文｜ 唐荣华
随着新一代信息通信技术与制造业的深度融合，工业互联网的发展越来越受到政府与产业界的重视，2018年至2022年，连续5年政府工作报告提及工业互联网，突显了工业互联网对国民经济的重要作用。自2020年12月22日工信部印发了《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》以来，我国新型基础设施不断完善，工业互联网标识数量得到显著提升，根据中国信息通信研究院公布的数据,我国工业互联网标识注册总已突破千亿大关,日解析量超过9000万次,二级节点数已达180个,接入企业节点超过9万家，标志着我国工业互联网从探索起步阶段进入产业深耕、赋能发展新阶段。
随着能源产业的蓬勃发展，产业结构的优化和升级推动加快了企业的高质量发展，众多能源企业也迫切需要接入二级节点，但目前的能源企业数量多，信息化程度参差不齐，有自己独立的系统，地域跨度比较大，业务差异大，标识信息也不尽相同，在同一企业内部各部门的信息系统也不同程度地存在此问题，这样就增加了接入二级节点的困难。因此，如何整合企业内部甚至企业之间的标识资源、减少重复建设、降低维护成本成为十分重要的课题。
为了解决能源企业在工业互联网中这种信息孤岛的状态，很有必要对各能源企业的共性应用进行结构化梳理，提炼出工业互联网业务的公共组件，基于新的信息通信技术构建能源标识解析支撑服务平台，打通信息孤岛之间的联系，更高效、更灵活地促进能源标识接入二级节点。
（一）工业互联网标识解析体系
工业互联网标识解析体系是工业互联网网络架构的重要组成部分，是提供标识解析服务的基础，其整体架构采用分层、分级模式构建,为行业、工业企业提供标识解析公共服务，主要元素包括国际根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点、公共递归解析节点等，见图1。
图1 工业互联网标识解析体系
各个节点分层分级，上下连通共同完成标识相关服务。其中,国家顶级节点是指国家最顶级服务节点，可以在全国范围内对标识提供全生命周期的管理，二级节点是中间节点，针对的行业领域和大型企业，分散国家节点的性能压力，企业节点是企业内部的标识服务节点。
在工业互联网标识解析体系中，各个企业节点也承担了标识注册、解析等服务，这是共性的应用，对于中小能源企业群形成的共性应用，非常有必要在二级节点和中小能源类企业节点之间构建其独有的能源标识解析支撑服务平台节点来进行整合。
（二）能源标识解析支撑服务平台在工业互联网标识解析层次架构中的位置和作用
基于能源标识支撑服务平台的重要性，将解析支撑服务平台设置在工业互联网标识解析体系的二级节点和能源类企业节点之间，如图2。
通过此构架，一方面，能源标识解析支撑服务平台向下与企业的各个信息系统对接，采集企业的标识相关数据，完成对数据信息进行加工和处理，同时，企业供应链系统的各种应用也可以调用能源标识解析支撑服务平台的能力开放接口实现标识业务的应用；
另一方面，能源标识解析支撑服务平台向上与二级节点对接，调用标识相关的服务资源，完成业务请求。同时，能源标识解析支撑服务平台也可以从其他具备标识服务能力的中间平台获取其开放的能力，有针对性地满足企业的各种应用。因此，能源标识解析支撑服务平台能承担起着向上连通二级节点，向下打通能源类企业节点的桥梁作用。
（一）SaaS模式
