2020年10月21日，兩化融合暨工業(yè)互聯網平臺大會在成功在蘇州舉辦，本次大會以“融合新業(yè)態(tài) 產業(yè)新生態(tài) 發(fā)展新格局”為主題，由工業(yè)和信息化部、國務院國有資產監(jiān)督管理委員會、中華全國工商業(yè)聯合會和江蘇省人民政府聯合主辦。會議重點圍繞：保持融合發(fā)展戰(zhàn)略執(zhí)行;完善融合發(fā)展政策標準體系;推動工業(yè)互聯網加快發(fā)展，打造先進的工業(yè)互聯網平臺體系;關鍵技術創(chuàng)新突破;繁榮融合創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)等方面展開交流和探討。
筆者作為本次大會“鏈向未來 創(chuàng)新融合”--區(qū)塊鏈賦能工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展分論壇演講嘉賓也參與其中的分享和研討。論壇中，就區(qū)塊鏈技術為工業(yè)領域高效協同和創(chuàng)新管理提供新的解決思路，在促進我國制造業(yè)高質量發(fā)展具有的重要意義方面，嘉賓們展開激烈討論。參會各企業(yè)也就深化區(qū)塊鏈技術與制造業(yè)融合發(fā)展，積極培育新業(yè)態(tài)、新模式，促進區(qū)塊鏈技術在工業(yè)互聯網中應用發(fā)展的案例和應用場景進行了深入介紹。
筆者通過本次大會在區(qū)塊鏈賦能工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方面也收獲了不少全新的認知和理解，特此通過本文與廣大讀者分享。
工業(yè)互聯網真的需要區(qū)塊鏈技術嗎?
2019年，Gartner發(fā)布工業(yè)互聯網(物聯網)平臺的魔力象限的評估，40多家國際工業(yè)互聯網(物聯網)平臺供應商上榜，國內企業(yè)只有一家上榜，而上榜的大部分企業(yè)也都擁擠在利基玩家區(qū)域。該評估說明，目前全球范圍內的工業(yè)互聯網平臺仍很不成熟。在Gartner評分指標中的獨立采購(不能捆綁銷售其他軟硬件，以說明平臺的應用全面性)、合作伙伴商業(yè)模式、客戶數、IoT終端連接數、本地化部署、互聯互通等方面，還有很大提升空間。
雖說該評估指標只是Gartner 單方評價標準，不過可以對工業(yè)互聯角度下的工業(yè)互聯網平臺發(fā)展趨勢窺見一斑，值得我們思考。據統(tǒng)計，我國目前各類型平臺數量總計已有數百家之多，具有一定區(qū)域、行業(yè)影響力的平臺數量超過了50多家。而這50多家平臺主要由傳統(tǒng)工業(yè)技術解決方案企業(yè)轉型和大型制造企業(yè)內部孵化而來。它們都有共同的優(yōu)劣勢，即：依托原有工業(yè)制造兩化領域方面的系統(tǒng)沉淀，可快速導入已有客戶資源和應用;但也由于這些平臺缺乏互聯網基因，在產業(yè)鏈生態(tài)搭建，形成垂直產業(yè)鏈和跨行業(yè)企業(yè)協作方面乏善可陳。
目前工業(yè)互聯網平臺推廣最大阻力其實簡單說是三方面，即：“互而不連”、“連而不互”、“互聯不網”。“互而不連”方面是指由于我國工業(yè)企業(yè)，信息化建設水平參差不齊，目前還主要是依靠加快工業(yè)企業(yè)信息化基礎設施建設的政策扶持，這是工業(yè)互聯網的基礎。而“連而不互”和“互聯不網”則是形容在工業(yè)產業(yè)鏈中，缺少垂直和橫向產業(yè)的信息共享和交互，工業(yè)互聯網平臺的建設很容易成為各個平臺企業(yè)獨自為戰(zhàn)的“信息孤島”。[2][3]
而造成類似“信息孤島”的根本性原因，并不是工業(yè)互聯網平臺在集約化和平臺化的程度還不夠，而是數據平臺的集中控制和工業(yè)生產產業(yè)鏈分散的天然矛盾。工業(yè)互聯網或產業(yè)互聯網與消費互聯網最大的不同是，產業(yè)結構復雜，以實體企業(yè)為主，資產規(guī)模巨大，產業(yè)鏈上下游牽涉范圍廣，任何單一企業(yè)都不能完成對某個行業(yè)全產業(yè)鏈的完全、絕對的控制。但這些產業(yè)的價值所在，又必須要求這些企業(yè)建立商業(yè)聯盟關系，保證價值的流動性。所以工業(yè)行業(yè)乃至工業(yè)互聯網建設急需一種跨平臺的分布式協作機制---關于分布式協作可以參看我上篇文章：《我們真的了解什么是區(qū)塊鏈嗎?重新理解區(qū)塊鏈商業(yè)價值》。
