建材行業工業互聯網標識解析應用路徑研究

萬佳藝 馬筱筠 胡雅琴 曹佩瑤

（建筑材料工業信息中心，北京 100831）

黨的二十大報告提出，要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、網絡強國、數字中國[1]。放眼全球，以數字化、網絡化、智能化為主要特征的新工業革命蓄勢待發，推動生產方式、產品形態等發生深刻變化，開啟新一輪的經濟增長周期。工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物，通過對人、機、物的全面互聯，構建起全要素、全產業鏈、全價值鏈全面連接的新型生產制造和服務體系，是全面、系統地推進新型工業化發展的堅實基礎，發揮著戰略性支撐作用。工業互聯網標識解析體系作為工業互聯網的網絡“神經中樞”，是支撐跨系統、跨企業、跨地域數據共享的基礎設施，也是實現工業全要素、各環節信息連通的關鍵樞紐。當前，我國工業互聯網標識解析基礎設施已基本建設完成，并已在各重點行業展開應用，有力地推動了我國的新型工業化進程。

建材工業是我國實體經濟的根基，是基礎設施建設、建筑業和房地產業快速發展的重要支撐。隨著我國經濟的高速發展，建材行業在關鍵技術、市場服務等方面都取得了長足進步。當前，建材行業面臨著需求下滑、產能過剩、惡性競爭、“雙碳”要求等多重壓力，且建材行業需求側壓力持續增加。因此，由傳統制造向智能制造的數字化轉型成為建材行業可持續發展的必由之路。隨著《建材工業智能制造數字轉型三年行動計劃（2020—2022 年）》《“十四五”原材料工業發展規劃》的提出，建材行業迎來了發展工業互聯網的契機，對工業互聯網的探索熱情不斷高漲。工業互聯網標識解析體系是建材行業工業互聯網融合發展的關鍵網絡支撐。近年來，在相關政策的指導下，建材行業已開展工業互聯網標識解析的應用探索。通過建設標識節點、創新行業標識應用模式等多種方式，推動標識解析技術在行業內的融合應用。

一、工業互聯網標識解析體系概述

隨著新一代信息技術的發展，互聯網技術已經逐步延伸到工業生產領域，我國工業經濟已逐步走向智能化、數字化，催生了工業互聯網。在《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等政策文件的指導下，我國工業互聯網產業正在各大制造領域快速、高質量發展。目前，我國工業互聯網體系架構逐漸清晰，以網絡為基礎，以平臺為核心，以數據為要素，以安全為保障，賦能制造業數字化轉型升級[2]。標識解析體系的建設是工業互聯網發展的重要任務。

工業互聯網標識解析體系主要由標識編碼和標識解析兩部分構成。標識編碼指為人、機、物等實體對象和算法、工藝等虛擬對象賦予全球唯一的身份標識。企業對工業生產過程中的物理資源或虛擬資源賦予唯一標識，通過識別技術和工具可對條形碼、二維碼等承載標識的載體進行識讀，然后通過體系內的解析機制將其解析為信息，其作用類似于互聯網域名解析系統（DNS），是實現資源互聯互通的關鍵基礎設施[3]。標識解析指通過標識編碼查詢標識對象在網絡中的服務站點，類似于互聯網中的域名解析服務。

工業互聯網標識解析體系面向工業企業提供了一套標準化、可靠、便捷的數據交互網絡基礎設施，工業企業可將需要交互的數據如產品信息、工單信息等物理資源和虛擬資源注冊至企業節點中，其他企業可通過工業互聯網標識解析體系解析標識編碼，從而獲取到標識信息。工業互聯網標識解析體系解決了企業間異構數據同步的問題，同時也降低了企業間數據交互的難度，有利于促進行業間、企業間的數據互聯互通，挖掘數據價值，為工業互聯網的發展奠定基礎。目前，我國已初步形成了具備自主可控、安全可靠能力的工業互聯網標識解析公共基礎設施[4]，標識應用成效初顯。

