區塊鏈的這五個用例說明了未來工廠中區塊鏈的許多可用機會。其中三個用例幫助啟用其他未來工廠應用程式，而另外兩個用例使新的業務模型成為可能。
與世界其它地區一樣，這家工廠的相互聯絡正迅速增強。在未來的工廠中，資料共享發生在一個由機器、零部件、產品和價值鏈參與者組成的複雜網路中，其中包括機器供應商和物流公司。因此，今天的製造商比以往任何時候都面臨著安全共享工廠內外資料的挑戰。傳統的資料庫並不總是很適合這項任務。但在尋找特定應用的解決方案時，製造商可以探索一種新興技術:區塊鏈。區塊鏈是一種數字賬本，它提供了一個單一的、防篡改的真實版本。在需要安全捕獲、儲存和共享關鍵資料(例如，與智慧財產權有關的資料)的各方之間缺乏信任的情況下，該技術提供了獨特的優勢。製造商還可以應用區塊鏈來開發創新的商業模式，並擴充套件傳統工廠之外的生產邊界。然而，對於許多工廠應用程式來說，區塊鏈並不是最佳選擇。最近開發的提供了一些區塊鏈特性的中央分類賬資料庫更容易實現，並且可以處理更多的交易。而且，當各方需要實時儲存和處理大量資料時，其他型別的資料庫也很合適。要確定區塊鏈是支援運營的正確技術，製造商必須進行結構化評估，首先要確定公司當前的業務問題和未來的需求。接下來，它可以探索如何使用該技術來緩解工廠的痛點和滿足其需求。有了對其面臨的機遇和挑戰的深刻理解，製造商就可以從現有的技術解決方案中選擇最佳方案。工廠中的區塊鏈準備好了嗎?為了確保價值鏈參與者之間的信任，製造商傳統上依賴於強大的供應商關係、獨立的質量審計和廣泛的檔案。不幸的是，這些做法通常會帶來很高的成本，也就是所謂的信託稅。透過確保更有效的信任——以及賦予其他利益——區塊鏈減少了對這些昂貴方法的需求。這裡，簡單地說，就是區塊鏈的工作方式:當網路中的參與者向區塊鏈分類帳提交更新時，資料庫使用一個自動過程來請求其他參與者批准更新。已批准的更新具有時間戳、加密簽名並新增到塊中。新塊成為區塊鏈的一部分，區塊鏈是參與者感興趣的所有交易和協議的不可變記錄。區塊鏈的創始人開發它是為了提供數字貨幣的技術基礎。由於網路可伸縮性、互操作性和處理速度方面的限制，早期的區塊鏈沒有有效地支援工業應用程式。但是，目前正在開發的版本使用了新的協商共識協議，透過增加每秒交易數和降低計算成本來提高驗證過程的效率。正在開發的這些改進將增強區塊鏈技術和物聯網(IoT)之間的相互作用——這是使區塊鏈能夠連線未來工廠的聯網裝置的先決條件。這種互動需要一種通用的通訊和資料傳輸技術標準。這樣的標準將提高互操作性、透明性和安全性的級別，並且這些級別優於現有系統和平臺。但是由於還沒有通用的標準，許多區塊鏈應用程式還沒有超出概念驗證階段。正在努力釋放區塊鏈在製造業的潛力。例如，由領先的技術公司和眾多初創公司組成的可信物聯網聯盟(Trusted IoT Alliance)正在開發一個整合區塊鏈和物聯網的開源標準。該標準側重於智慧合約介面，該介面允許資料在支援區塊鏈的系統內部和之間無縫移動。儘管可信物聯網聯盟最早的概念驗證應用關注於供應鏈，但開發人員設想建立其他應用，以支援不可變文件和可信硬體標識。一旦建立了標準，就可以將其整合到新的工廠硬體和軟體中，以擴充套件區塊鏈應用程式。最近推出的區塊鏈即服務 (BaaS)也有助於為在工廠中實現區塊鏈鋪平道路。傳統的區塊鏈是自我管理的，這意味著公司必須定製資料庫的功能(例如，如何管理加密金鑰)，並組織本地或雲中的節點託管。BaaS提供了與自管理區塊鏈相同的特性(例如關鍵資料的安全性)，並新增了一些工具，以促進大規模的管理和部署。對於許多製造商，特別是那些資源有限的技術團隊，使用BaaS將比實現自我管理的區塊鏈更容易。儘管在工廠中部署區塊鏈變得越來越簡單，但它並不是解決工業運營挑戰的靈丹妙藥。實時資料就是一個很好的例子。對於需要幾乎立即進行資料交換的應用程式，例如生產裝置的線上控制，使用區塊鏈所帶來的延遲時間是非常大的。同樣，區塊鏈技術也不適合執行高階分析程式——這種能力在工廠操作中越來越重要。