本刊記者 趙蘇麗

區(qū)塊鏈或成智能造船新范式

本刊記者 趙蘇麗

區(qū)塊鏈在為云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網等新一代信息技術的發(fā)展帶來新機遇的同時，也將為智能制造等領域帶來更多的可能。

雖同屬制造業(yè)，但與汽車廠內整齊劃一的機器人設備有序操作不同的是，當走入中國船廠時，工人圍繞在巨大的船舶分段周圍緊張忙碌的工作場景更讓觀者印象深刻。

實際上，近年來，由于我國造船業(yè)的主要工序基本還是以機械化和半自動化為主，中國的造船業(yè)不得不為之付出大量的人力成本，在造船效率上也與日、韓等國家存有較大差距。而造船效率低無疑也是持續(xù)困擾我國造船業(yè)的主要問題之一。那難題如何破解？國家層面給出的答案是智能制造。

早在前年，我國政府制定的《中國制造2025》中就對制造業(yè)如何轉型升級和跨越發(fā)展做出了整體部署，智能制造多次被提及。此后，為推動船舶工業(yè)的轉型升級，工信部又先后印發(fā)了《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》《國務院2009—2011年船舶工業(yè)調整和振興規(guī)劃》等一系列文件，希望借由政策引導和支持來提升信息技術和制造業(yè)的深度融合，通過智能制造的持續(xù)推進提升船舶工業(yè)的核心競爭力。但在當前世界造船業(yè)的技術、體制上都已發(fā)生重大變革，市場競爭更趨激烈的背景下，中國造船業(yè)如何借由智能制造實現(xiàn)彎道超車？

“區(qū)塊鏈(Blockchain)的應用有能力引發(fā)新一輪的技術創(chuàng)新和產業(yè)變革?！痹诠ば挪啃畔⒒蛙浖舅鹃L謝開峰看來，已延伸到物聯(lián)網、智能制造、供應鏈管理、數(shù)字資產交易等多個領域的區(qū)塊鏈，在為云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網等新一代信息技術的發(fā)展帶來新機遇的同時，也將為智能制造等領域帶來更多的可能。

區(qū)塊鏈——第五次顛覆性的新的計算范式

“每隔10年就會有一次新計算范式的出現(xiàn)。首先是大型機和個人電話的范式，然后互聯(lián)網革新了世間萬物，移動社交網絡成為目前現(xiàn)行的范式，那么接下來的這十年，基于區(qū)塊鏈加密協(xié)議的網絡很有可能就是新興的范式?！泵绹诽m妮·斯萬在《區(qū)塊鏈新經濟藍圖及導讀》一書中稱，區(qū)塊鏈的發(fā)展是潛在的第五次計算范式顛覆性的創(chuàng)新。而計算范式的變更是社會現(xiàn)代化進程重要體現(xiàn)的理念早已被社會所接受。那可能再次顛覆現(xiàn)代化進程以及顛覆造船業(yè)的區(qū)塊鏈是什么呢？

國際通說認為，區(qū)塊鏈起源于化名為“中本聰”（Satoshi Nakamoto）的學者在2008年發(fā)表的奠基性論文《比特幣: 一種點對點電子現(xiàn)金系統(tǒng)》。此后，《經濟學人》對區(qū)塊鏈給出的定義是：區(qū)塊鏈是一個更加強有力的技術。它本質是一個可共享的、可信的、每個人都可以檢查的公開賬本，但是沒有任何一個單一的用戶能夠控制它。整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)的參與者一起來不斷更新，讓這本總賬本為最新，它能夠且只能按照嚴格的規(guī)則和公開的協(xié)議來進行修訂。

而國內目前較為官方的解釋則來自于2016年10月，由工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務業(yè)司指導發(fā)布的《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書2016》（下稱：《白皮書》）一書中，對區(qū)塊鏈給出了狹義和廣義兩種定義：從狹義來講，區(qū)塊鏈是一種按照時間順序將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結構，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本；從廣義來講，區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。換言之，區(qū)塊鏈就是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的集成應用。

區(qū) 塊鏈打個比方來說，就是一本所有船員和船長共同書寫、共同閱讀和監(jiān)管的公共航海日記，這個說法可以讓船舶行業(yè)更形象理解區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈最重要的優(yōu)點、也是最具爭議的性質就是去中心化。