二、建材行業工業互聯網標識解析建設需求

近年來，建筑材料行業發展迅速，我國已成為世界上最大的建筑材料生產國和消費國，主要建筑材料產品——水泥、平板玻璃、建筑陶瓷多年來位居世界第一位。我國建筑材料行業已經形成門類比較齊全、產品基本配套、面向國內國際兩個市場的完整工業體系，成為舉世矚目的建材制造大國。隨著新一代信息技術和制造業的深度融合，我國建材企業通過開展試點示范、探索建立標準體系、建設工業互聯網平臺、培育系統解決方案供應商等方式，在工業互聯網融合應用方面快速發展并取得了明顯成效。但總體來說，行業工業互聯應用推廣仍處于初級階段，以泛在互聯為基礎的系統性創新還未實現大規模應用。工業互聯網標識解析體系作為工業互聯網重要的網絡基礎設施之一，是實現行業數實深度融合的核心。建材行業具有產業多、地域廣的特點，產業鏈上下游協同效率和質量亟須提高。建材行業內需要一套科學、可靠的數據互通基礎設施，促進行業企業間、產業鏈上下游間數據和資源的集成共享，為行業內工業互聯網的高速發展打下數據集成基礎。目前，建材行業工業互聯網標識解析建設需求主要有以下幾個方面。

（一）標識編碼規范統一的需求

建材行業經過多年的兩化融合建設，行業內各個企業已經存在一些標識體系，但往往由企業自行研制，企業之間標識體系相互矛盾、不統一的現象普遍存在，彼此間無法識別、無法互聯互通亦是普遍現象。隨著面向產品全生命周期的管理及跨企業產品信息交互需求的增加，急需將各個分散、不成規模的企業標識系統與公共標識解析對接，為企業業務發展發揮更大作用。工業互聯網標識解析技術是解決這一問題的關鍵技術，通過標識編碼結構、解碼方式的統一，解決了異構數據互通問題，進而推動生產采集系統、生產管理系統、大數據系統等進行網絡化協同，促進產業鏈各環節數據的充分流動和大數據價值的有效挖掘。

（二）生產數據互聯互通的需求

建材產品生產過程的數據常分散在各類制造系統及銷售服務系統中，生產數據分散管理難以實現對數據的集成和價值挖掘。工業互聯網標識解析體系可以推動建材生產數據的互聯互通和集成管理，通過唯一的標識，將建材產品生產制造階段的各種數據進行統一關聯，從而實現產品制造過程中完整的數據管理，可用于發展防偽追溯、售后服務等多種增值服務。

（三）產業鏈上下游融合的需求

近年來，建材行業智能化轉型通常聚焦某一特定生產環節，多數企業集成協同應用水平不足，產業鏈上下游之間的銜接融合程度低。利用工業互聯網標識解析技術，為產品、設備、工廠等每一個對象賦予標識，企業內部可通過對標識的統一管理實現產品、設備、工廠標識數據的查詢、共享與分析，實現各要素、各環節的信息互通與共享；供應鏈上下游企業之間可利用標識解析按需查詢數據，打破行業“信息壁壘”，實現基于標識的全面互聯互通。此外，在產品流通過程中，企業與用戶可通過標識解析追溯產品相關信息，進而將企業、產品和用戶連接起來，形成一個龐大、高效的供給需求網絡，為國家物聯網建設提供強有力的支撐。

三、建材行業工業互聯網標識解析建設路徑

（一）建材行業工業互聯網標識解析二級節點建設

建材行業工業互聯網標識解析二級節點是我國工業互聯網標識解析體系的重要組成部分[5]。建筑材料工業信息中心作為國家建材行業工業互聯網標識解析二級節點建設運營單位，面向建材行業及相關企業，以促進行業企業間工業數據互聯互通為宗旨，構建統一的標識公共服務。建材行業標識解析二級節點基于工業互聯網整體架構采用分層、分級模式，向上對接國家頂級節點、國際根節點，向下建立專門服務于建材行業企業的企業標識節點，企業可根據自身的發展現狀和需求獨立部署企業節點，或將企業節點托管于行業二級節點[6]。建材行業工業互聯網標識解析二級節點由標識管理平臺和應用服務平臺兩部分組成。其中，標識管理平臺作為標識二級節點的管理中心，負責對接國家、企業、遞歸節點，實現標識數據互聯互通。應用服務平臺參考工業互聯網平臺架構建設，在提供標識服務的基礎上，融合多種具有行業特色的標識應用，面向建材企業提供便捷標識服務。工業互聯網標識解析體系，如圖1 所示。

