工业区块链应用白皮书

所需积分/C币:9 2019-03-08 23:42:51 1.45MB PDF
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区块链技术应用在工业领域的稀有技术资料,白皮书详尽介绍了工业区块链应用现状及发展趋势
特别感谢 本白皮书由可信区块链推进计划工业应用组和工业互 联冈产业联盟区块链特设组共同完成。主要作者包括:魏 凯、卿苏德、张奕卉、黄胜、徐晓旻、焦丽梅。 联 strial internet 前言 以客户需求为中心的市场飞速发展,为工业企业制造和服务提出 系列新挑战。一方面,越来越多订单在传统规模生产的基础上,加 入了“单单不同”的差异化需求;另一方面,消费个性化的长尾效应 推动“供应侧”生产组织模式由传统的集中控制型向分散增强型转变, 即生产活动网络化,生产管理中心化。 区块链技术,通过多种信息化技术的集成重构,触发新型商业模 式及管理思维,对于实现分散增强型生产关系的高效协同和管理,提 供了“供给侧改革”的创新忌路和方法:共享账本、机器共识、智能 合约和权限隐私四大技术,可以实现工业数据互信、互联、共亨;“物 坦分布式、逻辑多中心、监管强中心”的多层次架构设计,为政府监 管部门和工业企业相互间提供了“柔性”合规监管的可能;分布式部 署方式能够根据现实产业不同状况提供分行业、分地域、分阶段、分 步骤的理性建设和发展路径。 本白皮书旨在围绕工业应用发展的现状及挑战,分析区块链技术 如何能更好地与工业应用深入契合。第一章着重介绍工业应用的特点 分析了区块链对工业应用的价值。第二章分析了工业区块链的技术 应用图谱以及应用于工业的相关优势。从第三章到第五章分别介绍了 区块链在助力工业安全、提高工业生产效率、帮助服务型升级的应用 场景,同时对其中剖分场景,应用区块链所来的价值提升进行了深 度分析。最后在第六、七章提岀了对于工业区块链应用落地面临挑 战和相关政策建议。 目录 、区块链对工业应用发展带来新机遇 工业应用的发展现状 工业应用面临的痛点 区块链的特点及带来的机遇 二、工业区块链技术方向 工业区块链技术的思路 工业区块链应用图谱 区块钝应用于工业制造过程的优势 、区块链在工业安全中的应用 设备身份管理 设备访问控制 设备注册管理 设备运营状态监管 四、区块链提高工业生产效率的应用 供应链可视化 分布式生产 联 工业物流运输管理 工业维修工单管理 strial internet 五、区块链助力服务制造升级的应用 围绕工业企业的供应链金融 工业设备产品租赁 工业产品设备二手交易 工业品回收 六、区块链对于数据共享和柔性监管的应用 区块链实现工业行业间互信共享共同进步 区块链使得工业互联网干台之间价值共享 区块链实现工业互联网柔性监管 七、工业区块链落地难点及挑战 技术层面 推广层面 八、工业区块链应用落地政策建议 加强技术模式创新 规范服务实体经济 枳极提升产业影响 完善发展政策环境 八、参考文献 联 strial internet 区块链对工业应用发展带来新机遇 1.工业应用的发展现状 2018年,我国工业生产平稳运行,中高端制造业快速增长,企业 效益持续改善,工业发展质量有所提高。但是,单位工业效能与发达 国家仍然存在较大差距,主要体现在资源和能源的利用率较低,生产 经菅中面临众多安全和环保问题。如何积极有效利用现代信息技术解 决传统工业生产中面临的经营决策挑战,推动工业化和信息化的快速 融合发展,实现生产、管理和营销方式的变革,已经成为高端制造业 发展的关键。 工业发展到4.0时代,已经远远超出了生产制造本身。它更多地 表现为企业在可能的最大生态影响范围内精准控制成本,按需、快速 个性化地完成定制生产,并逐步增强市场竞争能力。 1)“细微化”要求 精准生产要求产业链上的每个单元都把生产、成本及质量控制做 到极致。它自然推动了传统工业生产的变革,即企业由原先的“大而 全”向“小而专”演变。传统产业的一个流程,现在可能进一步“颗 粒化”变为多个流程。每个生产单元都只集中精力在这个“细微”流 程的专业度和广度提升上,以增强自身在全球市场的竞争力。比如传 统的电源插座生产,以前往往亩一家工厂从设计到生产备料到组件生 产到组装全部做完;而在精准生产的“微粒度”生产组织下,生产流 程分解为插头设计出模、插头生产、插针生产、组件组装等多个环节, 每个环节都是一家独立的公司或车间来完成。而每家公司都自身的微 细环节上发挥工匠精神,把设计、生产、质量控制、成本及生态建设 做到极致。 2)“广泛化”布局 生产单元的“细微化”进一步推动企业的客户生态“广泛化”。