劉凱 劉佳偉 楊奇睿 宋寶玲 武志和

1.鞍鋼自動(dòng)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(dòng)，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(shí)解析二級(jí)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(duì)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(shí)解析就是賦予生產(chǎn)要素標(biāo)識(shí)，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(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)向上對(duì)接國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)，向下對(duì)接企業(yè)標(biāo)識(shí)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(guò)程中出現(xiàn)的各類實(shí)際問(wèn)題。

1 二級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容概況

本項(xiàng)目規(guī)劃方案針對(duì)鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)以及基于二級(jí)節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)，圍繞標(biāo)識(shí)編碼、標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)三個(gè)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(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)平臺(tái)部署、二級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)接頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)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(guò)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(jí)節(jié)點(diǎn)及應(yīng)用模塊服務(wù)。二級(jí)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(gòu)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(shí)解析體系——國(guó)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(tái)，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(tái)對(duì)接服務(wù)。完成企業(yè)ERP 系統(tǒng)對(duì)接與調(diào)試的功能。

2 項(xiàng)目產(chǎn)品方案

2.1 二級(jí)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(guò)標(biāo)識(shí)解析創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)，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(shí)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(dòng)化、智能化水平。

2.1.1 二級(jí)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(gè)維度建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，在該平臺(tái)上，二級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)將涵蓋標(biāo)識(shí)資源分配管理、軟件系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)、標(biāo)識(shí)對(duì)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(jí)節(jié)點(diǎn)總體框架Fig.1 Overall framework of secondary nodes

2.1.2 二級(jí)節(jié)點(diǎn)與國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)接

二級(jí)節(jié)點(diǎn)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的基礎(chǔ)，與國(guó)家頂級(jí)結(jié)點(diǎn)的對(duì)接不需要走開(kāi)發(fā)注冊(cè)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(guò)建設(shè)接口開(kāi)放平臺(tái)，提供運(yùn)營(yíng)管理監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冉涌诜?wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)二級(jí)節(jié)點(diǎn)與國(guó)家頂級(jí)結(jié)點(diǎn)的對(duì)接。

2.1.3 二級(jí)節(jié)點(diǎn)與企業(yè)節(jié)點(diǎn)對(duì)接

二級(jí)節(jié)點(diǎn)接口開(kāi)放平臺(tái)也為鋼鐵行業(yè)內(nèi)部企業(yè)信息化系統(tǒng)提供注冊(cè)的入口及一套接口開(kāi)發(fā)規(guī)范，同時(shí)會(huì)提供一套安全訪問(wèn)機(jī)制，每個(gè)注冊(cè)企業(yè)都會(huì)有自己訪問(wèn)二級(jí)節(jié)點(diǎn)的密鑰，通過(guò)密鑰確保訪問(wèn)二級(jí)節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)都是經(jīng)過(guò)合法授權(quán)，保護(hù)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的安全。接入流程包括：

（1）開(kāi)發(fā)者接入及應(yīng)用發(fā)布業(yè)務(wù)流程。首先對(duì)企業(yè)/個(gè)人開(kāi)發(fā)者進(jìn)行身份及信息審核，成為開(kāi)發(fā)者，然后在開(kāi)放平臺(tái)門戶中接入Web/App 應(yīng)用，平臺(tái)下發(fā)AppID 和AppSecret，作為應(yīng)用的唯一標(biāo)識(shí)；應(yīng)用完成創(chuàng)建后，即可申請(qǐng)調(diào)用開(kāi)放平臺(tái)上公布的各種API。根據(jù)API 分級(jí)，進(jìn)入審核流程，API 申請(qǐng)通過(guò)后，可進(jìn)行API 調(diào)用調(diào)試。開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可調(diào)用開(kāi)放平臺(tái)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(qǐng)，對(duì)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(huì)在開(kāi)放平臺(tái)應(yīng)用廣場(chǎng)中作為標(biāo)桿進(jìn)行展示，提供應(yīng)用介紹、下載、訪問(wèn)入口。

