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浅析标识解析技术在工业互联网发展中的作用

2018-06-28 17:42 推荐: 浏览: 321 views 字号:

摘要: 引言: 工业互联网的核心是数据的价值发现问题,未来的关键技术及应用方向之一,就是工业互联网和智能制造所涉及的各类割裂数据的理解及应用,而要理解数据,就要对数据的来源、流动过程、用途等进行了解并掌握。但由于历史原因,“信息孤岛”现象在企业内部、企业之间大量存在。...

引言:

工业互联网的核心是数据的价值发现问题,未来的关键技术及应用方向之一,就是工业互联网和智能制造所涉及的各类割裂数据的理解及应用,而要理解数据,就要对数据的来源、流动过程、用途等进行了解并掌握。但由于历史原因,“信息孤岛”现象在企业内部、企业之间大量存在。标识解析技术是目前可见解决“信息孤岛”、完成工业大数据汇聚以及在此基础上形成信息融合理解的关键技术。因此,在工业互联网的各参与方中,标识解析技术越来越受到重视。

工业互联网是工业企业转型的重要支撑部分,工业互联网中面临着工业设备、工业控制系统、复杂的网络环境、异构信息、割裂数据等大量复杂性的无法统一管理与识别的设备和信息系统。同时工业互联网软硬件设备由于供应的厂商范围广泛,产生的生产数据机构不统一,导致了工厂内部信息无法互联互通,严重影响了工业互联网的的发展。 因此,在工业互联网的各参与方中,标识解析技术越来越受到重视。

本文首先介绍了标识解析的基础概念、主流技术,然后通过工业互联网理解的需求,从实现设备互联互通互操作角度,分析标识解析技术在工业互联网的实际应用中遇到的问题。最后结合实际案例,介绍标识解析技术在工业互联网的应用。

标识解析技术简介

标识可以理解为用于识别不同物品、实体、物联网对象的名称标记,可以是由数字、字母、符号、文字等以一定的规则组成的字符串,其本质就是识别对象的技术(包含实体对象、虚拟数字对象等),以便各类信息处理系统、资源管理系统、网络管理系统对目标对象进行相关管理和控制。工业互联网的标识,就类似于互联网域名,赋予每一个产品、零部件、机器、设备、系统唯一的“身份证”,实现资源的区分和管理;工业互联网的标识解系,类似于互联网域名解析,通过产品的标识查询互联网产品的域名地址,或者直接查询产品的信息和服务。

目前主流的标识技术有Handle标识解析平台、OID(object identifier)标识解析技术、Ecode(entity code for IoT)编码体系、Epc、UCode等,分别由不同的组织机构提出,其出发点都是面向物品对象、数字对象等进行唯一标记及提供相关信息查询的功能,进而发展成一种底层的信息架构,某些方面类似于互联网中的DNS。

下面简单介绍Handle、OID和Ecode3项技术。

  • Handle:核心系统由美国国家创新研究所(CNRI)开发。Handle 在全球设立若干的根节点,根节点之间平等互通,这也是其目前受到各国重视的原因之一;其另外一个特点是提供部分用户自定义的编码能力,用户可以根据实际需求在编码体系的部分字段自定义编码规则。目前Handle技术在国内已经成功应用在产品溯源、数字图书馆等领域。
  • OID:由ISO/IEC、ITU国际标准组织共同提出的标识机制,用于对实体及数字等对象、概念或者“事物”进行全球无歧义、唯一命名。一旦命名,该名称终生有效。OID 在医疗卫生领域、信息安全等领域获得较多的应用。
  • Ecode:我国自主研制的标识编码技术,其由 Ecode 编码、数据标识、中间件、解析系统、信息查询和发现服务系统、安全保障系统等部分组成。Ecode目前在国内已经成功应用于农产品质量溯源等领域。 

标识技术适用于工业互联网各个领域的基础共性支撑技术,可以解决“信息孤岛”、“割裂数据”等问题,突破不同领域间的信息壁垒,是工业大数据、设备智能化的基本支撑技术。

标识解析技术在工业互联网中应用面临的问题:

1)政府原因:目前标识解析技术缺乏完整的顶层设计

《工业互联网发展行动计划》2018-2020,中提出2018 年完成中国工业互联网研究院组建,承担国家工业互联网标识解析管理机构职能,研究制定工业互联网标识解析体系架构,启动建设3 个左右标识解析国家顶级节点。2020 年建成5 个左右标识解析国家顶级节点,形成10 个以上公共标识解析服务节点,标识注册量超过20 亿。

2)行业和企业原因:各个行业和企业的应用和需求不同

  • 实体对象在不同行业、垂直领域的用途不同,造成这个实体对象的表达方式不同;
  • 不同企业在不同时期建设信息系统的目的及用途不同,也造成了信息表达的差异性;
  • 在使用信息时,存在不同的语境、上下文,这也对信息的理解产生了影响。
  • 企业只能基于自身业务的理解,开发建设满足自身业务发展的标识解析体系,缺乏向社会公开开放数据的意愿和趋势。
  • 不同企业信息的存储、表示、应用差别巨大,无法供第三方调用。

3)基础设施缺乏统一的管理

目前大量工业设备没有实现互联互通,特别是有段使用年限的设备;同时已经实现联网的设备,采用的是不同总线连接协议,不同的通讯连接端口设备;其实是企业的信息管理系统采用的是不同公司开发的系统,没有标准的接口进行互联互通。

因此,应建立和完善制造行业标识解析与数据理解标准,并对关键技术进行试验验证,满足我国高端制造业升级演进的迫切需求。因此标识解析技术的标准化问题,各类标识解析技术面向应用的“互联互通”问题,虽然从基础层面业界提出了初步的解决方案,但核心是标识技术与实际需求结合的标准化问题;应用自然语言处理技术的标识技术演进问题,目的是实现在数据“互联互通”基础上的融合理解。

标识解析技术在实际中的应用案例

以某企业生产一台空调为例,从原材料供应、生产制造、物流运输、分发销售、到最终使用,产品(空调)具有唯一的标识。单产品的信息分散在不同的系统中,通过标识解析技术将分散在产品的信息关联起来。

【1 】本文部分概念和案例摘自《工业互联网标识解析产品追溯白皮书(2017年)》

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中国首席信息安全官


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