（二）建材行業工業互聯網標識解析管理體系建設

建材行業標識解析管理體系的建設旨在按照《工業互聯網標識管理辦法》，對建材行業工業互聯網標識解析的應用建設進行管理，引導工業互聯網標識解析在建材行業內正確、合規發展。行業標識管理體系主要由管理運營規范、標識編碼標準、技術標準等內容組成。其中，管理運營規范以建材行業標識解析二級節點為核心，建立二級節點管理運營規范、企業前綴申請與審核流程、行業標識節點協同運營規范等。編碼標準規定了行業工業互聯網標識編碼規范，建材各細分領域可根據行業標識對象特性及應用需求，建設細分領域的工業互聯網標識編碼規范。技術標準主要規定建材行業標識解析二級節點接入要求、接口規范、行業核心標識元數據等，簡化系統集成復雜度，促進建材行業標識解析的推廣和應用。

（三）基于工業互聯網標識的行業應用體系建設

在完成建材行業標識解析二級節點及行業標識管理體系建設后，建材行業需要立足自身發展需求，創新標識應用模式，以充分發揮工業互聯網標識解析體系的優勢，推動行業實現數字化轉型發展。目前，建材行業標識解析二級節點除了提供基礎標識服務之外，還提供了便于擴展的云應用基礎設施，鼓勵基于標識解析二級節點的各類標識創新應用的建設和接入。為了營造建材行業標識應用生態，帶動建材行業標識解析體系的不斷完善，建材行業亟需不斷研發和落地各類標識應用，以實際應用帶動建材行業工業互聯網標識解析的規?；l展，為行業數字化轉型打通數據融通渠道，奠定信息網絡基礎。工業互聯網標識解析作為新型基礎設施，其應用模式可以是多種多樣的。目前，建材行業正在積極探索不同的標識創新應用模式，旨在利用標識解析解決阻礙行業實現數字化轉型的痛點問題，推動行業高質量、可持續發展。

四、建材行業工業互聯網標識解析應用模式

建材行業標識解析應用模式需要結合行業的數字化發展需求和轉型痛點進行設計，以充分利用工業互聯網標識解析體系的優勢。通過對建材行業標識解析應用需求的分析，本文結合建材行業工業互聯網發展基礎和數字化轉型發展目標，提出了以下幾種典型標識創新應用模式。

（一）重要產品的溯源認證

《質量強國建設綱要》《原材料工業“三品”實施方案》等文件均對建材行業提升產品質量作出重要指示。目前，我國建筑材料產品在質量和可靠性水平等方面尚有較大的提升空間，建材產品質量水平的提高滯后于發展規模的增長。建材行業仍存在產品質量監督管理力度不足、認證作用不強、監測服務支撐不夠等問題。利用標識解析體系，可實現產品流通過程中分散信息的采集和共享，建立建材行業產品溯源認證體系。通過賦予產品唯一的標識，將原材料開采、生產制造、物流運輸、經銷銷售、最終使用等產品全生命周期信息關聯至產品標識中?；诮ú男袠I標識解析二級節點建設追溯應用，既可以實現對產品從生產加工到銷售及售后等信息的正向監控，也能夠實現從售后服務到前期生產過程各環節產品質量信息的反向追溯，從而實現對產品的防偽認證以及重要信息溯源。

