技术与标准丨基于UICC的工业互联网标识多维数据融合研究

∗ 基金项目：工业和信息化部“2018年工业互联网创新发展工程”专项项目“工业互联网标识解析国家顶级节点（一期）建设”资助

基于UICC的工业互联网标识多维数据融合研究*

马宝罗¹　池程¹　田娟¹　贾雪琴²

（1. 中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所，北京 100191；

2. 中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京 100012）

摘要：工业数据融合是打破信息孤岛、实现数据互通和信息共享的重要抓手，工业互联网标识可作为不同企业间进行数据关联和融合的重要媒介，通过将工业互联网标识写入UICC卡中，赋能工业终端广域联网能力。基于UICC的工业互联网标识多维数据融合模型，旨在推动传统工业企业向以工业互联为基础的智能制造业转变，实现企业间的数据融合和信息共享。

关键词：UICC；工业互联网标识；多维数据融合；信息共享

1　引言

工业互联网标识解析是工业互联网网络架构重要的组成部分，既是支撑工业互联网网络互联互通的基础设施，也是实现工业互联网数据共享共用的核心关键。其中，工业互联网标识编码是指能够唯一识别机器、产品等物理资源以及算法、工序等虚拟资源的身份符号；工业互联网标识解析是指能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统装置，对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统的精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。

为实现不同企业间的数据融合，需要采用标识载体承载标识及其关联的企业数据。工业互联网标识载体种类很多，较常见的有一维码、二维码、RFID、NFC等被动标识载体技术，以及UICC卡、芯片、模组、终端等主动标识载体技术。

2　UICC

通用集成电路卡（Universal Integrated Circuit Card，UICC）是在全球移动通信系统中使用的智能卡，主要用于存储用户信息、鉴权密钥、短消息、付费方式等信息，还可以包括多种逻辑应用，例如用户标识模块（SIM）、通用用户标识模块（USIM）、IP多媒体业务标识模块（ISIM）以及其他（如电子签名认证、电子钱包等）非电信应用模块。UICC中的逻辑应用可以单独存在，也可以多个同时存在。不同移动用户终端可以根据无线接入网络的类型，来选择使用相应的逻辑模块（见图1）。UICC支持的卡应用与相应的移动通信网络的对应关系如表1所示。

图1　UICC及其卡应用

表1　UICC卡应用与移动通信接入网

UICC卡可在移动终端与网络通信时提供身份识别信息和存储数据，网络可以通过UICC卡唯一识别一个终端,随时随地建立可识别的连接。将工业互联网标识解析系统的接入能力封装为UICC卡的一种卡应用，将有利于工业互联网标识的规模化使用，同时也有利于工业终端通过工业互联网标识及其相关数据安全接入到工业互联网应用中。如图2所示，类似于其他卡应用，工业互联网标识的相关应用可打包成工业标识应用，并部署在UICC的卡应用区。

图2　UICC在工业互联网标识中的应用

3　数据融合需求分析

工业互联网的核心之一是工业数据的价值发现，即通过对工业产品在生产、销售、维护等环节数据的全面感知、实时交换、快速处理，实现智能控制。然而，由于历史原因，企业内部、企业间“信息孤岛”问题普遍存在，造成了大量数据或者未被采集、或者采集到未被有效利用，严重制约了传统工业企业向以工业互联为基础的智能制造转变的进程，加快推进企业间数据互通和信息共享，打破“信息孤岛”迫在眉睫。为进一步规范工业互联网数据融合，拓展新型载体技术在工业互联网标识解析体系中的应用，有必要探索UICC等主动标识载体技术在工业互联网标识多维数据融合中的创新应用，提升数据融合公共服务能力，推动工业企业供应链管理、生产流程管理、全生命周期管理等核心能力的升级。面向工业互联网的数据融合，具体有3种实施方案。

