區(qū)塊鏈技術(shù)起源于2008年，是隨著比特幣的等數(shù)字加密貨幣的快速發(fā)展而逐漸興起的新一代信息技術(shù)。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)處于早期發(fā)展階段，尚未形成行業(yè)公認(rèn)的定義。近些年來，隨著比特幣等數(shù)字貨幣的快速發(fā)展與普及，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)逐步滲透到了各個(gè)行業(yè)中，并且在一些領(lǐng)域中開展并實(shí)現(xiàn)了諸多探索性的落地應(yīng)用。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全新的記賬模式，有時(shí)也被稱之為分布式賬本技術(shù)（distributed ledger technology, DLT），是采用去中心化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信模式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間直接通信、無需第三方中介的一種數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。如圖所示，其基本思想是在網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)公共賬本，這個(gè)公共賬本是由多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊組成的鏈條，每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊存儲(chǔ)了特定時(shí)間內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交易信息。區(qū)塊鏈由網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)用戶共同維護(hù)，通過節(jié)點(diǎn)用戶對(duì)區(qū)塊中的交易信息進(jìn)行驗(yàn)證和打包，來保證交易數(shù)據(jù)的真實(shí)性。從本質(zhì)上來講，區(qū)塊鏈可視為是一個(gè)去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，它允許用戶在沒有第三方的情況下完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易。由于區(qū)塊鏈技術(shù)采用了加密算法、共識(shí)算法等技術(shù)，具有去中心化、可追溯性、不可篡改等特點(diǎn)。

 區(qū)塊鏈的分布式賬本

作為一種隨著比特幣等數(shù)字加密貨幣的日益普及而逐漸興起的全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計(jì)算范式，區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、時(shí)序數(shù)據(jù)、集體維護(hù)、可編程和安全可信等特點(diǎn)，有助于解決智能制造目前面臨的數(shù)據(jù)安全、信任缺失、數(shù)據(jù)公開共享困難和激勵(lì)與生態(tài)缺失等問題。

區(qū)塊鏈技術(shù)在助力智能制造方面可能發(fā)揮的重要作用可以概括為以下幾個(gè)方面：

1. 數(shù)據(jù)安全

區(qū)塊鏈技術(shù)有助于保障智能制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。智能制造是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，通過人與智能機(jī)器的協(xié)調(diào)合作，擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。在這個(gè)過程中，人與機(jī)器的合作與交互一般是基于一系列傳感器和控制器采集和獲取的數(shù)據(jù)得以實(shí)現(xiàn)的，因而數(shù)據(jù)安全十分重要。區(qū)塊鏈的出現(xiàn)恰好為這個(gè)問題的解決提供一個(gè)十分可靠的方案。區(qū)塊鏈具有去中心化、開放透明、不可篡改、可追溯等特點(diǎn)，其采用帶有時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而為數(shù)據(jù)增加了時(shí)間維度，具有極強(qiáng)的可驗(yàn)證性和可追溯性。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊都包含一個(gè)時(shí)間戳和一個(gè)與前一區(qū)塊的鏈接，一旦某個(gè)數(shù)據(jù)在某個(gè)區(qū)塊中被記錄下來，那么它將不可篡改、不可撤銷，這種設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)安全得到充分保障。

區(qū)塊鏈技術(shù)能夠?qū)⒅圃炱髽I(yè)中的傳感器、控制模塊和系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、ERP系統(tǒng)等系統(tǒng)連接起來，并通過統(tǒng)一的賬本基礎(chǔ)設(shè)施，讓企業(yè)、設(shè)備廠商和安全生產(chǎn)監(jiān)管部門能夠長(zhǎng)期、持續(xù)地監(jiān)督生產(chǎn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，保障數(shù)據(jù)獲取和采集的安全和準(zhǔn)確性，提高生產(chǎn)制造的安全性和可靠性。同時(shí)，區(qū)塊鏈賬本記錄的可追溯性和不可篡改性也有利于企業(yè)審計(jì)工作的開展，便于發(fā)現(xiàn)問題、追蹤問題、解決問題、優(yōu)化系統(tǒng)，極大提高生產(chǎn)制造過程的智能化管理水平。

2. 信任缺失

區(qū)塊鏈技術(shù)被稱為是“信任機(jī)器”，因而有助于彌補(bǔ)智能制造的信任缺失問題。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、記賬、存儲(chǔ)、維護(hù)和傳輸?shù)冗^程均是基于分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用純數(shù)學(xué)方法而不是中心機(jī)構(gòu)來建立分布式節(jié)點(diǎn)間的信任關(guān)系，從而形成去中心化的可信任的分布式系統(tǒng)。另外，區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用特定的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制來保證分布式系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)均可參與數(shù)據(jù)區(qū)塊的驗(yàn)證過程（如比特幣的“挖礦”過程），并通過共識(shí)算法來選擇特定的節(jié)點(diǎn)將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈。去中心化系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及集體維護(hù)的特點(diǎn)使得區(qū)塊鏈成為名副其實(shí)的信任機(jī)器，達(dá)成了無需傳統(tǒng)中介方的信任，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值的自由流通。從本質(zhì)上來講，區(qū)塊鏈并沒有消除信任，而是減少了系統(tǒng)中每個(gè)單個(gè)參與者所需要的信任量，加之激勵(lì)機(jī)制的設(shè)計(jì)以保證每個(gè)參與者之間按照系統(tǒng)協(xié)議來合作，從而實(shí)現(xiàn)把信任分配給每個(gè)參與者。區(qū)塊鏈的可信特點(diǎn)可用于解決智能制造產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)面臨的信任缺失問題。

