標識解析體系下電子信息行業(yè)應用

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

關鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系；產品追溯；數字化轉型

工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網的基礎設施，是推動新一代信息技術與實體工業(yè)融合的重要基礎。為加快推進標識解析體系建設，工業(yè)和信息化部于2021年1月印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》，引導企業(yè)建設二級節(jié)點［1］。《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)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(xiàn)全球供應鏈系統(tǒng)和企業(yè)生產系統(tǒng)間的精準對接，促進信息資源集成共享。工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系為工業(yè)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(yè)全要素信息互通的關鍵樞紐。根據信通院發(fā)布的最新數據顯示，我國標識解析二級節(jié)點已經上線134個，覆蓋23個省區(qū)市和28個行業(yè)，接入企業(yè)超過15000家，標識注冊量突破200億，日均解析量達到1200萬次，發(fā)展趨勢迅猛。在大多數電子信息行業(yè)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(fā)展進步，顧客的消費行為不斷改變，整條產業(yè)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(yè)鏈末端自下而上經過層層傳遞，信息含義肯定會發(fā)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(yè)信息化程度不高，行業(yè)企業(yè)間協(xié)同水平本身較低；上下游企業(yè)之間不同主體中數據多源異構，缺乏兼容性，嚴重影響產業(yè)鏈工作協(xié)同效率。為了解決以上問題，本文基于工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系，搭建電子信息行業(yè)二級標識節(jié)點，實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨企業(yè)、跨行業(yè)的標識信息共享，并且提出一種基于標識解析體系的行業(yè)創(chuàng)新應用，實現(xiàn)行業(yè)產品標識統(tǒng)一管理。

1工業(yè)互聯(lián)網標識體系概述

標識解析體系類似互聯(lián)網領域的域名解析系統(tǒng)，是全球工業(yè)互聯(lián)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)供應鏈系統(tǒng)和企業(yè)生產系統(tǒng)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(yè)互聯(lián)網標識體系如圖1：工業(yè)互聯(lián)標識解析體系架構主要包括國際根節(jié)點、國家頂級節(jié)點、二級標識解析節(jié)點、公共遞歸解析節(jié)點與企業(yè)節(jié)點。國際根節(jié)點面向全球范圍不同國家、不同地區(qū)提供根區(qū)數據管理和根解析服務。國家頂級節(jié)點與全球根節(jié)點互聯(lián)，支持跨二級節(jié)點標識解析，支持異構標識解析體系互聯(lián)。二級標識解析節(jié)點下接企業(yè)節(jié)點，面向行業(yè)提供標識注冊和解析服務。公共遞歸節(jié)點可以通過緩存等手段提升服務性能。

2電子信息行業(yè)標識解析體系應用

2.1系統(tǒng)架構

標識解析二級節(jié)點上接國家頂級節(jié)點，下接行業(yè)企業(yè)節(jié)點。標識解析二級平臺功能應用層包含企業(yè)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(tǒng)計等功能模塊，具體系統(tǒng)架構如圖2所示：管理體系主要用于規(guī)范二級節(jié)點建設與運營相關的管理要求，包括編碼規(guī)則、技術標準范和運營規(guī)范等。工業(yè)互聯(lián)網標識解析二級節(jié)點在符合國家工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系總體要求和技術標準下，結合行業(yè)和區(qū)域的特色和實際需求，面向行業(yè)制定特定的標識編碼規(guī)范、節(jié)點接入規(guī)范、接口規(guī)范，實現(xiàn)統(tǒng)一行業(yè)共識［3］。應用體系以標識編碼為載體，明確如何基于二級節(jié)點與工業(yè)互聯(lián)網平臺、工業(yè)企信息系統(tǒng)節(jié)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?；ヂ?lián)網標識二級解析系統(tǒng)提供企業(yè)信息注冊、前綴申請等功能，企業(yè)提交前綴申請后由二級節(jié)點管理員進行審批，審批通過后進一步提交至國家頂級節(jié)點進行審核。企業(yè)審核申請通過后就可以在二級解析平臺上完成本企業(yè)產品標識注冊，將企業(yè)的私有產品統(tǒng)一編碼，實現(xiàn)一物載一碼。企業(yè)產品標識完成注冊后，就可以使用工業(yè)互聯(lián)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(yè)大多數業(yè)務信息系統(tǒng)建設要早于標識解析系統(tǒng)。企業(yè)不同的業(yè)務信息系統(tǒng)已經有了關于設備、物料的信息，且產品在不同系統(tǒng)中的存儲信息不一致，比如ERP系統(tǒng)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(tǒng)中，生產制造信息在MES系統(tǒng)，這些不同系統(tǒng)之間的信息無法進行交互，出現(xiàn)一個個信息孤島。另外，每個企業(yè)都有一套自己的編碼規(guī)則，不同企業(yè)之間的不同的編碼規(guī)則無法兼容，難以實現(xiàn)統(tǒng)一的數據查詢。因此，為了實現(xiàn)企業(yè)內部數據與標識解析平臺的對接，首先建立企業(yè)級大數據平臺，所有系統(tǒng)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(tǒng)名稱、模塊功能名稱、數據存放位置，對不同系統(tǒng)中的數據進行集成，打通企業(yè)內部信息系統(tǒng)，為企業(yè)數據對接二級標識解析平臺做好準備。

