CN113672230A - 一种工业要素标识编码方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于信息技术领域，提出一种工业要素标识编码方法，其利用一种统一的编码规则管理：规则建模、规则注册、规则审核、规则发布、规则变更、规则冻结、规则版本管理、规则绑定等全生命周期管理，根据规则模型定义，提供对编码合规性校验服务，以保证生成编码的质量。解决现阶段由于各个软件厂商采用自定义、固定的编码规则进行设计，将编码规则固化在软件程序中，没有形成统一的规范，各个工业要素的编码规则还隐含在各个软件系统中，造成对同一个要素对象在不同的系统中编码不一样，不同系统之间的编码相互识别，信息在业务过程中有效传输，跨系统、跨部门、跨组织之间的业务协作受限等问题。

Description

一种工业要素标识编码方法

技术领域

本发明涉及一种工业要素标识编码方法。本发明通过采用一种统一的编码规则管理：规则建模、规则注册、规则审核、规则发布、规则变更、规则冻结、规则版本管理、规则绑定等全生命周期管理，根据规则模型定义，提供对编码合规性校验服务，以保证生成编码的质量。解决现阶段由于各个软件厂商采用自定义、固定的编码规则进行设计，将编码规则固化在软件程序中，没有形成统一的规范，各个工业要素的编码规则还隐含在各个软件系统中，造成对同一个要素对象在不同的系统中编码不一样，不同系统之间的编码相互识别，信息在业务过程中有效传输，跨系统、跨部门、跨组织之间的业务协作受限等问题，属于信息技术领域。

背景技术

在工业互联网实现过程中，需要对大量的工业要素进行标识、管理和识别，工业工程中的要素对象包括企业员工、企业组织、产品、物料、设备、产线、场地、供应商、客户、工业活动对象、事件任务等，不同的工业要素对象根据其自身的特性，需要采用不同的编码规则进行编码及解析，工业要素对象的唯一性标识是工业互联网实现工业全要素、全价值链、全产业链互联互通、互操作的基础。目前行业中还未提供工业要素的统一编码方案，针对现阶段由于各个软件厂商采用自定义、固定的编码规则进行设计，将编码规则固化在软件程序中，没有形成统一的规范，各个工业要素的编码规则还隐含在各个软件系统中，造成了对同一个要素对象在不同的系统中编码不一样，不同系统之间的编码相互识别，信息在业务过程中有效传输，跨系统、跨部门、跨组织之间的业务协作受限等问题，因此急需一种通识性的工业要素编码规则管理方法，对各种编码规则的定义、模型、生命周期进行规范化的统一管理。

固定的编码规则扩展性差，在使用过程中需要根据业务实际情况，调整编码规则，由于新规则不能与旧规则兼容，造成业务处理上的困难，若对旧编码按照新规则进行映射，会导致大量的重复工作。

本发明提供一种通识性的工业要素对象的编码规则方法，以满足不同要素的个性化编码需求，提供统一的编码规则管理方法，包括：规则建模、规则注册、规则审核、规则发布、规则变更、规则冻结、规则版本管理、规则绑定等全生命周期管理，通过定义规则模型，提供对编码合规性校验服务，保证生成编码的质量。

发明内容

针对现阶段由于各个软件厂商采用自定义、固定的编码规则进行设计，将编码规则固化在软件程序中，没有形成统一的规范，各个工业要素的编码规则还隐含在各个软件系统中，造成了对同一个要素对象在不同的系统中编码不一样，不同系统之间的编码不能相互识别，信息在业务过程中不能有效的传输，跨系统、跨部门、跨组织之间的业务协作受限等问题，本发明提供了一种工业要素标识编码方法，通过采用一种统一的编码规则管理管理方法，包括：规则建模、规则注册、规则审核、规则发布、规则变更、规则冻结、规则版本管理、规则绑定等全生命周期管理，根据规则模型定义，提供对编码合规性校验服务，保证生成编码的质量，包括通过以下步骤来实现：

A.构建工业要素编码规则引擎；

B.完成编码规则模型、编码规则元素关系结构、编码规则存储结构等功能单元的具体实施。

所述步骤A特征为：所述一种工业要素标识编码方法通过由编码规则模型结构、编码规则元素关系结构、编码规则存储结构数据信息组成的编码规则模型实现，用于支撑工业要素编码规则核心引擎按照规则要求，完成不同要素的个性化编码需求，提供统一的编码规则管理，其中编码规则模型的实现过程包括编码规则注册和编码规则变更；其核心引擎由编码查询、编码校验、编码解析、编码生成、编码分发功能模块组成，如图1所示。

所述步骤B特征为：所述编码规则模型包含编码段、编码分隔符、编码分组/编码位，其编码规则模型由若干编码段按照顺序组合而成，编码段之间由编码分隔符连接，编码段包含若干编码分组，编码分组具有相应的物理意义，其中编码分组包含若干编码位，编码位的取值从基础编码数据表中获取，编码长度为编码段的字符个数与编码分隔符字符个数之和，如图2所示。

