工業互聯網標識解析技術在乳制品行業的應用研究

張婉蒙，陳 剛

（1.山東未來網絡研究院，山東 濟南 250001；2.江蘇未來網絡集團有限公司，江蘇 南京 211100）

0 引 言

近10 年來，我國乳制品產業發展突飛猛進，綜合生產力位居世界前列，但是與乳業發達國家相比還存在較大的差距。我國乳制品產業結構松散、供需不均衡、產業鏈協同力低下、乳制品質量問題頻發。究其根本原因有以下幾個方面：第一，我國乳制品行業是一個集農業、畜牧業、工業、服務業于一體的特殊行業，產業鏈條長、環節多、涉及面廣，進而導致從奶農、奶企、渠道商和消費者之間的數據傳輸不通暢、數據量巨大且收集不全面，難以實現全鏈條的信息追溯；第二，我國乳制品行業同質化現象十分嚴重，企業缺乏競爭力，但是隨著消費結構的不斷升級，消費者對于個性化產品的需求與日俱增，乳制品市場的競爭已然演變為整個產業鏈的競爭，僅僅依靠單個企業的資源協調能力是很難實現整個產業鏈協同發展的。此時就需要上下游產業鏈緊密協同，打破數據孤島和數據壁壘，提升整個乳制品產業鏈的數字化和智能化程度，均衡利益，協調機制，促進各環節的銜接，保證乳制品行業安全健康地發展[1-8]。

工業互聯網標識解析體系通過條形碼、二維碼、無線射頻識別標簽等方式賦予每一個實體或虛擬對象唯一的身份編碼，同時承載相關數據信息，實現實體和虛擬對象的定位、連接和對話的新型基礎設施建設[9]。通過將標識解析應用技術和乳制品行業需求結合，落地行業應用。對企業而言，標識解析體系通過現場數據采集和集成，結合大數據分析優化，實現智能生產與管理，切實為企業節約成本、優化流程、提高生產效率。對產業鏈而言，標識解析體系鏈接上下游企業，從原奶生產、加工、運輸到渠道銷售，實現各環節、各企業間信息的對接與互通，促進了跨企業、跨區域、跨行業的高效協同，優化資源配置。對大眾而言，乳制品行業整個鏈條都以終端需求為導向，消費者的個性化需求可被直接轉化為生產排單，享受定制化服務；同時可以通過掃描二維碼的方式，透明清晰地追溯產品各環節信息。工業互聯網標識解析應用技術在乳制品行業的推廣將有效地推進乳制品全產業鏈和諧穩定地發展，重塑消費者對國產乳制品的信心。

1 乳制品行業全產業鏈流程以及問題

1.1 乳制品行業全產業鏈的流程介紹

乳制品行業產業鏈分為三大環節，上游環節為原奶生產，中游環節為乳制品加工制造，下游環節為運輸消費[6]。國內乳品行業目前已初步形成了奶農、奶站、加工企業、銷售和消費者多主體系統化的乳品產業鏈形態[6-7]，如圖1 所示。

圖1 乳制品行業全產業鏈流程

在奶牛喂養環節，采用全混合日糧技術（簡稱TMR）飼喂，在性能優良的TMR 設備基礎上配套精益的飼養技術，做到奶牛日糧飼養的監管。在牧場管理環節，通過牧場智能化服務平臺對牧場戶外環境、牧舍環境等進行實時監測，通過與當地氣候、氣象數據相結合，做到及時的天氣災害預警。

原奶采集后，通過全程冷鏈、無菌運輸到工廠生產線。乳制品企業通過MES、DCS、SCADA、LIMIS 等系統實現工廠生產計劃排班、生產調度、生產工藝、產品質量、生產執行、生產統計以及生產分析等數字化管理和控制。

在乳制品運輸環節，物流端通過自動分揀系統、GPS 車輛貨物跟蹤系統、溫控系統、WMS 系統、TMS 系統等，從采購、訂單管理、庫內作業及運輸管理等方面實現各環節管理。在乳制品銷售環節，包含線上和線下銷售。線下打造智慧門店系統，利用人工智能的深度學習算法，結合天氣、客流、貨損等數據，實現銷售預測。線上銷售積極擁抱新興數字化觸點，實現精準觸達和服務。

