简介2021年1月13日，工业和信息化部印发《关于印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》的通知》[1]。这是自2018年《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》发布以来的又一个工业互联网三年规划，是我国全面实现中国制造2025进程中承前启后的关键行动计划，是也是深入贯彻落实党的十九大精神，深化“互联网+先进制造业”的具体行动。工业互联网是一种新型网络基础设施，通过网络、平台、安全三大功能体系的构建，将人、机器、物充分互联，形成智能化发展的新商业模式和模式。基金会[2]。近三年（起步期），工业互联网发展项目带动总投资近700亿元，遴选了4个国家工业互联网产业示范基地和258个试点示范项目，打造了一批高水平公服务平台，培育了一批龙头企业和解决方案提供商。网络基础、平台中心、数据要素、安全保障等作用进一步显现。工业互联网新基建不断夯实。新模式新业态创新活跃。产业生态不断壮大。为进一步发展打下坚实的基础。本文通过分析区块链技术的优势和工业互联网创新发展行动计划中的重点任务，从“创新、融合、可信”的角度，着重总结未来如何充分利用区块链技术。三年工业互联网创新发展行动。区块链技术的产业分布式协同优势挖掘优化生产关系潜力，为实现中国制造2025提供创新解决方案。1、《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》聚焦工业互联网创新发展重点.在未来三年行动计划中，着力破解工业互联网发展的深层次难点痛点，推进工业数字化，带动数字产业化。提出了基础设施建设、深化融合应用、加强技术创新、拓展产业生态、提升保障水平五个主要方面的11项重点行动和10项重点工程计划[3]。一、新基建建设在新基建方面，继续推进工业互联网平台互联互通，着力打造5G连接工厂模式；积极推动工业互联网身份识别分析系统从顶层基础设施和标准建设向底层身份解析应用发展。重点建设二级节点、企业节点和递归节点；继续推进工业互联网平台建设，打造行业、区域、综合服务平台；推动数据按区域或行业多中心发展，实现区域和中心数据协同共享。2.深化融合应用在融合应用方面，推动工业互联网在智能制造、网络协同、个性化定制、制造服务、柔性生产、数字化管理等新模式新业态创新。加快发展工业大中小型融合、123产业融合，实现基于跨企业、跨行业、跨平台、跨行业的综合数字化协同保障。3、加强技术创新在技术创新方面，重点加强关键基础技术和瓶颈技术的软硬件研发，促进技术产品化和技术集成发展；深化基础设施标准、技术标准、应用标准和评价标准等制度标准化制定，占领技术话语权和制高点。4、做强产业生态在拓展产业生态方面，持续培育行业龙头企业和小巨人企业，以主体合作带动产业持续健康发展；持续构建产业生态圈，发挥产业集群和产业基地的示范效应和规模效应，在区域内营造多边、开放、包容的政商环境，鼓励区域产业优先试点新模式和新格式。5.提高安全性在提高安全性方面，推进工业互联网安全监测评估，完善网络安全分级分级管理制度，打造“两库一机制”，即：国家工业互联网安全漏洞库、基础资源库健全完善监测预警、信息共享、协同处置等闭环工作机制。见下图：《2021-2023年创新发展行动计划二》要点。区块链在工业互联网发展中的主导作用区块链内容共5处7个关键词匹配，分别是：1）“6.完善标识分析体系建设完善标识分析体系建设兼容开放、服务全球的标识分析服务体系，推动标识分析与区块链、大数据等技术融合创新，提升综合数据服务能力，增强基础网络支撑能力资源，例如域名。”2）专栏2工业互联网识别分析系统提升项目，“构建基于识别分析的区块链基础设施，支持在各地部署不少于20个融合节点，提供基于区块链的识别资源分配、管理和交互。运营和其他基本服务”。3）“12.在平台体系拓展中提升平台技术供给质量。强化平台设备接入、知识积累、应用开发等支撑能力。突破研发、生产、管理等工业基础软件，加快现有工业软件云形成覆盖工业全过程的微服务资源库，推动工业基础流程、控制方法、运行机制等知识的软件化和建模，加快工业机理模型和知识图谱的构建。