SaaS，软件即服务（Software as a Service的简称），是云计算的一种，通过网络向用户提供软件服务。在过去传统的模式下，企业需要购买软件或定制系统开发，并部署到自己的服务器上才能使用，这样在前期的支出以及后期的维护升级都是一笔很大的费用。在最新的SaaS 模式下，开发商把标准化的产品部署到公有的云服务器上，企业只要购买产品的使用权限和资源就可以使用了，不仅免去了自己部署、升级和维护软件的麻烦，还极大地压缩了等待时间，SaaS改变了传统软件服务的提供方式，减少本地部署所需的大量前期投入，突显了软件即服务的理念，同时Sass具有很好的可扩展性、多租户高效性和可配置性，适合弹性业务的使用。
（二） 基于SaaS模式的能源标识解析支撑服务平台的技术架构设计
能源标识解析支撑服务平台是一个信息的集成环境，连接不同的应用系统，需要实现跨平台应用和集成，确保二级节点和各企业节点的互联互通，要求系统具有可扩展性、多租户高效性和可配置性，很适合基于SaaS模式来实现能源标识解析支撑服务平台。
SaaS模式系统采用分层架构，从上往下分为：表现层、调度层、业务层、数据层、动态基础设施层等五层,通过分层降低了系统的耦合度，提高了系统的可维护性和健壮性，使用时从上往下逐层调用，技术架构设计如图3所示。
图3 能源标识解析支撑服务平台分层架构
表现层：该层主要负责平台信息的前端展示，接收租户和管理员的输入请求通过调度层实现对平台的使用和管理。支持支持单点登录和统一身份验证，包括租户门户、平台的web接口和管理门户。租户门户，呈现和管理租户的运行数据和业务参数，租户可以进行个性化配置，配置需要的资源、内部用户和权限等信息。Web接口是供外部客户端调用的api接口服务。管理门户是平台管理员的门户，实现对平台的管理操作。
调度层：调度层首先负责识别并每个用户请求，然后根据业务处理器的负载、业务特征进行合理的调度确保平台具有良好的可扩展性。
业务层，负责接收调度层转发过来的请求，而且还要通过对接受到的请求执行真正的业务逻辑，包括租户的业务服务、标识的业务服务、管理服务等。租户的业务服如租户组织、人员设置、业务参数设置等，标识的业务服务包括标识的注册、解析和查询等业务的具体实现。管理服务实现对平台运行管理和保障。业务层支持多实例分布式部署，通过调度层进行调度，满足系统的高可用性和高性能服务要求。
数据层：负责数据存储,该层采用基于SaaS模式的共享数据模型，实现租户间数据的隔离。数据存储支持两种方式：方式1：共库不同表,共用一个数据库，但每个租户都有一套独立的数据表，不同租户之间数据可以隔离，但复杂度较大。方式2：共库又同表，不同租户的数据在同一个数据和表中，同租户ID来区分。此两种方式由租户自行选择，如果数据量比较大建议采用方式1，如果数据量比较少则建议采用方式2。
动态基础设施：提供硬件、网络、中间件、OS的支持，支持统一虚拟化的计算、存储、网络通信与交换能力。
能源标识解析支撑服务平台围绕标识服务提供数据资源和能力资源的开放共享，包含租户域、标识域和管理域三块功能系统，见图4。
图4 能源标识解析支撑服务平台功能架构
（一）租户域
负责租户的个性化配置和运行数据分析，包括租户门户、数据分析、租户配置和业务参数配置等功能，实现多租户自助进行配置和管理。
租户门户：为每个使用支撑平台的租户提供一个门户系统，查看和管理租户基本信息、平台可管理资源、租户组织和用户权限信息、业务配置信息等。
数据分析：统计分析租户对平台的使用情况，包含标识注册、解析和查询等。
租户配置：租户的个性化风格。
业务参数配置：配置租户企业系统与支撑服务平台的对接参数，向二级节点申请企业标识前缀。
（二）标识域
负责标识的注册、解析和查询以及与企业原始数据的采集（数据抽取、能力开放接入），实现向上打通二级节点，向下连通企业节点的功能。
标识注册：向二级节点申请标识编码，并将标识与产品相关信息上传到二级节点。
标识解析:向二级节点查询标识对应产品相关的信息和服务。
标识查询:向二级节点查询标识对应产品的历史信息和服务。
