总19期
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标识解析规模应用的一些思考
文/ I2R 刘淑英
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从当前经济发展的宏观层面看,过去二十年经济发展过程中持续有效的房地产、基建和出口都呈现出疲态,国家亟需打造经济增长的新动能。从企业经营的微观上看,近些年随着厂房使用成本、人工成本和原料成本的不断升高,传统制造业利润普遍下滑,持续良性经营异常困难,大量企业濒临破产边缘。

2017年开始,国家加大对工业互联网和智能制造方面的重视和投入,工业互联网标识解析体系是工业互联网网络架构的重要组成部分。在对产业链上各个环节和部件进行数字孪生化的基础之上,通过对产业链上下游企业中所有生产要素的统一全局标识和各种数据进行管理,完成工业互联网的统一管理和智能管控,才有可能逐步实现提升产业效率、降低产业成本、增加产业竞争力的目的。

标识解析体系框架和功能介绍

工业互联网标识解析体系的核心包括标识编码和解析系统两部分:一是标识编码,能够唯一识别机器、产品等物理资源和算法、工序等虚拟资源的身份符号,类似于“身份证”;二是解析系统,能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统装置,对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询。

工业互联网标识解析总体框架包括:1.根节点。2.国家顶级节点。3.二级标识解析节点。4.企业标识解析系统。5.公共递归解析节点。6.标识解析客户端。如图1所示

图1工业互联网标识解析总体框架

根节点:国际性的节点,提供全球范围内或者若干个国家地区的服务,负责标识解析、数据分发等数据管理功能。作为工业互联网标识体系中的根节点,其也负责实现与国内、国际其它工业互联网系统的互联互通等数据管理功能。

国家顶级节点:一个区域最顶级的基础服务设施,提供注册、解析以及备案、认证等管理能力,并与根节点、二级标识解析节点进行对接。通常由国家或者大的研究机构来部署。

二级标识解析节点:面向行业平台、大型企业平台、通用性平台提供标识注册和解析服务,并与顶级节点、企业标识解析系统进行对接。二级标识解析节点通常与行业应用平台集成在一起。

企业标识解析系统:面向特定工业企业提供标识注册和解析服务,可以根据该企业的规模定义工厂内标识解析系统组网形式及企业内标识数据格式。企业标识解析系统可以部署在企业内部,作为企业信息系统的一部分。

公共递归解析节点:通过缓存等手段提升服务性能,作为工业互联网标识解析服务的关键性入口,可以缓存标识解析结果,并直接将查询结果返回给客户,以提高解析服务性能。通常由电信运营商企业、互联网企业部署建设。

标识解析客户端:标识解析查询的起点,独立存在或成为应用的一部分。典型的如一个标识读写器和后台软件。

标识解析体系当前发展面临的困难

目前,国家已完成5个顶级节点建设,覆盖华南、华北、华东、华西和华中等全国主要经济发展区域;未来计划要完成86个二级服务节点建设,截至2019年末,已有40个二级服务节点完成建设并部署上线。全国标识的注册量达到4亿,预计年底达到16亿,日均解析量达到200万次,接入企业超过900家。但是当前的发展是在国家大规模扶持政策基础上产生的,目前标识解析体系的发展还面临诸多问题和挑战,只有有序解决这些问题,标识解析才能逐步获得快速和规模化应用,具体问题如下:

1.标识解析标准化缺乏,系统互联对接代价大

从标准完善的角度,标识体系标准还有很多地方需要完善,同时建设项目少,商用规模不足;另外标识体系编码标准众多,例如handle/Ecode/OID/GS1,不同企业采用的体系可能不同,标识解析体系需要横向兼容不同体系并形成有效纳管。

2.数据共享和互通困难重重,标识解析的商业价值无法有效发挥

企业间数据链的打通和共享是发挥工业互联网价值的重要基础,如果数据无法共享和打通,标识解析带来的商业价值会仅限于企业内部,无法完成企业间网络化协同、服务化延伸和个性化定制的收益。具体数据共享和互通存在的挑战如下:

1)数据确权和保护难度高,立法体系不完善

确权是数据作为一种生产要素得以流通的基本前提,但目前全球范围内数据确权及立法问题均是一个巨大挑战。首先,数据确权缺乏依据;其次,数据权属生成过程复杂多变;最后,数据安全问题进一步增加了确权的难度。同时立法体系也没有针对数据生成、共享、消费和流通等处理细节做出完善的立法。

2)缺乏数据统一规范,数据孤岛情况普遍存在

每个企业在搭建基础设施与软件系统时各有目的和建设侧重,同时企业在不同发展时段对信息化有着不同需求,致使企业的数据格式和语义描述五花八门、各不相同。打通这些数据孤岛需要投入大量的改造费用,大幅度增加了工业互联网和标识解析的普及难度。

3)企业间信任关系薄弱,数据共享开放动力不足

大多数企业视自己企业的所有数据为企业的私有机密财产,对不同类型和性质数据的价值和安全属性缺乏客观整体的认识,同一个产业上下游的企业或不同产业的企业之间,由于各种商业利益和合作关系复杂,企业之间信任关系薄弱,导致数据共享和开放的动力严重缺失。