區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢在于沒有第三方證明和擔保的前提下，實現工業(yè)信息的協作，這和工業(yè)互聯網目前急需解決的“連而不互”、“互聯不網”的問題形成優(yōu)勢互補效應，利用區(qū)塊鏈技術實現工業(yè)互聯網平臺內部企業(yè)之間、平臺與平臺之間的信息互聯和商業(yè)協作是一種比較低成本的技術路徑。
區(qū)塊鏈同工業(yè)互聯網的融合探討
這些年，區(qū)塊鏈在實體行業(yè)的應用，常常是直接做加法(產品+區(qū)塊鏈)。特別是1024后，很多地方政府相繼推出具有地方特色的區(qū)塊鏈項目，儼然區(qū)塊鏈已經進入品牌運營階段，而實際上區(qū)塊鏈技術在應用方向、商業(yè)模式、應用價值方面需要待討論和驗證的問題還很多，遠沒到品牌價值推廣階段。對于區(qū)塊鏈如何同工業(yè)互聯網平臺這樣集中化、平臺化的工業(yè)基礎設施集成和融合將是本文討論的重點。
應用重點將是創(chuàng)新、融合和可信
區(qū)塊鏈產業(yè)應用不應該是簡單加法，不是技術的直接嵌入，而是要做乘法，要做商業(yè)模式升級;區(qū)塊鏈的產業(yè)應用重點應該是產業(yè)創(chuàng)新、融合和營造可信商業(yè)協作環(huán)境。
產業(yè)創(chuàng)新層面：區(qū)塊鏈技術的應用賽道不應該是在和工業(yè)集約化、中心化和平臺化系統(tǒng)PK效率和速度上，而是應該著眼于通過區(qū)塊鏈分布式可信協作機制，實現市場供給側和消費側、垂直和橫向產業(yè)鏈間的新商業(yè)模式、新產品(新服務)、新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新上。例如：制造業(yè)模塊化和服務化;制造業(yè)定制化等。
產業(yè)融合層面：在進入互聯網時代后，特別是最近10年的移動互聯網的蓬勃發(fā)展，呈現產業(yè)或同一產業(yè)不同行業(yè)相互滲透、相互交叉、相互融合的趨勢。形成以第五產業(yè)知識產業(yè)為主導，第一產業(yè)農業(yè)為基礎，第二產業(yè)工業(yè)為中介，第三產業(yè)服務業(yè)為核心，第四產業(yè)信息業(yè)為配套的產業(yè)融合新局面。例如：摩拜和ofo等共享單車服務，直接滲透到自行車設計和制造;消費品質量溯源可追溯到原材料的制造或種植等。利用區(qū)塊鏈技術天然的融合性優(yōu)勢可在異構、標準不統(tǒng)一、核心分散的多產業(yè)間形成商業(yè)融合環(huán)境。
可信商業(yè)協作環(huán)境層面：目前在工業(yè)領域依然是以訂單驅動為主的被動制造模式(可信依據是合同和訂單)，而要實現需求驅動的主動制造模式(可信依據是渠道、客戶和需求)，要求工業(yè)企業(yè)具備面向客戶的前置需求感知能力，而建立可信的商業(yè)協作至關重要。利用區(qū)塊鏈技術分布式交易真實性驗證機制，可在分散的商業(yè)協作網絡中，保障交易數據的前后一致性和防篡改，營造可信真實商業(yè)協作基礎，從而保障實現需求驅動的制造業(yè)新模式。
“制造企業(yè)獨立建設電商平臺的失敗案例遠遠大于成功案例，說明：分布式商業(yè)協作優(yōu)于中心化控制”。
區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯網平臺技術融合
區(qū)塊鏈技術從誕生起，就是分布式、去中心化的應用代表。而工業(yè)互聯網平臺則是云計算、大數據、AI、IoT等互聯網技術，與工業(yè)信息化技術的一種中心化集成體系。區(qū)塊鏈和其他互聯網技術最大的不同是，自身并不是一種單一技術，區(qū)塊鏈本質上已經是一種由多技術集成的分布式應用平臺。所以兩者的技術融合，更像兩種不同集成平臺的兼容和調和。
