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區塊鏈與分布式制造
分布式制造系統（distributed manufacture system，DMS）是由小規模制造單元基于物理、數字、通信等新興技術(shù)組成的生產(chǎn)系統，通過(guò)實(shí)現制造設施的本地化和供應鏈參與者的全面溝通，促進(jìn)客戶(hù)主導的按需生產(chǎn)，提高系統的靈活性、適應性、敏捷性和魯棒性。
分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )DIPNET基礎架構
分布式制造系統的實(shí)現需要滿(mǎn)足生產(chǎn)技術(shù)、配套服務(wù)、基礎設施、人才儲備等多維度要求。近年來(lái)，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人才教育的普及，分布式制造系統的相關(guān)技術(shù)正逐漸成熟，唯獨缺乏一個(gè)足夠規模、高度聯(lián)通、安全可信的數字基礎設施以高效集成所有關(guān)鍵技術(shù)和核心要素。由此導致當前的分布式制造系統大多為標準化可復制模型工廠(chǎng)，普遍存在信息不對稱(chēng)、資源不共享、互動(dòng)不通暢、響應不迅速、交易費用高、企業(yè)自主核心能力弱等問(wèn)題。區塊鏈作為一種全新的去中心化基礎架構與分布式計算范式，具有去中心化、時(shí)序數據、集體維護、可編程和安全可信等特點(diǎn)，有望成為集成分布式制造系統各智能組件和組織機構的理想數字基礎設施。通過(guò)回顧研究文獻，我們將分布式制造難點(diǎn)分為互操作與協(xié)作難點(diǎn)、安全性與監管難點(diǎn)、市場(chǎng)化與協(xié)議難點(diǎn)、民主化組織治理難點(diǎn)與全球化價(jià)值鏈治理難點(diǎn)五類(lèi)，以下將分別介紹并給出相應的區塊鏈解決方案。
難點(diǎn)一：互操作與協(xié)作難點(diǎn)，包括中小型企業(yè)接入困難、多主體交互困難、任務(wù)規劃困難和資源調度困難。
區塊鏈解決方案：區塊鏈本身就是一個(gè)規模足夠大的分布式網(wǎng)絡(luò )，特別是面向全球所有用戶(hù)的公有區塊鏈更是允許任何人在其中讀取公開(kāi)數據和發(fā)送交易，其P2P的組網(wǎng)方式意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)節點(diǎn)均地位對等且以扁平式拓撲結構相互連通和交互，不存在任何中心化的特殊節點(diǎn)和層級結構，中小型企業(yè)可不受企業(yè)本身生產(chǎn)能力約束地自由接入網(wǎng)絡(luò )并承擔生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)，區塊鏈系統的共識機制可有效解決網(wǎng)絡(luò )的一致性問(wèn)題，公開(kāi)可查、不可篡改的分布式賬本保證了所有信息的可靠性和生產(chǎn)任務(wù)的可追蹤性，根據鏈上數據建立的規劃系統可避免資源沖突問(wèn)題并在準確及時(shí)的信息指導下完成決策任務(wù)。
難點(diǎn)二：安全性與監管難點(diǎn)，包括身份認證困難、數據安全存儲與共享困難、知識產(chǎn)權等法律權利維權困難和監管審計困難。
區塊鏈解決方案：基于區塊鏈已開(kāi)發(fā)出許多數字身份認證系統，如：IDhub、MyCUID、e-Resident等，數字版權認證及交易系統，如：版權家、原本、小犀版權鏈等，電子憑證系統，如：絡(luò )譜區塊鏈登記開(kāi)放平臺、壹帳鏈、IP360等。分布式制造系統可以直接集成這些系統以解決身份認證困難、知識產(chǎn)權等法律權利維權困難和監管審計困難。而對于數據安全存儲與共享困難，利用區塊鏈本身的加密算法即可實(shí)現數據的加密傳輸和存儲，同時(shí)，區塊鏈及智能合約技術(shù)也可優(yōu)化分布式制造系統的關(guān)鍵技術(shù)——物聯(lián)網(wǎng)和供應鏈，為物聯(lián)網(wǎng)提供可信交互環(huán)境，實(shí)現復雜流程的自動(dòng)化，為供應鏈提供實(shí)時(shí)可見(jiàn)性，降低欺詐和盜竊風(fēng)險，保證安全與效率。
