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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)呼嘯而來，但由于現(xiàn)行生產(chǎn)模式和商業(yè)模式的限制，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀仍存在諸多問題。將工業(yè)云和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合起來，可以建立起一個云鏈混合的、面向未來的分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。依托其去中介化的加密算法和共識機(jī)制，能夠有效解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的價值互信問題，從而實(shí)現(xiàn)對既有制造業(yè)商業(yè)模式的全新重構(gòu)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的三大難點(diǎn)

各個企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，在實(shí)施層面都存在諸多問題，這導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地非常困難，實(shí)用性較差，出現(xiàn)了大量的“空氣云”。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地難，主要存在三個方面的問題。

第一，是數(shù)據(jù)安全問題。企業(yè)類客戶不同于個人客戶，它們對于數(shù)據(jù)安全的要求非常高，這主要是由于企業(yè)數(shù)據(jù)，尤其是生產(chǎn)數(shù)據(jù)，中間包含了大量企業(yè)的工藝和商業(yè)秘密。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大多采用中心化的工業(yè)云平臺，數(shù)據(jù)集中在云服務(wù)商處存儲和管理，這對于用戶企業(yè)來說具有巨大的安全隱患。工業(yè)企業(yè)普遍是風(fēng)險厭惡型而非創(chuàng)新導(dǎo)向型，任何一個單點(diǎn)的安全問題都可能會導(dǎo)致重大的安全事故，所以數(shù)據(jù)的安全和可靠是工業(yè)企業(yè)不能妥協(xié)的指標(biāo)。

第二，是成本過高問題。所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)是企業(yè)信息化的升級版。中國制造企業(yè)約三十多萬家，其中97.4%的企業(yè)是中小制造企業(yè)，他們都碰到同樣的問題——信息化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)缺失。對于中小企業(yè)而言，他們并沒有太多的資金、技術(shù)、人才等資源來完成升級，更沒有緊迫感來完成升級，生存對于他們來說才是第一要務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大多采用中心化工業(yè)云方案，運(yùn)營維護(hù)成本都過高，是一般制造企業(yè)無法承受的。

第三，是靈活性問題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通常伴隨著大規(guī)模的自動化和信息化升級改造，而一個生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化信息化水平越高，往往制造的柔性化越差。而當(dāng)下制造企業(yè)面臨的共同問題是外部市場每時每刻的快速變化，傳統(tǒng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案花費(fèi)上千萬資金成本、系統(tǒng)功能紛繁復(fù)雜，無法做到快速響應(yīng)，中小企業(yè)無法根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況變化而靈活選擇。

區(qū)塊鏈技術(shù)出手

推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地實(shí)施的較好方式，是通過工業(yè)云和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合，建立起一個云鏈混合的、面向未來的分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)(Distributed Intelligent Production Network，國際上多簡稱為“工業(yè)區(qū)塊鏈”或“DIPNET”)，對制造業(yè)商業(yè)模式進(jìn)行整體重構(gòu)。

在DIPNET中，制造單元內(nèi)大部分采用中心化的工業(yè)云技術(shù)，效率更高、響應(yīng)更快、能耗更低。而生產(chǎn)中的跨組織數(shù)據(jù)互信全部通過區(qū)塊鏈來完成，訂單信息、操作信息和歷史事務(wù)等全部記錄在鏈上，分布式存儲、不可篡改，所有產(chǎn)品的溯源和管理將更加安全便捷。

分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中整個供應(yīng)鏈上的交易流程全部由智能合約自動執(zhí)行，將工業(yè)制造分解為如“樂高積木”一樣能夠按單、按次重組的“工業(yè)4.0”組件。使得后端的生產(chǎn)系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)外部市場的變化，大幅降低產(chǎn)業(yè)鏈重組中的信任成本。同時，通過區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)字化工廠技術(shù)的結(jié)合，可以為每一個物理世界的工業(yè)資產(chǎn)生成虛擬世界的“數(shù)字化雙胞胎”，并進(jìn)行確權(quán)和流轉(zhuǎn)，完成工業(yè)資產(chǎn)的數(shù)字化，幫助重資產(chǎn)的制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)輕資產(chǎn)擴(kuò)張。

工業(yè)區(qū)塊鏈的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)

工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)是一個面向工業(yè)制造領(lǐng)域的智能合約平臺，提供底層協(xié)議的完整實(shí)現(xiàn)、配套工具、API 接口集等。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、安全性、匿名性等優(yōu)勢，吸引著廣大傳統(tǒng)制造企業(yè)，試圖基于區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)企業(yè)價值流轉(zhuǎn)和信息流轉(zhuǎn)方式。工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)通過將企業(yè)業(yè)務(wù)流抽象為智能合約范式，幫助制造商輕松的進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的通證化，加速企業(yè)資源、信息流轉(zhuǎn)。企業(yè)上鏈，以區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建共享工廠、去中心化電商平臺、價值生命周期管理系統(tǒng)等應(yīng)用。

