建材行业工业互联网标识解析应用路径研究

万佳艺 马筱筠 胡雅琴 曹佩瑶

（建筑材料工业信息中心，北京 100831）

党的二十大报告提出，要坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、网络强国、数字中国[1]。放眼全球，以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命蓄势待发，推动生产方式、产品形态等发生深刻变化，开启新一轮的经济增长周期。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，通过对人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系，是全面、系统地推进新型工业化发展的坚实基础，发挥着战略性支撑作用。工业互联网标识解析体系作为工业互联网的网络“神经中枢”，是支撑跨系统、跨企业、跨地域数据共享的基础设施，也是实现工业全要素、各环节信息连通的关键枢纽。当前，我国工业互联网标识解析基础设施已基本建设完成，并已在各重点行业展开应用，有力地推动了我国的新型工业化进程。

建材工业是我国实体经济的根基，是基础设施建设、建筑业和房地产业快速发展的重要支撑。随着我国经济的高速发展，建材行业在关键技术、市场服务等方面都取得了长足进步。当前，建材行业面临着需求下滑、产能过剩、恶性竞争、“双碳”要求等多重压力，且建材行业需求侧压力持续增加。因此，由传统制造向智能制造的数字化转型成为建材行业可持续发展的必由之路。随着《建材工业智能制造数字转型三年行动计划（2020—2022 年）》《“十四五”原材料工业发展规划》的提出，建材行业迎来了发展工业互联网的契机，对工业互联网的探索热情不断高涨。工业互联网标识解析体系是建材行业工业互联网融合发展的关键网络支撑。近年来，在相关政策的指导下，建材行业已开展工业互联网标识解析的应用探索。通过建设标识节点、创新行业标识应用模式等多种方式，推动标识解析技术在行业内的融合应用。

一、工业互联网标识解析体系概述

随着新一代信息技术的发展，互联网技术已经逐步延伸到工业生产领域，我国工业经济已逐步走向智能化、数字化，催生了工业互联网。在《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等政策文件的指导下，我国工业互联网产业正在各大制造领域快速、高质量发展。目前，我国工业互联网体系架构逐渐清晰，以网络为基础，以平台为核心，以数据为要素，以安全为保障，赋能制造业数字化转型升级[2]。标识解析体系的建设是工业互联网发展的重要任务。

工业互联网标识解析体系主要由标识编码和标识解析两部分构成。标识编码指为人、机、物等实体对象和算法、工艺等虚拟对象赋予全球唯一的身份标识。企业对工业生产过程中的物理资源或虚拟资源赋予唯一标识，通过识别技术和工具可对条形码、二维码等承载标识的载体进行识读，然后通过体系内的解析机制将其解析为信息，其作用类似于互联网域名解析系统（DNS），是实现资源互联互通的关键基础设施[3]。标识解析指通过标识编码查询标识对象在网络中的服务站点，类似于互联网中的域名解析服务。

工业互联网标识解析体系面向工业企业提供了一套标准化、可靠、便捷的数据交互网络基础设施，工业企业可将需要交互的数据如产品信息、工单信息等物理资源和虚拟资源注册至企业节点中，其他企业可通过工业互联网标识解析体系解析标识编码，从而获取到标识信息。工业互联网标识解析体系解决了企业间异构数据同步的问题，同时也降低了企业间数据交互的难度，有利于促进行业间、企业间的数据互联互通，挖掘数据价值，为工业互联网的发展奠定基础。目前，我国已初步形成了具备自主可控、安全可靠能力的工业互联网标识解析公共基础设施[4]，标识应用成效初显。

二、建材行业工业互联网标识解析建设需求

近年来，建筑材料行业发展迅速，我国已成为世界上最大的建筑材料生产国和消费国，主要建筑材料产品——水泥、平板玻璃、建筑陶瓷多年来位居世界第一位。我国建筑材料行业已经形成门类比较齐全、产品基本配套、面向国内国际两个市场的完整工业体系，成为举世瞩目的建材制造大国。随着新一代信息技术和制造业的深度融合，我国建材企业通过开展试点示范、探索建立标准体系、建设工业互联网平台、培育系统解决方案供应商等方式，在工业互联网融合应用方面快速发展并取得了明显成效。但总体来说，行业工业互联应用推广仍处于初级阶段，以泛在互联为基础的系统性创新还未实现大规模应用。工业互联网标识解析体系作为工业互联网重要的网络基础设施之一，是实现行业数实深度融合的核心。建材行业具有产业多、地域广的特点，产业链上下游协同效率和质量亟须提高。建材行业内需要一套科学、可靠的数据互通基础设施，促进行业企业间、产业链上下游间数据和资源的集成共享，为行业内工业互联网的高速发展打下数据集成基础。目前，建材行业工业互联网标识解析建设需求主要有以下几个方面。

