主办单位:中国物品编码中心 | 中国自动识别技术协会 | 《中国自动识别技术》杂志社

设为首页 | 加入收藏 | 关于我们

  行业应用  正文

石油石化行业 设备域标识解析应用浅谈

发布时间:2022年11月10日 来源:中国自动识别网 作者:师恩容 胡宏 金林珠

工业互联网标识解析体系与互联网领域的域名解析系统(DNS)相似,是工业互联网网络体系构成的重要组成部分之一,被看做支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。
 
标识解析的战略意义
随着工业互联网体系的不断普及,通过统一的标识为机器、产品等物理资源和算法、工序等虚拟资源设定标识编码作为唯一的身份,并通过公有化的解析系统来根据标识编码查询相关编码网络位置和信息,实现对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询,物品编码已逐渐被工业互联网所接纳,并成为连接物联身份认证的主要方式。随着工业互联网和标识解析的发展,标识解析已实现为全球供应链系统和企业生产系统精准对接,并作为产品全生命周期管理和智能化服务,为工业互联网应用提供支撑。
近年来,国家高度重视工业互联网发展,作为支撑工业互联网体系的神经枢纽,标识解析体系成为国家大力推动的方向,出台相关政策文件、明确顶层设计、提出建设目标、并开展技术研究、制定推广指南、培育产业生态。国家陆续出台相关政策,围绕标识解析体系基础建设和产业生态培育方面支持工业互联网标识解析体系建设与发展。
总体来看,工业互联网产业政策频发,作为新基建的重要组成部分,在相关政策措施的引导下,我国工业互联网标识解析体系建设进入快速发展期。因此,标识解析建设积极响应国家工业互联网发展的政策,助推我国工业互联网发展。
 
现状及问题
石油石化行业信息化起步较早,自动化控制和管理的普及率一直处于较高水平。近几年随着石油石化信息化专业企业的崛起,中国石化产业信息化水平不断提升。尤其在基础设备与运行体系等方面,中国石油石化产业的信息化水平已渐趋成熟,并在近几年围绕解决卡脖子方面开展了一系列攻关工作。
即使如此,我国石油化工企业依旧存在信息化水平不均、软件应用不完善以及数据资产管理和应用不统一等问题,导致我国目前石油石化信息化方面仍存在一定瓶颈。
各部门之间缺乏合作意识,集成能力较弱  在石油石化企业中,过去的二十年,虽然兴建了一系列的信息化系统,但是面向不同职能部门的信息系统多为单独开发、单独进行,不同的职能部门之间缺乏及时和良好的信息沟通和互动。
统筹规划和整体协调性不足,联动性较差  石油石化企业与中国众多工业企业相似,在进行信息化建设初期,缺少统筹规划,信息化业务需求各自为政。这使得过程控制,生产监控,财务管理、人力资源等部门工作缺少横向贯通,各项任务只停留在部分的层面上,无法有效发挥出协同作战优势。
复合型人才严重缺乏,核心技术有待掌握  虽然中国石油石化信息化发展多年,但自主化方面依旧薄弱。中国石油石化企业缺乏核心技术的自主研发能力和创新能力不足,一些核心科技仍然依靠国外技术的支持。
放眼世界,发达国家石油石化企业,对于企业信息化方面的自主研发和知识产权保护方面十分重视,并以此构建了技术防护墙,从而使自主信息化成为企业持续发展的保障,这也成为我国石油石化企业信息化发展的瓶颈。
石油化工产业内尚未实现真正意义的信息共享交换  目前,国内石油化工领域三大企业均采用自己的编码规则,而配合三大企业的上下游供应商也均有独立的编码标识体系,导致石油化工设备和产品尚无法进行统一识别后进行互联,需通过可信第三方的担保进行链接,从而执行业务交互。
而在石油化工产业链上下游中企业间无法实现互认互信导致跨企业信息交互困难,在遇到同一设备或产品出现问题时,相互之间交流困难,未能实现真正意义的信息共享交换。
 
