《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專題】區(qū)塊鏈促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展

2021-03-11
來(lái)源:黃銳

  2021年1月13日,,工業(yè)和信息化部對(duì)外發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》的通知,這是繼2018年發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》以來(lái),,又一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三年規(guī)劃。

  是我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025過(guò)程中承上啟下的關(guān)鍵性行動(dòng)計(jì)劃,,也是深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神,,深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”的具體行動(dòng)。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),、平臺(tái)、安全三大功能體系,,打造人,、機(jī)、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,,形成智能化發(fā)展的新業(yè)態(tài)和新模式,,是推進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要基礎(chǔ)[2]。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展工程在過(guò)去三年中(起步發(fā)展期),,帶動(dòng)總投資近700億元,,遴選4個(gè)國(guó)家級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地和258個(gè)試點(diǎn)示范項(xiàng)目,打造了一批高水平的公共服務(wù)平臺(tái),,培育了一批龍頭企業(yè)和解決方案供應(yīng)商,。

  網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、平臺(tái)中樞,、數(shù)據(jù)要素,、安全保障作用進(jìn)一步顯現(xiàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施不斷夯實(shí),,新模式新業(yè)態(tài)創(chuàng)新活躍,,產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷壯大,各地方,、產(chǎn)業(yè)各界共識(shí)不斷凝聚,,積極性不斷提升,為下一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。

  本文通過(guò)分析區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì),,以及在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃中的重點(diǎn)任務(wù),從“創(chuàng)新,、融合,、可信”角度,重點(diǎn)總結(jié)了未來(lái)三年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)中,,如何充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)業(yè)分布式協(xié)同優(yōu)勢(shì),,挖掘優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系潛能,為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025提供創(chuàng)新解決方案,。

  一,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)關(guān)注重點(diǎn)

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展未來(lái)三年的行動(dòng)計(jì)劃中,著力解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的深層次難點(diǎn)、痛點(diǎn)問(wèn)題,,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化,,帶動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

  提出了在:基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),、深化融合應(yīng)用,、強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新、壯大產(chǎn)業(yè)生態(tài),、提升安全保障水平五個(gè)主要方面,,11項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)和10大重點(diǎn)工程計(jì)劃[3]。它們分別是:

  1. 新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

  在新型基礎(chǔ)設(shè)施方面,,繼續(xù)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化的互聯(lián)互通,,重點(diǎn)打造5G連接工廠樣板;積極推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系從頂層基礎(chǔ)設(shè)施和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),,到底層標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用發(fā)展,。

  重點(diǎn)建設(shè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)和遞歸節(jié)點(diǎn),;繼續(xù)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化建設(shè),,打造具備行業(yè)、區(qū)域和綜合服務(wù)平臺(tái),;推動(dòng)數(shù)據(jù)按區(qū)域或行業(yè)的多中心化發(fā)展,,實(shí)現(xiàn)區(qū)域級(jí)、中央級(jí)的數(shù)據(jù)協(xié)同共享,。

  2. 深化融合應(yīng)用

  在融合應(yīng)用方面,,推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,、個(gè)性化定制,、制造業(yè)服務(wù)化、柔性化生產(chǎn)和數(shù)字化管理等新模式和新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新,。加速發(fā)展產(chǎn)業(yè)大中小融通,、123產(chǎn)業(yè)融通,實(shí)現(xiàn)基于全面跨企業(yè),、行業(yè),、平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化協(xié)同保障。

  3. 強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新

  在技術(shù)創(chuàng)新方面,,重點(diǎn)強(qiáng)化關(guān)鍵基礎(chǔ)性技術(shù)和卡脖子技術(shù)的軟硬件研發(fā),,推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品化和技術(shù)融合化發(fā)展;深化基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等體系化標(biāo)準(zhǔn)化制定,,占領(lǐng)技術(shù)發(fā)言權(quán)和制高點(diǎn)。

  4. 壯大產(chǎn)業(yè)生態(tài)

