工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析技術(shù)在乳制品行業(yè)的應(yīng)用研究

張婉蒙，陳 剛

（1.山東未來網(wǎng)絡(luò)研究院，山東 濟(jì)南 250001；2.江蘇未來網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 211100）

0 引 言

近10 年來，我國乳制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，綜合生產(chǎn)力位居世界前列，但是與乳業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距。我國乳制品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)松散、供需不均衡、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同力低下、乳制品質(zhì)量問題頻發(fā)。究其根本原因有以下幾個(gè)方面：第一，我國乳制品行業(yè)是一個(gè)集農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)于一體的特殊行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈條長、環(huán)節(jié)多、涉及面廣，進(jìn)而導(dǎo)致從奶農(nóng)、奶企、渠道商和消費(fèi)者之間的數(shù)據(jù)傳輸不通暢、數(shù)據(jù)量巨大且收集不全面，難以實(shí)現(xiàn)全鏈條的信息追溯；第二，我國乳制品行業(yè)同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，企業(yè)缺乏競爭力，但是隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷升級，消費(fèi)者對于個(gè)性化產(chǎn)品的需求與日俱增，乳制品市場的競爭已然演變?yōu)檎麄€(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競爭，僅僅依靠單個(gè)企業(yè)的資源協(xié)調(diào)能力是很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的。此時(shí)就需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈緊密協(xié)同，打破數(shù)據(jù)孤島和數(shù)據(jù)壁壘，提升整個(gè)乳制品產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化和智能化程度，均衡利益，協(xié)調(diào)機(jī)制，促進(jìn)各環(huán)節(jié)的銜接，保證乳制品行業(yè)安全健康地發(fā)展[1-8]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系通過條形碼、二維碼、無線射頻識(shí)別標(biāo)簽等方式賦予每一個(gè)實(shí)體或虛擬對象唯一的身份編碼，同時(shí)承載相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)體和虛擬對象的定位、連接和對話的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[9]。通過將標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用技術(shù)和乳制品行業(yè)需求結(jié)合，落地行業(yè)應(yīng)用。對企業(yè)而言，標(biāo)識(shí)解析體系通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和集成，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)與管理，切實(shí)為企業(yè)節(jié)約成本、優(yōu)化流程、提高生產(chǎn)效率。對產(chǎn)業(yè)鏈而言，標(biāo)識(shí)解析體系鏈接上下游企業(yè)，從原奶生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)角冷N售，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)、各企業(yè)間信息的對接與互通，促進(jìn)了跨企業(yè)、跨區(qū)域、跨行業(yè)的高效協(xié)同，優(yōu)化資源配置。對大眾而言，乳制品行業(yè)整個(gè)鏈條都以終端需求為導(dǎo)向，消費(fèi)者的個(gè)性化需求可被直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)排單，享受定制化服務(wù)；同時(shí)可以通過掃描二維碼的方式，透明清晰地追溯產(chǎn)品各環(huán)節(jié)信息。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用技術(shù)在乳制品行業(yè)的推廣將有效地推進(jìn)乳制品全產(chǎn)業(yè)鏈和諧穩(wěn)定地發(fā)展，重塑消費(fèi)者對國產(chǎn)乳制品的信心。

1 乳制品行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈流程以及問題

1.1 乳制品行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的流程介紹

乳制品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分為三大環(huán)節(jié)，上游環(huán)節(jié)為原奶生產(chǎn)，中游環(huán)節(jié)為乳制品加工制造，下游環(huán)節(jié)為運(yùn)輸消費(fèi)[6]。國內(nèi)乳品行業(yè)目前已初步形成了奶農(nóng)、奶站、加工企業(yè)、銷售和消費(fèi)者多主體系統(tǒng)化的乳品產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)[6-7]，如圖1 所示。

圖1 乳制品行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈流程

在奶牛喂養(yǎng)環(huán)節(jié)，采用全混合日糧技術(shù)（簡稱TMR）飼喂，在性能優(yōu)良的TMR 設(shè)備基礎(chǔ)上配套精益的飼養(yǎng)技術(shù)，做到奶牛日糧飼養(yǎng)的監(jiān)管。在牧場管理環(huán)節(jié)，通過牧場智能化服務(wù)平臺(tái)對牧場戶外環(huán)境、牧舍環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過與當(dāng)?shù)貧夂?、氣象?shù)據(jù)相結(jié)合，做到及時(shí)的天氣災(zāi)害預(yù)警。