标识解析赋能方式
随着石油化工行业对于信息化协同的日益剧增,通过新兴技术解决石油化工行业信息协同已成为石油化工企业可能选择的新路径。其中依靠石化行业标识解析二级节点,并以此为中间层向上与国家顶级节点与国家监测系统对接,向下与石油化工企业对接,形成完整石化行业标识解析体系。
通过该体系的构建,打通了石油化工行业设备领域不同企业的数据收集,并逐渐打通整个石油化工设备产业链的数据链路,从而保障数据产业的综合构建。
通过建设石化行业标识解析二级节点及基于二级节点的综合性应用服务系统可为石化行业提供标识注册能力、标识解析能力、标识代理服务能力、数据同步能力和业务综合管理五项能力。
统一的石油石化行业标识注册能力  通过标识注册,向石油石化领域所有企业提供企业前缀及产品/设备标识的注册变更、实名审核、数据查询等服务,实现了行业级标识统一编码。通过为给各企业提供API接口,为企业提供标识管理和查询,实现了标识的统一约束和企业的自主管理。
标识解析能力  基于整个石油石化行业产业链上的不同细分行业或跨行业提供商通过统一的标识解析平台将注册后的信息进行解析,实现应用或为用户提供标识解析的能力。
标识代理服务能力  石油石化企业和终端用户可以通过浏览器向代理服务器发起标识解析请求,代理服务器会向标识解析系统发送请求,并根据解析系统返回结果通过浏览器展示给请求者,从而实现标识数据的代理服务。
数据同步能力  整个标识解析体系部署在公有云和企业云平台上,可以为石油石化企业提供不间断、快速的解析服务,各服务器可采用分布式计算的方式提供数据解析计算。
业务综合管理能力  标识解析对上打通与工业互联网标识解析国家顶级节点的系统对接,对下承载企业标识分配以及审核的任务,实现了对于产业链的构建。基于该种模式可开展各类应用服务,从而达到提供综合服务的目的。
综上所示,通过构建石化行业标识解析二级节点,通过上接国家顶级节点与国家监测系统,下接多个企业节点,形成完整石化行业标识解析体系,打造中国石化行业标杆。
 
标识解析采用技术架构
标识解析技术架构遵循成熟标准和框架来实现,包括:创新应用层、标识解析系统层、基础支撑层和边缘云平台层四个层级,如图1所示。
图1   标识解析技术路线
创新应用层
面向石化行业提供设备运维保障、供应链全流程管控、产品全生命周期管理和厂内物流管理四类功能服务。
标识解析系统层
包括通用支撑和核心功能两个层级,具体内容如下:
通用支撑  面向创新应用提供标识管理、统计分析等通用服务组件;
核心功能级  供标识信息查询、标识分配与管理、标识解析等核心功能组件及服务;
基础支撑层 
运行支撑  提供容器化运行环境、微服务框架和中间件管理等服务,为标识解析系统的运行提供基础运行环境。提供一键式自动化安装部署、应用发布、镜像全生命周期管理。
数据存储与管理  存储各类经边缘云平台上传过的石化企业的物品、工艺、组件、模型和知识等的标识数据以及数据管理工具。数据按照类型,分别存储在不同数据库中;并提供模型管理、质量管理、全生命周期管理等各类工具。
基础设施  包括标识解析数据中心,主要包括服务器、磁盘、网关等一系列相关设备,如图2所示。
图2  标识解析数据中心构成
 
数据库服务器是数据中心子系统的核心部分,用来完成数据库管理功能,备份管理服务器用于制定备份策略,定期将主用盘阵中的数据备份到备份盘阵中。磁盘阵列可根据需要方便的扩充数据库的容量。核心交换机用于组成子系统之间相互连接的内部以太网络。
边缘云平台层
面向石化行业各类标识对象,包括:石化设备和物料等,实现各类对象的标识数据在边缘云平台的采集与接入。同时,提供标识注册、分配和解析工具以及对应API。并提供标识云端功能下发功能,可实现将云平台侧的标识解析功能快速下发至边缘端,以满足各企业节点的标识解析需求。
 
基于石油石化行业的场景应用
针对石油石化行业各企业内部系统独立分散,不同部门之间信息共享不足,打破信息孤岛、多编码、多规则等问题,石油石化行业二级节点可采用套用或者串联的方式将内部的设备管理环节、设备运营环节和设备财务资产管理环节进行标识关联,三环节的编码或文件进行多维整合,从而形成以设备为中心的标识解析数据资源映射关系库,并通过解码的过程对这三类编码及其相关内容进行综合展示,如图3所示。
图3  石油石化行业标识解析应用场景
 
石油石化行业企业节点,是将企业内部以设备生命周期为主线,围绕设备运营管理为核心,向设备材料管理纵向扩展,可得到每一台运营设备的子设备及包含关系;向设备财务资产管理横向扩展,得到相关财务信息实现“多码合一”,如图4所示。
图4  石油石化行业标识解析“三码合一”应用
 
设备标识解析管理系统,将多码信息进行整合,前缀由国家顶级节点、行业二级节点合企业节点组成,后缀根据实际情况,可自定义编码组合,一般按照被标识对象的大分类编码、小分类编码以及核心环节的编码组合而成。标识对象在不同环节之间的关联关系如下:
设备唯一标识解析码与运营设备编码一一对应,每一台运营的设备必定有与之对应的设备材料编码;每台设备材料编码可包含多子设备物料信息;所有运营设备以及其子设备在财务资产管理中都有相关财务信息;设备运营编码将作为设备标识后缀的一部分,同时以某一个被标识对象为中心的设备运营编码、设备材料编码和设备财务资产编码作为设备标识的属性进行关联,最终实现三码与设备标识码的映射关系管理,即“三码合一”。
 