（一）标识编码规范统一的需求

建材行业经过多年的两化融合建设，行业内各个企业已经存在一些标识体系，但往往由企业自行研制，企业之间标识体系相互矛盾、不统一的现象普遍存在，彼此间无法识别、无法互联互通亦是普遍现象。随着面向产品全生命周期的管理及跨企业产品信息交互需求的增加，急需将各个分散、不成规模的企业标识系统与公共标识解析对接，为企业业务发展发挥更大作用。工业互联网标识解析技术是解决这一问题的关键技术，通过标识编码结构、解码方式的统一，解决了异构数据互通问题，进而推动生产采集系统、生产管理系统、大数据系统等进行网络化协同，促进产业链各环节数据的充分流动和大数据价值的有效挖掘。

（二）生产数据互联互通的需求

建材产品生产过程的数据常分散在各类制造系统及销售服务系统中，生产数据分散管理难以实现对数据的集成和价值挖掘。工业互联网标识解析体系可以推动建材生产数据的互联互通和集成管理，通过唯一的标识，将建材产品生产制造阶段的各种数据进行统一关联，从而实现产品制造过程中完整的数据管理，可用于发展防伪追溯、售后服务等多种增值服务。

（三）产业链上下游融合的需求

近年来，建材行业智能化转型通常聚焦某一特定生产环节，多数企业集成协同应用水平不足，产业链上下游之间的衔接融合程度低。利用工业互联网标识解析技术，为产品、设备、工厂等每一个对象赋予标识，企业内部可通过对标识的统一管理实现产品、设备、工厂标识数据的查询、共享与分析，实现各要素、各环节的信息互通与共享；供应链上下游企业之间可利用标识解析按需查询数据，打破行业“信息壁垒”，实现基于标识的全面互联互通。此外，在产品流通过程中，企业与用户可通过标识解析追溯产品相关信息，进而将企业、产品和用户连接起来，形成一个庞大、高效的供给需求网络，为国家物联网建设提供强有力的支撑。

三、建材行业工业互联网标识解析建设路径

（一）建材行业工业互联网标识解析二级节点建设

建材行业工业互联网标识解析二级节点是我国工业互联网标识解析体系的重要组成部分[5]。建筑材料工业信息中心作为国家建材行业工业互联网标识解析二级节点建设运营单位，面向建材行业及相关企业，以促进行业企业间工业数据互联互通为宗旨，构建统一的标识公共服务。建材行业标识解析二级节点基于工业互联网整体架构采用分层、分级模式，向上对接国家顶级节点、国际根节点，向下建立专门服务于建材行业企业的企业标识节点，企业可根据自身的发展现状和需求独立部署企业节点，或将企业节点托管于行业二级节点[6]。建材行业工业互联网标识解析二级节点由标识管理平台和应用服务平台两部分组成。其中，标识管理平台作为标识二级节点的管理中心，负责对接国家、企业、递归节点，实现标识数据互联互通。应用服务平台参考工业互联网平台架构建设，在提供标识服务的基础上，融合多种具有行业特色的标识应用，面向建材企业提供便捷标识服务。工业互联网标识解析体系，如图1 所示。

（二）建材行业工业互联网标识解析管理体系建设

建材行业标识解析管理体系的建设旨在按照《工业互联网标识管理办法》，对建材行业工业互联网标识解析的应用建设进行管理，引导工业互联网标识解析在建材行业内正确、合规发展。行业标识管理体系主要由管理运营规范、标识编码标准、技术标准等内容组成。其中，管理运营规范以建材行业标识解析二级节点为核心，建立二级节点管理运营规范、企业前缀申请与审核流程、行业标识节点协同运营规范等。编码标准规定了行业工业互联网标识编码规范，建材各细分领域可根据行业标识对象特性及应用需求，建设细分领域的工业互联网标识编码规范。技术标准主要规定建材行业标识解析二级节点接入要求、接口规范、行业核心标识元数据等，简化系统集成复杂度，促进建材行业标识解析的推广和应用。