深化“平台+5G”、“平台+人工智能”、“平台+区块链”等技术融合应用能力。“4）”23。在新模式培育行动中扩大服务外延。支持装备制造企业构建产品互联互通网络和服务平台，基于数字孪生、人工智能、区块链等技术开展产品模型构建和数据分析，打造设备预测性维护、设备能效优化、节能减排等模型。产品衍生服务。”5)“32.科技能力提升行动中“关键新技术新产品突破”。支持龙头企业加快网络、身份、平台、安全等关键技术和产品研发。推进边缘计算、数字孪生、区块链等融合技术研究。区块链只出现在1个地方，1个关键字匹配）不难发现，在之前的行动计划中，区块链只是一种新的前沿技术，只出现在核心技术标准的突破上，而现在区块链技术作为作为工业互联网的融合应用，广泛出现在技术产品、平台、新模式、标识分析应用中，其重要性无可比拟。接下来重点分析区块链在行动计划中的具体任务:1、区块链与工业互联网标志分析工业互联网应用的核心是改变传统通过人、机、物的综合连接，形成制造模式、生产组织方式和产业形态。在这里，人、机、物实现了全连接，除了网络互联互通基础设施之外，最重要的是身份识别解析系统。无论是过去三年还是未来三年，工业互联网的识别解析体系始终是行动计划的重中之重。目前识别解析系统主要分为：经典DNS系统、DNS改进型和创新路径系统。目前，我国工业互联网标识分析系统采用基于创新路径体系的DOA技术为核心，兼容Handle、OID、Ecode、GS1等主流标识技术。其架构由国际根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点、递归节点组成[4]。目前，中国工业互联网确定的北京、上海、广州、武汉、重庆顶级节点运行稳定，南京、贵阳2个灾备节点已启动节点建设，93个二级节点已上线，覆盖22个省级行政区，涉及船舶、集装箱、汽车、石化、食品、医疗器械等33个行业。超过100亿。2021-2023行动计划虽然提到了区块链的应用，但并未给出具体的应用路径。我们可以这样理解区块链与工业互联网身份解析系统的关系：基于分布式账本技术的身份识别分析和基于身份识别分析的区块链应用。基于分布式账本技术的身份识别分析目前，国内外对身份识别分析的研究才刚刚起步，国际标准组织的相关标准也呈现出多种技术路径齐头并进的现象。我国工业互联网标识分析系统采用了以DOA技术为核心的兼容解决方案。由国际根节点、国家顶级节点、二级节点、企业节点和递归节点组成。它们分别兼容以Handle和DNS为代表的二次解析架构，基于传统或改进的树解析架构。同时，国际上也在研究基于区块链去中心化的分析体系。例如，W3C的DecentralizedIdentifiers(DIDs)v1.0使用了类似的区块链分布式账本、Hash算法和非对称加密系统。目的是建立一个去中心化的身份创建、分析和应用网络，通过数字签名技术保证分析数据的安全，实现不依赖于中心节点的全网身份唯一分析[6]。然而，完全去中心化的识别分析系统对当前的工业互联网建设和市场监管管理提出了诸多挑战。因此，可以将区块链分布式一致性和密码学验证的优势应用到工业互联网标识二级节点或企业节点集群中，建立基于分布式账本注册、同步、解析的扁平化区块链网络。尤其针对供应链网络中人、企业、设备、产品的联动识别分析和跨行业、跨企业的一次性识别分析。见下图：基于区块链标识分析的示意图区块链行业应用基于标识分析分包等生产要素，实现基于对象的全局唯一标识管理。工业互联网标志是生产要素的身份证，也是打造高质量发展供应链和安全消费市场的前提。就像互联网IP地址一样，虽然通过DNS域名解析可以唯一解析出IP地址，但是无法识别这个地址的真实用途。工业互联网标识分析系统只能证明注册的生产要素名称，不能深入验证该要素的真实性、信用、质量、评价等经营观点。因此，从某种角度来看，基于识别分析的区块链行业应用比基于区块链的识别分析更为迫切。区块链可以作为工业互联网标识与工业APP之间的纽带，实现从生产要素识别到认证的高可信网络。