工业互联网-标识解析体系

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一、产生的背景

        工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。通过为机器、产品等物理资源和算法、工艺等虚拟资源赋予唯一“身份证”并进行快速定位和信息查询，实现跨企业、跨行业、跨地域的信息资源集成共享，是全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提基础。

        在工业和信息化部的指导与各地方政府的支持推动下，我国工业互联网标识解析体系建设已步入快车道，基础设施稳定运行、技术水平快速提升、标识应用初具规模，基于分布式、标准化、轻量级解析系统为制造业提供了全要素资源、全链条业务的统一查询和跨域交互服务能力，在航天装备、船舶制造、建筑材料、电线电缆、装备制造、仪器仪表、物流集装箱等 34 个行业形成一批实践成果。

        为规范和引导工业互联网标识解析体系健康有序发展，标识解析标准化建设也在稳步推进，但仍存在标准供给能力不足的问题。基础设施建设缺乏统一指导、新技术新产品成果待转化、行业应用和产业融合缺少抓手，亟需建立健全工业互联网标识解析标准体系，着力补齐标识解析发展中的标准化短板，填补关键技术标准化空白，加快国家标准、行业标准和团体标准制定步伐，加强跨行业、跨领域的标准化统筹协调。

二、标识解析现状

        工业互联网已从起步发展期迈向快速成长期，网络基础、平台中枢、数据要素、安全保障作用进一步显现，工业互联网新型基础设施不断夯实，新模式新业态创新活跃，产业生态不断壮大，各地方、产业各界共识不断凝聚，积极性不断提升。随着工业互联网创新发展战略的深入实施，标识解析基础设施建设初具规模，应用范围和程度大幅提升，产业生态持续扩大，开放共享的标识解析体系日益完善。

        （ 一 ） 体系建设持续推进

        工业互联网标识解析核心技术不断突破。随着我国工业互联网融合应用不断走深向实，标识解析在制造业研发设计、生产制造、运营管理等各个环节的延伸赋能也日益凸显。基础软硬件服务性能大幅提升，面向大规模、广覆盖的标识服务安全连接能力不断增强；基于区块链技术的底层标识系统自主研发取得突破，面向产融结合的新领域标识应用探索逐步深入；主动标识载体原型机初步研发完成，为现场级复杂环境下的可信实时数据采集提供创新技术手段；工业软件对接中间件技术方案快速升级，为企业级异构系统间的数据集成和协同制造提供关键服务支撑；标识数据参考模型行业实践不断积累，为产业级异主异地异构数据的互操作提供重要标准依据。

        工业互联网标识解析基础设施逐渐完备。经过四年的节点建设，标识解析基础设施已初具规模，北京、上海、广州、武汉、重庆五大国家顶级节点稳定运行，南京、成都灾备节点启动建设，217 个二级节点上线运行，接入的企业节点数量超过 16 万家，覆盖全国 29 个省（自治区、直辖市）、34 个行业。截至 2022 年 8 月，标识注册量突破 1700 亿，主动标识载体部署超过 600 万枚，其中顶级节点日标识解析量超过 1 亿次，标识解析服务覆盖范围大大提升。

        （ 二 ） 标识应用加速赋能

        工业互联网标识解析应用范围逐步扩大。二级节点已在机械、材料、石化等 34 个重点行业开展应用实践，形成了可复制推广的应用模式，标识应用实践不断丰富。积极探索多场景标识创新应用，形成了全生命周期管理、智能化生产管控、供应链金融服务、数字化智能营销等 18 大应用场景。面向电力、汽车、材料、石化、线缆、船舶、白酒等 7 个重点行业发布《工业互联网标识行业指南》，为产业链相关参与方落地实施工业互联网标识应用提供参考，推动标识解析在重点行业的规模化应用。

        工业互联网标识解析应用深度持续拓展。联合烟草、船舶、酒类等多个重点行业主管部门推动标识规模化部署，联合工商银行、医疗器械行业协会等开展标识产融结合新模式探索，扩大工业互联网标识解析体系在垂直行业领域专业影响力。面向冷链物流发展亟待破解的“断链”和“失信”难题，利用标识解析可信采集和节点互通能力，推动冷链物流全链条可管可控。探索标识解析与双碳的融合方案，依托标识解析节点赋能碳足迹跟踪、碳资产管理与应用，支撑政府主管部门和工业企业实现碳达峰碳中和战略目标。