标识解析对石油石化行业的效益分析
社会效益
为石化行业提供工业互联网标识解析基础设施,促进工业互联网标识解析体系建设。
标识解析二级节点打造石化行业基于工业互联网平台的标识解析体系应用模式。
通过工业互联网平台与标识解析体系的融合,具备石化全行业拓展的能力,真正成为行业领域资源的通用服务体系。因此,推动石化行业标识解析二级节点建设,达成围绕石油化工能源行业的生态体系建设,有利于将石化行业全产业链要素纳入到标识解析体系,实现设备、产品的全生命周期管理,促进我国工业互联网标识解析体系的发展。
加速石化企业转型升级  标识解析体系作为工业互联网的重要组成部分,是实现工业全要素、各环节信息互通的关键基础。通过给每一个对象赋予标识,并借助标识解析系统,可实现跨地域、跨行业、跨企业的信息共享和使用。
标识解析技术在石化行业的引入是石化企业向智能化、绿色化转型重要举措,有助于加速实现石化企业生产制造升级转型。
优化资源环境,促进碳中和发展 项目实施将进一步优化石化产业链内部生产与外部供应的衔接整合,推动石化企业向更加集约型的发展模式转变,有利于逐渐降低资源消耗,减轻资源瓶颈的制约,实现经济发展与环境保护的良性互动,构建资源节约、环境友好、本质安全型的石化产业体系,推动经济与社会的可持续发展,助力我国碳中和的发展目标。
经济效益
石化行业工业互联网标识解析二级节点的建设,是以信息化、智能化手段加强石化生产领域设备域的运行管理,综合提升以5G、云计算、大数据及人工智能技术为核心的工业互联网平台赋能石化生产企业的能力,提高石化企业乃至整个行业的经营效益,从而大幅提高石化产品在世界范围内的竞争力。
直接经济效益  本标识解析二级节点平台虽定位于公共技术服务平台,但基于平台可以向石化企业提供除基础服务之外的标识解析应用场景、技改、智能制造等集成产品方案、企业定制化等增值服务。平台增值服务产品丰富、服务面广、可盈利点多、有良好的经济效益。
大幅度降低设备非计划停机事件的直接经济损失  设备的非计划停机,严重影响企业的生产进程,通过基于标识解析的针对炼油、石化设备的智能化运维管理,可以有效减少非计划停机事件造成的经济损失,经济效益明显。
降低经营损失  标识解析体系是工业互联网的核心体系之一,它涵盖了从设备、人员到产品的全流程链条。此次通过标识解析体系建设,将熔喷料等产品纳入标识解析体系,能够实现对于石化产品的物流体系追溯,降低假冒伪劣产品的冲击可能,降低经营损失。
间接经济效益  随着标识解析体系的深入推广实施,一方面将加快推动石化产业链上下游的产业资源协同,构建石化产业链生态圈,实现优质资源、设备和信息的共享;另一方面也将加快集聚国内外工业互联网石化产业链上下游优质资源,进一步提高工业互联网技术研发的能力,拓宽工业互联网的应用领域,促进地方动力产业链和工业互联网产业发展,对区域经济发展将起到良好的导向性和带动性作用。
作者单位:师恩容  胡宏  中石化炼化工程(集团)股份有限公司
金林珠  北京航天智造科技发展有限公司
《中国自动识别技术》2022年第5期总第98期

延伸阅读:

声明:

    凡本网注明“来源:中国自动识别网、《中国自动识别技术》、《条码与信息系统》”的所有作品,版权均属于中国自动识别网、《中国自动识别技术》、《条码与信息系统》, 未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:中国自动识别网、《中国自动识别技术》或《条码与信息系统》”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
    凡本网注明“来源:XXX(非中国自动识别网、《中国自动识别技术》、《条码与信息系统》)”的作品,均转载自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。文章内容仅供参考。 如因作品内容、版权和其他问题需要同本网联系的,请将内容传真至010-84295675,以便本网尽快处理。

高端访谈 更多>>
物品身份及其编码的本质
张成海 中国物品编码中心主任、中国ECR委员会联合主席、国际物品编码组织(GS1)管理委员会委员及顾问委员会委员、全...
推进我国二维码标准化应...
王毅,中国物品编码中心二维码研究室主任,技术部副主任,研究员,国际自动识别与数据采集技术分委会(ISO/IEC JTC1/S...
AVEVA剑维软件: 信息和智...
数据是数字化转型的关键因素,是企业的重要资产。
铨顺宏:RFID的坚守与勃发
数字化经济,在产业中离不开“物联网+”对传感器技术结合的需求;泛在物联网大数据平台和分析等技术,都是不可或缺的...
杂志专区 更多>>

《2022第5期》

《2022第6期》