在評估使用區塊鏈的適當機會時，製造商應該考慮是否其他資料庫是更好的選擇。最近開發的中央分類賬資料庫提供了一些區塊鏈的優點(包括信任和不可變性)，但是它們適用於較少的用例。從積極的方面來說，它們更容易設定，可以處理更多的交易。由於受信任的中央機構管理這些分類帳資料庫，因此執行交易不需要多方協商一致。每種型別的資料庫在效能和功能上都有自己的權衡;沒有放之四海而皆準的解決方案。區塊鏈如何創造價值我們為未來工廠中的區塊鏈選擇了五個用例，以說明許多可用的機會。其中三個用例幫助啟用其他未來工廠應用程式，而另外兩個用例使新的業務模型成為可能。增強跟蹤。在複雜的供應鏈中，企業可以使用區塊鏈輕鬆、準確、安全地交換資料。區塊鏈可以提供材料、部件和產品的不可變的、永久的數字記錄，從而提高階到端的可視性，併為所有參與者提供單一的真實來源。如果供應鏈包括多個具有獨立IT系統的參與者，或者參與者之間缺乏信任，或者經常需要引入新的參與者，那麼這些好處就很有價值。保護關鍵智慧財產權並將其貨幣化。製造業企業面臨保護智慧財產權的迫切需要。與成本一樣，在決定是自己生產零部件還是從供應商那裡購買零部件時，智慧財產權保護也是一個至關重要的考慮因素。一種可能性是，如果出現專利糾紛，公司可以使用區塊鏈技術來幫助證明自己擁有智慧財產權。例如，Bernstein Technologies開發了一種網頁服務，允許使用者在區塊鏈中註冊IP。該服務建立一個證書來證明IP的存在、完整性和所有權。在數字化資產貨幣化的過程中，區塊鏈也是幫助公司保護和維持對智慧財產權的控制的幾種解決方案之一。例如，連線到區塊鏈的機器可以使用資料庫中包含的數字設計檔案來生產零件。擁有該智慧財產權的公司使用許可模型，透過區塊鏈將專有資訊提供給生產該部分的公司。簡化和保障質量檢查。透過使用區塊鏈來支援質量控制，公司可以為客戶提升價值，這是未來工廠的另一個主要目標。今天，在沒有區塊鏈的情況下，向客戶提供關於流程和產品質量的完全透明和完整的文件，需要運營IT平臺的中心方提供昂貴的支援。除了幫助客戶沿著供應鏈跟蹤入站部件外，區塊鏈還建立了質量檢查和生產過程資料的不可變文件。該資料庫對每個產品進行惟一的標記，並自動記錄區塊鏈上的每個交易、修改或質量檢查。要啟用此應用程式，生產設定必須包括自動質量檢查，該檢查可直接生成並將度量值寫入到區塊鏈。此用例支援對資料的多方訪問，並且可以消除對入站質量控制的需要，以驗證供應商執行的檢查。它還可能減少原始裝置製造商或中央主管部門稽覈質量控制的需要。各方將能夠利用該技術的證書管理能力，獲得所有相關檔案的完全透明度，從而確保真實性。來自飛機制造業的兩個例子再次說明了面臨的機遇。飛機制造商正在測試使用區塊鏈應用程式來跟蹤飛機零部件的來源，現有技術很難做到這一點，因為飛機生產需要不同供應商生產的大量零部件。製造商可以使用區塊鏈來證明零件的來源，並驗證零件符合適當的規格。配置管理是另一個例子。公司可以使用區塊鏈來建立所有飛機部件和嵌入式軟體的不可變分類賬——無論是原始的、替代的還是附加的——並管理各自的功能或效能證書。這種方法確保了飛機配置的透明性，並允許自動識別證書和元件之間的任何不匹配。開發這樣一個應用程式的幾個專案正在單獨進行。例如，霍尼韋爾(Honeywell)推出了一個航空零部件線上市場，使用區塊鏈來確保每個零部件的準確質量文件。多數大型飛機制造商已宣佈，計劃測試類似的支援區塊鏈的交易平臺。製造商在生產後如何使用區塊鏈控制其產品的一個例子涉及到成本和效能管理。區塊鏈可以提供一個靈活、全面的系統(不是由單個製造商、供應商或操作人員擁有)，用於記錄和跟蹤關於部件的所有相關資訊。這包括有關原材料、使用(如果透過嵌入式物聯網功能記錄)、維護週期和效能測試的資料。參與者可以訪問特定部分的完整的、可審計的日誌。使用者可以收集關於元件配置和產品效能的整個生命週期的歷史資訊，並將其輸入到研發過程中，以最佳化元件的複雜性、成本和效能。