工业互联网标识解析体系在数控系统中的应用设计

2020-10-19何英武陈剑飞范家乐杜东升黄绍生

机电产品开发与创新 2020年5期

何英武，陈剑飞，范家乐，杜东升，黄绍生

（广州数控设备有限公司，广东广州 510535）

0 引言

工业互联网标识解析体系，是国家工业互联网建设的重要组成部分。可通过标识体系建设实现企业的信息化管理。如产品追溯、全生命周期管理应用，为实现智能化生产，网络协同作业、产品定制及产品服务延伸提供重要保障，避免企业在工业互联网建设过程中出现标识不统一，信息不同步造成产品无法追溯，大大降低了企业管理效率。通过工业互联网标识解析体系的应用，对工业领域的人、机、物进行唯一身份标识和解析，实现产品信息采集、信息关联、信息共享；对解决企业数字化转型建设存在积极意义。标识解析体系应用解决当前企业产品在研发、生产销售及售后服务等方面，面临的生产及售后信息模糊化，产品生命周期管理困难，产品或零部件信息无法追溯等问题。促使产品信息互联互通，可起到降本、增效、提升用户体验，提高公司效益。这也是标识解析体系建设应用设计的初衷和目标。

1 需求分析

1.1 标识解析体系建设现状

工业互联网标识解析体系主要由三个要素组成，即标识，标识解析和标识管理。利用标识赋予产品或产品部件身份信息，并对标识解析实现产品唯一性定位和信息查询，再对接工业互联网实现标识统一管理；实现产品全生命周期管理、信息追溯和供应链管理。

标识解析体系建设分根节点、国家顶级节点、二级节点和企业节点，详细如图1 所示。随着标识解析体系的建设的推进，已经应用在汽车、机械制造、航天、船舶、电子、食品等优势行业。标识解析体系应用的发展促进企业数字化管理，推动标识产业生态发展。但仍需要更多的企业加入应用建设当中，积极并努力推进国家工业互联网建设。

根据标识解析体系应用特性，并通过分析公司产品现状及管理情况，公司标识解析体系的应用推进工作，可以大大的改善公司产品管理及服务现状，提高公司管理效率，给公司带来更多的经济效益。本次标识解析应用将针对数控系统产品进行设计。

图1 标识解析体系节点流程图

1.2 公司产品及服务现状

1.2.1 产品现状

GSK 产品包括数控系统、各系列交流伺服驱动器、全系列数控系统装置以及工业机器人，多品类不同型号不同类型的产品系列。图2 为数控系统及其相关产品，表1 为主要产品市场情况。其中数控系统包括：928TE、928TA、928TD、980TD、980TB2、980TB3、980TB3i、980TC3、988TA、988TD、218MC、25i 等。

存量市场为累计销售销量，增量市场为年销售量。表1 中的数据为非详细数据。

图2 数控系统

1.2.2 产品服务现状

国内网点：各省市设有52 个办事处；国外网点：在东南亚、东欧、南北美洲、印度等60 个国家和地区设有代理机构，如图3 所示。

表1 广州数控主要产品市场情况（单位：台）

广州数控的数控系统及伺服电机和驱动产品，配套沈阳机床、大连机床、云南机床、宝鸡机床等国内100 多家机床企业，建立了长期的战略合作伙伴关系。

图3 销售和售后服务网点

1.3 现有产品案例分析（以GSK980TC3 为例）

1.3.1 系统编码及组成情况

常见的数控系统由主控板单元、IO 板单元、键盘板单元、显示板单元、电源、结构工装等核心部件组成，如图4所示。广州数控生产部门目前拥有自己的一套生产编码规则，对整机和关键零部件采取统一编码的方式，在生产时统一使用同一个产品序列号，如图5 所示。关键零部件在发生更换时，编码会发生不一致，信息由生产和售后维护部门作记录，以供后续追溯使用。