現(xiàn)實中，區(qū)塊鏈系統(tǒng)根據(jù)應用場景和設計體系的不同，一般分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和專有鏈。其中：公有鏈的各個節(jié)點可以自由加入和退出網絡，并參加鏈上數(shù)據(jù)的讀寫，運行時以扁平的拓撲結構互聯(lián)互通，網絡中不存在任何中心化的服務端節(jié)點。聯(lián)盟鏈的各個節(jié)點通常有與之對應的實體機構組織，通過授權后才能加入與退出網絡。各機構組織組成利益相關的聯(lián)盟，共同維護區(qū)塊鏈的健康運轉。專有鏈的各個節(jié)點的寫入權限收歸內部控制，而讀取權限可視需求有選擇性地對外開放。專有鏈仍然具備區(qū)塊鏈多節(jié)點運行的通用結構，適用于特定機構的內部數(shù)據(jù)管理與審計。

目前，在諸多區(qū)塊鏈的應用場景中，比特幣無疑是最成熟也是最為我國公眾所熟知的，一方面，其已被德國等多國央行所認可，且我國已成為目前比特幣的主要市場；另一方面，目前學界通說認為，比特幣只是區(qū)塊鏈最初級的應用，研究者眾。

圖片來源：MANMAN

區(qū)塊鏈正在改變世界

假想一下，如果有一天，僅僅在車鑰匙中嵌入區(qū)塊鏈，就可以準確的完成自動計價、自動支付甚至自動出租等工作，車輛信息可隨時被追蹤、定位，完全可以杜絕車輛使用過程中任何道德風險事件的發(fā)生。那對目前的汽車租賃等行業(yè)將產生多大的影響？現(xiàn)實中，“以太坊（Ethereum）”作為一個以區(qū)塊鏈為基礎的項目，為開發(fā)者提供了一個可靈活編程的區(qū)塊鏈技術平臺。開發(fā)者基于該平臺可以快速地部署區(qū)塊鏈應用，更加專注于商業(yè)邏輯開發(fā)，減少開發(fā)成本。它包含一個編程語言，允許用戶編寫更復雜的智能合約，當貨物到達自動支付并打印發(fā)票，或如果利潤達到一定水平，自動發(fā)送給業(yè)主股息。在此平臺的基礎上，企業(yè)只需給以太坊區(qū)塊鏈設置一些運行的規(guī)則即可完成大量交易。在各種各樣的方法規(guī)則下，區(qū)塊鏈項目已經使實現(xiàn)上述假定成為可能。當然，得益于區(qū)塊鏈技術的發(fā)展，改變的遠不止于此。

實際上，區(qū)塊鏈技術的發(fā)展大致經歷了區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0和區(qū)塊鏈3.0三個發(fā)展階段。而“以太坊”區(qū)塊鏈項目僅僅是區(qū)塊鏈2.0階段的一個側影。在此之前，以比特幣為代表的虛擬貨幣代表了區(qū)塊鏈1.0階段，這一階段區(qū)塊鏈的應用主要和現(xiàn)金有關，比如貨幣轉移、匯兌和支付系統(tǒng)，為人們勾勒了一幅貨幣烏托邦——全球貨幣的統(tǒng)一。而區(qū)塊鏈2.0階段則是以合約為主，簡單的理解就是，區(qū)塊鏈技術的去中心化賬本功能被用來注冊、確認、轉移各種不同類型的資產及合約等。比如，在這一階段，區(qū)塊鏈技術可在經濟、市場、金融等方面得到應用，當然，其可延伸內涵遠比簡單的現(xiàn)金轉移廣得多，諸如期貨、貸款、產權、智能資產和智能合約等。而即將到來的區(qū)塊鏈3.0階段就是超越貨幣、金融、市場之外的區(qū)塊鏈應用，將有望覆蓋人類社會生活的方方面面。

目前，區(qū)塊鏈技術已被很多大型機構稱為是徹底改變業(yè)務乃至機構運作方式的重大突破性技術。但值得注意的是，就像云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新一代信息技術一樣，區(qū)塊鏈技術并不是單一信息技術，而是依托于現(xiàn)有技術，加以獨創(chuàng)性的組合及創(chuàng)新，從而實現(xiàn)以前未實現(xiàn)的功能，這期間應要經歷一段相對漫長的過程，絕不會一蹴而就。

現(xiàn)實語境下，隨著新一輪產業(yè)革命的到來，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新一代信息技術在智能制造、金融、能源、醫(yī)療健康等行業(yè)中的作用愈發(fā)重要。自“十二五”被確立為七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一以來，我國新一代信息技術的發(fā)展迅速，逐步成為各行業(yè)深化信息技術應用的方向。從國內外發(fā)展趨勢和區(qū)塊鏈技術發(fā)展演進路徑來看，區(qū)塊鏈技術和應用的發(fā)展需要云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等新一代信息技術作為基礎設施支撐，反之，區(qū)塊鏈技術的應用發(fā)展也將對推動新一代信息技術產業(yè)發(fā)展起到重要的促進作用。