原奶采集后，通過全程冷鏈、無菌運(yùn)輸?shù)焦S生產(chǎn)線。乳制品企業(yè)通過MES、DCS、SCADA、LIMIS 等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)計(jì)劃排班、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)執(zhí)行、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)以及生產(chǎn)分析等數(shù)字化管理和控制。

在乳制品運(yùn)輸環(huán)節(jié)，物流端通過自動(dòng)分揀系統(tǒng)、GPS 車輛貨物跟蹤系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、WMS 系統(tǒng)、TMS 系統(tǒng)等，從采購、訂單管理、庫內(nèi)作業(yè)及運(yùn)輸管理等方面實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)管理。在乳制品銷售環(huán)節(jié)，包含線上和線下銷售。線下打造智慧門店系統(tǒng)，利用人工智能的深度學(xué)習(xí)算法，結(jié)合天氣、客流、貨損等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)銷售預(yù)測。線上銷售積極擁抱新興數(shù)字化觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)觸達(dá)和服務(wù)。

1.2 乳制品行業(yè)存在的問題

在乳制品行業(yè)，各企業(yè)通過建設(shè)集中式數(shù)據(jù)庫的方式管理私有標(biāo)識(shí)，這種現(xiàn)象很普遍，但也存在一些問題。一方面，私有標(biāo)識(shí)的流通僅限于企業(yè)內(nèi)部或者其所在的生態(tài)內(nèi)；另一方面，部分企業(yè)因?yàn)闃I(yè)務(wù)需要，在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、車間管控單元、信息化系統(tǒng)中使用了多種私有標(biāo)識(shí)，但是鑒于系統(tǒng)供應(yīng)商不同，導(dǎo)致私有標(biāo)識(shí)之間不互通，存在嚴(yán)重的數(shù)據(jù)孤島問題。隨著產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)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(gè)乳制品行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈而言，迫切需要構(gòu)建信息化共享平臺(tái)，打破上下游的信息壁壘，保證各企業(yè)自主控制數(shù)據(jù)主權(quán)的同時(shí)，從產(chǎn)業(yè)鏈整體發(fā)展角度按需共享信息，實(shí)現(xiàn)信息共享價(jià)值最大化。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析技術(shù)的優(yōu)勢

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系在全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈可以構(gòu)建公有標(biāo)識(shí)解析體系，兼容現(xiàn)有的多種國際主流標(biāo)識(shí)體系，支持體系內(nèi)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、交換和共享，并提供公開的查詢?nèi)肟谝约皹?biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)[10]。用標(biāo)準(zhǔn)化、分布式且互聯(lián)的公共工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)代替企業(yè)原先非標(biāo)準(zhǔn)化集中且孤立的私有標(biāo)識(shí)管理系統(tǒng)，具有很大的優(yōu)勢。第一，具有經(jīng)濟(jì)性，企業(yè)內(nèi)及企業(yè)間系統(tǒng)通過標(biāo)識(shí)解析體系對接，對接口和數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)廣泛的信息交互，發(fā)揮標(biāo)識(shí)解析體系基石的規(guī)模效應(yīng)，解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)不通的問題，避免重復(fù)建設(shè)，通過社會(huì)部署降低成本。第二，具有安全性，遵從企業(yè)保有數(shù)據(jù)的前提下，按照業(yè)務(wù)需求，在產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效交互和分享。第三，具有兼容性，標(biāo)識(shí)解析體系采用異源異構(gòu)技術(shù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)映射和轉(zhuǎn)換，在不影響企業(yè)業(yè)務(wù)的條件下，無需大規(guī)模取消原有標(biāo)識(shí)，降低整體改造的成本[10-14]。

3 標(biāo)識(shí)解析技術(shù)在乳制品行業(yè)的典型應(yīng)用

經(jīng)過深入的調(diào)查研究，打造和深化標(biāo)識(shí)解析技術(shù)在乳制品行業(yè)的應(yīng)用，需求十分廣泛。例如在乳制品上下游產(chǎn)業(yè)鏈之間，可以開展供應(yīng)鏈優(yōu)化、產(chǎn)品溯源等乳制品協(xié)同應(yīng)用建設(shè)；在企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)中開展乳制品質(zhì)量管控、生產(chǎn)節(jié)拍分析等應(yīng)用建設(shè)。