①编码段：用于生成单个编码规则的编码段定义，每个编码规则由若干编码段组成；

②编码分隔符：用于分隔编码段的符号，分隔符号为英文半角，包括：空格""、#、&、*、+、,、-、.、/、:、@、\、^、_、|、～；

③编码规则：用于通过表的方式表述工业要素对象编码规则，编码规则表中的每条记录表示一个编码规则；

④编码分组：由编码段中的若干编码位组成的单个分组，其具有对应的物理意义；

⑤编码位：是编码分组中的最小编码单元，编码位具有对应的编码值，编码值取值类型为数字或大写字母,编码值取值范围如表1所示，编码值是组成编码的基础数据，其用于解析编码位的含义，便于人工识别，编码值代表工业要素对象的分类信息、特征信息、流水号、编码校验，其中特征信息包括：材料特征、工艺特征、设计特征、版本特征、地域特征。

表1编码值取值范围表

所述步骤B特征为：所述编码规则元素关系结构由若干编码段组成，编码段之间由编码分隔符连接，假设一种编码规则如图3所示，其由第一段“S1”、第二段“S2”和第三段“S3”组成；第一段“S1”包含编码位“S1C1”、“S1C2”、“S1C3”，其中“S1C1”是编码分组，“S1C2”和“S1C3”的组合是编码分组，具有相应的物理意义；编码位“S1C1”对应编码值“X”，“S1C2”和“S1C3”的组合对应编码值“OR”；每位编码值是0到9的数字或者A到B的英文字母表示，一位编码有36个取值范围，两位编码有36*36个组合取值范围，多位编码有36ⁿ个组合取值范围，每个具体的编码值含义根据业务属性由编码基础数据表定义。

所述步骤B特征为：所述编码存储规则由编码规则表、编码段表、编码位/分组表、基础编码数据表组成，如图4所示，其中编码规则表与编码段表为一对多的关联关系，编码段表与编码位/分组表为一对多的关联关系，编码位/分组表与基础编码数据表为一对多的关联关系。

编码规则存储表清单，如表2所示。

表2编码规则存储表清单

数据存储数据结构字段类型如表3所示，其中VARCHAR字段类型为可变长度字符串，取值范围为1至8,000个字符；BIGINT字段类型为长整数，数值范围为-2⁶³至2⁶³-1的整数；INT字段类型为整数，数值范围为-2³¹至2³¹-1的整数；TINYINT字段类型为短整数，数值范围为-128至127的整数。

表3现使用的数据结构字段类型清单

①编码规则表：用于存储人员、机器、原料等要素对象的编码规则，其中“规则ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，如表4所示,其中规则ID的字段为RULE_ID，类型为BIGINT；规则名称的字段为RULE_NAME，类型为VARCHAR；分隔符号的字段为RULE_SEP，类型为VARCHAR；规则版本的字段为RULE_VER，类型为VARCHAR。

表4编码规则表

②编码段表：用于存储编码规则的段位信息，其中“段ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，并按升序方式将“段顺序”字段添加索引，通过“规则ID”外键字段将编码规则表与编码段表形成一对多的关联关系，如表5所示，其中段ID的字段为SEGMENT_ID，类型为BIGINT；规则ID的字段为RULE_ID，类型为BIGINT；段顺序的字段为SEGMENT_ORDER，类型为INT；段名称的字段为SEGMENT_NAME，类型为VARCHAR。

表5编码段表

③编码位/分组表：用于存储编码段对应的编码位信息，其中“位ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，若由多位编码位组合而成的编码段，则“位分组码”字段的值相同并且唯一，采用升序的排列方式给“位顺序”字段添加索引，通过“段ID”外键字段将编码段表与编码位(分组)表形成一对多的关联关系，如表6所示，其中位ID的字段为GROUP_ID，类型为BIGINT；段ID的字段为SEGMENT_ID，类型为BIGINT；位类型的字段为GROUP_TYPE，类型为VARCHAR；位顺序的字段为GROUP_ORDER，类型为INT；位名称的字段为GROUP_NAME，类型为VARCHAR。

表6编码位/分组表

④基础编码数据表：用于存储具体编码位分组代表的含义信息，其中“基础编码数据ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，通过“位分组码”外键字段将编码位/分组表与基础编码数据表形成一对多的关联关系，如表7所示，其中基础编码数据ID的字段为DICTIONARY_ID，类型为INT；位分组码的字段为GROUP_CODE，类型为VARCHAR；编码值的字段为DICTIONARY_VAL，类型为VARCHAR；编码值的字段为DICTIONARY_DES类型为VARCHAR。