（三）基于工业互联网标识的行业应用体系建设

在完成建材行业标识解析二级节点及行业标识管理体系建设后，建材行业需要立足自身发展需求，创新标识应用模式，以充分发挥工业互联网标识解析体系的优势，推动行业实现数字化转型发展。目前，建材行业标识解析二级节点除了提供基础标识服务之外，还提供了便于扩展的云应用基础设施，鼓励基于标识解析二级节点的各类标识创新应用的建设和接入。为了营造建材行业标识应用生态，带动建材行业标识解析体系的不断完善，建材行业亟需不断研发和落地各类标识应用，以实际应用带动建材行业工业互联网标识解析的规模化发展，为行业数字化转型打通数据融通渠道，奠定信息网络基础。工业互联网标识解析作为新型基础设施，其应用模式可以是多种多样的。目前，建材行业正在积极探索不同的标识创新应用模式，旨在利用标识解析解决阻碍行业实现数字化转型的痛点问题，推动行业高质量、可持续发展。

四、建材行业工业互联网标识解析应用模式

建材行业标识解析应用模式需要结合行业的数字化发展需求和转型痛点进行设计，以充分利用工业互联网标识解析体系的优势。通过对建材行业标识解析应用需求的分析，本文结合建材行业工业互联网发展基础和数字化转型发展目标，提出了以下几种典型标识创新应用模式。

（一）重要产品的溯源认证

《质量强国建设纲要》《原材料工业“三品”实施方案》等文件均对建材行业提升产品质量作出重要指示。目前，我国建筑材料产品在质量和可靠性水平等方面尚有较大的提升空间，建材产品质量水平的提高滞后于发展规模的增长。建材行业仍存在产品质量监督管理力度不足、认证作用不强、监测服务支撑不够等问题。利用标识解析体系，可实现产品流通过程中分散信息的采集和共享，建立建材行业产品溯源认证体系。通过赋予产品唯一的标识，将原材料开采、生产制造、物流运输、经销销售、最终使用等产品全生命周期信息关联至产品标识中。基于建材行业标识解析二级节点建设追溯应用，既可以实现对产品从生产加工到销售及售后等信息的正向监控，也能够实现从售后服务到前期生产过程各环节产品质量信息的反向追溯，从而实现对产品的防伪认证以及重要信息溯源。

基于工业互联网标识解析体系，在建材产品生产制造、销售流通、使用等重要环节部署节点，构建行业跨部门、跨企业的产品信息互通机制，将产品原材料、生产制造、质量检验、经销、运输、施工使用等数据关联起来。根据建材产品的特点，按批次或按单个赋予其唯一的工业互联网标识，注册于工业互联网标识解析体系中，通过产品质量追溯应用，将产品各环节的信息串联起来。这样用户通过二级节点平台查询产品标识，即可追溯产品各阶段的信息，便于对产品进行全生命周期的信息管理和问题溯源。此外，基于工业互联网标识建设防窜货应用，对每批产品指定经销商及销售区域进行标识，实现对窜货、假货等问题的有效稽查。建材产品生产企业可将某批产品的指定分销商及对应销售范围关联至产品标识中，当建筑工程单位或者消费者通过工业互联网标识解析体系查询标识时，系统可通过解析地点及其他相关信息分析产品是否符合指定的销售渠道，将可能存在窜货现象的产品信息发送给生产企业，形成窜货预警。重要产品溯源认证标识解析创新应用模式，如图2 所示。

图2 重要产品溯源认证标识解析创新应用模式

基于工业互联网标识解析设计的重要产品溯源认证应用有助于从行业层面对建材产品的质量、销售渠道进行管控。重要产品溯源认证应用填补了行业目前厂外溯源应用服务的空白，为用户提供了具有公信力和可信度的查询平台，便于用户查询和反馈建材产品的信息。同时，标识解析在重要产品溯源场景中的应用降低了行业窜货、假货稽查成本，协助企业及行业监管部门维护行业市场秩序，提升建材企业形象，营造良好市场氛围，提高建材消费者对行业的信心。

（二）设备数字健康管理

建筑材料涉及的生产设备具有使用周期长、种类多、价值大的特点。科学有效地管理设备是保证建材产品正常、安全生产的前提。建材工业设备管理存在设备的使用与维修保养不协调、运行保养记录不清晰等问题。利用标识解析技术，可以赋予建材生产设备及其核心零部件唯一标识，并通过设备管理应用关联核心零部件与整机组的设备信息，建立电子设备档案。