        （ 三 ） 标识生态有序发展

        工业互联网标识解析产业生态健康发展。在政府引导市场主导的机制下，标识生态参与者角色不断丰富、规模不断扩大，标识解析服务机构、系统集成商、应用企业、开源组织等各方主体共同推进各项工作，初步构建开放共享、多方共赢的产业生态。标识服务规范化。获得工业和信息化部颁发的 VAA 注册管理机构服务许可证，发布《工业互联网标识解析 VAA 编码导则》并上线管理服务平台。集成创新多元化。依托应用体系遴选发布 26 家“工业互联网标识第二批应用供应商”，提炼细化标识应用模式。

        三、标识解析体系

       

        

        互联网发展进入下半场，消费互联网向工业互联网拓展延伸。在万物互联的工业互联网中，每个物品、元器件，甚至每条信息都有其全球唯一的“身份证”，这个“身份证”就是标识。目前，工业企业广泛使用标识标记各种物品，但不同企业和行业的编码和解析方式不尽相同。主流标识体系包括Handle、OID、Ecode、VAA等。随着工业互联网的发展，全要素、全产业链、全价值链全面连接的需求日益迫切，需要建立一种兼容不同技术体系、能够跨系统跨层级跨地域的工业互联网标识解析体系。

        通过统一融合的工业互联网标识解析体系，企业或用户可以利用标识访问产品在设计、生产、物流、销售到使用等各环节，在不同管理者、不同位置、不同数据结构下智能关联的相关信息数据，是实现全球供应链系统和企业生产系统的精准对接、产品的全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。

        工业互联网标识解析体系包括：根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点和公共递归节点5个层级。

        1）二级节点是面向行业提供标识注册和解析服务的节点（一般由龙头企业或大型第三方机构搭建），具有高效率、高稳定性和安全可靠等特点，能联通异构标识体系，为工业互联网平台的信息定位和资源共享提供支撑，实现信息的备案、监测、认证等功能。

        2）企业节点是基于具体企业内部实际需求提供标识注册和解析服务的节点。

        3）二级节点向上与国家顶级节点对接，向下为企业节点分配标识编码及提供标识注册、标识数据、标识解析等服务。

        制定满足某行业实际需求的工业互联网标识编码规范、工业互联网标识解析二级节点接口规范以及工业互联网标识数据模型等标准规范，形成统一的接口规范、数据格式等技术要求，从而实现数据互联互通、信息共享。

四、主流标识体系

        主流标识体系包括Handle、OID、Ecode、VAA等。

        1、Handle标识解析体系

        Handle体系在全球范围内建设了数个根节点，各根节点间互相联通从而进行数据信息的识别和传输。Handle体系中，其编码规则采用层次化标识设计，每个Handle标识编码都是长度不定的字符串，其形式为前缀/后缀，前缀表示命名机构，后缀表示本地名称。此外，用户拥有部分编码权限，可以自主定义某些字段中的编码规则，从而实现自身所需要的功能和要求。

        Handle体系采用分级解析机制，其解析架构由Handle客户端、全球Handle注册机构（GHR）和本地Handle服务（LHS）组成，具体的解析过程如图3所示。Handle客户端通过向GHR发送前缀编码，查询命名机构所属LHS的位置信息之后向LHS发送完整的标识编码来查询解析结果。GHR通过接收Handle客户端发送的前缀编码，查询本地命名机构的注册信息后解析前缀编码得到LHS位置信息，并将其反馈给Handle客户端。LHS接收Handle客户端发送的标识编码，查询本地数据后解析标识编码得到对应的详细信息，并将解析结果反馈给Handle客户端。