未來網(wǎng)絡(luò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系乳制品行業(yè)平臺(tái)分為行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)和企業(yè)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，分別如圖2 和圖3 所示，架構(gòu)遵循《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（2.0）》進(jìn)行劃分[11]。

圖2 乳制品行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)

圖3 乳制品行業(yè)企業(yè)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)架構(gòu)

行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)主要聚焦在行業(yè)數(shù)據(jù)的打通，通過各企業(yè)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)橫向連接成平臺(tái)，利用標(biāo)識(shí)解析體系按需共享數(shù)據(jù)，優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理。平臺(tái)由三部分組成：數(shù)據(jù)接入、標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用中間件平臺(tái)以及標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用平臺(tái)。

數(shù)據(jù)接入來源于兩部分：一部分是生產(chǎn)設(shè)備、監(jiān)控/傳感器等智能智造設(shè)備，通過IoT 連接的方式，將數(shù)據(jù)同步到PaaS 層；另一部分是乳制品各個(gè)環(huán)節(jié)采用的信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包含ERP、PDM、MES 等系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)連接等方式上送到PaaS 層。

標(biāo)識(shí)解析中間件平臺(tái)是PaaS 層能力的建設(shè)，提供共性技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)管理、平臺(tái)間集成、標(biāo)識(shí)解析等工具和服務(wù)。向上對接標(biāo)識(shí)解析體系，向下為企業(yè)和企業(yè)應(yīng)用接入前綴申請、標(biāo)識(shí)注冊、數(shù)據(jù)同步和解析等功能提供標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一服務(wù)，消除標(biāo)識(shí)解析體系升級變動(dòng)給企業(yè)帶來的影響，提升接入的便利性。

標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用平臺(tái)結(jié)合行業(yè)應(yīng)用場景，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)編碼為數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的橋梁，牽引數(shù)據(jù)在系統(tǒng)間、平臺(tái)間、企業(yè)間、行業(yè)間流轉(zhuǎn)，向用戶提供產(chǎn)品全生命周期管理、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、供應(yīng)鏈協(xié)同、生產(chǎn)運(yùn)營優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等應(yīng)用軟件。

企業(yè)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)主要聚焦在企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)識(shí)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，服務(wù)內(nèi)容包括企業(yè)前綴申請、標(biāo)識(shí)發(fā)碼規(guī)則制定、標(biāo)識(shí)注冊、標(biāo)識(shí)解析、標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)、標(biāo)識(shí)查詢權(quán)限管理以及標(biāo)識(shí)的通用型應(yīng)用和增值化應(yīng)用等。具體功能類似于行業(yè)平臺(tái)，此處不再贅述。

3.1 基于標(biāo)識(shí)解析技術(shù)的乳制品產(chǎn)品質(zhì)量溯源應(yīng)用

未來網(wǎng)絡(luò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系乳制品行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)結(jié)合標(biāo)識(shí)解析技術(shù)，從生產(chǎn)、營銷、運(yùn)輸、消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)標(biāo)識(shí)注冊和解析，通過原奶采集系統(tǒng)、生產(chǎn)加工系統(tǒng)、質(zhì)量執(zhí)行系統(tǒng)、物流跟蹤系統(tǒng)以及產(chǎn)品營銷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，結(jié)合RFID、二維碼、主動(dòng)標(biāo)識(shí)等信息技術(shù)對奶牛繁殖、牧場管理、原奶營養(yǎng)監(jiān)測、生產(chǎn)工藝到冷鏈物流、產(chǎn)品營銷等全過程環(huán)節(jié)的質(zhì)量信息進(jìn)行有效收集，并跟蹤管理對象在其生命周期中的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，從而使企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過程的跟蹤和監(jiān)控，消費(fèi)者對奶制品全流程質(zhì)量的知情。消費(fèi)者通過掃描標(biāo)識(shí)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(chǎn)調(diào)配、生產(chǎn)殺菌、奶品儲(chǔ)存、乳品灌裝到成品儲(chǔ)存、流通、消費(fèi)的每一道環(huán)節(jié)的信息，最終實(shí)現(xiàn)乳制品的產(chǎn)品質(zhì)量溯源管控，為消費(fèi)者提供安全放心的乳制品，從而提高消費(fèi)者對國產(chǎn)奶制品的信任度。乳制品產(chǎn)品溯源流程如圖4 所示。

