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信通院:激活数据要素 工业区块链应用加速落地

区块链和工业互联网正在加速融合。在不久前召开的“2020工业互联网大会”上,中国信息通信研究院正式发布《工业互联网应用白皮书(1.0版)》(以下简称“白皮书”),白皮书对于工业互联网发展面临的挑战、区块链在工业互联网中发挥的作用,以及区块链在工业互联网中的应用进行了详细解读,同时对于工业区块链的未来发展提出了建议。

迈入深耕阶段,工业互联网面临四大挑战

白皮书指出,制造业数字化转型的不断深化,对工业互联网中平台数据互通共享、安全保障体系等均提出了更高要求,随着当前工业互联网进入深耕阶段,其进一步发展所面临的问题和挑战逐渐凸显。

一是难以实现数据要素互联共享。传统ERP、MES、CRM等业务系统都有各自的数据管理体系,随着业务系统的不断增加与企业业务流程的日趋复杂,各类业务系统间的数据集成难度不断加大,导致“信息孤岛”问题日益凸显。面向当前海量多源异构的工业数据缺乏必要的管理与处理能力。由于不同信息系统之间的共性模块难以实现共享复用,有可能导致应用创新过程中存在“重复造轮子”的现象,也会进一步降低应用创新效率,增加创新成本。

二是隐私和数据保护形势依旧严峻。工业互联网平台采集、存储和利用的数据资源存在数据体量大、种类多、关联性强、价值分布不均等特点,因此平台数据安全存在责任主体边界模糊、分级分类保护难度较大、事件追踪溯源困难等问题。同时,工业大数据技术在工业互联网平台中的广泛应用,使得平台客户信息、企业生产信息等敏感信息存在泄露隐患和数据交易权属不明确、监管责任不清等问题,工业大数据应用存在安全风险。

三是设备安全可靠性问题凸显。海量的设备接入使得身份鉴定、设备管理等成为工业安全的隐患。高度协同的生产单元涉及各种生产设备,这些设备的身份辨识可信、身份管理可信、设备访问控制可信是多方协作的基础,也是实现人与设备、设备与设备之间的高效、可信、安全交换信息的前提。同时,对设备的全生命周期管理过程,需要对设备的从属关系等进行可信的难以篡改的溯源查询,在设备使用可能导致的责任认定中提供具有公信力的仲裁依据。

四是产业链条融资难现象突出。同一供应链上企业之间的ERP系统并不互通,导致企业间信息并不相通,全链条信息难以融会贯通。供应链上游的中小微企业往往存在较大资金缺口,然而没有核心企业的背书,难以获得银行的优质贷款,融资难、融资贵现象突出。对银行等金融机构来说,企业的信息不透明意味着风控难度增大,对企业融资与金融机构渗透都是巨大的障碍。

有效管理数据要素,区块链加速融入工业互联网

作为工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,工业互联网的目的在于实现设备、企业、人、机构之间的可信互联。上述挑战存在的根本原因,主要源自对工业互联网中数据要素缺乏有效管理,这直接制约工业互联网中不同参与方之间的可信协作。

区块链技术为工业互联网中数据要素的配置管理提供了新的解决方案。充分发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用,打通“数据孤岛”,能够加速工业企业内部的生产流程管理、设备安全互联,助推在工业企业之间实现产业链协同,也有助于在工业企业和金融机构之间构筑可信互联的新型产融协同生态,从而有望全面推动工业互联网实现跨越式发展。

从区块链在工业中具体的应用上看,区块链在企业内部、在产业链系统以及产融协同中将发挥积极作用。

区块链在企业内部的使用——利用区块链技术,对从工业现场采集的数据进行妥善保存,既实现了数据的去中心化,又能确保数据的真实、可靠、有效,实现设备的安全互联。而基于可信数据的分析和挖掘,企业可以更高效地达到流程优化、工艺改进、预判性分析等一系列目标,帮助企业快速有效地形成更为可靠的运作机制、更高效的生产流程和更优秀的服务质量。

区块链在产业链协同中的应用——产业链协同网络是由核心工业企业、供应商、经销商、客户等参与主体构成的,从工业生产品起始端延伸至消费端。产业链主体地理位置分散、难以交互的管理系统,提高了协同门槛和复杂度,需要通过区块链技术实现信息资源共享,从而实现多参与方网络的高透明度、高协同度。

