【区块链】“新基建”下区块链助力工业互联网快速发展机会巨大

全球疫情仍未得到有效控制，为应对风险，国家也提出了“新基建”来拉动经济增长，缓解全球经济下行风险。新华网对此也刊文称：“新基建”已成为发展共识，既代表着经济高质量发展的未来方向，也成为数字经济发展的新引擎，会像水和空气一样成为社会的基本生产工具[1]。其中，作为直接面临全球经济下行的众多出口导向型工业企业，能否承受住这次风险，并且在新基建的机遇下打造企业数字化能力将成为疫后经济快速恢复的关键。区块链作为信任机器，提供了一种安全、高效、可信的技术方法，为解决机构与机构、人与人、设备与设备之间的高效协作问题带来机遇。因此，链（区块链）网（工业互联网）协同势在必行。

制造业的“三座大山”

制造业对一个大国有着举足轻重的地位，这也是近年来为了美国总统特朗普提出要让制造业重回美国的重要原因。中国是制造业大国，制造业的发展水平关系着国家发展和人民的生活水平。但是近年来，我国制造类企业在经营发展中遇到了一些困难和问题，习近平总书记指出“市场的冰山、融资的高山、转型的火山”这“三座大山”最为突出。这“三座大山”，戳中了制造类企业的痛点。例如，市场准入限制较多，各种各样的“卷帘门”“玻璃门”“旋转门”亟待打破[2]；外部环境变化，特别是今年疫情在全球蔓延，多个国家都采用了包括“封城”在内的阻隔传染源的手段，全球消费都被肺炎疫情所抑制。这样的情况给企业出口带来了巨大压力，因与消费需求部分脱节或是抗风险鞥能力不足，导致产品卖不出去；融资遭遇层层阻碍，导致企业特别是中小微企业资金链紧张，制约企业再投资再发展能力；产品质量、技术标准、品牌认可度不高，激烈的市场竞争导致企业转型艰难等。这些问题成为制造业高质量发展的“拦路虎”，也是我国经济迈向高质量发展必须解决的关键问题。只有搬走总书记提到的这“三座大山”，才能为制造业高质量发展营造更好的环境[3]。

例如，在电子信息领域，作为新一代电子装联技术的SMT（表面装贴技术），是一个重要的基础性产业，应用范围十分广泛。改革开放以来，我国电子信息产业取得巨大成就，SMT产业功不可没。我国SMT产业发展迅速，目前已经成为全球最大、最重要的电子制造服务市场，全国SMT生产线数量超8万条，其中中国电子信息产业集团旗下制造工厂拥有多达400余条生产线。但一段时间以来，市场、融资、转型等问题一直制约着该产业的高质量发展。从市场角度看，随着电子信息产业发展提速，用户在高端设备、代料生产、品控以及交付及时性等方面的需求越来越旺盛，传统SMT生产企业的产品质量、技术标准难以满足需求。同时SMT的多品种小批量特点，导致采购成本高，代料业务难以开展，这些都给SMT企业带来很大的挑战。市场的发展严重影响着融资，SMT产业毛利逐渐走低，其中的小微企业开始面临融资难、融资贵的问题。从转型的角度看，一方面激烈的竞争倒逼企业转型，另一方面，企业缺乏低成本的资金来源，导致高端设备投入不足，产品质量、技术标准、品牌认可度上不去，产业升级难以开展，在“转型的火山口”，企业进退维谷。

再如，在消费（零售）领域，随着新生代“00后”逐渐成为社会生产和消费的主力军，他们的生活品味和认知水平与父辈们有明显的不同，消费升级已经发生。以互联网、智能售货设备、O2O等模式为特点的电子商务平台，日益成为社会所接受的消费形态。在此背景下，互联网、区块链、大数据、人工智能等先进技术，将为中小企业发展起到十分重要的促进作用，是解决企业发展痛点问题的有效手段。但由于新电子商务平台等技术的运用、新商业模式的探索，往往成本高、风险大，中小微企业在生存压力之下，大部分没有能力和意愿采用新技术、探索新模式，导致效果不佳，不能适应新的市场需求。

面对这些挑战，中国的企业应该如何破局呢？

2012年，美国通用电气公司最早提出了“工业互联网”概念。根据当时的说法，“工业互联网，就是把人、数据和机器连接起来。”[4]近几年，由于人力成本急剧上升，企业急需使用物联网手段降低对人工的依赖，提升产能和品质。具体来说，就是企业通过开放的、全球化的通信网络平台，把设备、生产线、员工、工厂、仓库、供应商、产品和客户紧密地连接起来，共享工业生产全流程的各种要素资源，使其数字化、网络化、自动化、智能化，从而实现效率提升和成本降低。当前许多巨头都推出了各自的平台，国际上有如西门子、ABB、GE等优质的方案商。国内市场也有海尔、中国航天科工、百度、阿里巴巴、腾讯等参与者。看起来传统制造业对工业互联网寄予了厚望。

