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關於區塊鏈的討論越來越多,區塊鏈技術應用到多領域指日可待。本文作者從四個方面解析,區塊鏈技術怎麼應用到智能製造中,對區塊鏈感興趣的童鞋不要錯過。

在2019年10月24日中央政治局第十八次集體學習中,習總書記指出:區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智能製造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域,要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展,積極推進區塊鏈和經濟社會融合發展。

2020年4月20日國家發改委也正式將區塊鏈技術納入新基建範疇。

同時最近半年,筆者正在參與《2020年工信部工業互聯網招標項目》中涉及區塊鏈的協同創新類項目申請和《區塊鏈工業互聯網和智能製造應用》內參讀物的編寫。

筆者對於區塊鏈在智能製造方面的應用有一些深刻體會,藉此機會與讀者分享。

目前在金融行業和供應鏈管理領域,區塊鏈技術利用資產透明化、鏈式數據結構、數據防篡改等特性,在行業推廣中走在了前沿,上線了不少供應鏈金融、供應鏈溯源等區塊鏈平台。

雖然目前具體商業價值還未徹底挖掘出來,但人們相信區塊鏈技術對於金融和供應鏈管理有原生的資產模型支撐優勢。

而在非資產類管理的工業智能製造領域,如何利用區塊鏈技術優勢賦能,估計大部分人還停留在純粹的概念層面,並無具體思路,還有部分人士認為區塊鏈技術用在智能製造等其他非金融領域過於牽強。

本文結合筆者的實際研究給出一些參考方向。

一、首先我們來看看什麼是智能製造

1. 國際智能製造發展動態

目前世界上主要發達國家政府,高度重視工業智能製造發展,積極出台相關戰略政策,促進人工智慧在生產製造及工業領域的應用發展。

美國於2016年10月和2018年10月陸續發布了《國家人工智慧研究和發展戰略規劃》和《美國先進位造領導力的戰略報告》,其中重點提及了產品全生命周期優化、先進機器人發展、大數據挖掘、製造系統網路安全等內容。

日本從2015年起,發布了4份與工業智能相關的政策文件,包括《新機器人戰略》《2015 年製造業白皮書》《日本高級綜合智能平台計劃(AIP)》《人工智慧產業化路線圖》,聚焦先進機器人及大數據挖掘領域,推動設備故障智能預測系統的發展。

歐盟在2016 年5月發布了《數字化工業戰略》,重點關注先進機器人和工業自治系統的研發。

2. 國內智能製造進展情況

從政策上看,2015年5月,國務院出台了《中國製造2025》,提出了五大重點工程,其中智能製造工程就是其中重點實施工程之一。

2016年4月,工信部、發改委、科技部和財政部四部委聯合印發了智能製造工程實施指南,提出「攻克五類關鍵技術裝備,夯實智能製造三大基礎,培育推廣五種智能製造新模式,推進十大重點領域智能製造成套裝備集成應用」。加快智能製造裝備的創新發展和產業化進程,推動製造業轉型升級。

從效果上看,近年來智能製造在工業系統各層級各環節展開了廣泛的應用嘗試,分別在生產現場優化、生產管理優化、 經營管理優化、產品全生命周期和供應鏈優化等五個方面聚焦了數十種細化場景。

3. 國內智能製造在取得一定成果的同時,也發現了不少問題

特別是:

  • 還未成功構建智能製造產業生態圈,大部分企業還在單打獨鬥;
  • 製造業商業模式創新尚未成功;
  • 製造企業在資源利用方面的兩極分化嚴重;
  • 工業互聯和信息共享方面發展遲緩等方面。要推動我國製造業向數字化、柔性化、定製化和智能化的發展還需要繼續探索新模式。

二、區塊鏈技術給智能製造帶來新商業模式

區塊鏈技術基於分散式的可信交易網路和數據真實防篡改的特性,為傳統製造行業帶來的更多是模式創業和資源整合作用。區塊鏈雖然不是解決數據傳遞和匯聚效率問題的最優方式,但卻是建立新型自主、共享、協作型商業模式的有效技術路徑。

新模式一:區塊鏈技術助力製造業服務化

製造業服務化通常有兩個層面的理解,一個是製造中間投入的服務化,一個是製造業產出的服務化。但無論在OECD(經濟合作與發展組織)的製造投入產出樣本數據中顯示,製造業中間投入出現服務化趨勢,還是像IBM和GE這樣的全球巨頭的產出服務性收入佔比已經超過一半,都預示全球製造業的服務化是已是大勢所趨。