2.2編碼規(guī)則

近年來中國電子工業(yè)持續(xù)高速增長，帶動產業(yè)鏈強勁發(fā)展，其行業(yè)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(tǒng)一的編碼規(guī)則進行管理。標識編碼規(guī)則遵循Handle體系標準，由全球統(tǒng)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(yè)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(yè)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(jié)點標識、二級節(jié)點標識、企業(yè)節(jié)點標識、固定分隔符以及企業(yè)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(tǒng)可以實現(xiàn)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(xiàn)數據的共享。

2.3應用場景

電子信息產業(yè)鏈復雜冗長，處在不同環(huán)節(jié)和規(guī)模的企業(yè)面臨著不同的問題。從產業(yè)鏈角度來說，電子信息制造業(yè)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(huán)節(jié)產品種類廣泛，形成了龐大的產業(yè)鏈體系。因此，電子信息行業(yè)基于互聯(lián)網標識解析體系的創(chuàng)新應用，實現(xiàn)全產業(yè)鏈信息的共享對于電子信息制造行業(yè)的數字化改造和信息化升級具有重要意義。產品追溯系統(tǒng)是一種基于工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系的創(chuàng)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(tǒng)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(huán)節(jié)的數據，實現(xiàn)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?；诠I(yè)互聯(lián)網標識解析二級系統(tǒng)，通過接口對接開發(fā)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(xiàn)下游企業(yè)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(fā)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(tǒng)，打造從設計企業(yè)、供應鏈企業(yè)、制造企業(yè)、銷售售后到維保服務商企業(yè)的全生命周期管理過程，實現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)、跨企業(yè)的信息查詢和共享。如圖4所示：

3結束語

工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系是解決信息封閉，實現(xiàn)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(tǒng)、不同上署管理簡單，更適用于實驗室信息系統(tǒng)的使用，另一方面其對基礎架構、服務、應用程序和資源監(jiān)控適配性也更好。

4.2監(jiān)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(jiān)控端通信主要使用Agent和自發(fā)現(xiàn)兩種協(xié)議以獲取對應的主機和監(jiān)控指標。而在已構成的實驗室監(jiān)控環(huán)境中，主要從三個維度進行數據監(jiān)控：主機硬件級別維度、虛擬機操作系統(tǒng)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(jiān)控；虛擬機操作系統(tǒng)維度的監(jiān)控則包括對操作系統(tǒng)運行狀況、CPU、內存、磁盤空間利用率和操作系統(tǒng)之間的網絡連通性等方面進行監(jiān)控；應用軟件服務維度監(jiān)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(jiān)控，可從API和端口等多個維度進行監(jiān)控。劃分多個維度優(yōu)點是可以在實現(xiàn)全方面的監(jiān)控的同時將可能存在的故障進行分組，實現(xiàn)快速定位故障的目的。對于主機級別硬件監(jiān)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(jiān)控指標。而對于虛擬機和應用軟件維度監(jiān)控，如果采用Agent方案存在兩個缺點，一方面會消耗系統(tǒng)資源，對虛擬機侵入性也較大；另一方面監(jiān)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(fā)，自動發(fā)現(xiàn)虛擬機并從其中獲取到對應虛擬機的各項監(jiān)控指標。而對應用的監(jiān)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(xiàn)。兩種方案本質上都是采取Python腳本實現(xiàn)，自動發(fā)現(xiàn)對應服務后獲取到對應軟件監(jiān)控值，監(jiān)控中一般設置為up和down。最終在Zabbix監(jiān)控軟件上對每個監(jiān)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(jiān)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(tǒng)實現(xiàn)了實驗室內新舊資源合理化的利用和管理，有效節(jié)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?？蒲腥蝿?。通過監(jiān)控平臺可以實時查看監(jiān)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(jiān)控項，18個觸發(fā)器，其中監(jiān)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(jiān)控項，虛擬主機硬盤空間使用率、運行開機狀態(tài)在內的8個監(jiān)控項，以及應用服務類17個監(jiān)控項。而告警功能通過基于以短信、郵件以及企業(yè)微信的多種方式的級聯(lián)報警，實現(xiàn)信息系統(tǒng)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(tǒng)的應用需求和可靠性需求，考慮現(xiàn)有硬件資源的再利用。本文提出了具備虛實資源高可靠監(jiān)控的私有云系統(tǒng)的部署與監(jiān)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(jiān)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(jiān)控，切實保障了實驗室信息系統(tǒng)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(yè)邊緣智能創(chuàng)新中心有限公司