产 量是绝大多数产业盈利及竞争力的朴素的致胜法宝。在生产单元细微 化的演变进程中,一方面由于生产颗粒的细微使得企业得以在全球范 围内研究需求个性化趋势的“分层”要求或需求引导;另一方面对产 量的需求也使得企业意识到,依赖于原先的老客户群体势必无法满足 企业成长的要求。企业需要一个相对大的客户群基数和相对广泛的客 户覆盖范围,才可以平衡少量大客户带来的生产周期波动风险,并使 得企业的需求量有长足稳定的增长。 3)品牌商的崛起 智能制造的业绩体现,往往体现为全球高度具有竞冬力的品牌营 造。好的品牌不仅可以获得比较高的生产溢价,同时有利于扩大市场 占有率。品牌商最大的挑战,来源于其对产品研发的创新性,技术门 槛及对其产业链的生产组织能力。品牌商同时也成为整个市场的“感 应器”,它通过市场对其产品的反馈体系,最先感受到市场的变化, 并通过它自身的生产组织传到生产的上游供应末端。如同前面的生产 单元“微粒化”,品牌商为了应对消费端的“长尾效应”及个性化需 求,品牌塑造也呈现为针对越来越细分的市场。 2.工业应用面临的痛点 当前工业发展现状及趋势,即是我们现在经常提及的“冈络化生 产”或“云化生产”。它对整个生产制造生命周期提出了诸多方面的 挑战: 高度协同:“细微化”生产单元之间的协作程度比以往大而全的生 产还要快速、精准。一个环节的生产,供应问题就可能影响全局, 对整个产业链造成影响; 工业安全:高度协同的生产单元,涉及到各种生产设备,这些设 备的身份辨识可信、身份管理可信、设备的访问控制的可信是多 方协作的基础; 信息共享:由于产业链上下游的生产协同影响,产业链上下游对 信息共享的要求从未像今日这般强烈。信息共享有助于快速生产 组织、库存削减、物流联运、风险管控、质量控制等等; “跨界”资源融合:产业生态的复杂化及多样化,使得以往单一 链条中某一家或两家巨头可以轻易解决的闩题变得棘手。而产业 僵化闩题的解决往往需要“界外”企业积极参与进来成为其中的 “润滑剂”、“催化剂”。比如金融机构,高新科技机构与核心制造 业的深度融合; 最大程度“标准化”通过把生产微粒度变小的方式,不断推动生 产组织最大程度的“标准化”和“精准化”,而不是“非标化”。这 种“标准化”,不仅休现在玍产环节,也体现在包装、运输、维修 维护、商务环节等等; 柔性监管:对于政府监管部门而言,监管局面前所未有地复杂。 怎样采用新技术进行“柔性”或“隐形”地引导式监管,变成安全 生产和产业支持的挑战之一。 3区块链的特点及带来的机遇 区块链( Blockchain)是一种由多方共同维护,使用密码学保证 传输和访问安全,能够实现数据一致存馅、难以篡改、防止抵赖的记 1详见参考文献【 账技术,也称为分布式账本技术( Distributed ledger Technology)。 典型的区块链系统中,各参与方按照事先约定的规则共同存储信息并 达成共识。按照系统是否具有节点准入机制,区块链可分类为许可链 和非许可链。许可链肀节点的邡入退出需要区块链系统的许可,根据 拥有控制权限的主体是否集中可分为联盟链2和私有链;非许可链则 是完全开放的,亦可称为公有链,节点可以随时自由加入和退出。 考虑到工业互联网应用的自身特点,有权限身份管理的联盟链更 加适合工业互联网当中的各种应用。 从技术角度看,联盟链技术主要有共享统一账本、灵活智能合约、 达成机器共识以及保护权限隐私四个技术特点。 1)共亨统一账不 共享账本中以链式结构存储了交易历史以及交易以后的资产状 态。每一个区块的哈希将作为下一个区块的数据头,如此一个一个的 串联在一起。由于各个有存储账本权限的节点和相关方有相同的账本 数据,于是通过哈希校验可以很方便的使得账本数据难以篡改。账本 中存储了交易的历史,且这些交易都是交易发起方签名,亩一定的背 e 书策略验证过,并经过共识以后写入到账本中。 2)可定制智能合约 智能合约描述了多方协作中的交易规则和交易流程。这些规则和 流程将会以代码的形式部署在相关的参与方的背书节点中。根据代码 的要求,智能合约将一个内外部享件来驱动执行。 3)机器共识机制 联盟链:根据一定特征所设定的节点能参与、交易,共识过程受预选节点控制的区块链。 私有链:写入权限在一个组织手里,读取权限可能会被限制的区块链。 公有链:任何人都能读取区块链信息,发送交易并能被确认,参与共识过程,是真正意义上的去中心化 区块链,比特币区块链即是公有链最好的代表。

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