在智能制造流程中，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)，任何產(chǎn)品或構(gòu)件所經(jīng)歷的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、流通等任何一個(gè)環(huán)節(jié)，及某個(gè)環(huán)節(jié)所涉及的成本、質(zhì)量、規(guī)格等各項(xiàng)信息都可以自證其信，這就使得信息隨著產(chǎn)品真實(shí)而有效地流通。生產(chǎn)商、供應(yīng)商、銷售商、消費(fèi)者等各個(gè)智能制造主體都共享相同的信息，不存在信息不對(duì)稱的問題，信息是公開透明的，且具有極高的可信度。在這種情況下，區(qū)塊鏈應(yīng)用于智能制造過程中，其可信的特點(diǎn)將使得諸多基于不信任產(chǎn)生的各項(xiàng)工作可望被免除，例如供應(yīng)商背景調(diào)查，產(chǎn)品質(zhì)量入貨檢測(cè)等。同時(shí)，分布式信任機(jī)制還使得一些中介性質(zhì)的傳統(tǒng)第三方平臺(tái)所承擔(dān)的中間環(huán)節(jié)可以被免去，進(jìn)一步降低了智能制造的實(shí)施成本。因此，區(qū)塊鏈的去中心化信任特點(diǎn)將解決智能制造的信任缺失問題，幫助各類智能制造主體節(jié)約成本、提高效率，從而有助于智能制造的實(shí)施。

3. 數(shù)據(jù)公開共享

智能制造的決策過程通常需要海量的數(shù)據(jù)，包括企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)、企業(yè)外部數(shù)據(jù)（例如互聯(lián)網(wǎng)上相關(guān)的開源數(shù)據(jù)）、整個(gè)供應(yīng)鏈上的交易數(shù)據(jù)、整個(gè)行業(yè)和市場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)、以及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。可以說，數(shù)據(jù)是輔助智能制造中各種決策的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)的缺失和不足可能會(huì)導(dǎo)致決策困難或錯(cuò)誤。然而，由于企業(yè)數(shù)據(jù)的隱私性、企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)性、以及市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性，制造企業(yè)難以獲得所有數(shù)據(jù)。例如，下游供應(yīng)商很難拿到客戶的真實(shí)銷售數(shù)據(jù)，從而無法正確判斷市場(chǎng)需求。因此，如何尋求一種既能保護(hù)數(shù)據(jù)提供方隱私、又能滿足數(shù)據(jù)共享需求的解決方案，是目前智能制造領(lǐng)域面臨的重要難題。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)為解決這一難題提供了一套高效可行的解決方案。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)對(duì)于區(qū)塊鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)具有公開性和透明性，因此可以實(shí)現(xiàn)智能制造領(lǐng)域中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)共享。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)利用非對(duì)稱數(shù)字加密技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，各節(jié)點(diǎn)必須得到授權(quán)，即對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)塊的私鑰，才能訪問該數(shù)據(jù)，因此，數(shù)據(jù)在共享的同時(shí)也得到了保護(hù)。因此，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，智能制造供應(yīng)鏈中的上下游企業(yè)之間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并通過區(qū)塊鏈的加密技術(shù)對(duì)敏感、涉密信息進(jìn)行加密，從而打破智能制造生態(tài)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)孤島，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)公開共享。

4. 激勵(lì)與生態(tài)

區(qū)塊鏈技術(shù)廣泛采用的代幣（Token，也可譯為通證）等激勵(lì)機(jī)制可以為智能制造系統(tǒng)中目前面臨的激勵(lì)與生態(tài)缺失問題提供潛在的解決方案。

首先，在激勵(lì)方面，區(qū)塊鏈的代幣激勵(lì)機(jī)制可以應(yīng)用于智能制造系統(tǒng)，通過發(fā)放代幣的形式對(duì)智能制造系統(tǒng)中各參與方設(shè)置一定的激勵(lì)機(jī)制，可以有效激發(fā)智能制造系統(tǒng)中各參與方的積極性。智能制造生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)節(jié)眾多，每個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說都至關(guān)重要，通過正向激勵(lì)機(jī)制和負(fù)向激勵(lì)（懲罰）措施的設(shè)置，可以有效保障整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)，提高生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

其次，在生態(tài)方面，區(qū)塊鏈技術(shù)可以將原來以廠商為中心的制造模式推進(jìn)到以用戶為中心的制造模式，在這種制造模式下，一切以信息為導(dǎo)向，以用戶的需求數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，這就有利于打通生產(chǎn)方與需求方之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)雙方的信任，并使資源得到最優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)智能制造生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的開放與共享，使各方以低成本獲取高收益，從而形成一個(gè)良性可持續(xù)發(fā)展的智能制造生態(tài)系統(tǒng)。