  在壯大產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面,,通過(guò)繼續(xù)培育產(chǎn)業(yè)龍頭,、小巨人企業(yè),用主體協(xié)作帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù),、健康發(fā)展,;持續(xù)打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,利用產(chǎn)業(yè)集群,、產(chǎn)業(yè)基地的示范和規(guī)模效應(yīng),,在區(qū)域構(gòu)建多邊、開(kāi)放,、包容的政商環(huán)境,鼓勵(lì)區(qū)域產(chǎn)業(yè)在新模式新業(yè)態(tài)方面優(yōu)先試行,。

  5. 提升安全保障

  在提升安全保障方面,,推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)評(píng)估,完善網(wǎng)絡(luò)安全分類分級(jí)管理制度,,打造“兩庫(kù)一機(jī)制”,,即:國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全漏洞庫(kù),基礎(chǔ)資源庫(kù)和健全完善監(jiān)測(cè)預(yù)警,、信息共享,、協(xié)同處置等閉環(huán)工作機(jī)制。

  見(jiàn)下圖:

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  2021-2023創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)示意

  二,、區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的顯性角色

  接下來(lái),,我們把目光重新聚焦到區(qū)塊鏈來(lái),在本次《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》中直接包含區(qū)塊鏈內(nèi)容的共有5處,、7個(gè)關(guān)鍵字匹配,,分別是:

  在完善標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)中的“完善標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)。建設(shè)兼容開(kāi)放,、服務(wù)全球的標(biāo)識(shí)解析服務(wù)系統(tǒng),,推動(dòng)標(biāo)識(shí)解析與區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合創(chuàng)新,,提升數(shù)據(jù)綜合服務(wù)能力,,增強(qiáng)對(duì)域名等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源的支撐能力”。

  在專欄2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系增強(qiáng)工程中的“構(gòu)建基于標(biāo)識(shí)解析的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施,,支持各地部署不少于20個(gè)融合節(jié)點(diǎn),,提供基于區(qū)塊鏈的標(biāo)識(shí)資源分配、 管理,、互操作等基礎(chǔ)服務(wù)”,。

  在平臺(tái)體系壯大行動(dòng)中的“提升平臺(tái)技術(shù)供給質(zhì)量,。加強(qiáng)平臺(tái)設(shè)備接入、知識(shí) 沉淀,、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等支持能力,。突破研發(fā)、生產(chǎn),、管理等基礎(chǔ) 工業(yè)軟件,,加速已有工業(yè)軟件云化遷移,形成覆蓋工業(yè)全流程的微服務(wù)資源池,。推動(dòng)基礎(chǔ)工藝,、控制方法、運(yùn)行機(jī)理等 工業(yè)知識(shí)的軟件化,、模型化,,加快工業(yè)機(jī)理模型、知識(shí)圖譜 建設(shè),。深化”平臺(tái)+5G“”平臺(tái)+人工智能“”平臺(tái)+區(qū)塊鏈“等技術(shù) 融合應(yīng)用能力,。”

  在新型模式培育行動(dòng)中的“拓展服務(wù)化延伸,。支持裝備制造企業(yè)搭建產(chǎn)品互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)平臺(tái),,開(kāi)展基于數(shù)字孿生、人工智能,、區(qū)塊鏈等技術(shù)的產(chǎn)品模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)分析,,打造設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、裝備能效優(yōu)化,、產(chǎn)品衍生服務(wù)等模式”,。

  在技術(shù)能力提升行動(dòng)中的“突破新型關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品。支持領(lǐng)先企業(yè)加快網(wǎng)絡(luò),、 標(biāo)識(shí),、平臺(tái)與安全的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)。推動(dòng)邊緣計(jì)算,、 數(shù)字孿生,、區(qū)塊鏈等與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合技術(shù)研究,加強(qiáng)融合產(chǎn)品及其解決方案的測(cè)試驗(yàn)證和商業(yè)化推廣”,。

  通過(guò)與2018-2020行動(dòng)計(jì)劃對(duì)比(2018-2020行動(dòng)計(jì)劃中區(qū)塊鏈只出現(xiàn)1處,、1個(gè)關(guān)鍵字匹配)不難發(fā)現(xiàn),在上一個(gè)行動(dòng)計(jì)劃中區(qū)塊鏈只是作為一種新型前沿技術(shù),,僅出現(xiàn)在核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)突破中,,而現(xiàn)在區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)在作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合性應(yīng)用在技術(shù)型產(chǎn)品、平臺(tái),、新模式,、標(biāo)識(shí)解析應(yīng)用廣泛出現(xiàn),,重要性已不可同日而語(yǔ)。