         2、OID标识解析体系

        OID体系可以对所有范围、任何种类的对象进行唯一地标识命名。对象一旦被赋予标识命名，则该标识名称一直有效。OID的编码规则采用树状分层方法，层数支持无限制地扩展，用“.”分隔各个层次。OID标识编码也是长度不定的字符串，分为纯数字和字母数字结合两种形式。其中数字编码形式从0~16000000之间的整数取值，该编码形式与机器编码相似，检索速度快但不方便人工介入。字母数字结合的编码形式为长度1~100个字符的字符串，该编码形式可人工解读，但存在信息过量问题，导致占用更多的数据存储空间。我国的OID编码遵循国家标准GB/T 16263.1-2006《信息技术ASN.1编码规则第1部分》的命名规则，并且经注册机构分配的OID标识编码是永久唯一的。

        OID体系的解析过程为分步解析，解析架构包括OID客户端、国家OID注册解析系统和底层解析服务器，具体解析过程如图4所示。首先OID客户端把标识编码上传到国家OID注册解析系统，国家OID注册解析系统根据标识编码注册信息找到其相应的底层解析服务器，并把标识编码传递给底层解析服务器，然后由底层解析服务器解析标识编码查询到物体对象的详细信息，再把解析结果经国家OID注册解析系统传回OID客户端OID体系的分步解析机制比其他体系更加灵活，可以直接利用已有的网络基础进行部署，既高效快捷又节省成本。

         3、Ecode标识解析体系

        Ecode体系由Ecode编码、数据标识、中间件、解析系统和安全机制等部分组成，既能对物联网环境下的物体进行唯一的编码标识，又能兼容其他标识体系如Handle、OID等，是我国完备的物联网标识体系。

        Ecode体系的编码规则采用三段式结构，标识编码为纯数字形式，由版本（V）、编码体系标识（NSI）和主码（MD）三段码构成，其形式为“V码+NSI码+MD码”。其中V码表示标识编码的数据结构类型，NSI码表示标识编码的注册情况，MD码表示行业或应用场景中具体的对象。

        Ecode体系的解析过程为迭代解析，解析架构由Ecode客户端、中间件、编码体系解析服务器、编码数据结构解析服务器和物品码解析服务器组成，解析分为编码体系解析、编码数据结构解析和物品码解析3步，具体迭代解析过程如图5所示。首先是编码体系解析，Ecode客户端通过中间件向编码体系解析服务器发送标识编码，后者解析得到标识识别域名并传回中间件。然后进行编码数据结构解析，中间件将标识识别域名和主码发送给编码数据结构解析服务器，后者解析得到主码域名并传回中间件。最后进行物品码解析，中间件再将主码域名发送给物品码解析服务器，后者将其解析得到物品信息并将解析结果经中间件传回Ecode客户端。

        对于工业互联网标识解析体系，《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》（以下简称“《行动计划》”）提出，到2023年，国家顶级节点具备标识、域名、区块链等综合服务能力，标识注册量超过150亿，日均解析量达到千万次量级。         

        同时《行动计划》明确指出标识解析增强行动内容包括完善标识解析体系建设、加速标识规模应用推广、重点领域管理平台建设、强化标识生态支撑培育四个方面。 

        一是持续建设标识解析节点，包括根节点、二级节点、递归节点及新型融合节点，标识解析构建基础服务，为产业链协同发展提供更标准、更安全、更经济、更高性能的公共性基础设施。

         二是加强标识规模化应用推广，培育一批系统集成解决方案供应商，结合行业及企业关键业务流程和系统，打造标识应用标杆案例，形成一批可复制、可推广的标识应用模式，通过全国工业互联网标识创新大赛等形式遴选100个典型应用案例。

        三是面向汽车、船舶、仪器仪表等重点领域，加快推动基于5G、窄带物联网（NB-IoT）等技术的主动标识载体规模化应用，建设各类主动标识载体可信管理平台。

        四是加强标识产业生态培育，构建软硬件协同开发平台，研制一批高性能、高可靠专用设备。建设标识数据服务资源池，提升行业、产业数据服务效率。

        在传统企业数字化转型的迫切需求下，工业互联网正在稳步向前发展，在这种情况下，工业互联网标识解析体系作为支撑工业互联网互联互通的神经枢纽，其建设就显得尤为重要，未来发展空间很好。

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