通過下圖我們可以了解工業(yè)互聯網平臺的四層架構情況，區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯網平臺的集成也不是簡單的區(qū)塊鏈嵌入工業(yè)互聯網的某個分層，而是需要充分理解區(qū)塊鏈分布式集成框架的技術組成屬性，將區(qū)塊鏈的分層技術與工業(yè)互聯網平臺的四層架構充分融合。
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來源：工業(yè)互聯網平臺白皮書2019[4]
工業(yè)互聯網平臺邊緣層融合：通過基于工業(yè)互聯網邊緣層設備的接入，可以高效、便捷地解決區(qū)塊鏈入鏈設備數據的協議適配難和數據實時性問題。在工業(yè)智能物聯設備、傳感器、DCS、PLC等設備中，通過集成區(qū)塊鏈的SDK、API，實現物聯設備的輕節(jié)點，應該支持設備直接接入和邊緣服務器輕節(jié)點接入兩種邊緣層融合模式。
工業(yè)互聯網平臺IaaS層融合：利用工業(yè)互聯網云平臺主機虛擬化、彈性伸縮、高可用、負載均衡、資源利用率高、易維護的優(yōu)勢，將區(qū)塊鏈底層網絡、存儲和計算需求部署到IaaS層，穩(wěn)定、高效地實現區(qū)塊鏈的底層技術需求。例如：區(qū)塊鏈的虛擬機、數據庫、P2P網絡傳輸、多鏈交互和跨鏈都可以基于IaaS層的基礎設施進行融合性集成。
工業(yè)互聯網平臺層融合：利用工業(yè)互聯網平臺層服務化優(yōu)勢，將加密算法、共識算法、區(qū)塊管理、節(jié)點管理、數據安全處理、智能合約、數字身份、交易、存證、分布式賬本應用和分布式CA、運維和監(jiān)控等區(qū)塊鏈基礎應用能力封裝為平臺PaaS服務，低成本地實現BaaS化的區(qū)塊鏈應用，提供給產業(yè)鏈上下游企業(yè)快速集成。
工業(yè)互聯網應用層融合：利用工業(yè)互聯網平臺應用層能力開放優(yōu)勢，提供標識防偽、產品溯源、生產品控、質檢管理、采購、質量信用、物流、售后、保險、金融和行業(yè)監(jiān)管等分布式的區(qū)塊鏈行業(yè)應用，除了提供一套完整的原生消費端、生產流通端、平臺管理端和行業(yè)監(jiān)管端工業(yè)APP以外，還通過集成開放環(huán)境，SDK和API將區(qū)塊鏈業(yè)務能力服務開放，讓更多的開發(fā)者和企業(yè)實現更加廣泛的應用場景。
以上技術集成方式，并不限于完整的工業(yè)互聯網四層架構融合，而是根據行業(yè)和應用場景實際情況選擇。
區(qū)塊鏈與工業(yè)互聯網應用集成將是兼容、調和，而非替代
由于區(qū)塊鏈并不是單一技術，而是基于加密學、分布式共識、點對點通信、鏈式數據結構、博弈論等基礎技術或科學之上的融合創(chuàng)新應用，本質是一種應用層融合技術，因此，區(qū)塊鏈的應用可在跨網絡、平臺、操作系統(tǒng)間靈活部署。在工業(yè)互聯網領域，同工業(yè)互聯網平臺一定是低耦合、兼容性和系統(tǒng)調和性的融合，可以在平臺內企業(yè)間、工業(yè)互聯網平臺與平臺間、邊緣計算節(jié)點間嘗試區(qū)塊鏈技術的融合性嵌入。
工業(yè)互聯網平臺內企業(yè)間的互聯：工業(yè)互聯網平臺內的相關企業(yè)可以在平臺內申請加入核心工業(yè)數據安全可信共享網絡，平臺為每家企業(yè)分配虛擬節(jié)點，虛擬節(jié)點可采用平臺的IaaS層管理方式實現擴容和橫向擴展。企業(yè)之間的點對點的數據交易和共享，由平臺內的區(qū)塊鏈網絡實現。
這種方式改造難度低，節(jié)點由云平臺統(tǒng)一管理，維護成本低，平臺主動性強，但數據互聯只在平臺內有效。見下圖：
平臺內、企業(yè)間集成互聯
