工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)呼嘯而來(lái)，但由于現(xiàn)行生產(chǎn)模式和商業(yè)模式的限制，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀仍存在諸多問(wèn)題。將工業(yè)云和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以建立起一個(gè)云鏈混合的、面向未來(lái)的分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。依托其去中介化的加密算法和共識(shí)機(jī)制，能夠有效解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的價(jià)值互信問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)既有制造業(yè)商業(yè)模式的全新重構(gòu)。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的三大難點(diǎn)
　　各個(gè)企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，在實(shí)施層面都存在諸多問(wèn)題，這導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地非常困難，實(shí)用性較差，出現(xiàn)了大量的“空氣云”。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地難，主要存在三個(gè)方面的問(wèn)題。
　　第一，是數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。企業(yè)類客戶不同于個(gè)人客戶，它們對(duì)于數(shù)據(jù)安全的要求非常高，這主要是由于企業(yè)數(shù)據(jù)，尤其是生產(chǎn)數(shù)據(jù)，中間包含了大量企業(yè)的工藝和商業(yè)秘密。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大多采用中心化的工業(yè)云平臺(tái)，數(shù)據(jù)集中在云服務(wù)商處存儲(chǔ)和管理，這對(duì)于用戶企業(yè)來(lái)說(shuō)具有巨大的安全隱患。工業(yè)企業(yè)普遍是風(fēng)險(xiǎn)厭惡型而非創(chuàng)新導(dǎo)向型，任何一個(gè)單點(diǎn)的安全問(wèn)題都可能會(huì)導(dǎo)致重大的安全事故，所以數(shù)據(jù)的安全和可靠是工業(yè)企業(yè)不能妥協(xié)的指標(biāo)。
　　第二，是成本過(guò)高問(wèn)題。所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)是企業(yè)信息化的升級(jí)版。中國(guó)制造企業(yè)約三十多萬(wàn)家，其中97.4%的企業(yè)是中小制造企業(yè)，他們都碰到同樣的問(wèn)題——信息化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)缺失。對(duì)于中小企業(yè)而言，他們并沒(méi)有太多的資金、技術(shù)、人才等資源來(lái)完成升級(jí)，更沒(méi)有緊迫感來(lái)完成升級(jí)，生存對(duì)于他們來(lái)說(shuō)才是第一要?jiǎng)?wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大多采用中心化工業(yè)云方案，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本都過(guò)高，是一般制造企業(yè)無(wú)法承受的。
　　第三，是靈活性問(wèn)題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通常伴隨著大規(guī)模的自動(dòng)化和信息化升級(jí)改造，而一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化信息化水平越高，往往制造的柔性化越差。而當(dāng)下制造企業(yè)面臨的共同問(wèn)題是外部市場(chǎng)每時(shí)每刻的快速變化，傳統(tǒng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案花費(fèi)上千萬(wàn)資金成本、系統(tǒng)功能紛繁復(fù)雜，無(wú)法做到快速響應(yīng)，中小企業(yè)無(wú)法根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況變化而靈活選擇。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)出手
　　推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地實(shí)施的較好方式，是通過(guò)工業(yè)云和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合，建立起一個(gè)云鏈混合的、面向未來(lái)的分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)（Distributed Intelligent Production Network，國(guó)際上多簡(jiǎn)稱為“工業(yè)區(qū)塊鏈”或“DIPNET”），對(duì)制造業(yè)商業(yè)模式進(jìn)行整體重構(gòu)。
　　在DIPNET中，制造單元內(nèi)大部分采用中心化的工業(yè)云技術(shù)，效率更高、響應(yīng)更快、能耗更低。而生產(chǎn)中的跨組織數(shù)據(jù)互信全部通過(guò)區(qū)塊鏈來(lái)完成，訂單信息、操作信息和歷史事務(wù)等全部記錄在鏈上，分布式存儲(chǔ)、不可篡改，所有產(chǎn)品的溯源和管理將更加安全便捷。
　　分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中整個(gè)供應(yīng)鏈上的交易流程全部由智能合約自動(dòng)執(zhí)行，將工業(yè)制造分解為如“樂(lè)高積木”一樣能夠按單、按次重組的“工業(yè)4.0”組件。使得后端的生產(chǎn)系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)外部市場(chǎng)的變化，大幅降低產(chǎn)業(yè)鏈重組中的信任成本。同時(shí)，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)字化工廠技術(shù)的結(jié)合，可以為每一個(gè)物理世界的工業(yè)資產(chǎn)生成虛擬世界的“數(shù)字化雙胞胎”，并進(jìn)行確權(quán)和流轉(zhuǎn)，完成工業(yè)資產(chǎn)的數(shù)字化，幫助重資產(chǎn)的制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)輕資產(chǎn)擴(kuò)張。