3.产业链服务模式单一,缺乏与工业互联网配合的服务模式

随着工业互联网和标识解析等新业务的普及和实施,产业链上端到端的企业会增加大量关于标签信息加工、采集、标识信息应用于商品和基于标识的增值服务等新的行业服务需求。目前传统制造业各产业链原有的服务模式比较单一,不存在与工业互联网和标识解析相匹配的相关服务模式,不利于标识解析业务的普及和开展。

4.现有标识解析系统性能和稳定性不够,使用和维护成本高

由于标识注册量、解析量和管理量都不高,各个节点对系统性能的要求都不太严格,在系统性能不足时均采用计算资源的简单扩展的方式来解决问题,但成本较高。随着大量企业内部使用标识解析进行企业生产系统重构,企业对内部标识解析系统的性能和稳定性都会提出极高的要求。随着越来越多的产品采用标识解析的标签进行标识,社会公众会产生海量的公共标识解析递归节点访问需求,此时会对运营商的标识递归解析节点性能提出非常苛刻的性能和可用性要求。

5.当前成功的标识解析应用缺乏,整个行业使用动力欠缺

一方面从产业链成熟和标识解析实施成本的角度,标识解析体系的设备生产商/使用商/第三方服务商数量都比较少,产业链不够完善和成熟,服务质量较低,所以目前实施标识解析体系的成本较高;另一方面从标识体系商业价值角度,实施企业需要了解工业互联网商业模式和商业价值的过程,需要花时间去认识标识解析体系的潜在价值,又由于短期内在标识体系落地过程中需要新增投入并且短期效益很难体现,结果导致企业落地标识解析的动力不足。

推动标识解析发展的思路探讨

为了推进工业互联网和标识解析体系的快速良性发展,2017年以来国家层面和各级地方政府都制定并出台了众多顶层政策设计。但是在工业互联网和标识解析落地实施层面,个人认为还有以下方面应该加强:

1.加强工业互联网标准体系建设,加快标识解析和数据基础标准制定和推动

标识解析体系相关标准,特别是各个行业标识解析编码标准的制定和推广,可以使各个行业上下游的企业快速建立统一的编码规则、使用同一种语言,这样就为产业链上下游和不同产业之间的协同互动打下了良好的网络基础。另外数据类型和语义描述相关规则也应该快速制定相对统一的标准,针对特定行业内部的数据需要有相对统一明确的类型和语义解释,这样就可以逐渐打破数据孤岛,促进企业之间的互联互通。

2.推动数据共享、确权、流转和保护相关的立法工作,加强数据资产保护

完善数据共享、确权、流转和保护相关的政策法规,加强对数据资源和企业商业机密信息的保护,为企业间共享和流通数据提供良好的可信交易环境。加强区块链在数据流通过程中的应用,加快相关技术的研究和开发,为数据共享和流通提供良好的技术环境。另外标识需要加强标识体系中各类产品标识的分配监管,避免市场出现无序和混乱的标识分配、占用、滥用甚至倒卖情况出现,破坏和阻碍工业互联网和标识体系的落地。

3.建设高性能、稳定和可靠的标识解析网络基础设施,完善标识解析体系建设

未来标识解析系统的产品形态将会由当前松散的多台服务器耦合部署模式向高性能标识解析一体机或者专用盒式标识解析硬件产品演进,为制造业企业提供高性价比和高可靠性的标识解析产品方案,当前国内的网络通信设备商,例如新华三、中兴和东土等公司已经开始对相关产品进行前期研究和探索。

4.营造良好的工业互联网标识解析技术创新和服务环境,培育新的商业服务模式

一方面各级政府需要出台相关的扶持政策,鼓励标识解析产业链,包括标识生产、管理、应用和解析等相关的服务业进行资金和技术的支持,为标识解析三方服务提供良好的创业环境。另一方面需要培育标识解析相关新的商业服务模式,从传统互联网中逐步引入可借鉴的服务模式和商业模式,逐渐培育和增加标识解析相关应用的商业价值。

5.推动工业互联网标识解析技术的实践和应用,加强价值应用场景的探索

通过政策和资金引导,鼓励各类制造业企业、信息化企业、设备供应商和互联网企业积极参与到标识解析相关的应用层面的探索和实践,针对市场的价值需求,不断探索能够为企业带来高价值的应用场景,例如:全生命周期管理、药品和食品的安全追溯、供应商管理和库存系统高效管理、渠道销售防窜货管理、上市产品版本追溯和管理等。

结束语

本文对标识解析未来实现规模应用过程中存在的问题做了初步的分析和探讨,其实标识解析在具体实施过程中还有大量的问题需要逐步解决。对于数字化转型相关的设备制造商来说,应该从自身产品和技术积累的角度出发,结合工业互联网和标识解析发展过程中的具体业务需求,聚焦各个制造行业高价值的场景去研究、开发和生产相应的产品和解决方案,支撑工业互联网和标识解析体系的规模落地。

注: I²R(H3C Industrial Internet Research)新华三工业互联网产业研究院,是紫光集团核心企业新华三集团在工业领域成立的数字化转型专业服务机构,聚焦国际国内工业领域发展趋势,重点打造工业互联网产业技术体系,开发并满足客户工业场景需求的端到端产品和解决方案,并提供具有战略意义的数字化转型与工业互联网建设咨询服务。

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