區塊鏈技術可以在分散式的數據環境下建立可信交易網路,這一優勢在金融服務化已經充分體現。

製造業相比金融行業具備更分散的產業鏈,例如:一輛汽車大約有三萬多個零部件,至少由幾百家供應商構成。

區塊鏈公開透明的記賬模式在分散的不同經營實體間,建立可信的服務化收費模式,提供了基礎環境。

新模式二:區塊鏈技術助力構建智能製造產業生態圈

利用區塊鏈技術在聯盟內的數據透明,交易可信、數據安全方面的優勢。

通過分散式節點,聯合裝備製造企業、通信設備製造商、電子信息製造商,軟體服務企業、工業自動化公司、系統集成企業、科研院所,ICT運營商,金融和保險服務機構等,建立跨行業的涵蓋技術研發、產品製造、技術服務、系統集成和金融服務等功能在內的智能製造產業生態圈,避免企業陷入單打獨鬥的困境,為我國智能製造產業升級,提供安全可信的營商環境。

新模式三:區塊鏈技術助力構建協同協作型生產環境

就目前工業自動化生產線來講,已經可以通過生產線和廠區的邊緣計算中心實現生產線內的設備協同。

但在生產線之間、廠區之間、上下游企業之間的實時協同就需要更靈活和低成本的協同網路。

通過在區塊鏈應用層構建供應鏈、生產線、質檢、售後、運維等環節的業務流程和數據模型,利用分散式任務協同節點,將業務流程和數據模型的狀態在全網實時更新和同步,從而實現跨生產線、廠區和上下游企業的生產協同。

三、區塊鏈技術在智能製造領域的應用方向

1. 區塊鏈+生產線智能租賃

生產線智能租賃本質上是製造業服務化的一個案例。

美國Pearson Electronics是一家高精度寬頻電流互感器的鼻祖和領先製造商,長期以來一直被認為是用高精度寬頻電流互感器設計和製造的市場領導者,目前正在嘗試一種新的技術,利用物聯網和區塊鏈的技術訪問機器內部的數據,記錄機器輸出並計算交易和付款。

工廠企業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,只需要為產品的製造服務付費即可。

在國內,工廠生產線升級都是從設備商那裡購買設備,然後進行組裝、調試和應用,工廠企業必須承擔設備投資的所有風險。

但對於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,一旦機器處於閑置,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,成了提高工廠企業生產效率的一個重要問題。

而使用基於區塊鏈的生產線租賃是一種理想的解決方式,區塊鏈是一種安全且防篡改的分散式記賬技術,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,製造商可以將資金投入其它可以改善運營的地方,例如新產品開發等,使得其業務更加靈活,在行業中創造更大的競爭優勢。

利用區塊鏈技術解決製造業資產配置重,生產線不靈活等問題,降低生產成本的同時提升利潤率。

它還能幫助製造業建立安全完整的資料庫以及有效的產品信息追溯鏈。

區塊鏈技術可以有效推進解決製造業服務化,加快製造業的轉型升級。

2. 區塊鏈+生產線品控

目前區塊鏈技術在供應鏈溯源等方面的運用已經比較成熟,利用區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路,有效提高了商品的品牌價值。

而區塊鏈技術運用在製造業產業鏈內的質檢協作效率優化、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,特別是在工廠分散式的生產和質檢環境中有效建立質量可信評估網路是一件非常困難的事情。

通過工廠邊緣計算中心嵌入區塊鏈分散式計算節點,可不用在對生產數據全量上傳的前提下,實現各項運維,品控指標的分散式競選,為多生產線、多廠區和多企業的最優質量優化提供實時、動態的數據支撐。

通過區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塊鏈節點自動化,防篡改的向產業鏈上下游企業和監管節點實時同步,同時可按照需求向其他生產線廣播告警。基於區塊鏈的品控告警機制,可實現低延遲,自動化,低成本和防篡改生產安全運維網路。

當然工業領域的零配件和產品質量溯源要比供應鏈的商品溯源複雜很多,目前區塊鏈技術在工業產品質量溯源方面還處於初步探索階段,有部分大型製造企業正在局部工廠或生產線試點和探索類似方案。

3. 區塊鏈+製造業供應鏈協同

例如在建材製造供應鏈中,可利用區塊鏈技術的交易對等、數據可信和數據分散式一致性的特點,依託核心建材製造企業、將上游供應商、物流平台、高速公路管理、加油站、交通運輸和稅務平台等分散式的交易參與方,通過區塊鏈共識網路整合在一起,實現建材產品從原材料加工、成品製造、採購和銷售、物流和稅務等全生命周期的分散式協同機制。