　　工業(yè)區(qū)塊鏈的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
　　工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）是一個(gè)面向工業(yè)制造領(lǐng)域的智能合約平臺(tái)，提供底層協(xié)議的完整實(shí)現(xiàn)、配套工具、API 接口集等。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、安全性、匿名性等優(yōu)勢(shì)，吸引著廣大傳統(tǒng)制造企業(yè)，試圖基于區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)企業(yè)價(jià)值流轉(zhuǎn)和信息流轉(zhuǎn)方式。工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 通過(guò)將企業(yè)業(yè)務(wù)流抽象為智能合約范式，幫助制造商輕松的進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的通證化，加速企業(yè)資源、信息流轉(zhuǎn)。企業(yè)上鏈，以區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建共享工廠、去中心化電商平臺(tái)、價(jià)值生命周期管理系統(tǒng)等應(yīng)用。
　　工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 使用母子雙鏈模式，分別是對(duì)于 DPOS 主鏈和 DAG 子鏈。對(duì)工業(yè)制造領(lǐng)域的不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使用不同的共識(shí)方案，兼顧可靠性和性能?；A(chǔ)架構(gòu)包含應(yīng)用層、接口層、合約層、基礎(chǔ)服務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層，如圖1所示：

圖1 工業(yè)區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)

（1）網(wǎng)絡(luò)層
　　其主要實(shí)現(xiàn)基本節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｒ蕴坏?devp2p 協(xié)議實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)以太坊網(wǎng)絡(luò)多年運(yùn)作實(shí)踐，其隱私性、健壯性、性能等方面均得到很好驗(yàn)證。因此可以將基于以太坊 devp2p 協(xié)議（DPT、IPFS等），實(shí)現(xiàn)工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）底層網(wǎng)絡(luò)。
　?。?）基礎(chǔ)服務(wù)層
　　其主要實(shí)現(xiàn)交易數(shù)據(jù)、區(qū)塊生成、維護(hù)共識(shí)等功能。工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 采用DPOS共識(shí)的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)，后期隨著交易數(shù)量增加，最終同時(shí)支持 DAG 實(shí)現(xiàn)，將與支付無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交互轉(zhuǎn)移至 DAG 子鏈，并對(duì) IOT 大規(guī)模數(shù)據(jù)提供底層支持。
　　區(qū)塊服務(wù)層為 工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 提供：賬戶管理、組織交易、交易驗(yàn)證、區(qū)塊驗(yàn)證等服務(wù)。
　　工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 使用 ECDSA-secp256k1 數(shù)字簽名方案。工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 中包含三種賬戶類型：
　　●普通賬戶
　　●合約范式賬戶
　　●合約實(shí)例賬戶
　　其中普通賬戶由用戶私鑰控制，合約范式賬戶和合約實(shí)例賬戶均由特定算法生成。區(qū)塊服務(wù)層接受上層傳入的參數(shù)，可構(gòu)建特定類型的交易數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)交易發(fā)送者簽名后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)交易廣播。
　　對(duì)于 DPOS 主鏈和 DAG 子鏈的交易，工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 將使用不同的驗(yàn)證策略。值得注意的是，對(duì)于 DAG 子鏈，不存在區(qū)塊的概念。
　　（3）合約層
　　其主要實(shí)現(xiàn)交易數(shù)據(jù)、區(qū)塊生成、維護(hù)共識(shí)等功能。工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 通過(guò) VM 實(shí)現(xiàn)智能合約。所有合約范式及合約實(shí)例化交易，均僅允許在主鏈提交，以保障智能合約的時(shí)序及可靠性。其中合約范式由開(kāi)發(fā)者提交，智能合約實(shí)例由用戶通過(guò)合約范式初始化而來(lái)。智能合約可以直接訪問(wèn) DAG子鏈中的數(shù)據(jù)。合約層是實(shí)現(xiàn)工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）業(yè)務(wù)的核心環(huán)節(jié)，訂單意向的達(dá)成、訂單交割等均由智能合約自動(dòng)執(zhí)行。
　　（4）接口層
　　其主要實(shí)現(xiàn)對(duì)外提供區(qū)塊數(shù)據(jù)訪問(wèn)、智能合約交互等接口功能。接口層對(duì)用戶及Dapp提供對(duì)底層區(qū)塊數(shù)據(jù)、工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 賬戶、智能合約、合約范式的訪問(wèn)，是與工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）服務(wù)交互的主要途徑。

