2023年9月,習近平總書記就推進新型工業化作出重要指示:新時代新征程,以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興偉業,實現新型工業化是關鍵任務。
工信部深入貫徹習近平總書記重要指示精神,落實黨中央、國務院決策部署,繼續扎實做好“5G+工業互聯網”各項工作,為推進新型工業化、建設現代化產業體系提供堅強支撐。堅持網絡為基礎、平臺為中樞、安全為保障、標識為紐帶、數據為要素,在推動技術創新、產業培育、融合應用等方面取得積極成效,“5G+工業互聯網”體系化發展走在全球前列,為制造強國、網絡強國和數字中國建設注入了新動能。其中,工業互聯網標識解析體系是新型工業化發展的戰略性基礎設施,是工業互聯網體系的重要紐帶,是實現數實深度融合的核心樞紐、增強產業鏈供應鏈韌性的關鍵抓手、數字化綠色化協同發展的重要底座,更是推動構建開放產業生態的基本路徑。
那么,什么是工業互聯網標識解析體系?它將如何改變工業生產?本文將為您揭開工業互聯網標識解析體系的“神秘面紗”。
什么是工業互聯網標識解析體系?
在工業互聯網發展初期,由于缺乏統一的標準和規范,不同廠商、不同設備之間無法實現互聯互通,各企業編碼體系、各產品編碼體系、各設備編碼體系均不相同,因此限制了工業互聯網的應用和發展。由此,工業互聯網標識解析體系應運而生,是較好解決上述問題的唯一國產自主可控方案,可實現萬物之間的互聯互通,并進行數據共享。工業互聯網標識解析體系通過給每一個實體或虛擬對象賦予唯一的身份編碼(企業身份標識、產品身份標識、設備身份標識),同時承載相關數據信息,實現實體和虛擬對象的定位、連接和對話,這個體系被認為是工業互聯網“基礎中的基礎”,是支撐工業互聯網互聯互通的神經樞紐。
從國家新型基礎設施建設看
工業互聯網標識解析體系是我國自主籌劃建設的核心基礎設施,主要包括基礎設施建設、標識解析節點建設、標識注冊和解析服務、標識應用推廣四個方面。
基礎設施建設。包括但不限于工業互聯網標識解析體系的基礎網絡建設、數據中心建設、安全防護體系建設等,是支撐工業互聯網標識解析體系正常運行的基礎。
工業互聯網標識解析節點建設。包括但不限于國家頂級節點(根節點)、二級節點、遞歸節點和企業節點等的建設。這些節點是標識解析體系的關鍵組成部分,負責標識的注冊、解析和轉發等(如圖1所示)。其中,武漢、廣州、重慶、上海、北京5個國家頂級節點以及南京、成都2個災備節點先后建成上線,“5+2”國家頂級節點已全面建成。二級節點則以行業鏈主、區域第三方服務龍頭機構為主。
工業互聯網標識注冊和解析服務。通過建立統一的標識注冊和解析服務,實現不同實體或虛擬對象之間的信息共享和交互,構建一套完整的標識注冊和解析機制,確保標識的唯一性和準確性。
工業互聯網標識解析應用推廣。通過工業互聯網標識在生產、管理和服務等“人機料法環測”各環節的應用,探索形成可落地、可推廣、可復制的商業模式和實踐路徑,構建一套完整的標識應用推廣機制(包括但不限于政策支持、技術培訓和應用示范等)。
從工業互聯網標識解析內涵看
工業互聯網標識解析體系是工業互聯網的重要組成部分,是工業數據要素的一種有效展現形式,它通過賦予物品唯一的身份編碼,并承載相關數據信息,實現實體與虛擬對象的定位、連接和對話等功能,為工業生產提供更高效、更智能的服務。
賦予物品唯一的身份編碼。通過條形碼、二維碼、無線射頻識別標簽等方式賦予物品唯一的身份編碼,確保每個物品都有唯一的標識,方便企業對其進行追蹤和管理。
承載相關數據信息。工業互聯網標識解析體系不僅賦予物品唯一身份編碼,還承載了與該物品相關的數據信息(生產日期、使用期限、來源地等),幫助用戶對物品進行全面了解和精確管理。
實現實體和虛擬對象的定位、連接和對話。通過工業互聯網標識解析體系,實現實體與虛擬對象之間的定位、連接和對話等功能。這意味著,無論是物理設備還是虛擬數據,都可以通過標識解析體系進行管理和交互,進而提高生產效率和智能化水平。
推動產業協同和創新發展。工業互聯網標識解析體系有助于推動產業協同和創新發展。通過標識解析技術,不同企業、不同行業之間可實現信息共享和協同合作,促進產業鏈優化升級。同時,標識解析技術還將推動新技術、新模式的應用和發展。