表7基础编码数据表

所述步骤B特征为：编码规则注册用于将定义的编码规则信息录入到数据库中进行存储，包括：建模(定义)、注册、审核、发布，如图5所示，其实现过程具体为：

①收集各信息技术IT、生产控制技术OT、通讯技术CT系统间关联数据资源及工业要素对象信息，通过工业要素编码规范的标准，实现全局管理，并转至步骤②；

②将步骤①中收集的数据资源进行分析整理，并根据分析整理的结果制定相应的要素对象编码规则，编码规则包含编码段、编码分隔符、编码位及编码值的取值范围，转至步骤③；

③注册，将步骤②中定义的数据按照编码规则的要求录入到系统编码规则表进行存储，编码段信息写入编码段表，编码位及编码分组写入编码位(分组)表，编码值的含义写入基础编码数据表，转至步骤④；

④审核，将步骤③中写入的存储数据进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤②；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，以创建发布工业要素编码版本为准，当再次变更工业要素编码时对其版本升级，并停用历史版本，使用升级后的版本生成新的工业要素标识编码。

所述步骤B特征为：编码规则变更用于对数据库中已存储的编码规则进行修改，包括：冻结、变更、审核、发布，如图6所示，其实现过程具体为：

①选择需要变更的编码规则，并转至步骤②；

②冻结，将步骤①中选择的编码规则进行冻结，并通知下游业务系统或系统服务停止调用该编码规则生成服务，转至步骤③；

③变更，将步骤②中冻结的编码规则进行变更，变更用于增加编码段、新增基础编码数据，转至步骤④；

④审核，将步骤③中变更的数据存储并进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤③；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，对其编码规则版本进行升级，并停用历史版本，使用升级后的新版本生成工业要素标识编码。

所述步骤A特征为：所述工业要素编码规则引擎由编码查询、编码校验、编码解析、编码生成、编码分发功能模块组成，用于根据用户需求完成不同工业要素的个性化编码，提供统一的编码规则管理，具体为：

(1)编码查询：通过编码查询要素对象关联的信息；

(2)编码校验：对编码进行合法性校验，包括：编码读取、编码查重校验、编码长度校验、编码段校验、编码值校验、校验码算法，其校验流程为通过校验规则和相应的校验算法获得校验码，实现对工业要素标识编码的真伪判断，如图7所示，具体为；

①通过扫描和录入的方式实现编码信息的获取，并转至步骤②；

②通过步骤①获得的编码信息与从数据库查询的结果进行比对，用于判断编码信息是否存在或重复出现，若编码信息已存在或同一编码重复出现时，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤③；

③首先查询编码规则定义的编码长度，然后基于步骤①获得的编码信息进行比较，若获得的编码长度与编码规则要求的编码长度不同，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤④；

④首先按照编码规则将步骤①获得的编码拆分为若干规则化编码段，然后判断每段的值是否在编码值取值范围表中，若未在编码值取值范围表中，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤⑤；

⑤首先查询基础数据表中定义的编码值数据，然后判断步骤①获得的编码值是否在查询的编码值数据中，若未包含在查询的编码值数据中，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤⑥；

⑥首先通过编码规则校验算法中的校验码取值公式获得计算码的值，然后按照编码规则将步骤①获得的编码进行拆分，最后判断计算码的值与校验码的值是否相同，若计算码的值与校验码的值不同，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则停止计算；

(3)编码解析：按照编码规则获得编码含义及描述信息，编码解析步骤包括：编码读取、拆分编码段、拆分编码分组、翻译编码分组、获取组合信息，编码解析流程如图8所示，具体为：

①获得需要解析的编码，并查询相应的编码规则,转至步骤②；

②按照编码规则将步骤①获得的编码，用编码分隔符或编码段的长度对步骤①获得的编码进行分段，获得每段对应的编码值,转至步骤③；

③将步骤②中每段对应的编码值，按照编码规则中的编码分组信息进行拆分，获得编码分组对应的编码值,转至步骤④；

④获得步骤③中编码分组对应的编码值，其用于获取基础编码数据表中对应的物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息等要素对象分类的含义,转至步骤⑤；

⑤将步骤④中获取的物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息等要素对象分类的含义进行规则化组合，其用于描述工业要素标识编码的信息；

(4)编码生成：将已确认的编码元素值，按照编码规则组成若干编码字符串，即工业要素标识编码，编码形式包括：条形码和二维码；

(5)编码分发：将生成的编码分发至业务系统，包括：企业资源计划系统ERP、产品生命周期管理系统PLM、制造执行系统MES、客户关系管理系统CRM、办公自动化系统OA、全面预算管理系统CBS、商业智能分析系统BI、供应链管理系统SCM、供应商寻源管理系统SDRM、供应商关系管理系统SRM、物流仓储系统LW、质量追踪系统QT、呼叫中心CC、分销管理系统DMS、售后服务管理ASS、配件管理ACC、物料清单管理系统BOM、仿真分析管理系统SDM、计算机辅助设计系统CAD、计算机辅助制造系统CAM、计算机辅助分析系统CAE、项目管理PM、计算机辅助工艺设计系统CAPP、产品数据管理系统PDM、测试数据管理系统TDM、需求管理系统RM、人力资源管理系统HR、考勤管理系统ATT、财务系统FA、数据采集与监视控制系统SCADA。