例如，在飛機行業，波音公司目前正處於開發用於成本和效能最佳化的商業智慧平臺的早期階段。使用區塊鏈進行質量檢查的主要挑戰是透過將一個物理物件與其數字副本(稱為數字雙胞胎)相連線來確保信任。這種聯絡必須防止或揭示任何改變資訊的人為干擾。為了幫助建立這樣的連線，並保持一個精確的數字雙胞胎，越來越多的裝置將包含可以通訊的感測器。將機器作為服務推進。區塊鏈擴充套件了對機器使用創新的按使用付費模型的可能性，這種模型稱為機器即服務(machines as a service, MaaS)。在這種模式下，機械供應商不是銷售生產裝置，而是根據裝置的產出對裝置的使用收費。例如，機械供應商不是銷售壓縮機，而是按體積銷售壓縮空氣。透過依賴MaaS而不是自己的機器，製造商可以避免大筆的前期投資，並且可以很容易地升級裝置以獲得最新的技術。有效地應用MaaS模型，製造商可以增加他們的生產靈活性。今天，MaaS僅限於易於度量的應用程式。但是，區塊鏈可以透過促進IP保護、文件管理和效能跟蹤來支援更復雜的MaaS應用程式。透過向智慧合約提供由區塊鏈的身份驗證特性啟用的準確使用記錄，機器可以自動為服務付款。例如，透過在區塊鏈中輸入其操作引數(如裝置的總體有效性和消耗品的使用情況)，機器可以自動觸發使用該裝置的製造商的付款。區塊鏈還允許使用者根據需要啟用內建功能。公司目前正在測試區塊鏈在自動MaaS支付系統中的使用。使機器控制維護。區塊鏈可以支援新的維護方法(如自動服務協議)和更短的維護時間。這些創新對於管理先進生產機械的更大複雜性和技術複雜性是必要的。為了方便外包維護，使用者將與每個裝置相關的服務協議和安裝文件附加到區塊鏈記錄中，從而建立裝置的數字副本。然後，區塊鏈技術可以自動執行和支付計劃維護。需要維護的機器可以觸發服務請求，併為工作或替換部件生成智慧契約。訂單完成後，付款過程將自動進行。類似地，維護歷史的不可變文件被附加到區塊鏈記錄。這類應用程式仍處於早期開發階段，可以提高裝置的可靠性，便於監測裝置的健康狀況和磨損情況，並對機器進行可審計的健康評估。此外，在由內部團隊進行維護的情況下，區塊鏈記錄可以作為向裝置供應商提供的證據，證明團隊已經按照質保和保證協議中規定的要求進行了維護。不可變的維護歷史記錄也有利於舊裝置的銷售。在未來，更短的產品生命週期和快速的設計變化將激勵製造商更頻繁地升級他們的機器。在出售二手裝置時，製造商可以直接向潛在買家提供區塊鏈記錄，以證明其妥善維護了裝置。區塊鏈和Additive製造在Additive製造(AM)的共享工廠中設想這些用例說明了區塊鏈的潛力。直到最近，公司主要使用AM進行原型設計或製造小批次零件。然而，今天，他們在工業生產過程中更廣泛地採用了AM。隨著製造商越來越多地使用印刷部件，外包到一個共享的AM工廠提供了一個有吸引力的方式來最佳化成本、速度和生產的可行性。例如，製造商可以更快地列印和獲得備件，並可以更經濟地生產獨特的或低批次的部件。但在使用外包AM之前，製造商必須克服幾個障礙。這些措施包括保護智慧財產權，與AM工廠建立直接的數字連線，並確保符合質量和工藝標準。今天，製造商通常依靠一箇中介(被稱為3D列印平臺)來克服這些障礙，並確定出最好的列印店或服務機構的一部分。一個自動化的區塊鏈招標平臺，使用智慧合同，消除了從3D列印平臺的支援的需要。在共享的AM工廠中，五個區塊鏈用例目前處於概念驗證階段。他們提供以下優勢:全面可靠地跟蹤所有生產步驟。在單個IT平臺上，客戶可以監視進度以及任何與計劃的偏離。這個可互操作的、基於區塊鏈的平臺獨立於選定的印刷廠或服務局，從而降低了成本和對多個資料庫的需求。透過使用加密的、不可變的檔案來保護IP。這對於涉及關鍵IP或在IP安全特別危險的地區使用的設計尤其重要。為了促進AM流程的外包，一個名為Genesis of Things的財團專案正在開發一個平臺，該平臺將允許各方以安全加密的區塊鏈格式共享數字設計檔案，這種格式僅可用於指定數量的列印輸出。