工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 使用母子雙鏈模式，分別是對于 DPOS 主鏈和 DAG 子鏈。對工業(yè)制造領(lǐng)域的不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使用不同的共識方案，兼顧可靠性和性能。基礎(chǔ)架構(gòu)包含應(yīng)用層、接口層、合約層、基礎(chǔ)服務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層。

(1)網(wǎng)絡(luò)層

其主要實(shí)現(xiàn)基本節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｒ蕴坏?devp2p 協(xié)議實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)經(jīng)過以太坊網(wǎng)絡(luò)多年運(yùn)作實(shí)踐，其隱私性、健壯性、性能等方面均得到很好驗(yàn)證。因此可以將基于以太坊 devp2p 協(xié)議(DPT、IPFS等)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)底層網(wǎng)絡(luò)。

(2)基礎(chǔ)服務(wù)層

其主要實(shí)現(xiàn)交易數(shù)據(jù)、區(qū)塊生成、維護(hù)共識等功能。工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 采用DPOS共識的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)，后期隨著交易數(shù)量增加，最終同時支持 DAG 實(shí)現(xiàn)，將與支付無關(guān)的數(shù)據(jù)交互轉(zhuǎn)移至 DAG 子鏈，并對 IOT 大規(guī)模數(shù)據(jù)提供底層支持。

區(qū)塊服務(wù)層為 工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 提供：賬戶管理、組織交易、交易驗(yàn)證、區(qū)塊驗(yàn)證等服務(wù)。

工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 使用 ECDSA-secp256k1 數(shù)字簽名方案。工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 中包含三種賬戶類型：

普通賬戶

合約范式賬戶

合約實(shí)例賬戶

其中普通賬戶由用戶私鑰控制，合約范式賬戶和合約實(shí)例賬戶均由特定算法生成。區(qū)塊服務(wù)層接受上層傳入的參數(shù)，可構(gòu)建特定類型的交易數(shù)據(jù)，經(jīng)過交易發(fā)送者簽名后，通過網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)交易廣播。

對于 DPOS 主鏈和 DAG 子鏈的交易，工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 將使用不同的驗(yàn)證策略。值得注意的是，對于 DAG 子鏈，不存在區(qū)塊的概念。

(3)合約層

其主要實(shí)現(xiàn)交易數(shù)據(jù)、區(qū)塊生成、維護(hù)共識等功能。工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 通過 VM 實(shí)現(xiàn)智能合約。所有合約范式及合約實(shí)例化交易，均僅允許在主鏈提交，以保障智能合約的時序及可靠性。其中合約范式由開發(fā)者提交，智能合約實(shí)例由用戶通過合約范式初始化而來。智能合約可以直接訪問 DAG子鏈中的數(shù)據(jù)。合約層是實(shí)現(xiàn)工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)業(yè)務(wù)的核心環(huán)節(jié)，訂單意向的達(dá)成、訂單交割等均由智能合約自動執(zhí)行。

(4)接口層

其主要實(shí)現(xiàn)對外提供區(qū)塊數(shù)據(jù)訪問、智能合約交互等接口功能。接口層對用戶及Dapp提供對底層區(qū)塊數(shù)據(jù)、工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 賬戶、智能合約、合約范式的訪問，是與工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)服務(wù)交互的主要途徑。

主鏈與子鏈的雙鏈共識選擇共識方案，主要從安全性、去中心化、健壯性三個方面考慮。但區(qū)塊鏈上有一個不可能三角理論，就是一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)不可能同時做到安全、去中心化和高效，這三者構(gòu)成一個不可能三角。因此，要構(gòu)建共識機(jī)制，就是在這里三角中取一個兼顧各方的位置，市場上各種公鏈都是在共識機(jī)制構(gòu)建領(lǐng)域的嘗試。

工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 選擇 DPOS 共識機(jī)制實(shí)現(xiàn)母鏈，這是效率、安全性、去中心化之間的一個平衡點(diǎn)。DPOS 共識下，通過社區(qū)對超級節(jié)點(diǎn)的監(jiān)督，確保大多數(shù)節(jié)點(diǎn)是誠實(shí)的，同時獲得了更高的效率和更簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET) 為每一個訂單確定供應(yīng)鏈，并在供應(yīng)鏈內(nèi)預(yù)設(shè)了快速的結(jié)算系統(tǒng)，所有供應(yīng)商都直接的與最終消費(fèi)者達(dá)成結(jié)算關(guān)系。對于特定的訂單，各個環(huán)節(jié)的關(guān)注程度是不一樣的。用戶下單、簽收環(huán)節(jié)，企業(yè)希望保留可靠的記錄;但對訂單供應(yīng)鏈各單元的流轉(zhuǎn)過程，則只需要保留一般記錄。因此，要考慮將供應(yīng)鏈中的流轉(zhuǎn)信息、物流信息及其他物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息，記錄在DAG子鏈上，只將最后的交易及清算結(jié)果記錄在主鏈上。

DAG 子鏈?zhǔn)峭耆惒降臄?shù)據(jù)模型，并且可以理論極大的數(shù)據(jù)帶寬。DPOS 與 DAG 雙鏈模式下，為不同特性的數(shù)據(jù)提供了額外的共識選擇，尤其是當(dāng)工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合時，大量的生產(chǎn)、物流數(shù)據(jù)可以使用 DAG 子鏈。