区块链在产融协同中的应用——通过区块链技术,使工业企业实现内部生产、管理,产业链协同沉淀出可信的业务信息。基于产业体系内部的可信业务信息,金融业务可以嵌入式开展业务,形成产融协同新模式。金融机构通过参与以区块链为多方共治技术基础的工业区块链平台,基于共享账本,在获得授权的情况下,直接获取产业运作的真实过程数据,在对业务运作充分了解的基础上,更加主动地向目标客户提供多样化甚至定制化的金融服务。

尚处试验阶段,工业区块链发展任重道远

区块链技术为工业互联网中数据要素流通和业务协同提供了新的解决方案,但二者的深度融合还需要较长时间的积累和沉淀。现阶段,工业区块链在技术适配和应用落地等层面均面临诸多挑战,需要各方积极探索解决之道,助力产业健康有序发展。

从面临的问题上看,当前工业互联网已迈入深耕阶段,相比而言,工业区块链则仍处于社会试验阶段,其在应用示范效应、业务协同模式以及技术发展程度等方面存在一定的问题。

应用示范效应尚未凸显。由于加入区块链技术需要对原有业务系统进行改造,初期投入成本较大,且客户对于新技术应用需要一段适应期,现阶段区块链对于工业互联网的赋能作用尚未凸显,区块链技术在工业互联网领域的应用仍处于起步阶段,公众对于工业区块链的重要性认知不足,行业内标杆性示范项目缺乏,配套的应用指南尚未出台,短期内工业区块链市场规模有限,潜力还需进一步挖掘。

业务协同模式有待创新。工业区块链中数据共享、机理共享、资源共享的关键,除了技术以外,关键需要一个合理的组织形态,使包括政府、工业链条各参与方、技术提供方等在内的利益相关方协同参与推动平台建设、区块链标准设立、相关法律和政策制订及信息共享等系列行动,使区块链在工业的应用既风险可控,又达到支持实体经济和服务企业的目的,具有良好的社会效益和经济效益。

技术自身发展尚存瓶颈。区块链系统都会遇到“性能、安全性、分布式”三个因素的平衡难题,这三者不可能完美兼顾。在工业制造和服务领域的区块链应用也不可避免地面临这三者的权衡问题,如何提升数据大量写入、低延迟、高并发场景续航能力,同时保证安全防护,这需要根据具体项目的特点做出个性化的取舍。此外,区块链系统由交易驱动,其智能合约尚难以支持工业制造领域中定时器和委托等需要区块链进行事件触发的机制。

如何更好更快地推进工业区块链发展?白皮书认为,需要发动政府、行业组织、企业等社会各方面的力量,为新兴产业的发展提供空间,推进区块链与工业互联网加速融合创新。

在政府层面,应发挥统筹协调作用,组织专家研判区块链的发展趋势,把握区块链技术本质、潜在用途和成本收益及其技术本质,研制促进区块链技术在工业互联网领域的发展政策,通过设立专项基金和出台政策等方式,促进工业区块链协同发展;加快制定区块链的相关法律法规,将区块链技术纳入合适的监管框架之内,防范系统性风险;尽可能在维护系统参与者利益与维护更广泛的社会利益间达成平衡,避免固化的架构阻碍技术创新。

在行业组织层面,需创建政产学研合作交流平台,实现行业供需对接,打造产业协同生态;加快区块链在工业互联网领域的示范推广,打造一批工业区块链试点示范项目,评估试点示范成效,编制优秀案例集;发挥行业组织在国际标准、国家标准、行业标准的“抢跑”优势,构建工业区块链标准体系,积极参与国际标准化工作;基于区块链技术建立跨行业、跨领域的工业互联网公共服务平台,促进各类数据共建共享与互联互通。

在企业层面,区块链企业应结合对工业逻辑的研究,开展工业互联网应用特点相关的区块链核心技术攻关、产品开发和集成测试,突破性能、安全、兼容性等制约应用发展的技术瓶颈,提高关键共性技术供给能力;工业企业应当有意识地拥抱信息化大潮,积极拥抱新技术,改造痛点明显的业务场景,探索和试点新的业务模式,兼顾业务质量的同时体验信息化带来的高效便利。

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