标识搜索:向二级节点通过标识查询多个不同来源的产品相关信息。
数据抽取：由平台根据租户配置的参数从企业应用接口获取标识数据集，参数包括接口类型、接口地址、用户名、密码、数据抽取频率等信息。
能力开放接口：对是支撑服务平台中通用和公共功能进行抽象，并提供API接口给企业节点的应用系统调用。外部系统通过利用标准化、模块化接口，降低研发成本，更好地聚焦业务。
数据抽取和能力开放接口对于支撑服务平台而言是与企业节点两种不同交互方式，数据抽取是“拉”的方式，即支撑服务平台从企业节点主动获取数据信息，能力开放接口则是“推”的方式，即企业节点调用平台的API接口把数据信息推送到平台，企业根据自身的信息系统的实际情况对两种方式进行选择。
（三）管理域
负责数据建模、运行监测、任务管理、平台管理、负载均衡、安全认证等，实现支撑服务平台持续稳定、安全、可靠。
数据建模：配置从企业节点获取的数据与二级节点标识参数的对应关系，包括企业前缀、产品型号、简介、产品元数据列表定义等，将企业节点与二级节点异构的数据对应起来，实现标识数据的交换。
运行监测：对系统运行过程中产生的告警、故障、资源消耗情况、非正常请求量、访问量、安全等方面进行实时监控和响应。
任务管理：对平台定时调度任务进行配置，并对其运行状态进行监控。
平台管理：对用户、租户管理、权限管理、日志管理进行管理，通过管理门户对不同角色用户提供不同的数据权限管理。
负载均衡：配置负责均衡的策略，保障系统的高可用。
安全认证：包括身份认证，访问控制、操作遵从安全、读写控制、数据加密、数据隔离、接入控制，入侵防御、数字证书等。
我们将此平台应用到了晶科能源江西上饶光伏组件产品溯源项目中，在此项目涉及的各中小能源企业中，他们的光伏系统产品从晶体硅原料加工生产出硅棒/硅锭/硅片、光伏电池、光伏组件，到光伏系统应用产品的运输、仓储、销售和最后的使用等各环节都可能出现缺陷，相应的问题溯源是各个企业一直迫切需要解决的问题。
通过工业互联网标识技术记录产品在各环节的相关信息，能方便地定位问题的源头。但在本项目中，由于涉及的中小企业较多，如果让其独立构建平台接入二级节点则成本过高，因此，对该类型企业采用了能源标识解析支撑服务平台进行对接，如图5所示。
图5 能源标识解析支撑服务平台与企业子系统的对接
在本项目中，生产、运输、销售等各环节的企业通过各自企业应用接口系统对接能源标识解析支撑服务平台，设置数据抽取规则和数据建模，把WMS仓储系统、设备联机系统、MES生产执行系统、SRM供应链管理、QMS品质系统的标识数据通过能源标识解析支撑服务平台注册，产品使用者就可以通过能源标识解析支撑服务平台追溯产品的各个环节信息。
通过使用能源标识解析支撑服务平台，该项目中的各个企业节约了大量系统开发和后续维护的成本，只需要花少量的租赁费用就可以实现标识注册到工业互联网标识解析系统中，并能满足标识解析、查询、搜索、追溯等多种应用，同时，通过快速构建上SaaS云，企业业务上线时间缩短三分之二，并降低了企业的总体成本。
本文针对工业互联网标识解析中中小能源企业接入二级接口存在的问题，提出了能源标识解析支撑服务平台的解决方案，研究了该平台在工业互联网标识解析层次架构中的位置、平台技术架构和平台的功能设计，最后通过对光伏能源行业对应项目中的企业进行了推广应用，验证了支撑平台的安全有效性，降低了光伏能源中小企业接入工业互联网二级节点的成本，并保证了系统的安全高效性，也为企业的创新发展、探索新功能提供了很大便利，企业将有更多时间投入于核心业务，为企业带来持续性的活力发展，同时，对能源行业的其他企业也有很好的借鉴作用。
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