從工業互聯網標識外部展現形式看
工業互聯網標識解析旨在采用統一的標準賦予制造業中每一個產品、零部件、設備等實體物體,以及工藝、算法等虛擬資產唯一的“數字身份證”。如此一來,原先的“啞”設備就能彼此“對話”,讓數據“出得來”“用得好”。
從外部展現形式看,標識解析有四個分類方式:一是分為主動標識載體和被動標識載體;二是分為明碼和暗碼;三是分為條碼、二維碼、RFID等形式;四是按載體材質一般分為紙、塑料、金屬、木材等。
從外部展示組成部分看,在軟件方面,標識碼生成和管理軟件作為一個基礎性的生碼賦值軟件,可通過構建工業互聯網標識解析體系,打通應用標識注冊、解析流程,實現異構數據融合,形成企業定制化或標準SaaS化產品,解決食品安全溯源、全生命周期管理、供應鏈管理、產品售后服務等行業痛點問題。在硬件方面,平臺生成標識碼之后,可以通過紙質打印、激光、噴碼及RFID等形式,與標簽打印機、激光打標機和RFID打印機等硬件設備進行對接,用戶可通過微信端、Web端、PDA、手持掃碼槍等方式,掃描產品上的標識來讀取標識碼信息。此外,企業節點一體機內置物聯網及工業互聯網標識服務,可實現“一體封裝”“開機即用”(如圖2所示)。
從工業互聯網標識應用看
工業互聯網標識解析體系不是獨立運行的個體,需與5G、人工智能、大數據等先進信息通信技術結合,才能發揮其數據要素的特性,助力企業實現智能化、自動化的生產和管理,進而推動工業生產的數字化、網絡化、智能化升級。
從企業“人機料法環測”看。一是提升管理效率。企業通過工業互聯網標識解析系統,對設備、物品進行統一的智能化監控、管理和調度,提高生產和管理效率。二是加強質量控制。企業可通過工業互聯網標識解析系統追蹤到每個設備、物品和系統的信息(歷史記錄、位置信息等),進而對生產過程進行實時監控和質量把控,保證產品符合相關標準和規定。三是降低運營成本。工業互聯網標識解析系統可以實現不同設備、不同系統之間的互聯互通,減少重復投入,降低管理成本,提高企業運營效率。四是促進創新發展。工業互聯網標識解析將促進工業互聯網創新發展,推動工業數字化、網絡化、智能化升級,助力新型工業化早日實現。
從縱向集成來看。通過工業互聯網標識解析體系,打通產品、機器、車間和工廠的各個環節,實現底層標識數據規模采集、信息系統間數據共享,以及工業互聯網標識數據分析應用。在縱向集成層面上,標識解析涉及企業管理方方面面的軟件,如設備管理系統、人員管理系統、現場管理系統、ERP、MES、WMS等。由此,工業互聯網標識解析體系的應用需與各平臺系統融為一體,相互協同。
從橫向集成來看。通過工業互聯網標識解析體系,大型企業可以橫向連接自身的上下游企業,不是強制數據同步,而是利用標識解析按需查詢數據;中小型企業可以橫向連成平臺,利用標識解析按需共享數據。
從端到端集成看。通過工業互聯網標識解析體系,可以打通設計、制造、物流各個環節,實現真正的全生命周期管理。在端到端集成層面上,主要采用區塊鏈、物聯網、云計算等技術,為每一個對象賦予唯一的國際通行的互聯網標識解析“身份碼”,與企業ERP、MES、CRM、WMS、PLM等“兩化融合”管理系統進行實時數據對接,實現企業供應鏈系統和生產管理系統的數據共享,構建產品從原料采購到消費終端來源可查、去向可追、責任可究的生命周期管理體系(如圖3所示)。
工業互聯網標識解析體系的新型工業化探索與實踐之路
從2017年開始,中央部委先后發布《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》《工業互聯網發展行動計劃(2018—2020年)》《工業互聯網創新發展行動計劃(2021—2023年)》和《工業互聯網標識管理辦法》等涉及工業互聯網標識解析體系的指導性文件,明確了工業互聯網標識解析體系建設的目標、任務和時間表,提出了一系列具體的措施和要求,為體系建設提供了政策支持和指導。
我國在工業互聯網標識體系的探索
經過六年多的建設,我國已初步建成工業互聯網標識解析體系,建成工業互聯網標識解析“5+2”國家頂級節點,上線二級節點332個,實現國內31個省、區、市全面覆蓋,為推進新型工業化打造了堅實的數字底座。