所述步骤B特征为：所述工业要素编码规则核心引擎中的编码规则校验算法用于判断编码的正确性、唯一性，其实现流程具体为：

①用图9所示编码对照表中的编码方法将编码中所有大写的英文字符进行转换，获得字符对应的码值，生成n位计算码，其中编码对照表中的内容由ASCII表中的控制字符和ASCII值组成，其字符包含由控制字符“A”到字符“Z”共26个组成，对应的码值为控制字符所对应的ASCII值；

②首先查询编码规则获得校验码的位数为m位，然后从n位计算码中去掉校验码m位为n′位,则n′＝n-m，最后将n′位对应的计算码按照先后顺序进行编号，n′位计算码对应的取值依次为x₁，x₂，x₃，…，x_n'；

③序号奇数位对应的计算码之和为α，则当n'为奇数时，

当n'为偶数时，

④序号偶数位对应的计算码之和为β，则当n'为奇数时，

当n′为偶数时，

⑤令校验码取值为μ，其计算方法为

若工业要素物料编码为A11769X，其中X为一位校验码，通过校验码取值公式值为6，如图10所示。

所述步骤A特征为：所述一种工业要素编码规则核心引擎应用场景包括外网层、网关层DMZ、内网层，其中外网层用于互联网用户通过手持终端扫描由编码规则生成的要素对象标识二维码，并解析工业互联网标识节点信息和要素对象编码信息，工业互联网标识节点信息包含一级节点标识码(88)、二级节点标识码(161)和三级节点标识码(000008)，并根据三级节点标识码定位指向企业内部工业要素标识解析平台，再通过编码解析服务获得要素对象的关联信息，其中工业互联网标识节点信息由标识节点编码和要素对象编码构成，标识节点编码用于路径选择；网关层DMZ用于保护内部网络的安全，工业要素标识解析平台部署于该层，接收来自外网层的标识解析任务，通过对要素对象编码(A11100201769)进行解析，获得相应物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息要素对象，并将其转发至工业互联网平台，最后由工业互联网平台通过工业要素对象标识编码获得对应的业务系统；内网层用于通过企业内部网络的网关层将编码对应的要素标识关联的信息返回至外网层的手持终端，其要素对象标识由编码规则获得，如图11所示。

若其中一种编码方式如图12所示，其工业要素物料编码为A11100201769，该编码由第一段“A”、第二段“1”、第三段“11002”、第四段“01769”组成，其中，第一段“A”代表容积泵机组下的计量泵J2型分类码；第二段“1”代表民用品；第三段“11002”代表企业民用品的标准编码；第四段“01769”代表企业民用品的顺序码。

附图说明

图1工业要素编码规则引擎功能架构图

图2编码规则模型结构图

图3编码装配结构规则示意图

图4编码存储规则库示意图

图5编码规则注册流程图

图6编码规则变更流程图

图7编码校验流程图

图8编码解析流程图

图9编码对照表

图10校验计算示意图

图11工业要素编码应用场景图

图12工业要素物料编码实例图

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

步骤1，建立工业要素标识解析平台核心引擎，该核心引擎通过由编码规则模型结构、编码规则元素关系结构、编码规则存储结构数据信息组成的编码规则模型构建，用于支撑工业要素编码规则核心引擎按照规则要求，完成不同要素的个性化编码需求，提供统一的编码规则管理，其中编码规则模型的实现过程包括编码规则注册和编码规则变更；其核心引擎由编码查询、编码校验、编码解析、编码生成、编码分发功能模块组成。

步骤2，构建编码规则模型，所述编码规则模型包含编码段、编码分隔符、编码分组/编码位，其编码规则模型由若干编码段按照顺序组合而成，编码段之间由编码分隔符连接，编码段包含若干编码分组，编码分组具有相应的物理意义，其中编码分组包含若干编码位，编码位的取值从基础编码数据表中获取，编码长度为编码段的字符个数与编码分隔符字符个数之和，如图2所示。

①编码段：用于生成单个编码规则的编码段定义，每个编码规则由若干编码段组成；

②编码分隔符：用于分隔编码段的符号，分隔符号为英文半角，包括：空格""、#、&、*、+、,、-、.、/、:、@、\、^、_、|、～；

③编码规则：用于通过表的方式表述工业要素对象编码规则，编码规则表中的每条记录表示一个编码规则；

④编码分组：由编码段中的若干编码位组成的单个分组，其具有对应的物理意义；

⑤编码位：是编码分组中的最小编码单元，编码位具有对应的编码值，编码值取值类型为数字或大写字母,编码值取值范围如表1所示，编码值是组成编码的基础数据，其用于解析编码位的含义，便于人工识别，编码值代表工业要素对象的分类信息、特征信息、流水号、编码校验，其中特征信息包括：材料特征、工艺特征、设计特征、版本特征、地域特征。