基于工業互聯網標識解析體系，在建材產品生產制造、銷售流通、使用等重要環節部署節點，構建行業跨部門、跨企業的產品信息互通機制，將產品原材料、生產制造、質量檢驗、經銷、運輸、施工使用等數據關聯起來。根據建材產品的特點，按批次或按單個賦予其唯一的工業互聯網標識，注冊于工業互聯網標識解析體系中，通過產品質量追溯應用，將產品各環節的信息串聯起來。這樣用戶通過二級節點平臺查詢產品標識，即可追溯產品各階段的信息，便于對產品進行全生命周期的信息管理和問題溯源。此外，基于工業互聯網標識建設防竄貨應用，對每批產品指定經銷商及銷售區域進行標識，實現對竄貨、假貨等問題的有效稽查。建材產品生產企業可將某批產品的指定分銷商及對應銷售范圍關聯至產品標識中，當建筑工程單位或者消費者通過工業互聯網標識解析體系查詢標識時，系統可通過解析地點及其他相關信息分析產品是否符合指定的銷售渠道，將可能存在竄貨現象的產品信息發送給生產企業，形成竄貨預警。重要產品溯源認證標識解析創新應用模式，如圖2 所示。

圖2 重要產品溯源認證標識解析創新應用模式

基于工業互聯網標識解析設計的重要產品溯源認證應用有助于從行業層面對建材產品的質量、銷售渠道進行管控。重要產品溯源認證應用填補了行業目前廠外溯源應用服務的空白，為用戶提供了具有公信力和可信度的查詢平臺，便于用戶查詢和反饋建材產品的信息。同時，標識解析在重要產品溯源場景中的應用降低了行業竄貨、假貨稽查成本，協助企業及行業監管部門維護行業市場秩序，提升建材企業形象，營造良好市場氛圍，提高建材消費者對行業的信心。

（二）設備數字健康管理

建筑材料涉及的生產設備具有使用周期長、種類多、價值大的特點?？茖W有效地管理設備是保證建材產品正常、安全生產的前提。建材工業設備管理存在設備的使用與維修保養不協調、運行保養記錄不清晰等問題。利用標識解析技術，可以賦予建材生產設備及其核心零部件唯一標識，并通過設備管理應用關聯核心零部件與整機組的設備信息，建立電子設備檔案。

建材行業以建材生產過程中的主要設備為主體，利用標識解析技術賦予各生產設備貫穿全生命周期的唯一身份標識，注冊于標識解析體系中，通過設備資產管理應用將設備基礎信息、廠商信息、運行信息、維修保養記錄等信息與設備標識相關聯。通過RFID 標簽、無線射頻天線、智能傳感器對設備進行各項數據采集、存儲、分析，并基于標識解析數據鏈路將設備與信息系統有機連接起來，實現對分散設備實體的遠程監控、統一管理?；跇俗R的設備數字健康管理應用可使設備巡檢記錄線上化。設備巡檢人員可通過手機等移動終端識別設備標識碼，上傳設備現場圖片、運行參數等，系統將自動關聯設備標識，形成電子設備巡檢檔案。當設備出現故障需要維修時，設備管理人員、維修人員可通過識別設備標識解析設備各類信息的存儲位置及獲取方式，結合設備管理平臺一鍵獲取設備檔案、運行歷史記錄、維修保養記錄等，為設備故障診斷和維修提供數據支撐。設備數字健康管理標識解析創新應用模式，如圖3 所示。

圖3 設備數字健康管理標識解析創新應用模式

基于工業互聯網標識解析設計的設備數字健康管理應用可實現對設備資產從前期采購到中期使用的監控運維管理，直至淘汰、報廢的設備全生命周期監管，并形成一套基于標識解析的設備資產管理制度，便于設備生產廠商與設備使用方之間的信息同步。同時，借助標識解析體系可實現對設備全生命周期數據的集中管理，結合設備健康診斷模型、設備運行機理模型等對設備運行過程大數據進行挖掘分析和判斷，提早發現異常數據，實現預測性維護，從而提高故障預測、監控和處理能力，減少計劃外停機停產率，為設備管理人員和企業管理者提供決策依據。

