工业互联网标识与智能工厂融合应用和发展之路（技术与应用篇）

本书主要探讨工业互联网标识系统在智能工厂中的应用及其对产业变革的影响，详细介绍工业互联网的基本概念、发展历程、标识系统的构建和解析，以及标识技术在智能工厂中的具体应用案例。此外，本书还讨论工业互联网标识技术的未来发展前景，包括工业元宇宙在智能工厂中的应用等。 本书适合对工业互联网标识技术、智能工厂建设以及数字化转型感兴趣的读者阅读，特别是工业互联网技术的研究者和实践者，以及希望深入理解工业互联网在现代工业中的地位和作用的读者。

李琦琦，中共党员，博士，现任中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所未来 产业部主任及西部运营中心主任。曾获 2023 年“十大重庆科技创新年度人物”、2022年“重庆市最美高校毕业生”、2022 年“‘智汇两江’科技创新领军人才”等荣誉。主要从事未来产业（人工智能、量子科技、生物制造等）、工业互联网标识解析、区块链等技术研究与实践，在人工智能、工业互联网生态构建、技术研发及产融结合方面具有重要影响力。 李海花，正高级工程师，中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副所长。主 要从事与信息通信相关的政府支撑、战略咨询、新技术跟踪研究、标准研制工作，目前聚焦工业互联网、工业标识解析体系、“星火· 链网”的相关研究与推动工作。担任的其他职务有工业互联网产业联盟总体组主席、中国通信学会工业互联网专委会秘书长和中国仪器仪表学会智能制造推进工作委员会委员。 刘阳，正高级工程师，国家重点研发计划青年科学家，中国信息通信研究院工业互联 网与物联网研究所副总工程师，同时担任工业互联网产业联盟标识工作组主席、中关村区块链产业联盟专家委员会委员等职务。主要从事工业互联网、标识解析、区块链、绿色低碳方面的技术研究和产业发展等工作，长期支撑工信部、国家数据局等部门的工作，参与编制国家战略规划，牵头制造业高质量发展专项、工业互联网与智能制造专项等国家重大科研专项和产业化项目。