表1编码值取值范围表

步骤3，建立编码规则元素关系结构，所述编码规则元素关系结构由若干编码段组成，编码段之间由编码分隔符拼接，假设一种编码规则如图3所示，其由第一段“S1”、第二段“S2”和第三段“S3”组成；第一段“S1”包含编码位“S1C1”、“S1C2”、“S1C3”，其中“S1C1”是编码分组，“S1C2”和“S1C3”的组合是编码分组，具有相应的物理意义；编码位“S1C1”对应编码值“X”，“S1C2”和“S1C3”的组合对应编码值“OR”；每位编码值是0到9的数字或者A到B的英文字母表示，一位编码有36个取值范围，两位编码有36*36个组合取值范围，多位编码有36ⁿ个组合取值范围，每个具体的编码含义根据业务属性由编码基础数据表定义。

步骤4，建立编码存储规则，所述编码存储规则由编码规则、编码段、编码位/分组、基础编码数据表组成，如图4所示，其中编码规则表与编码段表为一对多的关联关系，编码段表与编码位/分组表为一对多的关联关系，编码位/分组表与基础编码数据表为一对多的关联关系，具体为：

编码规则存储表清单，如表2所示。

表2编码规则存储表清单

数据存储数据结构字段类型如表3所示，其中VARCHAR字段类型为可变长度字符串，取值范围为1至8,000个字符；BIGINT字段类型为长整数，数值范围为-2⁶³至2⁶³-1的整数；INT字段类型为整数，数值范围为-2³¹至2³¹-1的整数；TINYINT字段类型为短整数，数值范围为-128至127的整数。

表3现使用的数据结构字段类型清单

①编码规则表：用于存储人员、机器、原料等要素对象的编码规则，其中“规则ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，如表4所示,其中规则ID的字段为RULE_ID，类型为BIGINT；规则名称的字段为RULE_NAME，类型为VARCHAR；分隔符号的字段为RULE_SEP，类型为VARCHAR；规则版本的字段为RULE_VER，类型为VARCHAR。

表4编码规则表

②编码段表：用于存储编码规则的段位信息，其中“段ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，并按升序方式将“段顺序”字段添加索引，通过“规则ID”外键字段将编码规则表与编码段表形成一对多的关联关系，如表5所示，其中段ID的字段为SEGMENT_ID，类型为BIGINT；规则ID的字段为RULE_ID，类型为BIGINT；段顺序的字段为SEGMENT_ORDER，类型为INT；段名称的字段为SEGMENT_NAME，类型为VARCHAR。

表5编码段表

③编码位/分组表：用于存储编码段对应的编码位信息，其中“位ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，若由多位编码位组合而成的编码段，则“位分组码”字段的值相同并且唯一，采用升序的排列方式给“位顺序”字段添加索引，通过“段ID”外键字段将编码段表与编码位(分组)表形成一对多的关联关系，如表6所示，其中位ID的字段为GROUP_ID，类型为BIGINT；段ID的字段为SEGMENT_ID，类型为BIGINT；位类型的字段为GROUP_TYPE，类型为VARCHAR；位顺序的字段为GROUP_ORDER，类型为INT；位名称的字段为GROUP_NAME，类型为VARCHAR。

表6编码位/分组表

④基础编码数据表：用于存储具体编码位分组代表的含义信息，其中“基础编码数据ID”字段为主键，由系统自动生成唯一标识，通过“位分组码”外键字段将编码位/分组表与基础编码数据表形成一对多的关联关系，如表7所示，其中基础编码数据ID的字段为DICTIONARY_ID，类型为INT；位分组码的字段为GROUP_CODE，类型为VARCHAR；编码值的字段为DICTIONARY_VAL，类型为VARCHAR；编码值的字段为DICTIONARY_DES类型为VARCHAR。

表7基础编码数据表

步骤5，实施编码规则注册，所述编码规则注册用于将定义的编码规则信息录入到数据库中进行存储，包括：建模(定义)、注册、审核、发布，如图5所示，其实现过程具体为：

①收集各信息技术IT、生产控制技术OT、通讯技术CT系统间关联数据资源及工业要素对象信息，通过工业要素编码规范的标准，实现全局管理，并转至步骤②；

②将步骤①中收集的数据资源进行分析整理，并根据分析整理的结果制定相应的要素对象编码规则，编码规则包含编码段、编码分隔符、编码位及编码值的取值范围，转至步骤③；

③注册，将步骤②中定义的数据按照编码规则的要求录入到系统编码规则表进行存储，编码段信息写入编码段表，编码位及编码分组写入编码位(分组)表，编码值的含义写入基础编码数据表，转至步骤④；

④审核，将步骤③中写入的存储数据进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤②；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，以创建发布工业要素编码版本为准，当再次变更工业要素编码时对其版本升级，并停用历史版本，使用升级后的版本生成新的工业要素标识编码。