難點(diǎn)三：市場(chǎng)化與協(xié)議難點(diǎn)，包括單一用戶(hù)參與困難，生產(chǎn)中介難以接入，個(gè)性化協(xié)議難以達成，生產(chǎn)風(fēng)險難以歸責等。
區塊鏈解決方案：區塊鏈智能合約是一種無(wú)需中介、自我驗證、自動(dòng)執行合約條款的計算機交易協(xié)議，具有去中心化、去信任、可編程、不可篡改等特性，可靈活嵌入各種數據和資產(chǎn)，幫助實(shí)現安全高效的信息交換、價(jià)值轉移和資產(chǎn)管理，最終有望深入變革傳統商業(yè)模式和社會(huì )生產(chǎn)關(guān)系，為構建可編程資產(chǎn)、系統和社會(huì )奠定基礎?；趨^塊鏈的分布式制造系統可采用智能合約代替傳統合約，類(lèi)比現有的去中心化交易市場(chǎng)ECoinmerce、Slock.it等建立個(gè)性化訂單協(xié)商市場(chǎng)，供單一用戶(hù)發(fā)布訂單和簽訂合約。同時(shí)，由于運行在區塊鏈上的各類(lèi)智能合約可看作是用戶(hù)的軟件代理（或稱(chēng)軟件機器人），智能合約本身即可視為數字化的生產(chǎn)中介或傳統分布式系統調度問(wèn)題中基于代理（Agent）方法的數字化，其不可篡改、自動(dòng)執行的特性將有利于生產(chǎn)風(fēng)險歸責。
難點(diǎn)四：民主化組織治理難點(diǎn)。
區塊鏈解決方案：基于區塊鏈和智能合約技術(shù)，可演化出各類(lèi)去中心化自治組織（DAO, 亦稱(chēng)去中心化自治企業(yè)，DAC）和去中心化自治社會(huì )（DAS）。以DAO為例，智能合約可以將管理規則代碼化，代碼設定完成后，組織即可按照既定的規則自主運行。組織中的每個(gè)個(gè)體，包括決策的制定者、執行者、監督者等都可以通過(guò)持有組織的股份權益，或提供服務(wù)的形式來(lái)成為組織的股東和參與者。DAO使得每個(gè)個(gè)體均參與到組織的治理，從而充分激發(fā)個(gè)體的創(chuàng )造性，降低組織的運營(yíng)成本，減少管理摩擦，提高組織決策民主化。此外，編碼在智能合約上的各項管理規則均公開(kāi)透明，也有助于杜絕各類(lèi)腐敗和不當行為的產(chǎn)生。分布式制造系統作為天然的去中心化組織有潛力依托DAO實(shí)現智能自治。
難點(diǎn)五：全球價(jià)值鏈治理難點(diǎn)。
區塊鏈解決方案：區塊鏈技術(shù)作為全球共享的分布式賬本，可在傳遞信息的同時(shí)傳遞價(jià)值，在一定程度上解決了價(jià)值傳輸過(guò)程中的完整性、真實(shí)性、唯一性問(wèn)題，降低了價(jià)值傳輸的風(fēng)險，提高了傳輸的效率，有望像互聯(lián)網(wǎng)一樣徹底重塑人類(lèi)社會(huì )活動(dòng)形態(tài)，實(shí)現從目前的信息互聯(lián)網(wǎng)向價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)的轉變。Token是區塊鏈網(wǎng)絡(luò )上的價(jià)值傳輸載體，借助Token體系，區塊鏈能夠將所有參與者對分布式制造系統及其全球價(jià)值鏈的貢獻量化并自動(dòng)結算，給予相應獎勵，使得全體參與者公平地共享系統價(jià)值增值，同時(shí)，由此催生的“Token經(jīng)濟”、“共享經(jīng)濟”及“社群經(jīng)濟”等新興經(jīng)濟組織機制也將為分布式制造系統中全球價(jià)值鏈的進(jìn)化和治理提供更多可行方案。