参与者越多，工业互联网的问题越大？

2020年，工业互联网被列入的中国新基建中。根据目前看到的规划，新基建将是由2.2万个项目构成，持续多年投入，价值高达49.6万亿总投资额的大计划，在2020年度会落实7.6万亿元[5]。作为新基建的组成部分，毫无疑问，工业互联网将在今后的几年得到快速的发展。

尽管参与者众多，均是全球顶尖科技企业，技术听起来十分具备优势，国家也很重视，但工业互联网也有其难以解决的缺陷和问题。

（一）网络互联互通性差

与具有统一开放网络的消费互联网不同，工业互联网当前还没有统一的通信协议，千差万别的工业设备，数据接口访问接口不一，导致数据获取以及流通困难。简单来说，就是工业互联网本身是想把工厂、供应商和企业客户等连接起来，但因为所有人都采用不一样的设备，或是不一样的层级，甚至可能通信协议就不一样，就导致工业网络出现割裂，企业之间信息传递困难，无法实时互联互通。

（二）网络与数据安全难以保证

每个行业都有自己个性化的网络安全需要，通用的网络安全方案，不可能完全适应全部行业的深层需求，难以形成通用的网络安全解决方案。由于工业互联网联通了现实和网络，安全问题除了可能会出现数据文件的失窃和篡改的情况，攻击还会作用到现实生产中，直接影响到工业运行安全。

区块链的机会

针对当前工业互联网所面临的新需求和新挑战，区块链技术为工业领域高效协同和创新管理提供了“供给侧改革”的解决思路。区块链技术被称为“信任的机器”，是一项颠覆性技术，正在引领全球新一轮技术变革和产业变革，有望成为全球技术创新和模式创新的“策源地”，推动“信息互联网”向“价值互联网”变迁。目前，我国区块链产业正在逐步形成中，已经开始在供应链金融、征信、产品溯源、版权保护、数字身份、政务数据流转、疫情防治[6]等领域快速应用。加快区块链与工业互联网深度融合，有利于实体经济“降成本”“提效率”，构建“诚信产业环境”，推动我国经济体系实现技术变革、组织变革和效率变革。对于企业而言，区块链的核心价值在于通过技术手段全面记录企业日常生产经营活动的数据，为质量监督、产品销售、融资活动提供真实可信、不可篡改的信任支撑。具体思路如下：

1、借助机器共识、共享账本、智能合约、隐私保护四大技术变革，为工业互联网提供在依据行业规范及标准，遵守企业间协定前提下的数据互信、互联和共享；

2、其“物理分布式，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（政府与企业，企业与企业）提供了一种“松耦合”的连接方式，在不影响企业正常生产、商业活动的最大限度前提下提供“柔性”合规监管的可能；

3、其分布式的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、逐步，理性建设和发展的路径。

2019年11月9日，在中国工业互联网研究院组织的“工业互联网+区块链”座谈会上，中国工程院院士陈纯出席座谈会，他指出，区块链具有可信协作、隐私保护等技术优势，可与工业互联网实现深度融合，尤其是在工业互联网数据的确权、确责和交易等领域有着广阔应用前景，为构建国家工业互联网数据资源管理和服务体系提供了坚实技术基础。

“开展‘工业互联网+区块链的深度应用和创新发展’相关研究，对促进我国工业生产数字化、网络化和智能化转型，推动实体经济高质量发展具有非常重要的意义。”陈纯说。北京邮电大学教授高志鹏认为，未来，区块链和工业互联网将在标识解析、协同制造、供应链金融、边云协同、行业创新应用等多个领域实现融合发展。中国工业互联网研究院副总工程师田野则表示，工业互联网的本质和核心是把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通。而区块链技术是一种具有多中心、数据不可篡改、可溯源等特性的全新基础架构与分布式计算范式，因此在工业互联网领域的创新应用前景广阔。[7]

根据行业专家的意见，要进一步强化区块链对企业竞争力和外部环境的改善作用，就需要抓住企业生产经营活动的“两端”：制造端和消费端。只有实现这两端数据的真实可信，才能实现企业整个生产经营活动的全面衔接，全方位提升企业生产能力和销售能力，提升政府、合作伙伴、金融机构和消费者对企业的信任度。通过满足消费者需求、增强消费者信心来化解“市场的冰山”；通过真实有效的生产、销售数据，为银行等金融机构提供贸易真实性和还款能力的证明，跨越“融资的高山”；最终以竞争力的提升、外部环境的改善，帮助企业成功穿过“转型的火山”。