步骤6，实施编码规则变更，所述编码规则变更用于对数据库中已存储的编码规则进行修改，包括：冻结、变更、审核、发布，如图6所示，其实现过程具体为：

①选择需要变更的编码规则，并转至步骤②；

②冻结，将步骤①中选择的编码规则进行冻结，并通知下游业务系统或系统服务停止调用该编码规则生成服务，转至步骤③；

③变更，将步骤②中冻结的编码规则进行变更，变更用于增加编码段、新增基础编码数据，转至步骤④；

④审核，将步骤③中变更的数据存储并进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤③；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，对其编码规则版本进行升级，并停用历史版本，使用升级后的新版本生成工业要素标识编码。

步骤7，实现工业要素编码规则引擎，所述工业要素编码规则引擎由编码查询、编码校验、编码解析、编码生成、编码分发功能模块组成，用于根据用户需求完成不同工业要素的个性化编码，提供统一的编码规则管理，其具体实施过程为：

(1)编码查询：通过编码查询要素对象关联的信息；

(2)编码校验：对编码进行合法性校验，包括：编码读取、编码查重校验、编码长度校验、编码段校验、编码值校验、校验码算法，其校验流程为通过校验规则和相应的校验算法获得校验码，实现对工业要素标识编码的真伪判断，如图7所示，具体为；

①通过扫描和录入的方式实现编码信息的获取，并转至步骤②；

②通过步骤①获得的编码信息与从数据库查询的结果进行比对，用于判断编码信息是否存在或重复出现，若编码信息已存在或同一编码重复出现时，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤③；

③首先查询编码规则定义的编码长度，然后基于步骤①获得的编码信息进行比较，若获得的编码长度与编码规则要求的编码长度不同，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤④；

④首先按照编码规则将步骤①获得的编码拆分为若干规则化编码段，然后判断每段的值是否在编码值取值范围表中，若未在编码值取值范围表中，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤⑤；

⑤首先查询基础数据表中定义的编码值数据，然后判断步骤①获得的编码值是否在查询的编码值数据中，若未包含在查询的编码值数据中，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则转至步骤⑥；

⑥首先通过编码规则校验算法中的校验码取值公式获得计算码的值，然后按照编码规则将步骤①获得的编码进行拆分，最后判断计算码的值与校验码的值是否相同，若计算码的值与校验码的值不同，则丢弃步骤①获得的编码，返回至步骤①，反之则停止计算；

(3)编码解析：按照编码规则获得编码含义及描述信息，编码解析步骤包括：编码读取、拆分编码段、拆分编码分组、翻译编码分组、获取组合信息，编码解析流程如图8所示，具体为：

①获得需要解析的编码，并查询相应的编码规则,转至步骤②；

②按照编码规则将步骤①获得的编码，用编码分隔符或编码段的长度对步骤①获得的编码进行分段，获得每段对应的编码值,转至步骤③；

③将步骤②中每段对应的编码值，按照编码规则中的编码分组信息进行拆分，获得编码分组对应的编码值,转至步骤④；

④获得步骤③中编码分组对应的编码值，其用于获取基础编码数据表中对应的物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息等要素对象分类的含义,转至步骤⑤；

⑤将步骤④中获取的物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息等要素对象分类的含义进行规则化组合，其用于描述工业要素标识编码的信息；

(4)编码生成：将已确认的编码元素值，按照编码规则组成若干编码字符串，即工业要素标识编码，编码形式包括：条形码和二维码；

(5)编码分发：将生成的编码分发至业务系统，包括：企业资源计划系统ERP、产品生命周期管理系统PLM、制造执行系统MES、客户关系管理系统CRM、办公自动化系统OA、全面预算管理系统CBS、商业智能分析系统BI、供应链管理系统SCM、供应商寻源管理系统SDRM、供应商关系管理系统SRM、物流仓储系统LW、质量追踪系统QT、呼叫中心CC、分销管理系统DMS、售后服务管理ASS、配件管理ACC、物料清单管理系统BOM、仿真分析管理系统SDM、计算机辅助设计系统CAD、计算机辅助制造系统CAM、计算机辅助分析系统CAE、项目管理PM、计算机辅助工艺设计系统CAPP、产品数据管理系统PDM、测试数据管理系统TDM、需求管理系统RM、人力资源管理系统HR、考勤管理系统ATT、财务系统FA、数据采集与监视控制系统SCADA。

步骤8，实现编码规则校验算法，所述编码规则校验算法用于实现工业要素编码规则核心引擎中的编码校验，判断编码的正确性、唯一性，其实现流程具体为：

①用图9所示编码对照表中的编码方法将编码中所有大写的英文字符进行转换，获得字符对应的码值，生成n位计算码，其中编码对照表中的内容由ASCII表中的控制字符和ASCII值组成，其字符包含由控制字符“A”到字符“Z”共26个组成，对应的码值为控制字符所对应的ASCII值；

②首先查询编码规则获得校验码的位数为m位，然后从n位计算码中去掉校验码m位为n′位,则n′＝n-m，最后将n′位对应的计算码按照先后顺序进行编号，n′位计算码对应的取值依次为x₁，x₂，x₃，…，x_n'；