（2）應(yīng)用開(kāi)發(fā)流程。首先需要在開(kāi)放平臺(tái)注冊(cè)應(yīng)用，獲取應(yīng)用的唯一標(biāo)識(shí)Appkey、Appsecret；Appkey、Appsecret 是用戶調(diào)用服務(wù)OAUTH 授權(quán)的重要憑證，開(kāi)發(fā)過(guò)程中可調(diào)用平臺(tái)提供的API 沙箱地址進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)用開(kāi)發(fā)測(cè)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(wèn)授權(quán)URL；根據(jù)以上URL，彈出登錄頁(yè)面，提示輸入用戶名密碼進(jìn)入授權(quán)頁(yè)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(guò)，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(qǐng)；運(yùn)維審批通過(guò)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(tái)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(kāi)的服務(wù)將在API 中心發(fā)布，供開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)調(diào)用。

2.1.4 二級(jí)節(jié)點(diǎn)PaaS 平臺(tái)

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

（1）IDIS 標(biāo)識(shí)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(cè)認(rèn)證模式，兼容Handle、OID、Ecode、EPC 等多種標(biāo)識(shí)體系，支撐解析協(xié)議智能化自適應(yīng)功能，兼具訪問(wèn)控制與隱私保護(hù)機(jī)制，保障信息安全，支持根、頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施的部署，同時(shí)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(shí)注冊(cè)、標(biāo)識(shí)解析、標(biāo)識(shí)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(cè)集成平臺(tái)。支撐政府監(jiān)管要求，提供標(biāo)識(shí)備案、解析監(jiān)測(cè)等公共服務(wù)能力，簡(jiǎn)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(tái)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)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(tái)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(tái)實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的標(biāo)識(shí)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(gè)活動(dòng)以及豐富的開(kāi)發(fā)工具支持，可為標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)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(shí)延、高吞吐的高性能計(jì)算資源，業(yè)界主流的實(shí)時(shí)分析業(yè)務(wù)平臺(tái)，結(jié)合大帶寬、支持多種協(xié)議的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)，提升實(shí)時(shí)分析業(yè)務(wù)整體資源利用率。

2.2 二級(jí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用方案

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)建成后，鋼鐵行業(yè)內(nèi)部企業(yè)系統(tǒng)通過(guò)二級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)接國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面升級(jí)，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(guó)鋼鐵行業(yè)用戶提供服務(wù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)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(shí)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(jí)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(shí)解析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)體系應(yīng)用快速擴(kuò)展；聯(lián)合全國(guó)各地一級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)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(dòng)標(biāo)識(shí)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(dòng)標(biāo)識(shí)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(jí)節(jié)點(diǎn)與國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)連通，面向鋼鐵行業(yè)提供標(biāo)識(shí)編碼注冊(cè)和標(biāo)識(shí)解析服務(wù)，應(yīng)用平臺(tái)與企業(yè)對(duì)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(shí)編碼、標(biāo)識(shí)讀寫(xiě)、標(biāo)識(shí)解析、軟硬件集成、標(biāo)識(shí)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(dòng)設(shè)備管理模式的提升，帶動(dòng)整個(gè)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(lái)源于以下幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

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

（2）市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。如果對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)不十分準(zhǔn)確，用戶數(shù)量達(dá)不到預(yù)測(cè)值，可能會(huì)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(guò)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(guò)程中沒(méi)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(yǔ)

本項(xiàng)目方案建設(shè)目標(biāo)是建立鋼鐵行業(yè)標(biāo)識(shí)解析二級(jí)節(jié)點(diǎn)服務(wù)平臺(tái)，契合鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)智化升級(jí)的需求，平臺(tái)在供應(yīng)鏈管理、智能制造與全生命周期管理等工業(yè)場(chǎng)景中將發(fā)揮重要作用。通過(guò)建設(shè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)，制定鋼鐵行業(yè)標(biāo)識(shí)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(wèn)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。