建材行业以建材生产过程中的主要设备为主体，利用标识解析技术赋予各生产设备贯穿全生命周期的唯一身份标识，注册于标识解析体系中，通过设备资产管理应用将设备基础信息、厂商信息、运行信息、维修保养记录等信息与设备标识相关联。通过RFID 标签、无线射频天线、智能传感器对设备进行各项数据采集、存储、分析，并基于标识解析数据链路将设备与信息系统有机连接起来，实现对分散设备实体的远程监控、统一管理。基于标识的设备数字健康管理应用可使设备巡检记录线上化。设备巡检人员可通过手机等移动终端识别设备标识码，上传设备现场图片、运行参数等，系统将自动关联设备标识，形成电子设备巡检档案。当设备出现故障需要维修时，设备管理人员、维修人员可通过识别设备标识解析设备各类信息的存储位置及获取方式，结合设备管理平台一键获取设备档案、运行历史记录、维修保养记录等，为设备故障诊断和维修提供数据支撑。设备数字健康管理标识解析创新应用模式，如图3 所示。

图3 设备数字健康管理标识解析创新应用模式

基于工业互联网标识解析设计的设备数字健康管理应用可实现对设备资产从前期采购到中期使用的监控运维管理，直至淘汰、报废的设备全生命周期监管，并形成一套基于标识解析的设备资产管理制度，便于设备生产厂商与设备使用方之间的信息同步。同时，借助标识解析体系可实现对设备全生命周期数据的集中管理，结合设备健康诊断模型、设备运行机理模型等对设备运行过程大数据进行挖掘分析和判断，提早发现异常数据，实现预测性维护，从而提高故障预测、监控和处理能力，减少计划外停机停产率，为设备管理人员和企业管理者提供决策依据。

（三）安全生产管理

建筑材料产品生产过程中的安全问题一直都是建材企业关注的问题。随着《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021—2023 年）》的提出，越来越多的企业开始尝试利用工业互联网技术对工厂生产环境进行远程实时监控。国家、地区、行业正逐步部署建设安全生产监管平台。建筑材料工厂及矿区的安全生产管理要注重事前防范，这就需要对影响生产安全的各个因素进行定期排查，必要时进行实时监控。由于安全监控信息获取、传输、存储的方式不同，企业管理人员难以对各类信息进行汇总处理，无法发现安全隐患。因此，建材工业的安全生产管理迫切需要体系化、标准化的信息交换处理方式，以保证及时发现生产过程中的安全隐患、事故发生后及时处理、与行业监管平台及时对接等。

应用基于标识解析技术，将安全生产管理领域内企业的事故隐患排查单、危险作业管理单、危险设备设施、安全规章制度等物理资源和虚拟资源进行唯一标识，实现信息共享和传递的无缝衔接，解决异构系统间信息传递难、维护难的问题。国家、地区、行业的安全生产管理类平台可利用工业互联网标识解析体系进行安全生产数据的同步与对接，无须重复开发接口。此外，安全生产管理应用汇总分析标识数据解析情况，并进行可视化展示，以便企业管理人员可远程、随时获取建材生产各环节的生产情况，实时监控危险作业，及时消除事故隐患，保证生产过程的安全性。

基于标识解析建设的安全生产管理应用可为企业整合各类安全生产相关的数据信息，为企业提供便捷集中入口，便于企业对日常生产的安全情况进行监控。在行业发展和国家管控层面，利用标识解析体系可以及时同步各个企业的安全生产数据，从行业层面排查安全生产隐患，及时禁止可能导致安全事故的生产行为，促进行业内安全生产管理的快速智能化发展。安全生产管理标识解析创新应用模式,如图4 所示。

图4 安全生产管理标识解析创新应用模式

（四）供应链协同

建筑材料行业供应链上下游企业普遍处于智能化起步初期阶段，各节点间协同水平较低，提升相互之间的协同效率是当前各先进企业关注的重点。当前，建材行业供应链上下游企业信息化程度参差不齐，企业间信息编码规则及信息交互方式各成体系、信息不对称，且上下游企业间缺乏科学可靠的信息共享机制，企业无法统一管理客户和供应商信息，供应链全流程数据难以监控、无法高效协同，导致供应链上下游企业沟通成本高、供应链协同效率低。此外，在企业内部，因采购环节和生产制造环节由不同部门人员负责，采购与生产制造管理系统间尚未建立有效的数据对接接口，导致产品的原材料、辅料等数据无法与最终产品相关联，难以进行统筹协调，造成企业运营效率低、库存压力大。

供应链协同应用模式将标识解析应用至供应链信息协同效率提升中，利用工业互联网标识解析体系在建材行业供应链中建立起统一、规范的数据信息交互机制，对供应商、采购单、生产计划、库存信息、销售订单等供应链各环节对象进行唯一标识，打破供应链上下游企业之间由于标识编码不统一带来的信息识别壁垒。通过供应链协同应用快速同步供方与需方对物料的编码，建立物料映射机制，提高各方协同效率。例如，在采购过程中，采购方可通过供应链协同应用生成采购订单并注册至标识解析体系中，随后将采购订单同步至供应商；供应商在接到订单后，可通过应用随时将货物生产制造、物流状态等信息更新至订单标识中。供需双方可通过订单标识同步订单状态。供应链协同标识解析创新应用模式，如图5 所示。

