區塊鏈技術起源于2008年，是隨著比特幣的等數字加密貨幣的快速發展而逐漸興起的新一代信息技術。目前，區塊鏈技術處于早期發展階段，尚未形成行業公認的定義。近些年來，隨著比特幣等數字貨幣的快速發展與普及，區塊鏈技術已經逐步滲透到了各個行業中，并且在一些領域中開展并實現了諸多探索性的落地應用。

區塊鏈是一種全新的記賬模式，有時也被稱之為分布式賬本技術（distributed ledger technology, DLT），是采用去中心化的點對點的通信模式、網絡節點之間直接通信、無需第三方中介的一種數據庫技術。如圖所示，其基本思想是在網絡中建立一個公共賬本，這個公共賬本是由多個數據區塊組成的鏈條，每個數據區塊存儲了特定時間內的網絡交易信息。區塊鏈由網絡上的節點用戶共同維護，通過節點用戶對區塊中的交易信息進行驗證和打包，來保證交易數據的真實性。從本質上來講，區塊鏈可視為是一個去中心化的分布式數據庫，它允許用戶在沒有第三方的情況下完成點對點交易。由于區塊鏈技術采用了加密算法、共識算法等技術，具有去中心化、可追溯性、不可篡改等特點。

 區塊鏈的分布式賬本

作為一種隨著比特幣等數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架構與分布式計算范式，區塊鏈技術的去中心化、時序數據、集體維護、可編程和安全可信等特點，有助于解決智能制造目前面臨的數據安全、信任缺失、數據公開共享困難和激勵與生態缺失等問題。

區塊鏈技術在助力智能制造方面可能發揮的重要作用可以概括為以下幾個方面：

1. 數據安全

區塊鏈技術有助于保障智能制造系統的數據安全。智能制造是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，通過人與智能機器的協調合作，擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。在這個過程中，人與機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據得以實現的，因而數據安全十分重要。區塊鏈的出現恰好為這個問題的解決提供一個十分可靠的方案。區塊鏈具有去中心化、開放透明、不可篡改、可追溯等特點，其采用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據，從而為數據增加了時間維度，具有極強的可驗證性和可追溯性。區塊鏈系統中的每個數據區塊都包含一個時間戳和一個與前一區塊的鏈接，一旦某個數據在某個區塊中被記錄下來，那么它將不可篡改、不可撤銷，這種設計使得數據安全得到充分保障。

區塊鏈技術能夠將制造企業中的傳感器、控制模塊和系統、通信網絡、ERP系統等系統連接起來，并通過統一的賬本基礎設施，讓企業、設備廠商和安全生產監管部門能夠長期、持續地監督生產制造的各個環節，保障數據獲取和采集的安全和準確性，提高生產制造的安全性和可靠性。同時，區塊鏈賬本記錄的可追溯性和不可篡改性也有利于企業審計工作的開展，便于發現問題、追蹤問題、解決問題、優化系統，極大提高生產制造過程的智能化管理水平。

2. 信任缺失

區塊鏈技術被稱為是“信任機器”，因而有助于彌補智能制造的信任缺失問題。區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基于分布式系統結構，采用純數學方法而不是中心機構來建立分布式節點間的信任關系，從而形成去中心化的可信任的分布式系統。另外，區塊鏈系統采用特定的經濟激勵機制來保證分布式系統中所有節點均可參與數據區塊的驗證過程（如比特幣的“挖礦”過程），并通過共識算法來選擇特定的節點將新區塊添加到區塊鏈。去中心化系統設計以及集體維護的特點使得區塊鏈成為名副其實的信任機器，達成了無需傳統中介方的信任，實現了價值的自由流通。從本質上來講，區塊鏈并沒有消除信任，而是減少了系統中每個單個參與者所需要的信任量，加之激勵機制的設計以保證每個參與者之間按照系統協議來合作，從而實現把信任分配給每個參與者。區塊鏈的可信特點可用于解決智能制造產業鏈各個環節面臨的信任缺失問題。

在智能制造流程中，運用區塊鏈技術，任何產品或構件所經歷的設計、采購、生產、流通等任何一個環節，及某個環節所涉及的成本、質量、規格等各項信息都可以自證其信，這就使得信息隨著產品真實而有效地流通。生產商、供應商、銷售商、消費者等各個智能制造主體都共享相同的信息，不存在信息不對稱的問題，信息是公開透明的，且具有極高的可信度。在這種情況下，區塊鏈應用于智能制造過程中，其可信的特點將使得諸多基于不信任產生的各項工作可望被免除，例如供應商背景調查，產品質量入貨檢測等。同時，分布式信任機制還使得一些中介性質的傳統第三方平臺所承擔的中間環節可以被免去，進一步降低了智能制造的實施成本。因此，區塊鏈的去中心化信任特點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約成本、提高效率，從而有助于智能制造的實施。

3. 數據公開共享

智能制造的決策過程通常需要海量的數據，包括企業內部數據、企業外部數據（例如互聯網上相關的開源數據）、整個供應鏈上的交易數據、整個行業和市場的相關數據、以及相關歷史數據和實時數據等?？梢哉f，數據是輔助智能制造中各種決策的重要依據，數據的缺失和不足可能會導致決策困難或錯誤。然而，由于企業數據的隱私性、企業之間的競爭性、以及市場的動態性和復雜性，制造企業難以獲得所有數據。例如，下游供應商很難拿到客戶的真實銷售數據，從而無法正確判斷市場需求。因此，如何尋求一種既能保護數據提供方隱私、又能滿足數據共享需求的解決方案，是目前智能制造領域面臨的重要難題。區塊鏈技術的出現為解決這一難題提供了一套高效可行的解決方案。

區塊鏈數據對于區塊鏈上的各個節點具有公開性和透明性，因此可以實現智能制造領域中各個節點的數據共享。同時，區塊鏈技術利用非對稱數字加密技術對數據進行加密，各節點必須得到授權，即對應數據區塊的私鑰，才能訪問該數據，因此，數據在共享的同時也得到了保護。因此，通過區塊鏈技術，智能制造供應鏈中的上下游企業之間可以實現數據共享，并通過區塊鏈的加密技術對敏感、涉密信息進行加密，從而打破智能制造生態系統中各環節之間的數據孤島，真正實現數據公開共享。

4. 激勵與生態

區塊鏈技術廣泛采用的代幣（Token，也可譯為通證）等激勵機制可以為智能制造系統中目前面臨的激勵與生態缺失問題提供潛在的解決方案。

首先，在激勵方面，區塊鏈的代幣激勵機制可以應用于智能制造系統，通過發放代幣的形式對智能制造系統中各參與方設置一定的激勵機制，可以有效激發智能制造系統中各參與方的積極性。智能制造生態系統中環節眾多，每個環節的正常運行對于整個系統來說都至關重要，通過正向激勵機制和負向激勵（懲罰）措施的設置，可以有效保障整個生態系統的健康運轉，提高生態系統的運行效率。

其次，在生態方面，區塊鏈技術可以將原來以廠商為中心的制造模式推進到以用戶為中心的制造模式，在這種制造模式下，一切以信息為導向，以用戶的需求數據為驅動，這就有利于打通生產方與需求方之間的壁壘，實現雙方的信任，并使資源得到最優化配置，從而實現智能制造生態系統中各個環節的開放與共享，使各方以低成本獲取高收益，從而形成一個良性可持續發展的智能制造生態系統。