　　主鏈與子鏈的雙鏈共識(shí)
　　選擇共識(shí)方案，主要從安全性、去中心化、健壯性三個(gè)方面考慮。但區(qū)塊鏈上有一個(gè)不可能三角理論，就是一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)不可能同時(shí)做到安全、去中心化和高效，這三者構(gòu)成一個(gè)不可能三角。因此，要構(gòu)建共識(shí)機(jī)制，就是在這里三角中取一個(gè)兼顧各方的位置，市場(chǎng)上各種公鏈都是在共識(shí)機(jī)制構(gòu)建領(lǐng)域的嘗試。

圖2 區(qū)塊鏈的不可能三角

　　工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 選擇 DPOS 共識(shí)機(jī)制實(shí)現(xiàn)母鏈，這是效率、安全性、去中心化之間的一個(gè)平衡點(diǎn)。DPOS 共識(shí)下，通過(guò)社區(qū)對(duì)超級(jí)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)督，確保大多數(shù)節(jié)點(diǎn)是誠(chéng)實(shí)的，同時(shí)獲得了更高的效率和更簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET） 為每一個(gè)訂單確定供應(yīng)鏈，并在供應(yīng)鏈內(nèi)預(yù)設(shè)了快速的結(jié)算系統(tǒng)，所有供應(yīng)商都直接的與最終消費(fèi)者達(dá)成結(jié)算關(guān)系。對(duì)于特定的訂單，各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注程度是不一樣的。用戶下單、簽收環(huán)節(jié)，企業(yè)希望保留可靠的記錄；但對(duì)訂單供應(yīng)鏈各單元的流轉(zhuǎn)過(guò)程，則只需要保留一般記錄。因此，要考慮將供應(yīng)鏈中的流轉(zhuǎn)信息、物流信息及其他物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息，記錄在DAG子鏈上，只將最后的交易及清算結(jié)果記錄在主鏈上。DAG 子鏈?zhǔn)峭耆惒降臄?shù)據(jù)模型，并且可以理論極大的數(shù)據(jù)帶寬。DPOS 與 DAG 雙鏈模式下，為不同特性的數(shù)據(jù)提供了額外的共識(shí)選擇，尤其是當(dāng)工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合時(shí)，大量的生產(chǎn)、物流數(shù)據(jù)可以使用 DAG 子鏈。

　　合約范式
　　合約范式是由開(kāi)發(fā)者發(fā)布的智能合約模版，開(kāi)發(fā)者將提供詳細(xì)的應(yīng)用指導(dǎo)說(shuō)明，并由社區(qū)進(jìn)行審核、提供信用背書(shū)。使用者無(wú)需任何開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，只需要從海量的合約范式中，選取適合自身業(yè)務(wù)的合約范式，根據(jù)指導(dǎo)說(shuō)明，通過(guò)簡(jiǎn)單的配置即完成可靠的智能合約部署。合約范式是母鏈上的特殊交易，是不完全的智能合約代碼，僅提供一些通用的靜態(tài)接口及實(shí)例化接口，不提供任何業(yè)務(wù)相關(guān)功能。合約范式內(nèi)也指定了手續(xù)費(fèi)及收款地址，開(kāi)發(fā)者可以從用戶的交易中，獲得少量手續(xù)費(fèi)作為報(bào)酬，實(shí)現(xiàn)“開(kāi)發(fā)即挖礦”模式。

