區塊鏈的這五個使用案例說明了區塊鏈在未來工廠中的許多機會。 其中三個用例有助於支持其他未來的工廠應用程序，而另外兩個用例支持新的業務模型。
像世界其他地方一樣，這家工廠的互聯互通正在迅速增加。 在未來的工廠中，數據共享將在一個由機器、組件、產品和價值鏈參與者(包括機器供應商和物流公司)組成的複雜網絡中進行。 因此，今天的製造商比以往任何時候都面臨著在工廠內外安全共享數據的挑戰。
傳統數據庫並不總是適合這項任務。 然而，當尋找特定應用的解決方案時，製造商可以探索一種新技術，區塊鏈：
《區塊鏈》是一本提供真實世界單一防篡改版本的電子書。 在需要安全捕獲、存儲和共享關鍵數據(例如，與知識產權相關的數據)的各方之間缺乏信任的情況下，該技術提供了獨特的優勢。 製造商也可以利用區塊鏈來開發創新的商業模式，並將生產範圍擴大到傳統工廠之外。
然而，區塊鏈並不是許多工廠應用的最佳選擇。 最近開發的中央分類賬數據庫提供了一些區塊鏈特色，更容易實施，可以處理更多的交易。 此外，當各方都需要實時存儲和處理大量數據時，其他類型的數據庫也是合適的。
要確定區塊鍊是支持運營的正確技術，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需求。 接下來，它可以探索如何使用這項技術來減輕工廠的痛苦並滿足其需求。 通過深入了解其面臨的機遇和挑戰，製造商可以從現有的技術解決方案中選擇最佳解決方案。
工廠裡的積木鏈準備好了嗎？ 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、獨立的質量審核和大量的文檔。 不幸的是，這些做法通常會產生很高的成本，這就是所謂的信託稅。 通過確保更有效的信任——和授予其他利益——區塊鏈，減少了對這些昂貴方法的需求。
簡而言之，這就是區塊鏈：的工作原理。 當網絡中的參與者向區塊鏈分類帳提交更新時，數據庫使用自動流程請求其他參與者批准更新。 批准的更新具有時間戳、加密簽名，並被添加到塊中。 新區塊成為區塊鏈的一部分，它是參與者感興趣的所有交易和協議的不可改變的記錄。
區塊鏈的創始人開發了它，為數字現金提供了技術基礎。 由於網絡可擴展性、互操作性和處理速度的限制，早期的區塊鏈沒有有效地支持工業應用。 然而，目前正在開發的版本使用新的協商一致協議，通過增加每秒的事務數量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) ——之間的互動，這是使區塊鏈能夠連接未來工廠的網絡設備的先決條件。 這種交互需要一個通用的通信和數據傳輸技術標準。 這樣的標準將提高互操作性、透明度和安全性的水平，並且這些水平優於現有的系統和平台。 然而，由於沒有共同的標準，許多區塊鏈應用程序還沒有超出概念驗證階段。
正在努力釋放區塊鏈在製造業中的潛力。 例如，由領先技術公司和許多初創企業組成的可信物聯網聯盟正在開發一個集成區塊鍊和物聯網的開源標準。 該標準側重於智能合同接口，允許數據在支持區塊鏈的系統內部和系統之間無縫移動。
儘管信實物聯網聯盟最早的概念驗證應用側重於供應鏈，但開發人員設想創建其他應用來支持不可變文檔和可信硬件標識。 一旦標準建立，它可以集成到新的工廠硬件和軟件中，以擴展區塊鏈應用程序。
最近引入的區塊鏈即服務也有助於為在工廠實現區塊鏈鋪平道路。 傳統的區塊鍊是自我管理的，這意味著公司必須定制數據庫的功能(例如，如何管理加密密鑰)並組織本地或云中的節點託管。 BaaS提供了與自我管理的區塊鏈相同的功能(例如關鍵數據的安全性)，並添加了一些工具來促進大規模管理和部署。 對於許多製造商來說，尤其是那些資源有限的技術團隊，使用BaaS將比實施自我管理的區塊鏈更容易。
雖然在工廠部署區塊鏈變得越來越容易，但它不是解決工業運營挑戰的靈丹妙藥。 實時數據就是一個很好的例子。 對於要求幾乎立即進行數據交換的應用，例如生產設備的在線控制，使用區塊鏈引起的延遲時間非常長。 同樣，區塊鏈技術不適合運行高級分析程序——。 這種能力在工廠運營中越來越重要。