链网协同的四个“发力点”

以上谈的主要是思路。在区块链技术之上，可以给产业生态内多个参与方创造一个协作平台，大家可以在保留自己的隐私与不愿意共享的知识，同时在协作平台上与参与方去共享流程、规则以及隐私保护下的数据。那实际操作中如何把工业互联网与区块链技术进行有机的协同呢？

1、鼓励企业将生产制造环节的监控、管理以及必要的采购、销售等数据，通过区块链技术全程串接。这涉及到部署大量的传感器，采集第一手信息，真正实现数据可信。工业领域有大量的设备，有大量的人和物在里面交互，因此需要用区块链技术来解决工业设备的可信身份，设备的注册管理，设备的访问控制，设备的状态监控。当某一个参与者（设备或是人）在说“我是我”的时候，可以快速验证其身份，确认其是不是可信、安全的。工业应用和其他应用不同，其过程非常复杂，行业众多，相关参与方除了人、机构以外，特殊之处还包含工业设备的多样性。区块链使得相关参与方以更加安全、可信、准入的方式分享数据、流程和规则[8]。

以生产环节的数据为有效证明，保障采购、销售数据的准确性，为政府、监管机构和银行等金融机构提供高于普通合同、订单为基础的贸易真实性证明。充分利用区块链技术特点，将可信数据传播到外部，短期内为融资提供有效依据，长期内形成局部乃至全国一体化的企业信用环境数据支撑。

2、工业生产日益演化到“云”生产，或者说网络化生产，这是社会化大分工的延续。越来越多的产品并不是在同一条流水线上加工，而是将原有的流程切分成细小的单元，每一单元都交给独立的公司、专业化的公司去做。新的工业流程体系其实是由许多家公司共同完成的，通过引入区块链分布式系统这种可信、安全的技术，可以帮助工业制造的供应链体系的生产效率的提高，并提升协同效率，使得颗粒度更高的分工制造成为可能。在整个产业中，给工业设备分配一个区块链的身份，当设备、人、机构都有了身份以后，工业生产组织中就可以通过共识的智能合约（智能合约代表了集中式协调好的生产组织逻辑，通过分布式的共识来执行）以多中心的方式来组织相应的生产，使其过程更加透明。图1展示了使用区块链可以把行业中的参与方都关联起来，显著的提高了业务处理速度和效率。

图1 基于区块链组成跨部门的协作平台示意图[9]。区块链的技术特点将会在工业互联网的各个层面发挥作用，从而实现工业数据有效共享。

3、政府层面大力支持全社会进行相关区块链平台的建设，促进大型企业、银行等市场主体对链上数据的采信。支持行业协会作为主导，建设产业区块链。无论平台的建设方是政府、核心企业还是银行等金融机构，只要平台角色是中立的，数据是开放的，并且参与方承认数据的有效性，都应当予以鼓励和支持，提升区块链平台的建设速度。建议政府予以政策、资金方面的必要支持，鼓励银行等金融机构基于链上数据提供金融服务，真正建立起“敢贷、愿贷和能贷”的长效机制，使中小企业有能力跨越“融资的高山”。

4、将零售智能终端设备与“工业互联网+区块链”平台对接。这可以在数字零售终端直接实现商品验真、溯源的能力，增强消费者信心，促进企业优胜劣汰，化解“市场的冰山”。随着需求的个性化提升，生产也在走向个性化、也就是向服务型制造升级，其本质是一种按需定制的生产方式。这一方面缩短供需双方的距离，将必要的数据全部上链，在销售终端为消费者提供商品真实性和品质保障，在平台内部为合作方提供便捷的签约流程，并为金融机构提供贸易真实性证明和基于智能合约分账模式的还款保障。另一方面，改变的传统的先生产后销售的模式，实现先销售后生产的“定制”方案，大大减轻了企业的原材料压力。随着新商业模式的演化，未来制造业的企业在制造、销售的时候，不单是在卖一个个硬件产品，会越来越多提供类似供应链金融、融资租赁、二手交易、工业品回收等服务，从而实现向服务型制造升级。而销售情况通过与银行共享，实现以区块链数据为依据的资金管控、收入分账，保证企业还款能力，从而帮助企业进行有效融资，扩大生产和销售规模，顺利进入新零售等领域，穿过“转型的火山”。

链网协同的早期探索

区块链可以在制造业中各个环节，特别是和工业数据有关的数据生产、传输，更大规模数据协同，有效监管和隐私保护等方面都能带来可观的价值。作为行业先行者，上海鲨丁信息科技有限公司（后文简称：上海鲨丁信息科技）一直致力于推动区块链赋能传统经济，在制造业中也做了大量探索性的工作。