③序号奇数位对应的计算码之和为α，则当n'为奇数时，

当n'为偶数时，

④序号偶数位对应的计算码之和为β，则当n'为奇数时，

当n为偶数时，

⑤令校验码取值为μ，其计算方法为

若工业要素物料编码为A11769X，其中X为一位校验码，通过校验码取值公式值为6，如图10所示。

步骤9，工业要素编码规则核心引擎应用场景，所述一种工业要素编码规则核心引擎应用场景包括外网层、网关层DMZ、内网层，其中外网层用于互联网用户通过手持终端扫描由编码规则生成的要素对象标识二维码，并解析工业互联网标识节点信息和要素对象编码信息，工业互联网标识节点信息包含一级节点标识码(88)、二级节点标识码(161)和三级节点标识码(000008)，并根据三级节点标识码定位指向企业内部工业要素标识解析平台，再通过编码解析服务获得要素对象的关联信息，其中工业互联网标识节点信息由标识节点编码和要素对象编码构成，标识节点编码用于路径选择；网关层DMZ用于保护内部网络的安全，工业要素标识解析平台部署于该层，接收来自外网层的标识解析任务，通过对要素对象编码(A11100201769)进行解析，获得相应物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息要素对象，并将其转发至工业互联网平台，最后由工业互联网平台通过工业要素对象标识编码获得对应的业务系统；内网层用于通过企业内部网络的网关层将编码对应的要素标识关联的信息返回至外网层的手持终端，其要素对象标识由编码规则获得，如图11所示。

若其中一种编码方式如图12所示，其工业要素物料编码为A11100201769，该编码由第一段“A”、第二段“1”、第三段“11002”、第四段“01769”组成，其中，第一段“A”代表容积泵机组下的计量泵J2型分类码；第二段“1”代表民用品；第三段“11002”代表企业民用品的标准编码；第四段“01769”代表企业民用品的顺序码。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种工业要素标识编码方法，其特征在于：所述编码方法由编码规则模型结构、编码规则元素关系结构、编码规则存储结构数据信息组成的编码规则模型实现，用于支撑工业要素编码规则核心引擎按照规则要求，完成不同要素的个性化编码需求，提供统一的编码规则管理，其中编码规则模型实现过程包括编码规则注册和编码规则变更。

2.根据权利要求1所述编码规则模型包含编码段、编码分隔符、编码分组/编码位，其编码规则模型由若干编码段按照顺序组合而成，编码段之间由编码分隔符连接，编码段包含若干编码分组，编码分组具有相应的物理意义，其中编码分组包含若干编码位，编码位的取值从基础编码数据表中获取，编码长度为编码段的字符个数与编码分隔符字符个数之和，其中，编码段用于生成单个编码规则的编码段定义，每个编码规则由若干编码段组成；编码分隔符用于分隔编码段的符号，分隔符号为英文半角；编码规则，用于通过表的方式表述工业要素对象编码规则，编码规则表中的每条记录表示一个编码规则；编码分组由编码段中的若干编码位组成的单个分组，其具有对应的物理意义；编码位是编码分组中的最小编码单元，编码位具有对应的编码值，编码值取值类型为数字或大写字母,编码值取值范围从编码取值范围表中获取，编码值是组成编码的基础数据，其用于解析编码位的含义，便于人工识别，编码值代表工业要素对象的分类信息、特征信息、流水号、编码校验，其中特征信息包括：材料特征、工艺特征、设计特征、版本特征、地域特征。

3.根据权利要求1所述编码规则元素关系结构由若干编码段组成，编码段之间通过编码分隔符连接，每位编码值是0到9的数字或者A到B的英文字母表示，一位编码有36个取值范围，两位编码有36*36个组合取值范围，多位编码有36ⁿ个组合取值范围，每个具体的编码值含义根据业务属性由编码基础数据表定义。

4.根据权利要求1所述编码存储规则由编码规则、编码段、编码位/分组、基础编码数据表组成，其中编码规则表与编码段表为一对多的关联关系，编码段表与编码位/分组表为一对多的关联关系，编码位/分组表与基础编码数据表为一对多的关联关系。

5.根据权利要求1所述编码规则注册用于将定义的编码规则信息录入到数据库中进行存储，包括：建模(定义)、注册、审核、发布，具体为：

①收集各信息技术IT、生产控制技术OT、通讯技术CT系统间关联数据资源及工业要素对象信息，通过工业要素编码规范的标准，实现全局管理，并转至步骤②；

②将步骤①中收集的数据资源进行分析整理，并根据分析整理的结果制定相应的要素对象编码规则，编码规则包含编码段、编码分隔符、编码位及编码值的取值范围，转至步骤③；

③注册，将步骤②中定义的数据按照编码规则的要求录入到系统编码规则表进行存储，编码段信息写入编码段表，编码位及编码分组写入编码位(分组)表，编码值的含义写入基础编码数据表，转至步骤④；