圖4 乳制品產(chǎn)品溯源流程

3.2 基于標(biāo)識(shí)解析技術(shù)的乳制品產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同應(yīng)用

我國乳制品全產(chǎn)業(yè)鏈涉及原奶供應(yīng)、乳制品加工生產(chǎn)、乳制品銷售服務(wù)、消費(fèi)者消費(fèi)四大主要環(huán)節(jié)，只有充分保障奶農(nóng)、奶企、渠道商和消費(fèi)者的根本利益，使四方共贏，才能實(shí)現(xiàn)乳品全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。乳制品產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同流程如圖5 所示。

圖5 乳制品產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同流程

以終端用戶訂單、消費(fèi)者需求為導(dǎo)向，將乳制品加工生產(chǎn)商的銷售訂單、采購訂單、供應(yīng)商發(fā)貨單、采購到貨單、采購入庫單、生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)入庫單等信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)注冊，再將乳制品銷售服務(wù)渠道的收貨單進(jìn)行標(biāo)識(shí)注冊，實(shí)現(xiàn)交易信息的實(shí)時(shí)共享，通過數(shù)據(jù)共享來提高企業(yè)間協(xié)同的效率。對于在供應(yīng)鏈上的乳制品企業(yè)，在原奶采集環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)等均由不同的主體對該乳制品的相關(guān)信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)注冊。同一瓶/同一箱/同一批次乳制品的信息來源于多個(gè)主體，標(biāo)識(shí)信息呈現(xiàn)出多源性和異構(gòu)性，通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同應(yīng)用解決數(shù)據(jù)協(xié)同和標(biāo)準(zhǔn)化問題，實(shí)現(xiàn)采購協(xié)同、生產(chǎn)協(xié)同、物流協(xié)同、銷售協(xié)同等，建立乳制品行業(yè)和諧發(fā)展的生態(tài)圈。

3.3 基于標(biāo)識(shí)解析技術(shù)的乳制品冷鏈物流全環(huán)節(jié)追溯應(yīng)用

乳制品冷鏈物流全環(huán)節(jié)追溯流程如圖6 所示。通過建立乳制品的冷鏈追溯標(biāo)識(shí)解析體系，在裝貨運(yùn)輸環(huán)節(jié)，通過掃碼將訂單標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸車輛、司機(jī)、裝貨人等信息與集裝箱標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；通過對冷鏈物流車加裝主動(dòng)標(biāo)識(shí)載體，將企業(yè)自有的冷鏈物流車和第三方冷鏈物流車的運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)溫度控制信息等環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)送到標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用平臺(tái)；平臺(tái)通過標(biāo)識(shí)解析體系打通各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，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(dǎo)，提升庫存周轉(zhuǎn)率，節(jié)約運(yùn)輸資源，降低運(yùn)輸成本。通過主動(dòng)標(biāo)識(shí)載體和標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用的引入，使乳制品出廠后的運(yùn)輸銷售過程透明化，在銷售或者運(yùn)輸環(huán)節(jié)如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，通過追蹤產(chǎn)品運(yùn)輸流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)定位同一批次產(chǎn)品，提前采取管控措施。此應(yīng)用的實(shí)施對于保障乳制品冷鏈?zhǔn)袌龅挠行虬l(fā)展具有重要意義。

圖6 乳制品冷鏈物流全環(huán)節(jié)追溯流程

4 結(jié) 語

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系是乳制品行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的關(guān)鍵。基于標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)乳制品行業(yè)的數(shù)據(jù)形成行業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)池，解決數(shù)據(jù)異源異構(gòu)的問題，排除上下游企業(yè)之間數(shù)據(jù)流通的障礙，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)充分流動(dòng)和無縫銜接，加速智能應(yīng)用開發(fā)、產(chǎn)品服務(wù)價(jià)值提升，最終實(shí)現(xiàn)中國乳制品品牌影響力的提升，推動(dòng)整個(gè)乳制品行業(yè)和諧健康地發(fā)展。