  接下來(lái)我將重點(diǎn)分析區(qū)塊鏈在行動(dòng)計(jì)劃中的具體任務(wù):

  1,、區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用核心是通過(guò)對(duì)人,、機(jī)、物全面連接,,變革傳統(tǒng)制造模式,、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)。

  這里的人,、機(jī),、物全面連接,除了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施外,,最重要的就是標(biāo)識(shí)解析體系,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系無(wú)論是過(guò)去三年還是未來(lái)三年一直是行動(dòng)計(jì)劃的重中之重。

  目前標(biāo)識(shí)解析體系主要分為:經(jīng)典DNS體系,、DNS改良型和革新路徑體系,,目前我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系采用基于革新路徑體系的DOA技術(shù)為核心、兼容Handle,、OID、Ecode,、GS1等主流標(biāo)識(shí)技術(shù)的融合型方案,,其架構(gòu)由國(guó)際根節(jié)點(diǎn)、國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn),、二級(jí)節(jié)點(diǎn),、企業(yè)節(jié)點(diǎn)和遞歸節(jié)點(diǎn)等要素組成[4]。

  目前,,我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析的北京,、上海、廣州,、武漢,、重慶五大國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行,南京,、貴陽(yáng)兩個(gè)災(zāi)備節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)建設(shè),,上線運(yùn)行二級(jí)節(jié)點(diǎn)達(dá)93個(gè),覆蓋22個(gè)省級(jí)行政區(qū),、包含船舶,、集裝箱、汽車,、石化,、食品,、醫(yī)療器械等33個(gè)行業(yè),接入企業(yè)突破1萬(wàn)家,,標(biāo)識(shí)注冊(cè)量已超100億,。

  在2021-2023年行動(dòng)計(jì)劃中雖然提到了區(qū)塊鏈的應(yīng)用,但并未提供具體的應(yīng)用路徑,。我們可以這樣理解區(qū)塊鏈和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的關(guān)系:基于分布式賬本技術(shù)的標(biāo)識(shí)解析和基于標(biāo)識(shí)解析的區(qū)塊鏈應(yīng)用,。

  1)基于分布式賬本技術(shù)的標(biāo)識(shí)解析

  目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于標(biāo)識(shí)解析研究才剛剛起步,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也呈現(xiàn)多條技術(shù)路徑并進(jìn)的現(xiàn)象,。

  我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系采用基于DOA技術(shù)為核心的兼容方案,,由國(guó)際根節(jié)點(diǎn)、國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn),、二級(jí)節(jié)點(diǎn),、企業(yè)節(jié)點(diǎn)和遞歸節(jié)點(diǎn)組成,分別兼容以Handle為代表的二級(jí)解析架構(gòu),、以DNS為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)或改良型樹(shù)形解析架構(gòu),。

  同時(shí)國(guó)際上也在研究基于區(qū)塊鏈去中心化的解析體系,例如:W3C 的Decentralized Identifiers (DIDs) v1.0就是采用類似區(qū)塊鏈分布式賬本,、Hash算法和非對(duì)稱加密體系,,目的是建立一種去中心化的標(biāo)識(shí)創(chuàng)建、解析和應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò),,通過(guò)數(shù)字簽名技術(shù)保證解析數(shù)據(jù)的安全性,,實(shí)現(xiàn)不依賴某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)的全網(wǎng)標(biāo)識(shí)唯一解析[6]。