從行業應用看,完善編制細分行業應用指南。中國信息通信研究院依托工業互聯網產業聯盟,自2021年起面向垂直行業開展《工業互聯網標識行業應用指南》編制工作,圍繞細分行業分析數字化轉型需求,提出標識解析實施路徑,總結標識解析應用模式,為產業鏈相關參與方落地實施工業互聯網標識應用提供參考。截至目前,已發布汽車、石化、服裝、煤炭等15本應用指南白皮書,形成了一批行業級、標準化的工業互聯網標識應用方法和建設模式。
從區域應用看,各地方政府加快建設工業互聯網標識解析體系。例如,上海市通過建設工業互聯網標識解析體系推動數字經濟發展,助力上海加快推進新型工業化。上海節點作為全國五個國家頂級節點之一,已于2018年底正式上線,截至目前,已接入二級節點86個,接入企業17萬家,應用覆蓋20多個行業及綜合服務領域,累計標識注冊量、解析量、企業節點數量等各項指標均居全國前列。目前,上海市共建設14個二級節點,涌現了華峰創享、國藥控股、國網電力等優秀二級節點標桿企業。未來,上海將鍛長板、補短板,加快推動標識技術與工業生產核心環節融合,提升產品質量和企業效益,帶動工業互聯網全鏈條規模推廣。
從企業應用看,各工業企業逐步接納工業互聯網標識解析體系。截至2023年11月,我國工業互聯網標識注冊總量超過了4200億個,服務企業超32萬家,覆蓋儀器儀表制造、汽車制造等45個國民經濟行業。當前,工業互聯網標識解析已全面融入工業企業研發、采購、生產、倉儲、物流、銷售等環節,在企業內外部產生價值,幫助工業企業提升產品質量、提高管理效率、促進模式創新,并通過高效匯聚生產數據與碳排放數據,為企業綠色生產提供精準參考,全面賦能工業企業數字化、網絡化、智能化、綠色化發展。
工業互聯網標識解析融合應用層出不窮
1. 農副產品行業:工業互聯網標識解析賦能產品價值提升
通過工業互聯網標識賦予單個農副產品唯一的“身份證”——追溯碼,實現“一物一碼”,對產品的生產、倉儲、分銷、物流運輸和市場巡檢等環節進行數據采集跟蹤,實現產品生產環節、銷售環節、流通環節、服務環節的全生命周期管理。
例如,在江蘇東臺金科森工業互聯網標識解析中心,用戶輕點農業板塊數據屏,當日“東臺西瓜”上市、市場動態、車輛運銷等情況便可一目了然。與此同時,工業互聯網標識碼在“東臺西瓜”上應用,實現“一瓜一碼,嚴防假冒”,也讓其品牌價值整體提升了15%。
2. 醫療行業:工業互聯網標識解析實現設備價值提升
工業互聯網標識解析技術可以為設備賦予唯一標識,實現設備的身份識別和信息關聯。企業通過工業互聯網標識解析技術,可以獲取設備的生產日期、使用期限、來源地等信息,為設備管理提供全面、準確的數據支持,實現設備之間的信息共享和協同工作,提高設備的可靠性和可用性,促進設備的智能化管理和優化,為工業生產提供更高效、更智能的服務。
例如,上海至數企業發展有限公司(以下簡稱“上海至數”)通過對醫療設備進行主動標識,現已服務全國3000多家機構,在線管理醫療設備超過80萬臺,相關企業掃碼即可實現對醫療器械的基礎數據調用、快速準確上報等。由于解決了設備狀態實時監測及實時定位的難題,上海至數還在疫情期間幫助上海第六人民醫院精準對接呼吸機需求。
3. 通用行業:工業互聯網標識解析助力企業實現“雙碳”目標
利用工業互聯網標識解析技術幫助用戶掌握企業碳排放信息,替代傳統手工抄表,手動匯總和手動上報的信息記錄方式,系統可自動收集碳排放數據,傳輸打碼、匯總上報,并進行數據分析和信息追溯,保證每一條數據都真實可信。與此同時,結算系統可自動匯總數據進行上報,生成的碳排放報告通過標識解析技術進行打碼,并報送至監管機構,監管機構通過掃描標識解析碼了解企業碳排放詳情,幫助企業搭建工業互聯網應用數據互聯互通的基礎。目前,中國信息通信研究院已牽頭編制《工業互聯網標識解析與企業“雙碳”實施路徑》白皮書,旨在解決企業在“雙碳”實施過程中面臨的難點痛點,為企業低碳發展、提前實現碳達峰提供了一定的參考。
例如,中國汽車技術研究中心有限公司利用工業互聯網標識技術支撐新能源汽車行業開展碳排放全生命周期管理,助力行業實現碳達峰、碳中和。目前中國汽車技術研究中心有限公司已完成標識解析企業節點的部署,通過接入工業互聯網標識解析二級節點,解決了汽車行業在產品全生命周期碳排放數據管理體系缺乏條理、與相關企業信息不對稱等方面的問題。