（三）安全生產管理

建筑材料產品生產過程中的安全問題一直都是建材企業關注的問題。隨著《“工業互聯網+安全生產”行動計劃（2021—2023 年）》的提出，越來越多的企業開始嘗試利用工業互聯網技術對工廠生產環境進行遠程實時監控。國家、地區、行業正逐步部署建設安全生產監管平臺。建筑材料工廠及礦區的安全生產管理要注重事前防范，這就需要對影響生產安全的各個因素進行定期排查，必要時進行實時監控。由于安全監控信息獲取、傳輸、存儲的方式不同，企業管理人員難以對各類信息進行匯總處理，無法發現安全隱患。因此，建材工業的安全生產管理迫切需要體系化、標準化的信息交換處理方式，以保證及時發現生產過程中的安全隱患、事故發生后及時處理、與行業監管平臺及時對接等。

應用基于標識解析技術，將安全生產管理領域內企業的事故隱患排查單、危險作業管理單、危險設備設施、安全規章制度等物理資源和虛擬資源進行唯一標識，實現信息共享和傳遞的無縫銜接，解決異構系統間信息傳遞難、維護難的問題。國家、地區、行業的安全生產管理類平臺可利用工業互聯網標識解析體系進行安全生產數據的同步與對接，無須重復開發接口。此外，安全生產管理應用匯總分析標識數據解析情況，并進行可視化展示，以便企業管理人員可遠程、隨時獲取建材生產各環節的生產情況，實時監控危險作業，及時消除事故隱患，保證生產過程的安全性。

基于標識解析建設的安全生產管理應用可為企業整合各類安全生產相關的數據信息，為企業提供便捷集中入口，便于企業對日常生產的安全情況進行監控。在行業發展和國家管控層面，利用標識解析體系可以及時同步各個企業的安全生產數據，從行業層面排查安全生產隱患，及時禁止可能導致安全事故的生產行為，促進行業內安全生產管理的快速智能化發展。安全生產管理標識解析創新應用模式,如圖4 所示。

圖4 安全生產管理標識解析創新應用模式

（四）供應鏈協同

建筑材料行業供應鏈上下游企業普遍處于智能化起步初期階段，各節點間協同水平較低，提升相互之間的協同效率是當前各先進企業關注的重點。當前，建材行業供應鏈上下游企業信息化程度參差不齊，企業間信息編碼規則及信息交互方式各成體系、信息不對稱，且上下游企業間缺乏科學可靠的信息共享機制，企業無法統一管理客戶和供應商信息，供應鏈全流程數據難以監控、無法高效協同，導致供應鏈上下游企業溝通成本高、供應鏈協同效率低。此外，在企業內部，因采購環節和生產制造環節由不同部門人員負責，采購與生產制造管理系統間尚未建立有效的數據對接接口，導致產品的原材料、輔料等數據無法與最終產品相關聯，難以進行統籌協調，造成企業運營效率低、庫存壓力大。

供應鏈協同應用模式將標識解析應用至供應鏈信息協同效率提升中，利用工業互聯網標識解析體系在建材行業供應鏈中建立起統一、規范的數據信息交互機制，對供應商、采購單、生產計劃、庫存信息、銷售訂單等供應鏈各環節對象進行唯一標識，打破供應鏈上下游企業之間由于標識編碼不統一帶來的信息識別壁壘。通過供應鏈協同應用快速同步供方與需方對物料的編碼，建立物料映射機制，提高各方協同效率。例如，在采購過程中，采購方可通過供應鏈協同應用生成采購訂單并注冊至標識解析體系中，隨后將采購訂單同步至供應商；供應商在接到訂單后，可通過應用隨時將貨物生產制造、物流狀態等信息更新至訂單標識中。供需雙方可通過訂單標識同步訂單狀態。供應鏈協同標識解析創新應用模式，如圖5 所示。

圖5 供應鏈協同標識解析創新應用模式

工業互聯網標識解析在供應鏈管理中的融合應用主要在于對供應鏈數據的有效綜合應用，實現工業數據在企業間的交互。通過打破建材供應鏈節點間的“信息壁壘”，有效提高供應鏈的協同效率，優化管理模式，實現按需生產、精準交付。同時，應用可降低建材供應鏈整體運營成本，提高供應鏈上的節點企業按時交貨率，縮短訂貨到生產的周期，從而建立智能供應鏈體系，推動產業鏈升級和價值鏈重構，重塑建材行業全產業鏈生態系統，使其實現傳統制造向服務型制造的轉變。