合約范式

合約范式是由開發(fā)者發(fā)布的智能合約模版，開發(fā)者將提供詳細(xì)的應(yīng)用指導(dǎo)說明，并由社區(qū)進(jìn)行審核、提供信用背書。使用者無需任何開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，只需要從海量的合約范式中，選取適合自身業(yè)務(wù)的合約范式，根據(jù)指導(dǎo)說明，通過簡單的配置即完成可靠的智能合約部署。合約范式是母鏈上的特殊交易，是不完全的智能合約代碼，僅提供一些通用的靜態(tài)接口及實(shí)例化接口，不提供任何業(yè)務(wù)相關(guān)功能。合約范式內(nèi)也指定了手續(xù)費(fèi)及收款地址，開發(fā)者可以從用戶的交易中，獲得少量手續(xù)費(fèi)作為報酬，實(shí)現(xiàn)“開發(fā)即挖礦”模式。

三大發(fā)展方向

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有三個方向：一是“一鍵重復(fù)定制”?；ヂ?lián)網(wǎng)時代下制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向以滿足消費(fèi)者碎片化需求與大規(guī)模定制為核心的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展日漸成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新趨勢。在這樣的現(xiàn)實(shí)背景下，工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)主張企業(yè)的生產(chǎn)都不是簡單的復(fù)制，而是在滿足消費(fèi)者個性化需求上的價值創(chuàng)造，工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)也將致力于為每一位接入企業(yè)提供便捷合約范式，使每一次重復(fù)都能產(chǎn)生獨(dú)一無二的價值。

二是“價值全生命周期管理”。分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)所形成的分布式制造模式，以用戶創(chuàng)造內(nèi)容為代表，使人人都有能力進(jìn)行制造并參與到產(chǎn)品全生命周期當(dāng)中，徹底顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)模式，生產(chǎn)企業(yè)也能因此而受益。在產(chǎn)品開發(fā)方面，新模式使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造由原來的以生產(chǎn)商為主導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)向以消費(fèi)者為主導(dǎo)，消費(fèi)者能夠更早、更準(zhǔn)確的參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中，并通過龐大的分布式網(wǎng)絡(luò)對產(chǎn)品不斷完善，使企業(yè)的產(chǎn)品更容易適應(yīng)市場需求，并獲得利潤上的保證;在產(chǎn)品創(chuàng)新方面，新模式延伸了創(chuàng)新邊界。通常，研發(fā)和創(chuàng)新因成本問題而無法緊密聯(lián)系。如今新模式使用于產(chǎn)品初始階段的成本大幅下降，新技術(shù)、新產(chǎn)品的產(chǎn)學(xué)研得以緊密結(jié)合。另外，借助龐大的分布式制造網(wǎng)絡(luò)等社會資源，企業(yè)的創(chuàng)新能力與研發(fā)實(shí)力均能獲得大幅度提升，創(chuàng)新邊界得以延伸。

傳統(tǒng)的制造體系中，產(chǎn)品生命周期管理(PLM)是重要組成部分。PLM是以一個產(chǎn)品的生命周期為視角，將研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)流動自動化”，這也就是工業(yè)4. 0 三大集成中“端到端的技成”。

而今天，以工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)技術(shù)為核心的價值生命周期管理(VLM)正在出現(xiàn)。VLM是以一個產(chǎn)品或一條產(chǎn)業(yè)鏈價值的生命周期為視角，將產(chǎn)品價值的準(zhǔn)備、生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)、增值、減值和消滅等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)“價值流動自動化”，這同樣屬于工業(yè)4. 0 三大集成中端到端集成的范疇，只是基于不同的視角。

通過VLM，企業(yè)能夠更好將物流、信息流和價值流統(tǒng)一進(jìn)行管理，通證技術(shù)和數(shù)字化工廠技術(shù)能夠更好的連接，金融科技與實(shí)體經(jīng)濟(jì)將深度融合，這是工業(yè)的未來，也是金融的未來。

三是無限交互的標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)可在任意節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，信息實(shí)時交互，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、銷售等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)打通。訂單信息、事務(wù)歷史記錄等記錄在鏈上，分布式存儲不可篡改，可實(shí)現(xiàn)去中心化協(xié)作，產(chǎn)品溯源安全便捷。交易流程由智能合約自動執(zhí)行，提高效率。
圖5 區(qū)塊鏈的卡位

小結(jié)

融合了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)區(qū)塊鏈(DIPNET)，將開創(chuàng)一個全新的扁平式、合作性的全球新工業(yè)市場，而非傳統(tǒng)意義上層級式、自上而下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一個由成千上萬節(jié)點(diǎn)組成的分布式制造網(wǎng)絡(luò)代替了從設(shè)計(jì)到制造在內(nèi)的所有環(huán)節(jié)，大幅降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這是面向未來制造最為震撼的基礎(chǔ)設(shè)施。

來源：站長之家