图5 供应链协同标识解析创新应用模式

工业互联网标识解析在供应链管理中的融合应用主要在于对供应链数据的有效综合应用，实现工业数据在企业间的交互。通过打破建材供应链节点间的“信息壁垒”，有效提高供应链的协同效率，优化管理模式，实现按需生产、精准交付。同时，应用可降低建材供应链整体运营成本，提高供应链上的节点企业按时交货率，缩短订货到生产的周期，从而建立智能供应链体系，推动产业链升级和价值链重构，重塑建材行业全产业链生态系统，使其实现传统制造向服务型制造的转变。

（五）绿色低碳服务

当前，建材行业尚未摆脱高消耗、高排放的发展模式，资源、生态和环境保护问题仍然比较突出，建材行业迫切需要推进绿色制造、构建绿色建材产品体系。绿色建材产品的认证、推广和应用将是行业绿色化转型的关键一环。

基于工业互联网标识解析技术建设建材行业绿色低碳标识体系，通过统一绿色建材产品、绿色建材企业、绿色工厂、建材产品低碳等不同对象的标识编码方式，打通绿色低碳数据采集通道。基于标识解析建设绿色建材产品公共服务平台，为通过认证的绿色建材产品及企业提供身份背书。在统一标识的基础上，建设绿色建材产品质量追溯、评价认证、产品商城等多种应用，推动绿色建材产品的发展。未来，行业可在标识解析的基础上进一步探索区块链等技术的应用，建设建材产品低碳服务应用，将产品全生命周期碳排放数据统一汇总关联至产品标识中，建设产品碳效评价、产品碳足迹追踪、碳资产管理等应用，为企业降碳工作提供数据支撑。

基于标识解析的绿色低碳服务应用为建材行业建立统一规范的绿色低碳标识体系，便于对绿色建材产品进行统一规范管理。基于统一标识的各类应用服务可为行业绿色化发展营造良好的氛围，进一步扩大绿色建材产品的影响力和品牌知名度，带动绿色建材产品的高质量发展。此外，依托标识的数据安全可追溯能力可支撑相关部门建立可信的建材产品碳核算、碳评价应用，为未来建材行业发展绿色金融、碳交易等奠定基础。绿色低碳服务标识解析创新应用模式，如图6 所示。

图6 绿色低碳服务标识解析创新应用模式

五、发展建议

（一）完善标识解析体系

提高建材行业标识解析二级节点的公共服务能力，以二级节点为枢纽，向上与顶级节点对接，向下与建材企业节点对接，保证行业标识数据的互联互通，为行业标识创新应用奠定基础。同时，鼓励行业中有能力的企业自建企业节点，按照二级节点相关的规范接入建材行业工业互联网标识解析体系，提高建材企业工业互联网标识的接入率，建立可信、可靠的建材行业工业数据互通机制。

（二）推进行业标识标准化建设

结合《工业互联网综合标准化体系建设指南》《工业互联网标识解析标准化白皮书》，建设建材行业工业互联网标识解析标准化体系。从编码与存储标准、元数据标准、典型应用标准等方面结合行业特点及发展需求，制定建材行业工业互联网标识解析标准，以标准引领工业互联网标识解析在行业内的规范化、规模化应用，促进行业工业互联网标识解析的规范化发展。

（三）发展标识创新应用模式

鼓励建材企业、应用供应商基于标识解析中间件打通企业生产运营系统，建立企业生产运营数据资源池，并合力进行标识创新应用的研发和建设。在行业层面，基于标识解析建设建材行业产品溯源认证、供应链协同应用、绿色低碳服务等符合行业发展需求的行业级标识应用，推动应用与行业已有的工业互联网平台融合发展。持续拓展和挖掘行业标识应用需求，探索标识解析在产品个性化定制、协同施工等方面的应用，丰富行业标识应用场景。

（四）产业推广及生态建设

以建材行业标识解析二级节点为核心，以各类标识创新应用为抓手，推动工业互联网标识解析在建材行业的产业化发展。依托建材行业工业互联网联盟等组织，建立建材行业标识应用供应链资源池，强化标识产业生态培育，建设建材行业标识解析应用服务生态链，为行业大数据、智能化应用提供重要支撑，助力建材行业数字化转型升级。