存在的問題和優化建議
存在的主要問題
近年來,在工業互聯網標識解析應用獎補政策的推動下,部分行業和企業嘗試將工業互聯網標識解析技術融入到新型工業化進程中,取得了不錯的試點示范應用效果,但與規?;瘧萌源嬖谳^大差距。現從技術層面、行業層面、應用層面、企業層面逐一剖析為何企業不愿意大規模應用工業互聯網標識解析技術,有什么顧慮。
從技術層面看,表面應用簡單,實際應用復雜。一是技術標準和規范不統一。工業互聯網標識解析技術雖然有統一的標準和規范,但不同行業、不同廠家、不同系統均構建了不同的編碼體系,因此不同系統和應用之間存在兼容性和互操作性問題。二是數據安全和隱私保護不足。工業互聯網標識解析涉及大量敏感數據,包括設備信息、生產數據等,數據安全和隱私保護已成為重大問題。三是網絡可靠性和穩定性有待提高。工業互聯網標識解析需要依托網絡進行數據傳輸和交互,企業內外網的可靠性和穩定性對標識解析的效率和準確性具有重要影響。
從行業層面看,缺乏統一、強有力的組織。一是行業認知度不足。部分企業對工業互聯網標識解析的認知度不足,缺乏對其價值和作用的認識。二是行業標準和規范仍有缺失。目前工業互聯網標識解析在部分行業標準和規范方面尚未完善,缺乏統一的標準和規范指導。三是行業合作和協同不夠。工業互聯網標識解析需要產業鏈上下游企業的合作和協同,但目前行業合作和協同程度不夠。
從應用層面看,未形成“爆品”應用,行業標識貫通發展不足。一是應用場景和需求不明確。部分企業對工業互聯網標識解析的應用場景和需求不夠明確,缺乏具體的應用案例和實踐經驗。二是應用推廣力度不夠。目前工業互聯網標識解析的應用主要依托地方工信部門推進,缺乏有效的宣傳和推廣措施。三是應用成本較高。新技術引入、設備改造、人員培訓等方面成本較高,因此部分企業不愿意采用。
從企業層面看,面臨成本高、難度大等諸多挑戰。一是成本考慮。企業擔心引入工業互聯網標識技術需要較高的成本投入,包括技術研發、設備改造、人員培訓等。二是安全擔憂。企業擔心引入工業互聯網標識技術可能導致數據泄露或受到網絡攻擊。三是技術難度大。企業認為工業互聯網標識技術難度較大,需要專業的技術團隊進行研發和維護,增加了企業的技術負擔。四是應用前景不明確。部分企業對工業互聯網標識的應用前景不夠明確,擔心投入后無法實現預期的效果或回報。五是行業協作不足。企業擔心在引入工業互聯網標識技術后,缺乏與上下游企業的協作和支持,難以實現全產業鏈的協同和優化。六是試點應用集中于頭部企業。受技術前景不明朗等因素影響,標識應用主要集中在大型的國有企業,民營企業和中小企業的參與度低。
下階段優化措施和建議
工業互聯網標識解析體系作為賦能千行百業數字化轉型的重要抓手,需要“政產學研用”多方共同努力,高質量推進工業互聯網標識解析體系的建設和落地,地方政府政策性的引導、行業組織的推動和龍頭企業的帶動缺一不可。
加強地方政策性引導,鼓勵企業參與。持續推進“工賦鏈主”和“工業互聯網一體化進園區”行動,推動鏈主企業帶領上下游中小企業加入標識解析體系;借助“工業互聯網標識解析貫通行動計劃”開展的契機,推動標識通過“大場景”走進千行百業,進而成為城市數字底座的有力支撐。強化行業組織作用,打消企業疑慮,鼓勵加大應用。充分發揮行業組織的影響力,積極引導推進工業互聯網標識的行業應用場景研發和實踐,打造工業互聯網標識“樣板間”,并逐步規模復制構建行業工業互聯網標識應用的“商品房”,形成“星星之火可以燎原”的態勢。
構建工業互聯網標識貫通生態,推動企業規模復制。建議各地方工信管理部門聯合“產學研用”各方形成工業互聯網標識生態合力,打造具有特色的標識解析貫通新生態和“服務隊”,積極引導各行業龍頭企業先行先試,歸納總結行業工業互聯網標識“爆款”場景應用,逐步帶動中小企業上行下效,推動新型工業化高質量發展。
工業互聯網已成為實現新型工業化和信息化的必由之路,成為建設現代經濟體系的重要內容和關鍵支撐。工業互聯網標識解析體系作為工業互聯網體系的重要組成部分,是“數據要素”在工業互聯網領域的一種表現形式,將對工業企業的數字化、綠色化、智能化發展起到重要作用。