　　三大發(fā)展方向
　　在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有三個(gè)方向：
　　一是“一鍵重復(fù)定制”?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代下制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向以滿足消費(fèi)者碎片化需求與大規(guī)模定制為核心的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展日漸成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新趨勢(shì)。在這樣的現(xiàn)實(shí)背景下，工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）主張企業(yè)的生產(chǎn)都不是簡(jiǎn)單的復(fù)制，而是在滿足消費(fèi)者個(gè)性化需求上的價(jià)值創(chuàng)造，工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）也將致力于為每一位接入企業(yè)提供便捷合約范式，使每一次重復(fù)都能產(chǎn)生獨(dú)一無(wú)二的價(jià)值。

圖3 DIPNET應(yīng)用遠(yuǎn)嘉程服裝定制系統(tǒng)

　　二是“價(jià)值全生命周期管理”。分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)所形成的分布式制造模式，以用戶創(chuàng)造內(nèi)容為代表，使人人都有能力進(jìn)行制造并參與到產(chǎn)品全生命周期當(dāng)中，徹底顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)模式，生產(chǎn)企業(yè)也能因此而受益。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，新模式使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造由原來(lái)的以生產(chǎn)商為主導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)向以消費(fèi)者為主導(dǎo)，消費(fèi)者能夠更早、更準(zhǔn)確的參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，并通過(guò)龐大的分布式網(wǎng)絡(luò)對(duì)產(chǎn)品不斷完善，使企業(yè)的產(chǎn)品更容易適應(yīng)市場(chǎng)需求，并獲得利潤(rùn)上的保證；在產(chǎn)品創(chuàng)新方面，新模式延伸了創(chuàng)新邊界。通常，研發(fā)和創(chuàng)新因成本問(wèn)題而無(wú)法緊密聯(lián)系。如今新模式使用于產(chǎn)品初始階段的成本大幅下降，新技術(shù)、新產(chǎn)品的產(chǎn)學(xué)研得以緊密結(jié)合。另外，借助龐大的分布式制造網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)資源，企業(yè)的創(chuàng)新能力與研發(fā)實(shí)力均能獲得大幅度提升，創(chuàng)新邊界得以延伸。
　　傳統(tǒng)的制造體系中，產(chǎn)品生命周期管理（PLM）是重要組成部分。PLM是以一個(gè)產(chǎn)品的生命周期為視角，將研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)流動(dòng)自動(dòng)化”，這也就是工業(yè)4.0三大集成中“端到端的技成”。
　　而今天，以工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET）技術(shù)為核心的價(jià)值生命周期管理（VLM）正在出現(xiàn)。VLM是以一個(gè)產(chǎn)品或一條產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的生命周期為視角，將產(chǎn)品價(jià)值的準(zhǔn)備、生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)、增值、減值和消滅等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)“價(jià)值流動(dòng)自動(dòng)化”，這同樣屬于工業(yè)4.0三大集成中端到端集成的范疇，只是基于不同的視角。
　　通過(guò)VLM，企業(yè)能夠更好將物流、信息流和價(jià)值流統(tǒng)一進(jìn)行管理，通證技術(shù)和數(shù)字化工廠技術(shù)能夠更好的連接，金融科技與實(shí)體經(jīng)濟(jì)將深度融合，這是工業(yè)的未來(lái)，也是金融的未來(lái)。

圖4 價(jià)值 vs產(chǎn)品 生命周期管理

三是無(wú)限交互的標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)可在任意節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，信息實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、銷售等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)打通。訂單信息、事務(wù)歷史記錄等記錄在鏈上，分布式存儲(chǔ)不可篡改，可實(shí)現(xiàn)去中心化協(xié)作，產(chǎn)品溯源安全便捷。交易流程由智能合約自動(dòng)執(zhí)行，提高效率。

圖5 區(qū)塊鏈的卡位

小結(jié)
　　融合了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)區(qū)塊鏈（DIPNET），將開(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新的扁平式、合作性的全球新工業(yè)市場(chǎng)，而非傳統(tǒng)意義上層級(jí)式、自上而下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一個(gè)由成千上萬(wàn)節(jié)點(diǎn)組成的分布式制造網(wǎng)絡(luò)代替了從設(shè)計(jì)到制造在內(nèi)的所有環(huán)節(jié)，大幅降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這是面向未來(lái)制造最為震撼的基礎(chǔ)設(shè)施。