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)逐步滲透到了各個行業(yè)中，并且在一些領(lǐng)域中開展并實現(xiàn)了諸多探索性的落地應(yīng)用。

區(qū)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(shù)（distributed ledger technology, DLT），是采用去中心化的點對點的通信模式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間直接通信、無需第三方中介的一種數(shù)據(jù)庫技術(shù)。如圖所示，其基本思想是在網(wǎng)絡(luò)中建立一個公共賬本，這個公共賬本是由多個數(shù)據(jù)區(qū)塊組成的鏈條，每個數(shù)據(jù)區(qū)塊存儲了特定時間內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交易信息。區(qū)塊鏈由網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點用戶共同維護，通過節(jié)點用戶對區(qū)塊中的交易信息進行驗證和打包，來保證交易數(shù)據(jù)的真實性。從本質(zhì)上來講，區(qū)塊鏈可視為是一個去中心化的分布式數(shù)據(jù)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(qū)塊鏈技術(shù)采用了加密算法、共識算法等技術(shù)，具有去中心化、可追溯性、不可篡改等特點。

 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)與分布式計算范式，區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、時序數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)安全、信任缺失、數(shù)據(jù)公開共享困難和激勵與生態(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器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，通過人與智能機器的協(xié)調(diào)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(shù)據(jù)得以實現(xiàn)的，因而數(shù)據(jù)安全十分重要。區(qū)塊鏈的出現(xiàn)恰好為這個問題的解決提供一個十分可靠的方案。區(qū)塊鏈具有去中心化、開放透明、不可篡改、可追溯等特點，其采用帶有時間戳的鏈式區(qū)塊結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)，從而為數(shù)據(jù)增加了時間維度，具有極強的可驗證性和可追溯性。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的每個數(shù)據(jù)區(qū)塊都包含一個時間戳和一個與前一區(qū)塊的鏈接，一旦某個數(shù)據(jù)在某個區(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)管部門能夠長期、持續(xù)地監(jiān)督生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，保障數(shù)據(jù)獲取和采集的安全和準確性，提高生產(chǎn)制造的安全性和可靠性。同時，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“信任機器”，因而有助于彌補智能制造的信任缺失問題。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸?shù)冗^程均是基于分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用純數(shù)學方法而不是中心機構(gòu)來建立分布式節(jié)點間的信任關(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)濟激勵機制來保證分布式系統(tǒng)中所有節(jié)點均可參與數(shù)據(jù)區(qū)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(jié)點將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈。去中心化系統(tǒng)設(shè)計以及集體維護的特點使得區(qū)塊鏈成為名副其實的信任機器，達成了無需傳統(tǒng)中介方的信任，實現(xiàn)了價值的自由流通。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)中每個單個參與者所需要的信任量，加之激勵機制的設(shè)計以保證每個參與者之間按照系統(tǒng)協(xié)議來合作，從而實現(xiàn)把信任分配給每個參與者。區(qū)塊鏈的可信特點可用于解決智能制造產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)面臨的信任缺失問題。

在智能制造流程中，運用區(qū)塊鏈技術(shù)，任何產(chǎn)品或構(gòu)件所經(jīng)歷的設(shè)計、采購、生產(chǎn)、流通等任何一個環(huán)節(jié)，及某個環(huán)節(jié)所涉及的成本、質(zhì)量、規(guī)格等各項信息都可以自證其信，這就使得信息隨著產(chǎn)品真實而有效地流通。生產(chǎn)商、供應(yīng)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(qū)塊鏈應(yīng)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(chǎn)生的各項工作可望被免除，例如供應(yīng)商背景調(diào)查，產(chǎn)品質(zhì)量入貨檢測等。同時，分布式信任機制還使得一些中介性質(zhì)的傳統(tǒng)第三方平臺所承擔的中間環(huán)節(jié)可以被免去，進一步降低了智能制造的實施成本。因此，區(qū)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(jié)約成本、提高效率，從而有助于智能制造的實施。

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)）、整個供應(yīng)鏈上的交易數(shù)據(jù)、整個行業(yè)和市場的相關(guān)數(shù)據(jù)、以及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)等?？梢哉f，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導(dǎo)致決策困難或錯誤。然而，由于企業(yè)數(shù)據(jù)的隱私性、企業(yè)之間的競爭性、以及市場的動態(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銷售數(shù)據(jù)，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(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)對于區(qū)塊鏈上的各個節(jié)點具有公開性和透明性，因此可以實現(xiàn)智能制造領(lǐng)域中各個節(jié)點的數(shù)據(jù)共享。同時，區(qū)塊鏈技術(shù)利用非對稱數(shù)字加密技術(shù)對數(shù)據(jù)進行加密，各節(jié)點必須得到授權(quán)，即對應(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)在共享的同時也得到了保護。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)之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并通過區(qū)塊鏈的加密技術(shù)對敏感、涉密信息進行加密，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，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)公開共享。

4. 激勵與生態(tài)

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

首先，在激勵方面，區(qū)塊鏈的代幣激勵機制可以應(yīng)用于智能制造系統(tǒng)，通過發(fā)放代幣的形式對智能制造系統(tǒng)中各參與方設(shè)置一定的激勵機制，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，每個環(huán)節(jié)的正常運行對于整個系統(tǒng)來說都至關(guān)重要，通過正向激勵機制和負向激勵（懲罰）措施的設(shè)置，可以有效保障整個生態(tài)系統(tǒng)的健康運轉(zhuǎn)，提高生態(tài)系統(tǒng)的運行效率。

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，這就有利于打通生產(chǎn)方與需求方之間的壁壘，實現(xiàn)雙方的信任，并使資源得到最優(yōu)化配置，從而實現(xiàn)智能制造生態(tài)系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的開放與共享，使各方以低成本獲取高收益，從而形成一個良性可持續(xù)發(fā)展的智能制造生態(tài)系統(tǒng)。