區(qū)塊鏈造船漸行漸近

日前，工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合印發(fā)了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年）》（簡稱《規(guī)劃》）。作為指導“十三五”時期全國智能制造發(fā)展的綱領性文件，《規(guī)劃》提出全面落實《中國制造2025》和推進供給側結構性改革部署，將發(fā)展智能制造作為長期堅持的戰(zhàn)略任務，并且明確了我國智能制造“兩步走”的發(fā)展目標和十大重點任務。業(yè)內專家指出，我國正處于由造船大國向造船強國轉變的關鍵階段，加快發(fā)展智能制造，對于船舶工業(yè)轉型升級具有重要意義?！兑?guī)劃》中的內容與船舶工業(yè)密切相關，海洋工程裝備及高技術船舶還被明確為實現(xiàn)智能轉型的重點領域，全行業(yè)應當設法搭上這趟智能制造的“快車”，在《規(guī)劃》的指導和推動下，以推進智能制造為主攻方向，不斷做強做優(yōu)做大。

實際上在經歷了機械化、電氣自動化、電子信息化、數(shù)控化制造等幾個發(fā)展階段后，當前，智能化早已成為世界制造業(yè)強國的主攻方向。智能化制造的優(yōu)勢，就是面向產品全生命周期，實現(xiàn)信息技術和智能技術與裝備制造過程技術的深度融合，其基本特征是實時感知、優(yōu)化決策、動態(tài)執(zhí)行。而智能化制造也將使制造業(yè)從依賴經驗走到基于科學。比如，《白皮書》中就提到，實施智能制造，重點任務就是要實現(xiàn)制造企業(yè)內部信息系統(tǒng)的縱向集成，以及不同制造企業(yè)間基于價值鏈和信息流的橫向集成，從而實現(xiàn)制造的數(shù)字化和網絡化。

當然，近十年來，我國船舶工業(yè)雖然在核心設施與技術能力上得到了大幅提升，但仍是大而不強。在智能造船方面，依然存在著較大差距。此前，在浙江舟山舉行的首屆智能造船論壇上，長期從事船舶先進制造技術研究的上海交通大學教授柳存根就曾指出，我國造船企業(yè)制造技術與信息技術的融合與集成程度還較低，國內船企信息共享困難，導致設計、計劃、建造等各部門的協(xié)同性不高。柳存根強調，在智能造船上，我國還存在較大的差距。第一，我國船舶工業(yè)數(shù)字化工業(yè)設計能力嚴重不足，源自缺少有效的數(shù)據(jù)支撐、工藝信息不完整、三維數(shù)字建模不完整等問題。第二，裝備與系統(tǒng)的自動化、智能化水平較低，體現(xiàn)在流水線作業(yè)水平上，與日本、韓國相比，差距尤為明顯，日、韓可達68%，而我國骨干造船企業(yè)只達到20%。第三，由于工時、物量和質量等基礎數(shù)據(jù)的完整性、準確性不足等原因，造船企業(yè)在生產管控中缺少有效的數(shù)據(jù)支持。

在現(xiàn)實的船舶制造過程中，一方面，由于制造設備和信息系統(tǒng)涉及多個廠家，原本中心化的系統(tǒng)主要采用人工或中央電腦控制的方式，實時獲得制造環(huán)節(jié)中所有信息的難度大。另一方面，船廠所有的訂單需求、產能情況、庫存水平變化以及突發(fā)故障等信息，都存儲在各自獨立的系統(tǒng)中，而這些系統(tǒng)的技術架構、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲格式等各不相同，嚴重影響了互聯(lián)互通的效率，也制約了智能制造在實際生產制造過程中的應用。以分段建造為例，國內船企普遍存在著大量分段堆放的現(xiàn)象，在生產過程中存在質量差、人工成本高、浪費時間、難以保證工作精度等問題。有媒體報道稱，目前我國實施船舶智能制造的船廠可能不超過10家，因此，我國船舶工業(yè)智能化建設注定還有很長的路要走。

圖片來源：ABBABB

盡管區(qū)塊鏈技術還存在可擴展性、隱私和安全、開源項目不夠成熟等問題，但是已有的應用充分證明了區(qū)塊鏈的價值。未來一段時間內，隨著區(qū)塊鏈技術不斷成熟，區(qū)塊鏈將為船舶工業(yè)轉型升級提供技術支撐。但鑒于區(qū)塊鏈技術的不斷發(fā)展，目前可期待的是區(qū)塊鏈技術的引入可有效采集和分析在原本孤立的系統(tǒng)中存在的所有傳感器和其他部件所產生的信息，并借助大數(shù)據(jù)分析，評估其實際價值，并對后期制造進行預期分析，能夠幫助企業(yè)快速有效地建立更為安全的運營機制、更為高效的工作流程和更為優(yōu)秀的服務。