  但完全去中心化的標(biāo)識(shí)解析體系對(duì)目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和市場(chǎng)監(jiān)督管理都提出了不小的挑戰(zhàn),,所以可以將區(qū)塊鏈分布式一致性和密碼學(xué)驗(yàn)證優(yōu)勢(shì)應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)二級(jí)節(jié)點(diǎn)或者企業(yè)節(jié)點(diǎn)集群中,,建立基于分布式賬本的標(biāo)識(shí)注冊(cè)、同步,、解析的扁平化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),。特別是針對(duì)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中人、企業(yè),、設(shè)備,、產(chǎn)品的聯(lián)動(dòng)標(biāo)識(shí)解析和跨行業(yè)、跨企業(yè)一次性標(biāo)識(shí)解析,。

  見(jiàn)下圖:

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  基于區(qū)塊鏈標(biāo)識(shí)解析示意圖

  2)基于標(biāo)識(shí)解析的區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析的作用在于對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn),、流通、消費(fèi),、回收等環(huán)節(jié)的全生命周期和基于產(chǎn)品的加工,、組裝、分裝等生產(chǎn)要素,,實(shí)現(xiàn)基于對(duì)象化的全球唯一標(biāo)識(shí)識(shí)別管理,。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)是生產(chǎn)要素的身份證,,也是打造高質(zhì)量發(fā)展供應(yīng)鏈和安全消費(fèi)市場(chǎng)的前提。

  就像互聯(lián)網(wǎng)IP地址一樣,,雖然通過(guò)DNS的域名解析,,可唯一解析出該IP地址,但無(wú)法識(shí)別此地址的真實(shí)用途,。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系也只能證明生產(chǎn)要素以什么名義注冊(cè),,卻無(wú)法深入認(rèn)證該要素的真?zhèn)巍⑿庞?、質(zhì)量,、評(píng)價(jià)等業(yè)務(wù)視圖。所以從某種角度上看,,基于標(biāo)識(shí)解析的區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用比基于區(qū)塊鏈的標(biāo)識(shí)解析更急需,。

  區(qū)塊鏈可作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)到工業(yè)APP之間的連接紐帶,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素識(shí)別到認(rèn)證的高可信網(wǎng)絡(luò),,例如:航天信息承建的工信部2020 年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程:“基于區(qū)塊鏈的工業(yè)產(chǎn)品防偽溯源平臺(tái)”本質(zhì)上就是一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)的區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用,。

  見(jiàn)下圖:

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  基于標(biāo)識(shí)解析的區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用

  2. 區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)融合

  “平臺(tái)+區(qū)塊鏈”的融合應(yīng)用,本質(zhì)是平臺(tái)集約化技術(shù)和區(qū)塊鏈分布式技術(shù)的融合應(yīng)用,,也是目前我們討論利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“連而不互”和“互聯(lián)不網(wǎng)”問(wèn)題的主要方向,。

  “連而不互”和“互聯(lián)不網(wǎng)”是形容在工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,缺少垂直和橫向產(chǎn)業(yè)的信息共享和交互,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)很容易成為各個(gè)平臺(tái)企業(yè)獨(dú)自為戰(zhàn)的“信息孤島”缺少垂直和橫向產(chǎn)業(yè)的信息共享和交互,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)很容易成為各個(gè)平臺(tái)企業(yè)獨(dú)自為戰(zhàn)的“信息孤島”  。

  我國(guó)目前各類型工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)量總計(jì)已有數(shù)百家之多,,具有一定區(qū)域、行業(yè)影響力的平臺(tái)數(shù)量超過(guò)了50多家,,而這50多家平臺(tái)主要由傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)解決方案企業(yè)轉(zhuǎn)型和大型制造企業(yè)內(nèi)部孵化而來(lái),。

  它們都有共同的優(yōu)劣勢(shì),即:依托原有工業(yè)制造兩化領(lǐng)域方面的系統(tǒng)沉淀,,可快速導(dǎo)入已有客戶資源和應(yīng)用,;但也由于這些平臺(tái)缺乏互聯(lián)網(wǎng)基因,在產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)搭建,,形成垂直產(chǎn)業(yè)鏈和跨行業(yè)企業(yè)協(xié)作方面乏善可陳,。

  區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的融合應(yīng)該是兼容、調(diào)和,,而非替代,。由于區(qū)塊鏈本質(zhì)是一種融合性技術(shù),是基于加密學(xué),、分布式共識(shí),、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,、鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、博弈論等基礎(chǔ)技術(shù)或理論上的融合,,并可在跨網(wǎng)絡(luò),、平臺(tái)、操作系統(tǒng)間靈活部署,。