1.2 乳制品行業存在的問題

在乳制品行業，各企業通過建設集中式數據庫的方式管理私有標識，這種現象很普遍，但也存在一些問題。一方面，私有標識的流通僅限于企業內部或者其所在的生態內；另一方面，部分企業因為業務需要，在生產制造環節、車間管控單元、信息化系統中使用了多種私有標識，但是鑒于系統供應商不同，導致私有標識之間不互通，存在嚴重的數據孤島問題。隨著產業鏈協同趨于高效化、敏捷化、智能化，這些問題也逐漸成為制約整個乳制品行業發展的瓶頸。因此，對于整個產業鏈而言，迫切需要構建信息化共享平臺，打破上下游的信息壁壘，保證各企業自主控制數據主權的同時，從產業鏈整體發展角度按需共享信息，實現信息共享價值最大化。

2 工業互聯網標識解析技術的優勢

工業互聯網標識解析體系在全行業、全產業鏈、全價值鏈可以構建公有標識解析體系，兼容現有的多種國際主流標識體系，支持體系內標識數據的存儲、交換和共享，并提供公開的查詢入口以及標準化的服務[10]。用標準化、分布式且互聯的公共工業互聯網標識解析系統代替企業原先非標準化集中且孤立的私有標識管理系統，具有很大的優勢。第一，具有經濟性，企業內及企業間系統通過標識解析體系對接，對接口和數據進行標準化處理，實現廣泛的信息交互，發揮標識解析體系基石的規模效應，解決系統數據不通的問題，避免重復建設，通過社會部署降低成本。第二，具有安全性，遵從企業保有數據的前提下，按照業務需求，在產業鏈合作伙伴之間進行數據的有效交互和分享。第三，具有兼容性，標識解析體系采用異源異構技術進行標識映射和轉換，在不影響企業業務的條件下，無需大規模取消原有標識，降低整體改造的成本[10-14]。

3 標識解析技術在乳制品行業的典型應用

經過深入的調查研究，打造和深化標識解析技術在乳制品行業的應用，需求十分廣泛。例如在乳制品上下游產業鏈之間，可以開展供應鏈優化、產品溯源等乳制品協同應用建設；在企業內部生產中開展乳制品質量管控、生產節拍分析等應用建設。

未來網絡工業互聯網標識解析體系乳制品行業平臺分為行業應用平臺和企業節點平臺，分別如圖2 和圖3 所示，架構遵循《工業互聯網體系架構（2.0）》進行劃分[11]。

圖2 乳制品行業應用平臺架構

圖3 乳制品行業企業節點平臺架構

行業應用平臺主要聚焦在行業數據的打通，通過各企業節點平臺橫向連接成平臺，利用標識解析體系按需共享數據，優化企業的生產經營管理。平臺由三部分組成：數據接入、標識解析應用中間件平臺以及標識解析應用平臺。

數據接入來源于兩部分：一部分是生產設備、監控/傳感器等智能智造設備，通過IoT 連接的方式，將數據同步到PaaS 層；另一部分是乳制品各個環節采用的信息化系統的數據，包含ERP、PDM、MES 等系統，通過數據連接等方式上送到PaaS 層。

標識解析中間件平臺是PaaS 層能力的建設，提供共性技術、工業數據管理、平臺間集成、標識解析等工具和服務。向上對接標識解析體系，向下為企業和企業應用接入前綴申請、標識注冊、數據同步和解析等功能提供標準統一服務，消除標識解析體系升級變動給企業帶來的影響，提升接入的便利性。

標識解析應用平臺結合行業應用場景，以工業互聯網標識編碼為數據流轉的橋梁，牽引數據在系統間、平臺間、企業間、行業間流轉，向用戶提供產品全生命周期管理、設備運行維護、供應鏈協同、生產運營優化、產業鏈協同等應用軟件。

企業節點平臺主要聚焦在企業內部的標識服務節點，服務內容包括企業前綴申請、標識發碼規則制定、標識注冊、標識解析、標識存儲、標識查詢權限管理以及標識的通用型應用和增值化應用等。具體功能類似于行業平臺，此處不再贅述。