（五）綠色低碳服務

當前，建材行業尚未擺脫高消耗、高排放的發展模式，資源、生態和環境保護問題仍然比較突出，建材行業迫切需要推進綠色制造、構建綠色建材產品體系。綠色建材產品的認證、推廣和應用將是行業綠色化轉型的關鍵一環。

基于工業互聯網標識解析技術建設建材行業綠色低碳標識體系，通過統一綠色建材產品、綠色建材企業、綠色工廠、建材產品低碳等不同對象的標識編碼方式，打通綠色低碳數據采集通道?；跇俗R解析建設綠色建材產品公共服務平臺，為通過認證的綠色建材產品及企業提供身份背書。在統一標識的基礎上，建設綠色建材產品質量追溯、評價認證、產品商城等多種應用，推動綠色建材產品的發展。未來，行業可在標識解析的基礎上進一步探索區塊鏈等技術的應用，建設建材產品低碳服務應用，將產品全生命周期碳排放數據統一匯總關聯至產品標識中，建設產品碳效評價、產品碳足跡追蹤、碳資產管理等應用，為企業降碳工作提供數據支撐。

基于標識解析的綠色低碳服務應用為建材行業建立統一規范的綠色低碳標識體系，便于對綠色建材產品進行統一規范管理?；诮y一標識的各類應用服務可為行業綠色化發展營造良好的氛圍，進一步擴大綠色建材產品的影響力和品牌知名度，帶動綠色建材產品的高質量發展。此外，依托標識的數據安全可追溯能力可支撐相關部門建立可信的建材產品碳核算、碳評價應用，為未來建材行業發展綠色金融、碳交易等奠定基礎。綠色低碳服務標識解析創新應用模式，如圖6 所示。

圖6 綠色低碳服務標識解析創新應用模式

五、發展建議

（一）完善標識解析體系

提高建材行業標識解析二級節點的公共服務能力，以二級節點為樞紐，向上與頂級節點對接，向下與建材企業節點對接，保證行業標識數據的互聯互通，為行業標識創新應用奠定基礎。同時，鼓勵行業中有能力的企業自建企業節點，按照二級節點相關的規范接入建材行業工業互聯網標識解析體系，提高建材企業工業互聯網標識的接入率，建立可信、可靠的建材行業工業數據互通機制。

（二）推進行業標識標準化建設

結合《工業互聯網綜合標準化體系建設指南》《工業互聯網標識解析標準化白皮書》，建設建材行業工業互聯網標識解析標準化體系。從編碼與存儲標準、元數據標準、典型應用標準等方面結合行業特點及發展需求，制定建材行業工業互聯網標識解析標準，以標準引領工業互聯網標識解析在行業內的規范化、規?；瘧?，促進行業工業互聯網標識解析的規范化發展。

（三）發展標識創新應用模式

鼓勵建材企業、應用供應商基于標識解析中間件打通企業生產運營系統，建立企業生產運營數據資源池，并合力進行標識創新應用的研發和建設。在行業層面，基于標識解析建設建材行業產品溯源認證、供應鏈協同應用、綠色低碳服務等符合行業發展需求的行業級標識應用，推動應用與行業已有的工業互聯網平臺融合發展。持續拓展和挖掘行業標識應用需求，探索標識解析在產品個性化定制、協同施工等方面的應用，豐富行業標識應用場景。

（四）產業推廣及生態建設

以建材行業標識解析二級節點為核心，以各類標識創新應用為抓手，推動工業互聯網標識解析在建材行業的產業化發展。依托建材行業工業互聯網聯盟等組織，建立建材行業標識應用供應鏈資源池，強化標識產業生態培育，建設建材行業標識解析應用服務生態鏈，為行業大數據、智能化應用提供重要支撐，助力建材行業數字化轉型升級。