  融合點(diǎn)可以是:

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)邊緣層融合:通過(guò)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣層設(shè)備的接入,,可以高效、便捷地解決區(qū)塊鏈入鏈設(shè)備數(shù)據(jù)的協(xié)議適配難和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性問(wèn)題,。在工業(yè)智能物聯(lián)設(shè)備,、傳感器、DCS,、PLC等設(shè)備中,,通過(guò)集成區(qū)塊鏈的SDK、API,,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)設(shè)備的輕節(jié)點(diǎn),。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)IaaS層融合:利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)主機(jī)虛擬化、彈性伸縮,、高可用,、負(fù)載均衡、資源利用率高,、易維護(hù)的優(yōu)勢(shì),,將區(qū)塊鏈底層網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算需求部署到IaaS層,,穩(wěn)定,、高效地實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的底層技術(shù)需求。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)PaaS層融合:利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)層服務(wù)化優(yōu)勢(shì),,將加密算法,、共識(shí)算法、區(qū)塊管理,、節(jié)點(diǎn)管理,、數(shù)據(jù)安全處理、智能合約,、數(shù)字身份,、交易、存證,、分布式賬本應(yīng)用和分布式CA,、運(yùn)維和監(jiān)控等區(qū)塊鏈基礎(chǔ)應(yīng)用能力封裝為平臺(tái)PaaS服務(wù),低成本地實(shí)現(xiàn)BaaS化的區(qū)塊鏈應(yīng)用,提供給產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)快速集成,。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)SaaS層融合:利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用層能力開(kāi)放優(yōu)勢(shì),,提供標(biāo)識(shí)防偽、產(chǎn)品溯源,、生產(chǎn)品控,、質(zhì)檢管理、采購(gòu),、質(zhì)量信用,、物流、售后,、保險(xiǎn),、金融和行業(yè)監(jiān)管等分布式的區(qū)塊鏈行業(yè)應(yīng)用。

  3. 基于區(qū)塊鏈的融合性技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新

  區(qū)塊鏈?zhǔn)羌夹g(shù)還是產(chǎn)品,,一直以來(lái)業(yè)界都有不小的爭(zhēng)議,。

  中本聰在“Bitcoin- A Peer-to-Peer Electronic Cash System”論文中介紹的比特幣,并未提及“Block Chain”一詞(只提到了block和chain of hash-based proof-of-work),,更未對(duì)“Block Chain”給出相關(guān)定義,,中本聰更多的是介紹了一種安全的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子現(xiàn)金支付方案或產(chǎn)品。

  很難說(shuō)區(qū)塊鏈?zhǔn)悄撤N技術(shù),,更多的具備分布式證明特性的可信交易網(wǎng)絡(luò),,這里的分布式的證明根據(jù)共識(shí)協(xié)議不同可分為:間接證明和直接證明,而產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推薦采用的聯(lián)盟鏈共識(shí)協(xié)議(Raft,、PBFT)一般是直接證明,。

  所以我更愿意把區(qū)塊鏈看為是一種產(chǎn)品,通過(guò)融合了共識(shí)算法,、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),、密碼學(xué)、P2P傳輸和博弈論等技術(shù)和理論的分布式協(xié)作方案或產(chǎn)品,。

  而以比特幣為代表的數(shù)字貨幣的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易從本質(zhì)上就是一種去中心化的多方安全協(xié)作過(guò)程,。因此,區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的融合性技術(shù)和產(chǎn)品,,主要關(guān)注具備分布式協(xié)作需求的場(chǎng)景。

  例如:在產(chǎn)品供應(yīng),、生產(chǎn),、流通、消費(fèi)環(huán)節(jié)中,,跨企業(yè),、跨平臺(tái)、跨行業(yè)的分布式供應(yīng)鏈異構(gòu)協(xié)作場(chǎng)景。

  見(jiàn)下圖:

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  在分布式協(xié)作機(jī)制中,,共識(shí)協(xié)議已經(jīng)被分布式地部署在協(xié)作方內(nèi)(故上圖用虛線表示),,雖然依然存在協(xié)調(diào)工作,但已經(jīng)沒(méi)有中心化的協(xié)調(diào)系統(tǒng)了,。

  點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交易,,需要用分布式共識(shí)協(xié)議保障安全可靠的協(xié)調(diào)工作,還要密碼學(xué)控制多方狀態(tài),,分布式的協(xié)作更關(guān)注狀態(tài)一致性,,而非流程和事務(wù)一致性。

  具備創(chuàng)新性,、融合性的分布式協(xié)作場(chǎng)景需要具備如下幾個(gè)特點(diǎn):

  可實(shí)現(xiàn)商業(yè)協(xié)作在時(shí)間,、空間的動(dòng)態(tài)一致性和繼承性證明;

  可實(shí)現(xiàn)靈活的商業(yè)規(guī)則和交叉銷售協(xié)作能力,;

  可在控制權(quán)分散的實(shí)體間建立基于“原子主義”的可信交易環(huán)境,;

  可提高商業(yè)協(xié)作創(chuàng)新的整體網(wǎng)絡(luò)效能;

  在原子主義的協(xié)作環(huán)境下,,更有利于保護(hù)商業(yè)機(jī)密和個(gè)人隱私,;

  可降低自律性、混合監(jiān)管的監(jiān)測(cè),、監(jiān)管成本,。

  4. 區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式

  傳統(tǒng)制造業(yè)模式是以產(chǎn)品研發(fā)驅(qū)動(dòng)的商業(yè)模式,產(chǎn)品研發(fā),、制造,、銷售、售后過(guò)程被傳統(tǒng)供應(yīng)鏈阻隔為相對(duì)獨(dú)立的環(huán)節(jié),,傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品供應(yīng),、制造、流通和銷售雖然實(shí)現(xiàn)了價(jià)值交換但并未實(shí)現(xiàn)價(jià)值傳遞,。

  例如:企業(yè)制造的產(chǎn)品,,企業(yè)并不關(guān)心被誰(shuí)購(gòu)買了,使用情況如何,?而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式是以需求和訂單驅(qū)動(dòng),,普遍認(rèn)為利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)融通,是未來(lái)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新模式,。

  智能化制造,、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制,、服務(wù)化延伸,、柔性化生產(chǎn),數(shù)字化管理等場(chǎng)景,則被認(rèn)為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式的重點(diǎn)方向,。

  從宏觀上看,,區(qū)塊鏈具有優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系,構(gòu)建可信交易網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),,有利于傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈向消費(fèi)市場(chǎng)延伸和跨行業(yè)協(xié)同,;

  從微觀看,區(qū)塊鏈技術(shù)在分布式記賬,、數(shù)據(jù)防篡改,、分布式狀態(tài)一致性方面的技術(shù)特性,對(duì)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,、制造業(yè)服務(wù)化,、柔性生產(chǎn)方面具備應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。區(qū)塊鏈雖然不是解決數(shù)據(jù)傳遞和匯聚效率問(wèn)題的最優(yōu)方式,,但卻是建立新型自主,、共享、協(xié)作型商業(yè)模式的有效技術(shù)路徑,。

  1)新模式一:區(qū)塊鏈技術(shù)助力制造業(yè)服務(wù)化

  制造業(yè)服務(wù)化通常有兩個(gè)層面的理解,,一個(gè)是制造中間投入的服務(wù)化;一個(gè)是制造業(yè)產(chǎn)出的服務(wù)化,。

  但無(wú)論在OECD(經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)的制造投入產(chǎn)出樣本數(shù)據(jù)中顯示,,制造業(yè)中間投入出現(xiàn)服務(wù)化趨勢(shì),還是像IBM和GE這樣的全球巨頭的產(chǎn)出服務(wù)性收入占比已經(jīng)超過(guò)一半,,都預(yù)示全球制造業(yè)的服務(wù)化是已是大勢(shì)所趨,。