在評估使用區塊鏈的適當機會時，製造商應該考慮其他數據庫是否是更好的選擇。 最近開發的中央分類帳數據庫提供了區塊鏈的一些優勢(包括信任和不變性)，但它們適用於更少的用例。 從積極的一面來看，它們更容易設置，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賬數據庫，因此不需要多方一致同意來執行交易。 每種類型的數據庫在性能和功能之間都有自己的權衡。 沒有放之四海而皆準的解決方案。
如何在區塊鏈創造價值 我們為未來的區塊鏈工廠選擇了五個用例來說明許多可用的機會。 其中三個用例有助於支持其他未來的工廠應用程序，而另外兩個用例支持新的業務模型。
增強跟踪。 在復雜的供應鏈中，企業可以使用區塊鏈輕鬆、準確、安全地交換數據。 區塊鏈可以提供材料、組件和產品的不可更改的永久數字記錄，從而提高端到端的可見性，並為所有參與者提供單一的真實來源。 如果供應鏈包括多個擁有獨立信息技術系統的參與者，或者參與者之間缺乏信任，或者經常需要新的參與者，那麼這些好處是有價值的。
保護關鍵知識產權並將其貨幣化。 製造企業面臨保護知識產權的迫切需要。 與成本一樣，在決定是生產零件還是從供應商處購買零件時，知識產權保護也是一個至關重要的考慮因素。
一種可能性是，如果存在專利糾紛，該公司可以利用區塊鏈技術來幫助證明其擁有知識產權。 例如，伯恩斯坦技術公司開發了一種網絡服務，允許用戶在區塊鏈註冊知識產權。 該服務創建一個證書來證明知識產權的存在、完整性和所有權。
在數字資產貨幣化的過程中，區塊鏈也是幫助公司保護和保持對知識產權控制的幾種解決方案之一。 例如，連接到區塊鏈的機器可以使用數據庫中包含的數字設計文件來生產零件。 擁有知識產權的公司使用許可模式向通過區塊鏈生產零件的公司提供專有信息。
簡化並確保質量檢驗。 通過使用區塊鏈來支持質量控制，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。 如今，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檔需要運營信息技術平台的中央方提供昂貴的支持。
除了幫助客戶跟踪供應鏈上的入庫組件，區塊鏈還創建了質量檢查和生產過程數據的不可更改的文檔。 該數據庫對每種產品進行唯一標記，並自動記錄區塊鏈的每項交易、修改或質量檢查。 要啟用此應用程序，生產設置必須包括可直接生成的自動質量檢查，並將指標寫入區塊鏈。
該用例支持多方訪問數據，並且消除了對入站質量控制的需要，以驗證由供應商執行的檢查。 這也可能減少原始設備製造商或中央當局審查質量控制的需要。 各方將能夠使用該技術的證書管理能力來獲得所有相關文件的完全透明性，從而確保真實性。
飛機製造業的兩個例子再次說明了他們面臨的機遇。 飛機製造商正在測試使用區塊鏈應用程序來跟踪飛機部件的來源，這在現有技術中是困難的，因為飛機生產需要由不同供應商生產的大量部件。 製造商可以使用區塊鏈來證明零件的原產地，並驗證零件是否符合相應的規格。
配置管理是另一個例子。 公司可以使用區塊鍊為所有飛機部件和嵌入式軟件創建不可變的分類帳——，無論是原始的、替換的還是附加的——，並管理它們各自的功能或性能證書。 這種方法確保飛機配置的透明度，並允許自動識別證書和部件之間的任何不匹配。 開發這種應用的幾個項目正在單獨進行。 例如，霍尼韋爾推出了航空部件的在線市場，利用區塊鏈確保每個部件的準確質量文件。 大多數大型飛機製造商已宣布計劃測試支持區塊鏈的類似交易平台。
製造商如何在生產後使用區塊鏈來控制其產品的一個例子涉及成本和性能管理。 區塊鏈可以提供一個靈活而全面的系統(不屬於單一的製造商、供應商或運營商)，用於記錄和跟踪所有與組件相關的信息。 這包括原材料、使用情況(如果通過嵌入式物聯網功能記錄)、維護週期和性能測試的數據。