④审核，将步骤③中写入的存储数据进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤②；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，以创建发布工业要素编码版本为准，当再次变更工业要素编码时对其版本升级，并停用历史版本，使用升级后的版本生成新的工业要素标识编码。

6.根据权利要求1所述编码规则变更用于对数据库中已存储的编码规则进行修改，包括：冻结、变更、审核、发布，具体为：

①选择需要变更的编码规则，并转至步骤②；

②冻结，将步骤①中选择的编码规则进行冻结，并通知下游业务系统或系统服务停止调用该编码规则生成服务，转至步骤③；

③变更，将步骤②中冻结的编码规则进行变更，变更用于增加编码段、新增基础编码数据，转至步骤④；

④审核，将步骤③中变更的数据存储并进行提交审核，通过审核合格的数据信息进入步骤⑤，反之转至步骤③；

⑤发布，工业要素标识编码的发布及使用，对其编码规则版本进行升级，并停用历史版本，使用升级后的新版本生成工业要素标识编码。

7.根据权利要求1所述工业要素编码规则引擎由编码查询、编码校验、编码解析、编码生成、编码分发功能模块组成，用于根据用户需求完成不同工业要素的个性化编码，提供统一的编码规则管理，具体包括：

①编码查询：通过编码查询要素对象关联的信息；

②编码校验：对编码进行合法性校验，包括：编码读取、编码查重校验、编码长度校验、编码段校验、编码值校验、校验码算法，其校验流程为通过校验规则和相应的校验算法获得校验码，实现对工业要素标识编码的真伪判断；

③编码解析：按照编码规则获得编码含义及描述信息，编码解析步骤包括：编码读取、拆分编码段、拆分编码分组、翻译编码分组、获取组合信息；

④编码生成：将已确认的编码元素值，按照编码规则组成若干编码字符串，即工业要素标识编码，编码形式包括：条形码和二维码；

⑤编码分发：将生成的编码分发至业务系统，包括：企业资源计划系统ERP、产品生命周期管理系统PLM、制造执行系统MES、客户关系管理系统CRM、办公自动化系统OA、全面预算管理系统CBS、商业智能分析系统BI、供应链管理系统SCM、供应商寻源管理系统SDRM、供应商关系管理系统SRM、物流仓储系统LW、质量追踪系统QT、呼叫中心CC、分销管理系统DMS、售后服务管理ASS、配件管理ACC、物料清单管理系统BOM、仿真分析管理系统SDM、计算机辅助设计系统CAD、计算机辅助制造系统CAM、计算机辅助分析系统CAE、项目管理PM、计算机辅助工艺设计系统CAPP、产品数据管理系统PDM、测试数据管理系统TDM、需求管理系统RM、人力资源管理系统HR、考勤管理系统ATT、财务系统FA、数据采集与监视控制系统SCADA。

8.根据权利要求7所述工业要素编码规则核心引擎工业要素编码规则核心引擎中的编码规则校验算法用于判断编码的正确性、唯一性，具体为：

①用编码对照表中的编码方法将编码中所有大写的英文字符进行转换，获得字符对应的码值，生成n位计算码，其中编码对照表中的内容由ASCII表中的控制字符和ASCII值组成，其字符包含由控制字符“A”到字符“Z”组成，对应的码值为控制字符所对应的ASCII值；

②首先查询编码规则获得校验码的位数为m位，然后从n位计算码中去掉校验码m位为n'位，则n'＝n-m，最后将n'位对应的计算码按照先后顺序进行编号，n'位计算码对应的取值依次为x₁，x₂，x₃，…，x_n'；

③序号奇数位对应的计算码之和为α，则当n'为奇数时，

当n'为偶数时，

④序号偶数位对应的计算码之和为β，则当n'为奇数时，

当n′为偶数时，

⑤令校验码取值为μ，其计算方法为

(m≥1)。

9.根据权利要求1所述一种工业要素编码规则核心引擎应用场景包括外网层、网关层DMZ、内网层；具体为外网层用于互联网用户通过手持终端扫描由编码规则生成的要素对象标识二维码，并解析工业互联网标识节点信息和要素对象编码信息，工业互联网标识节点信息包含一级节点标识码、二级节点标识码和三级节点标识码，并根据三级节点标识码定位指向企业内部工业要素标识解析平台，再通过编码解析服务获得要素对象的关联信息，其中工业互联网标识节点信息由标识节点编码和要素对象编码构成，标识节点编码用于路径选择；网关层DMZ用于保护内部网络的安全，工业要素标识解析平台部署于该层，接收来自外网层的标识解析任务，通过对要素对象编码进行解析，获得相应物理设备、应用对象、产品信息、工艺信息、质量信息要素对象，并将其转发至工业互联网平台，最后由工业互联网平台通过工业要素对象标识编码获得对应的业务系统；内网层用于通过企业内部网络的网关层将编码对应的要素标识关联的信息返回至外网层的手持终端，其要素对象标识由编码规则获得。

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