  區(qū)塊鏈技術(shù)可以在分布式的數(shù)據(jù)環(huán)境下建立可信交易網(wǎng)絡(luò),這一優(yōu)勢(shì)在金融服務(wù)化已經(jīng)充分體現(xiàn),。

  制造業(yè)相比金融行業(yè)具備更分散的產(chǎn)業(yè)鏈,,例如:一輛汽車大約有三萬(wàn)多個(gè)零部件,至少由幾百家供應(yīng)商構(gòu)成,。區(qū)塊鏈公開(kāi)透明的記賬模式在分散的不同經(jīng)營(yíng)實(shí)體間,,建立可信的服務(wù)化收費(fèi)模式,提供了基礎(chǔ)環(huán)境,。

  2)新模式二:區(qū)塊鏈技術(shù)助力構(gòu)建智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

  利用區(qū)塊鏈技術(shù)在聯(lián)盟內(nèi)的數(shù)據(jù)透明,,交易可信、數(shù)據(jù)安全方面的優(yōu)勢(shì),。

  通過(guò)分布式節(jié)點(diǎn),,聯(lián)合裝備制造企業(yè)、通信設(shè)備制造商,、電子信息制造商,,軟件服務(wù)企業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化公司,、系統(tǒng)集成企業(yè),、科研院所,ICT運(yùn)營(yíng)商,,金融和保險(xiǎn)服務(wù)機(jī)構(gòu)等,,建立跨行業(yè)的涵蓋技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造,、技術(shù)服務(wù),、系統(tǒng)集成和金融服務(wù)等功能在內(nèi)的智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,避免企業(yè)陷入單打獨(dú)斗的困境,,為我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)升級(jí),,提供安全可信的營(yíng)商環(huán)境。

  3)新模式三:區(qū)塊鏈技術(shù)助力構(gòu)建協(xié)同協(xié)作型生產(chǎn)環(huán)境

  就目前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線來(lái)講,,已經(jīng)可以通過(guò)生產(chǎn)線和廠區(qū)的邊緣計(jì)算中心實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線內(nèi)的設(shè)備協(xié)同,。但在生產(chǎn)線之間、廠區(qū)之間,、上下游企業(yè)之間的實(shí)時(shí)協(xié)同就需要更靈活和低成本的協(xié)同網(wǎng)絡(luò),。

  通過(guò)在區(qū)塊鏈應(yīng)用層構(gòu)建供應(yīng)鏈、生產(chǎn)線,、質(zhì)檢,、售后、運(yùn)維等環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)模型,,利用分布式任務(wù)協(xié)同節(jié)點(diǎn),,將業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)模型的狀態(tài)在全網(wǎng)實(shí)時(shí)更新和同步,從而實(shí)現(xiàn)跨生產(chǎn)線,、廠區(qū)和上下游企業(yè)的生產(chǎn)協(xié)同,。

  三、區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的協(xié)同角色

  在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》中除了以上直接提及的區(qū)塊鏈顯性應(yīng)用場(chǎng)景外,,還涉及供應(yīng)鏈協(xié)同,、平臺(tái)協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同,、產(chǎn)業(yè)協(xié)同和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同等發(fā)展行動(dòng)規(guī)劃,,其實(shí)從區(qū)塊鏈協(xié)同特性的角度看,筆者認(rèn)為區(qū)塊鏈在更長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和“123”產(chǎn)業(yè)融合層面更具創(chuàng)新意義,。

  在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》中,,涉及“協(xié)同”一詞的共有11處、18個(gè)關(guān)鍵字匹配,??梢?jiàn)在未來(lái)三年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中對(duì)協(xié)同的重視,。

  產(chǎn)業(yè)協(xié)同根據(jù)參與方不同可分為:內(nèi)部單一協(xié)同和外部多方協(xié)同。

  內(nèi)部單一協(xié)同指對(duì)單一經(jīng)營(yíng)實(shí)體內(nèi)部開(kāi)展基于流程的強(qiáng)相關(guān)協(xié)作和事務(wù)的一致性同步,;外部多方協(xié)同則是指在多個(gè)經(jīng)營(yíng)實(shí)體間開(kāi)展基于狀態(tài)的弱相關(guān)協(xié)作和一致性同步,。