工業(yè)互聯網平臺之間的互聯：工業(yè)互聯網平臺之間可采用各自部署區(qū)塊鏈節(jié)點，組建跨平臺的工業(yè)數據互聯聯盟，利用區(qū)塊鏈技術充分打通平臺壁壘，形成跨界商業(yè)合作新模式。各平臺自行管理區(qū)塊鏈共識節(jié)點，準入和退出由聯盟平臺投票決策。該模式適合解決平臺與平臺的“數據孤島”的場景，但組網的難度較大，各平臺有各自的業(yè)務訴求，短時間內很難達成共識，需要有新商業(yè)模式的誕生，激發(fā)企業(yè)和平臺的主動性。見下圖：
工業(yè)互聯網平臺間集成互聯
邊緣計算節(jié)點之間的互聯： 大型工業(yè)企業(yè)集團、產業(yè)鏈聯盟企業(yè)可以通過在邊緣計算節(jié)點部署本地的區(qū)塊鏈節(jié)點，靈活搭建基于生產設備操作層面的生產協作的可信區(qū)塊鏈網絡，形成跨企業(yè)、廠區(qū)、生產線自動化協作融合能力。該方式適合擁有多子公司、多廠區(qū)和生產線的大型工業(yè)集團內部開展生產設備數據的直接共享和流程協作，但該模式要重視數據和設備的安全控制。見下圖：
邊緣計算節(jié)點間集成互聯
區(qū)塊鏈技術在分布式環(huán)境下具有的數據安全協作，可信協作環(huán)境搭建和應用層靈活部署的優(yōu)勢，對工業(yè)互聯網的推廣和發(fā)展都有積極促進和優(yōu)勢互補的作用。特別是為工業(yè)企業(yè)的跨企業(yè)、跨平臺和跨產業(yè)鏈的合作提供了信任集成框架，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造和發(fā)現新商業(yè)模式提供了契機。
區(qū)塊鏈在工業(yè)領域的應用場景
區(qū)塊鏈如何解決具體的工業(yè)領域的問題，產生具有實際商業(yè)價值的應用案例，是目前眾多從業(yè)者共同研究的方向，這里我僅提供一些本人的研究領域供大家參考。
區(qū)塊鏈+機理模型共享：
工業(yè)互聯網平臺層的機理模型、數據模型、業(yè)務模型，如：資產管理模型、產品研發(fā)設計模型、過程管控模型、運維模型、工藝模型、資源配置模型等的建立需要大范圍采集多家企業(yè)、多個生產線和大量生產設備基礎數據才能積累和沉淀。一方面，出于企業(yè)核心生產數據上傳平臺的安全性、機密敏感性的考慮，目前在通用工業(yè)互聯網平臺(單一企業(yè)私有工業(yè)互聯網平臺除外)中，大多數企業(yè)并不希望將核心數據上傳到平臺層;而另一方面，大家也看到機理模型、數據模型、業(yè)務模型的沉淀和運用，對優(yōu)化工業(yè)制造、物流、工藝改進、資源配置、品控等方面有極大優(yōu)勢和必要性。這就要求工業(yè)互聯網架構中需要一種可以實現分布式模型計算和機器學習的網絡結構，再以模型數據共享計費和激勵體系，鼓勵多方參與者共同構建工業(yè)機理模型。
區(qū)塊鏈+安全認證：
在美國《2016-2045年新興科技趨勢報告》中指出，到2045年，最保守的預測認為，將會有超過1000億的設備連接在互聯網上，這些設備包括了移動設備、可穿戴設備、家用電器、醫(yī)療設備、工業(yè)探測器、監(jiān)控攝像頭、汽車，以及服裝等。目前隨著國內工業(yè)互聯網進一步發(fā)展和演進，大量工業(yè)智能化設備，如：傳感器、DCS/PLC、網關、I/O模塊、邊緣服務器、微數據中心都需要接入工業(yè)互聯網平臺。但同時也帶來生產設備雙向安全保障的問題，特別是基于DCS/PLC的生產線控制器一旦出現網絡安全問題，將給企業(yè)帶來不可估量的損失。
采用基于區(qū)塊鏈技術的分布式數字身份認證體系，將邊緣計算中心作為企業(yè)、人和設備接入的認證和安全校驗節(jié)點，可實現人與設備、設備與設備、服務器與服務器之間的雙向身份驗證，大大降低邊緣層接口數據泄露和設備控制的安全隱患，同時還可以實現基于工業(yè)互聯網PaaS層工業(yè)數據加密存儲需求，實現數據私有化訪問。
區(qū)塊鏈+工業(yè)產品流通數據融通：