實現商業合同(訂單)、貨物物流、資金、發票數據的四流合一,為產品製造的品控、運輸、稅收征管提供便捷、真實、一致、透明、合規的協作基礎網路。

就目前區塊鏈技術發展而言1.0和2.0階段都還停留在金融資金處理的賬務模型構建上,而在區塊鏈應用層構建生產運維、供應鏈管理的領域模型才是未來行業應用3.0的發展趨勢。

通過生產運維、供應鏈流程的發布、維護、跟蹤來實現分散式的P2P產業協同鏈。

部署在邊緣計算中心的區塊鏈協同節點,可實時自動化完成生產協同工作。製造業生產協同通過區塊鏈技術的引入將從單一生產線協同、單一廠區協同、單一企業協同,進化到產業鏈的協同。

四、區塊鏈技術在智能製造領域應用的主要問題

1. 區塊鏈技術在智能製造方面的應用還處於早期探索階段

目前國內區塊鏈技術和智能製造應用都還處於技術初期階段,從技術發展趨勢上看,區塊鏈確實在智能製造產業結構優化,服務化轉型,工業生態圈融合方面具備多種優勢。

但由於工業製造行業的特殊性,生產流程和生產要素行業間差異巨大;大型工業企業和中小型工業企業的工業化、信息化和工業互聯網化的基礎設施建設參差不齊,都嚴重製約了區塊鏈技術進一步的應用。

區塊鏈技術在智能製造的大規模應用還有待時日。

2. 製造行業從產品化到服務化的觀念轉變問題

製造業由產品化思維向服務化思維的演進,並不是說不需要生產線這類重資產的配置,而是通過服務化,有效提高產品生產線和設備的利用率。製造服務化代表著更開放的生態結構,通過提供或者引入創新服務實現資產價值增值。

智能製造要充分利用區塊鏈技術在分散式記賬和多方協作方面的優勢,實現產業鏈垂直和跨行業橫向的服務協作整合,形成體系化的產品+服務的綜合應用。

3. 解決核心製造數據共享和企業商業機密保護問題

目前制約智能製造接入工業互聯網平台因素之一就是數據安全和商業機密保護問題,特別是在公有雲平台,工業企業普遍擔心核心數據的泄露。

由於傳統區塊鏈技術採用在分散式節點間的數據一致性同步機制,更加重了企業在這方面的擔憂。

所以,如果直接通用區塊鏈技術,實現企業協同和數據共享,首先要解決數據隱私和機密保護問題,目前基於區塊鏈技術的密文計算和驗證功能已經在一些領域運用,工業領域還需進一步探索。

4. 利用區塊鏈技術實現智能製造的商業利益回報問題

目前區塊鏈還是處於技術萌芽期,很多企業的探索和嘗試還只是出於對未來價值的展望,還談不上直接經濟回報。要想真正發揮區塊鏈在智能製造領域的價值,首先還得回到解決企業實際問題上來,先從新業務、新模式上探索經濟模型,區塊鏈的大規模商業,一定是建立在良性的經濟模型基礎之上的。

五、總結

目前基於區塊鏈技術的特性和應用場景的理解,存在一些認知偏差,忌:只看重區塊鏈數據防篡改優勢,而忽略分散式資源整合和協作優勢。

相當一部分人(包括百度百科)把區塊鏈技術定義為一種具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵的共享資料庫。

而在行業應用中(如:智能製造),如果我們把區塊鏈弱化為一套防篡改的共享資料庫,我相信有太多可以替代的低成本、高效率方案。

因為本身在一個平台上構建一套具備准入限制、安全認證、操作日誌審計、高可用、高性能、可擴展的資料庫系統,並不需要用到區塊鏈技術。

所以我相信區塊鏈技術在行業應用中,需要構建的是產業整合型協作網路,特別是在跨多協作實體的創新業務上的應用是未來的價值所在。

#專欄作家#

黃銳,人人都是產品經理專欄作家。高級系統架構設計師、資深產品經理、多家大型互聯網公司顧問,金融機構、高校客座研究員。主要關注新零售、工業互聯網、金融科技和區塊鏈行業應用版塊,擅長產品或系統整體性設計和規劃。

本文原創發佈於人人都是產品經理,未經許可,禁止轉載

題圖來自 Unsplash,基於 CC0 協議

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