參與該專案的公司包括Cognizant、德國商業銀行(Commerzbank)和Innogy。提供質量透明度。支援區塊鏈的3D印表機控制和記錄使用的原材料和工藝引數，以及列印過程的輸出。這些功能為客戶和終端使用者驗證質量。執行機器控制維護。AM機器上的感測器可以觸發維護請求，以及有關區塊鏈控制執行和支付工作的智慧合同。授權的MaaS 。區塊鏈允許AM機器供應商可靠地證明機器或產品符合合同目標。它還支援財務交易的執行和審計，促進各方之間的信任。為了在AM工廠中獲得這些好處，製造商必須將用例提前到概念驗證階段之後，並改進技術，以便工廠能夠經濟地進行新增劑生產。此外，大量的終端使用者必須認識到外包AM的必要性，要麼是因為他們缺乏必要的內部資源和能力，要麼是因為他們需要AM工廠提供的專門服務。評估區塊鏈的適用性在選擇使用哪個區塊鏈用例之前，製造商應該進行一個多步驟的評估。評估適用性應涉及以下六個因素:願望。製造商應該首先考慮用例是否能夠解決一個或多個現有的痛點和業務需求，從而產生效益。製造商還應該考慮獲取期望收益的障礙。例如，多方必須願意採用區塊鏈作為交換資訊和支付的新技術，並且他們必須從使用傳統資料庫作為真理的來源轉變。為了充分考慮潛在的好處，一旦關鍵的利益相關者採用了一個區塊鏈用例，製造商還應該考慮網路效應(例如沿著供應鏈的好處的加速)。可行性。對於每個理想的用例，製造商應該評估實現所需的工作。這包括審查操作可行性(例如將用例與其他系統整合的能力)，以及實現所需的時間框架。生存能力。製造商必須對投資於可行用例的業務用例進行評估。評估經濟可行性包括考慮金融影響和所帶來的風險。監管方面的考慮。為了評估是否繼續使用涉及智慧契約的用例，製造商必須瞭解其供應鏈合作伙伴所在的每個國家的監管情況。一些國家和司法管轄區尚未承認智慧合同具有法律約束力。此外，管理敏感資料儲存的法規可能會對使用區塊鏈造成障礙。戰略聯合。每個支援區塊鏈的方法或業務模型必須與公司的整體戰略相一致。如果一種方法或業務模型破壞或與其他計劃或策略衝突，製造商將必須減輕不匹配的負面影響，以追求區塊鏈選項。技術驗證。與使用中央分類資料庫或其他型別的資料庫相比，製造商應該驗證區塊鏈確實是實現用例目標所採用的正確技術。這涉及到進行技術盡職調查，以評估諸如技術是否足夠成熟和內部能力是否可用等問題——如果不是，盡職調查工作必須考慮如何增強制造商的技術和能力。區塊鏈和工廠正在朝著更好的方向發展。最新的區塊鏈協議尋求提高處理速度，改善資料隱私和治理。而且，隨著技術的迅速成熟，工廠運營越來越需要複雜的公司網路和機器之間的資料共享和協作。透過在這些複雜的網路中建立信任和聯絡，區塊鏈可以幫助製造商清除一些阻礙全面部署其他下一代技術和創新商業模式的障礙。即便如此，區塊鏈也不是萬靈藥，對於特定的應用程式，其他資料庫仍然是更好的選擇。有了對痛點的詳細評估和一組優先順序的用例，製造商將能夠很好地將正確的技術解決方案匹配到最重要的業務需求。 實現區塊鏈的好處與傳統資料庫相比，區塊鏈的技術特性提供了四個關鍵優勢：信任 因為網路驗證了每一筆交易，區塊鏈包含了所有參與者都可以信任的真相的單一版本。安全 加密簽名、自動核查和去中心化儲存使外部當事方几乎不可能修改分類賬或刪除資料，從而無限期地保護其安全。雖然使用者可以將資料附加到區塊鏈中，但他們不能以其他方式更改分類賬。自動化 區塊鏈分類賬允許網路參與者建立廣泛的自我執行協議、合同和託管（稱為智慧合約），從而自動化重複流程，如計費和發貨。區塊鏈可以執行任何由可測量條件觸發的合同，例如，裝置效能或貨物的準時交付。彈性。由於資料庫分佈在網路的多個位置，因此即使部分網路失敗，區塊鏈仍然可以繼續執行。如果一方離開網路，它在區塊鏈上釋出的任何資料都不會丟失。未來工廠中的區塊鏈
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