  另外,根據(jù)協(xié)同內(nèi)容不同還可分為:流程協(xié)同,、無(wú)狀態(tài)協(xié)同和狀態(tài)協(xié)同,。

  流程協(xié)同指利用流程/規(guī)則預(yù)定義、任務(wù)自動(dòng)同步,、信息強(qiáng)一致性特點(diǎn),,建立基于自動(dòng)化流程推進(jìn)的持續(xù)協(xié)同機(jī)制,企業(yè)常用的ERP,、OA,、CRM等系統(tǒng)都屬于流程協(xié)同;無(wú)狀態(tài)協(xié)同則是采用異步,、接口標(biāo)準(zhǔn)化方式的一次性協(xié)同機(jī)制,,目前大多數(shù)的產(chǎn)品交接都屬于無(wú)狀態(tài)協(xié)同;狀態(tài)協(xié)同是圍繞多協(xié)同方抽象后狀態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)可持續(xù)同步保障,。

  而在工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,,又具有鏈條長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多,、涉及企業(yè)或平臺(tái)復(fù)雜,、多方業(yè)務(wù)目標(biāo)不一致等特點(diǎn)。如果采用流程協(xié)同就必然會(huì)需要基于一個(gè)中心化的第三方企業(yè)或平臺(tái),,統(tǒng)一產(chǎn)業(yè)鏈全部的業(yè)務(wù)流程和規(guī)則,,這顯然不現(xiàn)實(shí)。

  現(xiàn)實(shí)中,,工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的資源供應(yīng),、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品流通和銷售的多環(huán)節(jié)協(xié)同中往往都采用“無(wú)狀態(tài)協(xié)同”機(jī)制,,即:利用物流,、訂單等單據(jù)交接實(shí)現(xiàn)一次性價(jià)值交換,而并未持續(xù)關(guān)注產(chǎn)品或訂單狀態(tài),。

  例如:生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)供應(yīng)鏈將產(chǎn)品流通到銷售企業(yè)中,,最后到達(dá)消費(fèi)者,依托的是產(chǎn)品一次性的價(jià)值交換,,生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法獲取產(chǎn)品最終的使用體驗(yàn)狀態(tài),。

  利用區(qū)塊鏈狀態(tài)一致性同步機(jī)制則可在“123”產(chǎn)業(yè)融合、產(chǎn)品供應(yīng)鏈,、商品供應(yīng)鏈之間和多方經(jīng)營(yíng)實(shí)體之間建立高可信的狀態(tài)一致性維護(hù)機(jī)制,;依托區(qū)塊鏈防篡改的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和時(shí)間序列,,可將傳統(tǒng)供應(yīng)鏈體系中的價(jià)值交換轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)值傳遞;建立供應(yīng)到消費(fèi)端到端產(chǎn)業(yè)協(xié)同場(chǎng)景,。

  見(jiàn)下圖:

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  產(chǎn)業(yè)協(xié)同示意圖

  四,、總結(jié)

  目前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展已進(jìn)入快速發(fā)展階段,,在深化新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、發(fā)展新模式新業(yè)態(tài),、實(shí)現(xiàn)123產(chǎn)業(yè)融通,、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、搭建產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展環(huán)境和加固安全保障等方面提出了全新要求,。

  其中,,區(qū)塊鏈作為一種發(fā)布式協(xié)同框架,可充分發(fā)揮其在網(wǎng)絡(luò)對(duì)等,、平臺(tái)互信,、數(shù)據(jù)校驗(yàn)與證明分離、狀態(tài)協(xié)同等方面的優(yōu)勢(shì),,促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展,。

  區(qū)塊鏈的應(yīng)用價(jià)值研究目前還處于初期,在協(xié)同動(dòng)力,、模型協(xié)議化,、狀態(tài)密碼化方面還有待更深入的研究,相信隨著更多學(xué)界,、產(chǎn)業(yè)界朋友的共同努力,,挖掘區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)在分布式產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)融合、協(xié)同方面的巨大潛能,,把區(qū)塊鏈作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化,、集約化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,為全面實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025提供基礎(chǔ)性保障,。

  

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