图4 GSK980TC3 数控系统整机

图5 零部件及整机生产出厂编码

1.3.2 现有产品编码应用现状

（1）产品编码统一。目前的产品序列号编码规则只做到了产品一级，零部件采用了产品的同一编码，无法有效地识别零部件的信息。识别零部件信息只能通过询问相关人员得到产品零部件信息。对于售后服务人员来说，需要反复询问并确定产品零部件信息，以确保信息的正确。对于研发和生产部门而言协作效率差，需要多次沟通确定及定位产品零部件批次信息，如产品出现问题时可能无法及时追踪产品去向信息。

（2）零部件与产品编码不一致。广州数控产品型号众多和存量产品众多，产品可能经过了多次的升级迭代，在售后维护时可能进行了多次的换件或者维修，可能在多次配件更换后出现产品零部件与产品编码不统一。要确定零部件信息只能通过拆解进行人工识别。

1.3.3 产品编码应用问题

（1）产品历史追溯问题。曾出现某批次零部件设计存在问题，研发部门向生产部门咨询批次零部件的具体去向，生产部门缺乏有效的零部件和整机对应的编码信息管理，无法提供信息，导致无法一次性统一解决问题，需要等客户反映问题时才一个个地单独解决。

（2）产品零部件信息识别问题。在部分应用场景中，客户或者售后服务人员在处理一些系统问题，判断可能是硬件板卡不匹配的问题，但是并不能在整机编码中获取相应信息，所以只能选择把系统设备从机床中拆卸下来，并拆机查看各部件用以判断问题。

（3）产品生命周期管理问题。产品更新换代过程中，售后维护人员无法自主获取产品升级后的相关信息，更换零部件时则通过生产部门、售后部门和研发部门获得相关信息及实际情况，确定所需零部件，降低维护效率，不利于产品全生命周期管理。

2 标识解析体系应用方案

2.1 标识应用方案

（1）零部件生产标识码。零部件标识码主要是从生产的角度考虑，把关键的生产工序、工人、生产线等生产工艺信息编码进去标识码，如图6 所示。接入利用标识，产品零部件“身份”便具有唯一性，可实现零部件进行定位和查询，用于产品维护时能够追溯回当时的生产情况。售后服务人员可通过标识码自主获取零部件信息，提供换件定位、产品批次信息查询提供便利帮助。

图6 零部件标识码

（2）产品生产标识码。产品标识码主要是从生产的角度考虑，把关键的半成品、工人、生产线等生产工艺信息编码进去标识码，产品具有独立的生产标识码，并有区别于零部件，实现产品与零部件标识信息互不相同，避免零部件与产品编码一致现象问题，如图7 所示。售后服务人员在产品维护时也可以追溯产品信息，为售后维护提供换件定位、产品批次信息查询提供便利帮助。

图7 产品生产标识码

（3）标识码应用。广州数控生产部门拥有一套自己定义的产品序列号生成规则具体的编码规则目前需要项目实施阶段与公司生产部门对接，因为涉及公司机密信息，需要公司授权。此方案无须更改公司的生产模式，只需将原有的规则纳入编码解析体系里面的厂家编码规则即可，如图8 所示。适用于产品成品，见效快。可实现企业级的标识解析服务节点，可以作为企业信息系统的组成要素。

图8 标识码组成

2.2 标识解析方案

（1）标识解析过程。产品及零部件通过标识具备其身份具有唯一性，将产品/零部件包含的信息通过互联网领域的域名解析系统（DNS），赋予每一个产品、零部件等唯一的“身份证”，如图9 为标识解析过程。通过统一的编码规则，开发相应的应用程序，利用二维条形码扫码方案如图10 所示，进行产品识别；进入标识解析体系并对接公司的ERP 系统，从而实现产品及零部件的管理，实现数据的互联互通。售后服务人员可通过应用程序识别产品标识码从而自主获取产品/零部件的信息。可实现生产历史追溯信息，为生产部门提供对供应商、生产工人和生产线管理提供有效的信息化管理手段。通过统一标识注册和解析服务实现工业互联网标识解析体系二级节点的建设。