（1）通过采用同一种标识，实现企业、行业内数据表达的统一。企业、行业采用同一种标识解析体系，实现本领域的标识数据互通。

（2）通过云平台实现不同行业、不同标识体系间的数据互通。不同标识数据在云平台汇聚，经过标识解析后，根据需求完成标识之间的转换，实现基于标识的数据互通。

（3）基于人工智能的工业数据融合。根据各类标识对应的物理实体、应用汇聚相关的数据信息，采用人工智能、机器学习等技术对工业数据进行深层次挖掘。

本文主要针对采用同一种标识在行业内实现数据融合进行介绍。

4　基于UICC的工业互联网标识多维数据融合

4.1   基于物联网卡的工业互联网标识跨运营商数据融合

　　将物联网卡作为工业互联网标识载体，通过采用同一种标识，实现企业、行业内数据表达的统一。企业、行业采用同一种标识解析体系实现工业企业数据与运营商数据的融合互通。

（1）承载工业标识的物联网卡可关联运营商信息、物联网卡号以及物联网卡相关数据存放地址URL（见图3）。

图3　承载工业互联网标识的物联网卡数据

（2）工业互联网设备的工业标识可关联供应商相关信息、设备内物联网卡卡号信息、设备数据地址URL等（见图4）。

图4　工业互联网标识所关联的设备相关数据

承载工业互联网标识的物联网卡数据和工业互联网标识所关联的设备相关数据，都可以通过自己的工业标识在工业互联网标识解析系统中被解析出来，相关企业在合法的权限下可实现运营商数据与工业企业设备数据的融合（见图5）。

图5　基于工业标识实现运营商数据与工业企业设备数据的融合　　

“设备123”的供应商（某工业企业）通过服务平台查询“设备123”的工业ID“86.110.121/设备123”，除了获得设备的相关开放数据“设备数据1”和“设备数据3”外，还能通过物联网卡卡号获得物联网卡工业ID“86.110.101/14600000000”，以此获得更多物联网卡的相关信息，完成行业间工业数据的融合。

4.2　基于eSIM设备的工业互联网标识跨运营商数据融合

　　eSIM作为一种新的物联网卡形态，业务流程与传统物联网卡类似，区别在于eSIM没有实体物联网卡，卡商在eSIM时代消亡，运营商终端公司直接和物联网终端厂商完成基于eSIM的卡生产，生产完成后，eSIM的运营主体依然为电信运营商的物联网运营公司。eSIM发卡形式由于更适应高温高湿、无人值守、震动等环境，且可在运营商间自由切换，在工业互联网领域应用场景非常广阔，同时远程写卡应用的能力也更加适合于工业业务流程与运营商卡流程融合。EID作为eSIM的唯一物理标识，主要用于eSIM卡管理和远程配置，EID可以被读取但不能被更改，在远程配置中关联某个卡文件数据。通过eSIM标识EID可实现跨运营商间的数据融合（见图6）。

图6　基于eSIM设备的工业互联网标识跨运营商数据融合

eSIM卡承载工业互联网标识和EID标识信息，工业标识可关联供应商信息、设备内物联网卡号信息、设备数据地址URL等，EID标识可关联eSIM对应的Profile（IMSI、MSISDN、ICCID）及对应的卡清单服务信息，借助工业互联网标识解析体系，实现运营商间工业互联网标识数据的融合。

5　结束语

随着5G全面商用和工业产业的发展，具有广域网络覆盖、良好安全能力以及具有智能化基础的主动标识载体技术将是发展的方向和趋势。主动标识除了承载标识外，还能承载与标识相关的应用、能够主动发起与标识相关的服务，更加智能化。本文基于UICC等新型标识载体技术具有联网通信能力、具有统一的物理标识、可自动与平台建立连接等特点，探索性地提出了基于UICC的工业互联网标识多维数据融合模型，以期为工业数据融合提供新思路，从而推动主动标识载体在工业互联网领域的规模化落地应用，提高工业生产效率。

参考文献

[1] 工业和信息化部. 工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知[EB/OL]. [2020-03-20]. http://www.miit.gov.cn/n1146290/n1146402/c7829273/content. html.

[2] 工业和信息化部. 工业互联网发展行动计划(2018—2020年)[EB/OL]. [2018-08-27]. http://www.miit.gov.cn/cn/n1146295/n1652858/n1652930/16/c6212005/content.html.

[3] 蔡秋艳, 黄健文, 杨光, 等. 基于UICC卡的远程文件管理研究及应用[J]. 信息通信, 2019(6):108-110.

Research on multidimensional data fusion of Industrial Internet identification based on UICC

MA Baoluo¹, CHI Cheng¹, TIAN Juan¹, JIA Xueqin²

(1. Industrial Internet and IOT Research Institute, China  cademy of Information and Communications Technology, Beijing100191, China; 

2. China United Network Communications Group Co., Ltd.,Beijing 100012, China)

Abstract: Industrial data fusion is an important way to break the information island and realize data exchange and information sharing. Industrial Internet identification can be used as an important medium for data association and fusion among different enterprises. The Industrial Internet identification is written into the UICC card to enable the capability of wide area networking. This paper proposes a data fusion model of Industrial Internet identification based on UICC to promote the transformation of traditional industrial enterprises to the intelligent manufacturing industry, to realize data fusion and information sharing among enterprises.

Key words: UICC; Industrial Internet identification; multidimensional data fusion; information sharing

本文刊于《信息通信技术与政策》2020年第8期

主办：中国信息通信研究院

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