參與者可以訪問特定部分的完整、可審核的日誌。 用戶可以收集關於組件配置和產品性能的整個生命週期的歷史信息，並將其輸入到研發過程中，以優化組件的複雜性、成本和性能。 例如，在飛機行業，波音公司目前正處於開發成本和性能優化商業智能平台的早期階段。
使用區塊鏈進行質量檢查的主要挑戰是通過將物理對象與其數字副本(稱為數字孿生)連接起來來確保信任。 這種聯繫必須防止或揭露任何改變信息的人為乾擾。 為了幫助建立這樣的連接並保持精確的數字孿生，越來越多的設備將包括能夠通信的傳感器。
將機器作為一項服務來推動。 區塊鏈擴大了對機器使用創新的按使用付費模式的可能性，這種模式被稱為機器即服務(MaaS)。 在這種模式下，機械供應商不出售生產設備，而是根據設備的產量收取使用費。 例如，機械供應商不出售壓縮機，而是按體積出售壓縮空氣。 通過依賴MaaS而不是他們自己的機器，製造商可以避免大量前期投資，並可以輕鬆升級設備以獲得最新技術。 通過有效地應用MaaS模型，製造商可以增加他們的生產靈活性。
如今，MaaS僅限於易於測量的應用。 然而，區塊鏈可以通過促進知識產權保護、文檔管理和性能跟踪來支持更複雜的MaaS應用。 通過提供帶有區塊鏈認證功能的準確使用記錄的智能合同，機器可以自動支付服務費用。 例如，通過在區塊鏈輸入其操作參數(如設備的整體有效性和耗材的使用)，機器可以自動觸發使用設備的製造商的付款。 區塊鏈還允許用戶根據需要激活內置功能。 該公司目前正在測試在自動MaaS支付系統中使用區塊鏈。
進行機器控制維護。 區塊鏈可以支持新的維護方法(如自動服務協議)和更短的維護時間。 這些創新是管理先進生產機械的更大復雜性和技術複雜性所必需的。
為了便於外包維護，用戶將與每個設備相關的服務協議和安裝文件附加到區塊鏈記錄中，從而創建設備的數字副本。 然後，區塊鏈技術可以自動執行和維護支付計劃。 需要維護的機器可以觸發服務請求，並為工作或替換零件生成智能合同。 訂單完成後，付款過程將自動進行。
類似地，保存歷史的不可變文檔被附加到區塊鏈記錄中。 這種應用程序還處於開發的早期階段，可以提高設備的可靠性，便於監控設備的健康和磨損情況，並對機器進行可審計的健康評估。 此外，在內部團隊進行維護的情況下，區塊鏈記錄可用作設備供應商的證據，證明該團隊已根據質量保證和保證協議中規定的要求進行了維護。
不變的維修歷史也有利於舊設備的銷售。 在未來，更短的產品生命週期和快速的設計變化將鼓勵製造商更頻繁地升級他們的機器。 在銷售二手設備時，製造商可以直接向潛在買家提供區塊鏈記錄，以證明他們已經正確維護了設備。
區塊鍊和添加劑製造 想像一下添加劑製造(AM)共享工廠中的這些用例，來說明區塊鏈的潛力。 直到最近，該公司主要使用調幅進行原型設計或製造少量零件。 然而，今天，他們在工業生產過程中更廣泛地採用了調幅。
隨著製造商越來越多地使用印刷組件，外包給一個共享的調幅工廠提供了一個優化生產成本、速度和可行性的有吸引力的方法。 例如，製造商可以更快地打印和獲取備件，並且可以更經濟地生產獨特的或小批量的零件。 然而，製造商在使用外包調幅之前必須克服幾個障礙。 這些措施包括保護知識產權、與調幅工廠建立直接數字連接，以及確保符合質量和工藝標準。 如今，製造商通常依靠中介(稱為3D打印平台)來克服這些障礙，並確定最佳的印刷車間或服務組織的一部分。 使用智能合同的自動化區塊鏈投標平台，消除了對3D打印平台支持的需求。
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
全面可靠地跟踪所有生產步驟。 在單一的信息技術平台上，客戶可以監控進度和任何偏離計劃的情況。 這種可互操作的基於塊鏈的平台獨立於所選的印刷或服務辦公室，因此降低了成本和對多個數據庫的需求。
通過使用加密的、不可變的文件來保護知識產權。 這對於涉及關鍵知識產權的設計或用於知識產權安全特別危險的領域尤為重要。 為了促進調幅流程的外包，一個名為“物的起源”的聯盟項目正在開發一個平台，該平台將允許各方以安全加密的區塊鍊格式共享數字設計文件，該格式只能用於特定數量的打印輸出。 參與該項目的公司包括Cognizant、Commerzbank和Innogy。