“區(qū)塊鏈最大的顛覆就是未來社會組織的成本會急劇地下降，傳統(tǒng)的組織成本是很高的，而智能合約形成的關系成本要低得多?！?清華大學博士、icenter導師、網絡教育實驗室副主任韓鋒在接受本刊記者采訪時稱，企業(yè)就應是為節(jié)約市場交易費用或交易成本而產生。而目前我國船舶制造業(yè)裝備水平參差不齊，降本增效已經成為智能化船廠建設的共識，因此，區(qū)塊鏈技術的應用或將成為未來智能造船新的計算范式，成為未來造船新技術的重要保障和支撐。

而對此，賽智時代CEO、賽智區(qū)塊鏈創(chuàng)始人、《區(qū)塊鏈：價值互聯(lián)網的基石》作者趙剛博士在接受本刊記者采訪時也表達了類似的觀點，“區(qū)塊鏈讓跨國制造企業(yè)組織世界上各種各樣的資源進行產品創(chuàng)造更加便捷，并將為產品的全生命周期的跟蹤和服務提供技術保障?！痹谒磥?，在不遠的未來，區(qū)塊鏈技術將可為船舶生產制造及船舶全生命周期跟蹤和服務提供更透明化的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的透明化也將使船舶研發(fā)設計、生產制造和流通使用更為有效，同時也將使船舶制造企業(yè)的運營成本、制造成本降低、良品率提升，使企業(yè)具有更高的競爭優(yōu)勢。智能制造的價值之一就是重塑價值鏈，而區(qū)塊鏈則有助于提高價值鏈的透明度、靈活性，并能夠更敏捷地應對生產、物流、倉儲、營銷、銷售、售后等各環(huán)節(jié)存在的問題。★

鏈接

區(qū)塊鏈的初級場景——比特幣

為了更便于理解區(qū)塊鏈，就不得不提到2009年1月份發(fā)行出的第一枚比特幣。

比特幣，一種虛擬貨幣，通過礦工進行挖礦獲取。在比特幣系統(tǒng)中，“幣”的概念可用來聯(lián)系社會公眾所熟知的交換觀念?，F(xiàn)實生活中，錢只有很少一部分被捏在手里，大部分是銀行卡、支付寶或者微信錢包中的數(shù)字。而比特幣則將少量的鈔票都不要了，全都記在賬上。比特幣系統(tǒng)就是一個基于互聯(lián)網的大賬本?！氨忍貛拧本妥鳛橘~本的記賬單位，記錄的內容是一筆筆往來的交易。

跟現(xiàn)實中會計記賬差不多，比特幣系統(tǒng)每隔一段時間（現(xiàn)在定義是10分鐘）把期間發(fā)生的所有轉賬指令記在一個新賬頁上。記新賬頁的時候，會把舊賬頁的信息寫入新賬頁開頭，這就像會計賬頁編號一樣確定了所有賬頁的順序。這樣做的好處是使篡改賬本很容易暴露，因為，篡改前面賬頁中的任何一點信息，都會導致后一賬頁的字符串對不上，產生連鎖反應。這樣的賬頁稱為區(qū)塊（Block），由編號穿起來的所有賬頁形成一個大賬本，叫區(qū)塊鏈（Blockchain）。比特幣系統(tǒng)的核心就是這個大賬本，而區(qū)塊鏈就是這個賬本的名字。

在比特幣的世界里，大約每10分鐘會記錄一個數(shù)據(jù)塊。所有的挖礦計算機都在嘗試打包這個數(shù)據(jù)塊并提交，而最終成功生成這個數(shù)據(jù)塊的人，就可以得到一筆比特幣報酬。最初，大約每10分鐘就可以產生50個比特幣的比特幣報酬。但是該報酬每4年減半，如此類推，到最后，總共產生的比特幣數(shù)量將被限制在2100萬個。

比特幣和法定貨幣最大的區(qū)別在于，比特幣沒有集中的發(fā)行方，其運營不依賴于一個類似中央銀行的中心，而是通過遍布整合網絡的節(jié)點分布式的數(shù)據(jù)庫來管理貨幣。 比特幣是一種電子現(xiàn)金，它是利用加密技術來實現(xiàn)獨立于中央銀行之外、協(xié)議地發(fā)行和驗證支付有效性的電子貨幣和在線支付系統(tǒng)。

而這樣去中心化的概念，其實就是源于其底層技術——區(qū)塊鏈?？梢哉f，比特幣只是區(qū)塊鏈應用中被大家最為熟知的一個，但區(qū)塊鏈的可應用場景遠不止于此。