利用區(qū)塊鏈技術的交易透明性、數據防篡改、信息分布式一致的特性和智能合約在網內自證自恰的應用優(yōu)勢，依托于工業(yè)互聯網平臺構建平臺內制造企業(yè)、物流企業(yè)、稅務部門、交通部門、銀行、渠道商和客戶等產業(yè)鏈參與方分布式的產、銷、用的數據融通應用。實現產品品控證明、資金支付證明、票據真實性證明、供應鏈流轉證明、渠道銷售證明、客戶使用證明等安全可信的價值鏈傳遞網絡，是目前核心制造企業(yè)應用區(qū)塊鏈技術的主要應用方向之一。
區(qū)塊鏈+生產線品控：
目前區(qū)塊鏈技術在農產品溯源，供應鏈溯源等方面的運用已經比較成熟，利用區(qū)塊鏈數據防篡改的特性，建立商品的生產、流通和消費的真實性驗證網絡，有效提高商品的品牌價值。而區(qū)塊鏈技術運用在制造業(yè)的質檢協作效率優(yōu)化、產品質量控制和降低故障率等方面也都有很強的內在需求，特別是在工廠分布式的生產和質檢環(huán)境中有效建立質量可信評估網絡是一件非常困難的事情。
通過工廠邊緣計算中心嵌入區(qū)塊鏈分布式計算節(jié)點，可不用對生產數據全量上傳的前提下，實現各項運維、品控指標的分布式競選，為多生產線、多廠區(qū)和多企業(yè)的最優(yōu)質量優(yōu)化提供實時、動態(tài)的數據支撐。通過區(qū)塊鏈技術數據防篡改特性，提供產品質量故障、事故等數據無隱瞞、透明化的生產告警，建立責任界定和定損索賠的自動化機制。一條生產線的品控問題可通過區(qū)塊鏈節(jié)點自動化、防篡改地向產業(yè)鏈上下游企業(yè)和監(jiān)管節(jié)點實時同步，同時可按照需求向其他生產線廣播告警。基于區(qū)塊鏈的品控告警機制，可實現低延遲、自動化、低成本和防篡改的高質量生產和安全運維。
當然工業(yè)領域的零配件和產品質量溯源要比供應鏈的商品溯源復雜很多，目前區(qū)塊鏈技術在工業(yè)產品質量溯源方面還處于初步探索階段，有部分大型制造企業(yè)正在局部工廠和生產線試點類似方案。
區(qū)塊鏈+制造業(yè)服務化：
美國Pearson Electronics是高精度寬帶電流互感器的鼻祖和領先制造商，長期以來一直被認為是高精度寬帶電流互感器設計和制造的市場領導者，目前正在嘗試一種新的技術，利用物聯網和區(qū)塊鏈的技術訪問機器內部的數據，記錄機器輸出并計算交易和付款。工廠企業(yè)可以任意使用各種立箱機、封口機和碼垛機等，而不需要花大筆資金購買這些設備，只需要為產品的制造服務付費即可。
在國內，工廠生產線升級大部分是從設備商那里購買設備，然后進行組裝、調試和應用，工廠企業(yè)必須承擔設備投資的所有風險。但對于急需生產線機器又沒有獲得資金的公司來說，直接購買設備無疑有很大的困難，而且即使成功購買設備完成了對生產線的升級，也不能保證機器時刻有生產任務，一旦機器處于閑置，必然造成了廠家的生產力浪費。所以，如何在需要使用設備時能方便快速地獲取生產力，在設備空閑時又能將設備提供給其他工廠使用，成了提高工廠企業(yè)生產效率的一個重要問題。而使用基于區(qū)塊鏈的生產線租賃是一種理想的解決方式，區(qū)塊鏈是一種安全且防篡改的分布式記賬技術，在租賃設備記賬方面可以產生重要的意義，機器廠商將可以依此實現生產線的智能租賃。它消除了機器的前期費用，制造商可以將資金投入其它可以改善運營的地方，例如新產品開發(fā)等，使得其業(yè)務更加靈活，在行業(yè)中創(chuàng)造更大的競爭優(yōu)勢。
總結：
目前區(qū)塊鏈作為一項新興技術，在國家產業(yè)規(guī)劃層面得到高度重視，我也有幸參與其中，特別是我參與的《2020 年工業(yè)互聯網創(chuàng)新發(fā)展工程——基于區(qū)塊鏈的工業(yè)產品防偽溯源平臺》項目也得到工信部專項扶持?？梢哉f，區(qū)塊鏈技術在工業(yè)領域的應用方興未艾，還需要更多的人員投入、領域研究和應用。希望區(qū)塊鏈徹底擺脫“高級黑、低級紅”的困局，任何過度夸大區(qū)塊鏈價值，且不解決行業(yè)具體問題的現象，無疑都是區(qū)塊鏈健康發(fā)展的最大阻礙，談區(qū)塊鏈不談行業(yè)問題，則是“空中樓閣”。希望本文能為區(qū)塊鏈的行業(yè)應用提供一點思路。
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轉型的最終目的 -提質降本增效