1、数据产生。数据被认为是一种新的生产资料，也是工业互联网中的核心资源。现有的区块链系统中，数据的生产和使用往往是闭环的，其中的数据产生过程是可知和被信任的。把区块链应用于工业互联网中的一个难点就是大量的链外数据如何获得信任从而得以上链？这就涉及到使用大量可信传感器来采集数据，并可以交叉验证。数据采集、传输、上链过程都要尽量避免人的参与。基于以上“区块链+”的思路，我们来帮助某电气集团在电气自动化领域不断的创新。其中的关键就是制造区块链智能电表。这些电表（同时也具有区块链上的独立ID）有独立数据传输组件定时发送电力传输数据到无人值守节点，并在该节点完成数据上链过程，这些电力数据可以跟上级输电枢纽的电力数据进行比对检验后成为可信数据。基于这些可信数据将衍生出工业互联网发展行动计划中提到的初步构建工业互联网标识解析体系。

2、数据传输。在数据生产过程确保数据的可信后，数据的价值得到大大提升，在各行各业中也越来越有用。这就涉及到数据的传输和交易，其中数据的合规流传很受关注。关于这个问题，我们与某大集团下属企业开展合规数据流转的初步实践。该项目将基于企业在工商、税务等政府部门的数据，以及企业早期提交到政府的数据（如提交到科技统计部门的数据），在企业授权数据请求机构后（如银行或其他征信机构），该机构可以在规定的时间访问存储在政府联盟链上的关于该企业的授权数据。征信机构可以依据这些可信数据来判断是否给予某个企业发放贷款，而严格的授信控制和区块链链上记录各种访问痕迹使得数据的关联方不用担担心数据被盗取或滥用。今后，把企业的生产数据（如使用可信的硬件采集）上链，企业可以授权银行访问这些数据的话，银行可以进一步降低风险，企业则可以最大限度的获得支持。基于区块链的最新非对称加密技术和零知识证明技术还可以保护企业与客户沟通的商业机密、关键客户信息，使得有竞争关系的多家企业可以形成商业联盟担不会泄露自己的商业机密。

3、大规模可信数据的存储和分享。当前公共安全和治安所使用的摄像头在国内的多个城市都有部署，原本这些摄像头都掌握在公安、交警等机构手里负责监控城市安全。通过把隐私信息去掉后分享在区块链上可作为精准地图的数据源，从而大大加速中国的自动驾驶技术的开发进程。

4、工业监管：结合数据生产过程的自动化和去信任，企业的排污数据将变的可靠。环保机关可以采纳由自动检测装置采集的排放数据，不必担心企业对数据作假逃避处罚。上海鲨丁信息科技的环保数据监督区块链方案已经呈报给了有关部门。

5、基于区块链的资产证券化和创新金融。上海鲨丁信息科技在传统的自然资源开采审批和采挖过程监督中部署了区块链，不但使得传统的审批和监管变得透明，还把原来的非金融资产，通过统一的监管使其成为可信资产，能够对接给银行，交易所，下游企业，完成了生产资料证券化的过程。使得相关生产企业可以获得更多的融资工具，能更好的应对生产风险，扩大自身规模。结合区块链使得传统的生产资料所属权更加明晰，流通过程更加可信，更容易监管和交易，所以一些传统工业中很难被证券化的生产资料可以被证券化，从而带来额外的流动性。

总之，工业互联网将成为未来新基建的主战场之一，而区块链同工业互联网的协同将能够让工业互联网更加可信，其信息将拥有更大价值。为要做好链网融合，把区块链的众多优势和工业互联网有机的结合起来，特别需要对具体的（工业）行业进行深入的研究，基于不同行业的固有特点才能发挥好区块链的价值。比如发挥区块链去信任的特质从而降低企业的信任成本；发挥区块链分布式的特点从而使得不同的主体间可以更好的协作；发挥区块链不可篡改的特性从而提高行政和监管执法效率。我们相信链网融合大有可为，将能极大的促进制造业的快速发展。

参考文献：

[1] 新华网报道：“‘新基建’开创数字经济新时代赋能社会高质量发展”

/info/2020-03/12/c_138867381.htm

[2] 制造业“三座大山”和“三道门”的提法都引自新华网：“习近平：在民营企业座谈会上的讲话”

/politics/leaders/2018-11/01/c_1123649488.htm

[3] 人民网报道：“人民网评：搬走“三座大山”，实现民营经济更大发展”

http://opinion.people.com.cn/n1/2018/1103/c1003-30379568.html

[4] 中国经济网报道：“工业互联网你知道多少”

/article/393.html

（作者杜挺系上海鲨丁信息科技有限公司首席商务官、杨耀东系上海鲨丁信息科技有限公司首席研究员）

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