第 1章　工业互联网简介 1 1.1　工业互联网的起源和发展 1 1.1.1　起源 1 1.1.2　发展历程与背景 3 1.1.3　我国工业互联网的发展 7 1.2　工业互联网的概念 12 1.2.1　工业互联网的内涵 12 1.2.2　工业互联网的本质 17 1.2.3　工业互联网的特点 17 1.2.4　工业互联网与传统工业的对比 19 1.2.5　工业互联网的典型模式 21 1.3　工业互联网体系架构 22 1.3.1　工业互联网体系架构1.0 22 1.3.2　工业互联网体系架构2.0 23 第 2章　标识及工业互联网标识 31 2.1　标识的起源与发展 31 2.1.1　标识的起源 31 2.1.2　标识的发展 32 2.2　标识与标识码 33 2.2.1　标识的概述 33 2.2.2　标识码分类 34 2.3　主流的标识体系 39 2.3.1　GS1 39 2.3.2　Handle 41 2.3.3　OID 43 2.3.4　Ecode 44 2.3.5　VAA 46 2.4　工业互联网标识 48 2.4.1　工业互联网标识概述 48 2.4.2　工业互联网标识标准化工作 49 2.4.3　工业互联网标识技术 52 第3章　工业互联网标识解析 55 3.1　互联网域名解析 55 3.1.1　域名基础知识 55 3.1.2　域名与DNS协议 57 3.1.3　DNS技术架构 61 3.1.4　域名安全 63 3.2　工业互联网标识解析概述 64 3.3　工业互联网标识解析体系内容 65 3.3.1　标识编码 65 3.3.2　标识载体 66 3.3.3　标识解析系统 71 3.3.4　标识数据服务 72 3.3.5　工业互联网标识解析工作流程 72 3.4　工业互联网标识解析体系功能视图与整体架构 73 3.4.1　功能视图 73 3.4.2　整体架构 76 3.5　工业互联网标识解析相关标准 81 3.6　工业互联网标识解析十大趋势 81 3.6.1　趋势1：五位一体全面协同发展，标识赋能新型工业化四类场景 82 3.6.2　趋势2：各级节点网络稳定运行，注册解析规模保持稳定增长 83 3.6.3　趋势3：标识数据质量引发关注，元数据标准形成两种研制模式 83 3.6.4　趋势4：建设数据标识服务网络，打造基础设施原生性数据服务 84 3.6.5　趋势5：认证类业务场景占比大，主动标识载体解决方案需优化 85 3.6.6　趋势6：双轮驱动标识技术创新，实现权利和信任的网络化传递 85 3.6.7　趋势7：算力标识探索逐步增多，支持算力网络资源调度与对接 86 3.6.8　趋势8：产品数字护照正式起航，引领全环节标识数据深度整合 86 3.6.9　趋势9：应用成效评估全面启动，鼓励跨企业深层次化标识应用 87 3.6.10　趋势10：标识应用向全行业贯通，助力产业链供应链融通化发展 88 第4章　智能工厂中的工业互联网标识 89 4.1　智能工厂的概念和发展现状 89 4.1.1　概念 89 4.1.2　发展现状 90 4.2　智能工厂对工业互联网标识的需求 91 4.2.1　智能工厂的数据需求 91 4.2.2　智能工厂的自动化需求 91 4.3　智能工厂建设的重点与趋势 92 4.3.1　智能工厂建设的重点 92 4.3.2　智能工厂建设的发展趋势 96 4.4　工业互联网标识在智能工厂中的应用 101 4.4.1　工业互联网标识数据处理在生产流程中的作用 101 4.4.2　工业互联网标识安全在设备监测中的作用 102 4.4.3　工业互联网在标识解析中的作用 103 4.5　智能工厂的应用案例 103 第5章　工业互联网标识数据处理在智能工厂的应用 116 5.1　标识数据处理的基本内涵 116 5.1.1　工业互联网中标识和数据处理的关系 116 5.1.2　标识数据处理与标识解析功能视图架构 116 5.1.3　标识数据处理的实现流程 120 5.2　标识数据处理 121 5.2.1　标识数据采集 121 5.2.2　标识数据传输 126 5.2.3　标识数据存储和管理 129 5.2.4　标识数据分析和处理 135 5.3　工业互联网标识数据在智能工厂的应用案例 140 5.3.1　案例1：家具制造行业 140 5.3.2　案例2：船舶行业 141 第6章　工业互联网标识安全在智能工厂的应用 144 6.1　标识安全的基本内涵 144 6.1.1　工业互联网中标识安全的定义 144 6.1.2　标识安全的作用 145 6.1.3　标识安全对企业的重要性 148 6.2　标识安全的技术保障措施 149 6.2.1　身份验证技术 149 6.2.2　访问控制技术 150 6.2.3　数据加密技术 151 6.3　工业互联网标识安全在智能工厂的应用案例 156 6.3.1　案例1：医药制造业 156 6.3.2　案例2：新能源汽车行业 157 6.3.3　案例3：民爆行业安全管控 158 6.3.4　案例4：工业控制系统 159 第7章　标识解析在智能工厂的应用 161 7.1　汽车行业应用案例 161 7.2　动摩行业应用案例 163 7.3　医疗器械行业应用案例 166 7.4　建材行业应用案例 170 7.5　电气机械和器材制造行业应用案例 172 7.6　冶金行业应用案例 174 7.7　食品安全行业应用案例 178 7.7.1　肉类产品冷链追溯 179 7.7.2　果蔬产品冷链物流追溯 181 7.7.3　乳制品冷链物流追溯 183 7.7.4　水产品冷链物流追溯 185 7.7.5　我国冷链物流追溯面临的挑战与机遇 187 第8章　工业互联网标识在智能工厂未来发展中的应用与前景 191 8.1　智能工厂发展之路—5G与标识解析 191 8.1.1　5G+标识技术赋能制造业转型升级 191 8.1.2　5G+标识解析的典型应用场景 196 8.1.3　5G+标识解析的智能工厂典型案例 197 8.2　智能工厂双碳环保之路—区块链与标识解析 198 8.2.1　区块链+标识解析赋能双碳目标达成 198 8.2.2　区块链+标识解析的典型应用场景 204 8.2.3　区块链+标识解析的智能工厂典型案例 205 8.3　智能工厂进化之路——工业元宇宙 206 8.3.1　工业元宇宙 206 8.3.2　元宇宙赋能智能工厂 215 8.3.3　工业元宇宙：未来工厂3.0的典型标志 220 8.3.4　工业元宇宙在智能工厂园区中的应用 223 8.3.5　元宇宙与标识解析共同推动智能工厂数字化发展的可能性 231