3.1 基于標識解析技術的乳制品產品質量溯源應用

未來網絡工業互聯網標識解析體系乳制品行業應用平臺結合標識解析技術，從生產、營銷、運輸、消費各個環節進行數據的實時標識注冊和解析，通過原奶采集系統、生產加工系統、質量執行系統、物流跟蹤系統以及產品營銷系統的數據導入，結合RFID、二維碼、主動標識等信息技術對奶牛繁殖、牧場管理、原奶營養監測、生產工藝到冷鏈物流、產品營銷等全過程環節的質量信息進行有效收集，并跟蹤管理對象在其生命周期中的數據流轉，從而使企業可以實現對采購、生產、運輸和銷售過程的跟蹤和監控，消費者對奶制品全流程質量的知情。消費者通過掃描標識編碼可以獲取從奶牛系譜、奶牛繁殖、原奶采集、奶站/企收奶、生產調配、生產殺菌、奶品儲存、乳品灌裝到成品儲存、流通、消費的每一道環節的信息，最終實現乳制品的產品質量溯源管控，為消費者提供安全放心的乳制品，從而提高消費者對國產奶制品的信任度。乳制品產品溯源流程如圖4 所示。

圖4 乳制品產品溯源流程

3.2 基于標識解析技術的乳制品產業鏈協同應用

我國乳制品全產業鏈涉及原奶供應、乳制品加工生產、乳制品銷售服務、消費者消費四大主要環節，只有充分保障奶農、奶企、渠道商和消費者的根本利益，使四方共贏，才能實現乳品全產業鏈的協同穩定和可持續發展。乳制品產業鏈協同流程如圖5 所示。

圖5 乳制品產業鏈協同流程

以終端用戶訂單、消費者需求為導向，將乳制品加工生產商的銷售訂單、采購訂單、供應商發貨單、采購到貨單、采購入庫單、生產訂單、生產入庫單等信息進行標識注冊，再將乳制品銷售服務渠道的收貨單進行標識注冊，實現交易信息的實時共享，通過數據共享來提高企業間協同的效率。對于在供應鏈上的乳制品企業，在原奶采集環節、生產環節、運輸環節、銷售環節、流通環節等均由不同的主體對該乳制品的相關信息進行標識注冊。同一瓶/同一箱/同一批次乳制品的信息來源于多個主體，標識信息呈現出多源性和異構性，通過產業鏈協同應用解決數據協同和標準化問題，實現采購協同、生產協同、物流協同、銷售協同等，建立乳制品行業和諧發展的生態圈。

3.3 基于標識解析技術的乳制品冷鏈物流全環節追溯應用

乳制品冷鏈物流全環節追溯流程如圖6 所示。通過建立乳制品的冷鏈追溯標識解析體系，在裝貨運輸環節，通過掃碼將訂單標識、運輸車輛、司機、裝貨人等信息與集裝箱標識進行關聯；通過對冷鏈物流車加裝主動標識載體，將企業自有的冷鏈物流車和第三方冷鏈物流車的運行軌跡數據及實時溫度控制信息等環境數據，發送到標識解析應用平臺；平臺通過標識解析體系打通各環節數據流轉，通過嵌入人工智能算法為庫存策略、訂貨策略的制定提供指導，提升庫存周轉率，節約運輸資源，降低運輸成本。通過主動標識載體和標識解析應用的引入，使乳制品出廠后的運輸銷售過程透明化，在銷售或者運輸環節如發現質量問題，通過追蹤產品運輸流轉環節，精準定位同一批次產品，提前采取管控措施。此應用的實施對于保障乳制品冷鏈市場的有序發展具有重要意義。

圖6 乳制品冷鏈物流全環節追溯流程

4 結 語

工業互聯網標識解析體系是乳制品行業上下游產業鏈數據互聯互通的關鍵?；跇俗R解析應用技術，促進乳制品行業的數據形成行業領域數據池，解決數據異源異構的問題，排除上下游企業之間數據流通的障礙，實現工業大數據充分流動和無縫銜接，加速智能應用開發、產品服務價值提升，最終實現中國乳制品品牌影響力的提升，推動整個乳制品行業和諧健康地發展。