biāo)識(shí)解析體系,可以構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,其中最典型也是最切合企業(yè)自身需求的主要應(yīng)用有全生命周期管理、供應(yīng)鏈管理以及產(chǎn)品質(zhì)量追溯等。

標(biāo)識(shí)解析體系貫穿工業(yè)生產(chǎn)和銷售的全流程,通過標(biāo)識(shí)解析,各工業(yè)企業(yè)將能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品與設(shè)備的全生命周期管理:

從縱向集成來看,標(biāo)識(shí)解析體系打通智能設(shè)備與工廠,實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的規(guī)?;杉c系統(tǒng)間共享;

從橫向集成來看,大型企業(yè)鏈接上下游企業(yè)利用標(biāo)識(shí)解析按需查詢數(shù)據(jù),中小型企業(yè)可以橫向連接成平臺(tái),利用標(biāo)識(shí)解析按需地共享數(shù)據(jù);

從端到端集成來看,打通設(shè)計(jì)、制造、物流、使用等全流程,從而實(shí)現(xiàn)真正的全生命周期管理。

標(biāo)識(shí)解析體系對機(jī)器和物品賦予唯一的“身份證”,通過解析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對機(jī)器和物品進(jìn)行唯一性的定位和信息查詢。沒有標(biāo)識(shí)解析體系,一個(gè)零部件在各個(gè)部門和各個(gè)企業(yè)流轉(zhuǎn)的相關(guān)信息其實(shí)是一座座孤島,就像彼此不相連的局域網(wǎng),處于割裂狀態(tài)。如下圖,有了標(biāo)識(shí)解析體系,一個(gè)零部件有唯一的“身份證”,從生產(chǎn)、出廠、配送、經(jīng)銷等全生命周期的信息都能實(shí)現(xiàn)與該零部件緊密關(guān)聯(lián)。

標(biāo)識(shí)解析體系幫助工業(yè)企業(yè)打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效便捷的供應(yīng)鏈管理。在統(tǒng)一的標(biāo)識(shí)體系下,不同企業(yè)之間異構(gòu)的標(biāo)識(shí)之間得以互通,數(shù)據(jù)溝通也變得通暢,進(jìn)而可以消除供需兩方之間的信息不對稱,降低工業(yè)領(lǐng)域乃至全社會(huì)的交易成本。整機(jī)制造商通過標(biāo)識(shí)解析查詢確立采購來源,獲取庫存信息,實(shí)現(xiàn)零部件庫存可視化管理,提高庫存周轉(zhuǎn)率。

供應(yīng)鏈管理案例

徐工牽頭建設(shè)的二級(jí)節(jié)點(diǎn)主要是面向工程機(jī)械行業(yè)。實(shí)際應(yīng)用中,通過掃描整機(jī)二維碼獲取該整機(jī)產(chǎn)品及相關(guān)核心零部件的信息;根據(jù)信息解析出零部件裝配信息,整機(jī)裝配信息以及物流配送信息,便于供應(yīng)鏈管理;可直接填報(bào)產(chǎn)品故障信息反饋到相關(guān)部門及時(shí)跟蹤分析,為產(chǎn)品質(zhì)量改善提供數(shù)據(jù)支撐。

標(biāo)識(shí)解析體系利用標(biāo)識(shí)對機(jī)器和物品進(jìn)行定位和信息查詢,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)重要產(chǎn)品追溯。

產(chǎn)品追溯案例

奧瑞金為食品飲料做罐裝包裝,奧瑞金科技牽頭建設(shè)的二級(jí)節(jié)點(diǎn)主要面向食品飲料工業(yè)。奧瑞金二級(jí)節(jié)點(diǎn)為企業(yè)用戶分配標(biāo)識(shí)前綴。用戶通過識(shí)讀產(chǎn)品上的二維碼,向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系發(fā)送解析請求,通過國家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn),解析出產(chǎn)品的追溯信息及營銷信息,并將解析結(jié)果返回查詢終端。通過產(chǎn)品溯源,進(jìn)一步可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者畫像,進(jìn)而提供精準(zhǔn)營銷等服務(wù)。

小 結(jié)

無論是消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng),還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),其中最重要的目的都是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通以及信息共享。

目前的現(xiàn)狀是,工廠內(nèi)的機(jī)器、產(chǎn)品、零部件要么處于沒有標(biāo)識(shí)的狀態(tài),完全粗放式管理;要么處于“私有化”標(biāo)識(shí)的狀態(tài),企業(yè)之間甚至部門之間的標(biāo)識(shí)都無法相互識(shí)別,導(dǎo)致無法有效管理。企業(yè)內(nèi)的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)缺乏匯聚和集成,導(dǎo)致標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)既無法對內(nèi)部的其它信息系統(tǒng)發(fā)揮作用,也無法對外提供服務(wù);企業(yè)間的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一樣、使用權(quán)限不一樣,無法互通。

可以說標(biāo)識(shí)解析體系是打通企業(yè)信息系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通的技術(shù)引擎,沒有標(biāo)識(shí)解析體系,工廠內(nèi)、企業(yè)內(nèi)以及企業(yè)間的數(shù)據(jù)流通和信息共享則無法實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)進(jìn)度是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。隨著標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)快速往前推進(jìn),工業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)出現(xiàn)更多創(chuàng)新發(fā)展機(jī)會(huì),我們拭目以待。

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