提供高質量的透明度。 支持區塊鏈的3D打印機控制和記錄所用的原材料和工藝參數，以及打印過程的輸出。 這些功能為客戶和最終用戶驗證質量。
執行機器控制維護。 AM機器上的傳感器可以觸發維護請求和區塊鏈控制執行和支付的智能合同。
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。 它還支持金融交易的實施和審計，並促進各方之間的信任。
為了在調幅工廠獲得這些好處，製造商必須將用例推進到概念驗證階段，並改進技術，以便工廠能夠經濟地生產添加劑。 此外，大量最終用戶必須認識到外包調幅的必要性，要么是因為他們缺乏必要的內部資源和能力，要么是因為他們需要調幅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，製造商應該進行多步驟評估。 適用性評估
慾望。 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，以產生效益。 製造商還應該考慮獲得預期收入的障礙。 例如，許多方面必須願意採用區塊鏈作為信息交換和支付的新技術，他們必須從使用傳統數據庫作為真相的來源。 為了充分考慮潛在的利益，一旦關鍵利益相關者採用了區塊鏈用例，製造商還應該考慮網絡效應(例如，沿著供應鏈加速利益)。
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。 這包括檢查操作可行性(例如，將用例與其他系統集成的能力)和實現所需的時間框架。
生存能力。 製造商必須評估投資可行用例的業務用例。 評估經濟可行性包括考慮財務影響和風險。
監管考慮。 為了評估是否繼續使用涉及智能合同的用例，製造商必須了解其供應鏈合作夥伴所在的每個國家的監管情況。 一些國家和地區尚未承認智能合同具有法律約束力。 此外，管理敏感數據存儲的法規可能會對區塊鏈的使用造成障礙。
戰略聯盟。 支持區塊鏈的每一種方法或商業模式都必須與公司的整體戰略保持一致。 如果一種方法或商業模式崩潰或與其他計劃或戰略衝突，製造商將不得不減輕不匹配的負面影響，以追求區塊鏈選擇。
技術驗證。 與使用中央分類數據庫或其他類型的數據庫相比，製造商應該驗證區塊鏈確實是實現用例目標的正確技術。 這包括進行技術盡職調查，以評估技術是否足夠成熟以及內部能力是否可用等問題。 如果沒有，盡職調查必須考慮如何提高製造商的技術和能力。
區塊鍊和工廠正朝著更好的方向發展。 最新的區塊鏈協議旨在提高處理速度、數據隱私和治理。 此外，隨著技術的迅速成熟，工廠運營需要企業網絡和機器之間越來越複雜的數據共享和協作。 通過在這些複雜的網絡中建立信任和聯繫，區塊鏈可以幫助製造商消除一些阻礙其他下一代技術和創新商業模式全面部署的障礙。 即便如此，區塊鏈也不是萬靈藥，其他數據庫仍然是特定應用的更好選擇。 通過對棘手問題的詳細評估和一組優先使用案例，製造商將能夠將正確的技術解決方案與最重要的業務需求相匹配。
認識到區塊鏈的好處 與傳統數據庫相比，區塊鏈的技術特點提供了四個主要優勢：
信任因為網絡驗證每一筆交易，區塊鏈包含所有參與者都可以信任的單一版本的真相。
安全加密簽名、自動驗證和分散存儲使外部方幾乎不可能修改分類帳或刪除數據，從而無限期地保護其安全。 儘管用戶可以將數據附加到區塊鏈，但他們不能以其他方式更改分類帳。
自動區塊鏈分類賬允許網絡參與者建立一系列自動執行的協議、合同和託管(稱為智能合同)，以自動執行重複流程，如計費和運輸。 區塊鏈可以執行由可測量條件觸發的任何合同，例如設備性能或貨物的按時交付。
靈活性。 因為數據庫分佈在網絡上的多個位置，即使一些網絡出現故障，區塊鏈仍然可以繼續運行。 如果一方離開網絡，它在區塊鏈發布的任何數據都不會丟失。
來源：左鏈科技(網絡整理)
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