“工业产品防伪溯源平台”本质上是基于工业互联网身份识别的区块链行业应用。见下图：基于识别分析的区块链行业应用2、区块链与工业互联网平台“平台+区块链”的融合应用，本质上是平台集约化技术与区块链分布式技术的融合应用。也是我们探讨利用区块链技术解决工业互联网中“联而不通”、“联而不通”的问题的主要方向。“联而不互联”“网不联”是指产业链中纵向和横向行业之间缺乏信息共享和互动，工业互联网平台建设极易成为“信息孤岛”各平台公司单打独斗。由于缺乏纵向和横向行业之间的信息共享和交互，工业互联网平台的建设很容易成为各平台企业孤军奋战的“信息孤岛”[7][8]。目前，我国各类工业互联网平台有上百家，具有一定区域和行业影响力的平台有50多家，而这50多家平台主要是传统工业技术解决方案企业转型并从内部孵化出来的一家大型制造公司。它们都有共同的优缺点，即：依托在工业制造和工业化两个领域的系统沉淀，可以快速导入已有的客户资源和应用；但也因为这些平台缺乏互联网基因，构建在产业链生态中，形成垂直产业链和跨行业企业协同，乏善可陈。区块链与工业互联网平台的融合应该是兼容和解，而不是替代。由于区块链本质上是一种融合技术，它基于密码学、分布式共识、点对点通信、链式数据结构、博弈论等基础技术或理论的融合，可以跨网络使用、平台和操作系统。灵活部署。融合点可以是：工业互联网平台边缘层的融合：通过基于工业互联网的边缘层设备接入，高效便捷地解决工业互联网平台协议适配和实时数据难的问题。区块链入口设备数据。在工业智能物联网设备、传感器、DCS、PLC等设备中，通过集成区块链的SDK和API实现物联网设备的轻节点。工业互联网平台IaaS层集成：利用工业互联网云平台主机虚拟化、弹性伸缩、高可用、负载均衡、资源利用率高、易维护等优势，部署区块链底层网络、存储、计算需求到IaaS层，稳定高效地实现区块链底层技术需求。工业互联网平台PaaS层集成：利用工业互联网平台层面向服务的优势，集成加密算法、共识算法、区块管理、节点管理、数据安全处理、智能合约、数字身份、交易、存证等、分布式账本应用和分布式CA、运维、监控等区块链基础应用能力，封装成平台PaaS服务，低成本实现基于BaaS的区块链应用，为区块链上下游企业提供快速集成产业链。工业互联网平台SaaS层集成：利用工业互联网平台应用层的开放能力，提供标识防伪、产品溯源、生产品管控、质检管理、采购、质量信用、物流、售后等分布式服务-销售、保险、金融、行业监管。区块链行业应用。3、基于区块链的融合技术和产品创新区块链到底是一种技术还是一种产品，业界一直存在很多争议。中本聪在论文《Bitcoin-APeer-to-PeerElectronicCashSystem》中介绍的比特币，并没有提到“区块链”这个词（只提到了基于哈希的工作量证明的区块链），并没有提到未对“区块链”给出相关定义。中本聪推出了一种安全的点对点电子现金支付方案或产品。很难说区块链是某种技术，更可信的具有分布式证明特征的交易网络。这里的分布式证明根据共识协议的不同分为：间接证明和直接证明，推荐行业应用。联盟链共识协议（Raft、PBFT）一般都是直接证明。所以我更愿意把区块链看成是一种产品，一种分布式协作解决方案，或者是融合了共识算法、数据结构、密码学、P2P传输、博弈论等技术和理论的产品。以比特币为代表的数字货币点对点交易本质上是一个去中心化的多方安全协作过程。因此，区块链在工业互联网创新发展中的集成技术和产品，主要集中在有分布式协同需求的场景。例如：在产品供应、生产、流通、消费环节，跨企业、跨平台、跨行业的分布式供应链异构协同场景。见下图：在分布式协作机制中，共识协议已经在协作者之间分布式部署（所以上图用虚线表示）。虽然还有协调工作，但是已经没有集中的协调系统了。点对点交易需要分布式共识协议来保证安全可靠的协调，需要密码学来控制多方的状态。分布式协作更注重状态的一致性，而不是流程和事务的一致性。一个创新集成的分布式协同场景需要具备以下特点：能够实现业务协同在时间和空间上的动态一致性和继承证明，能够实现灵活的业务规则和交叉销售协同能力。分散控制的实体之间可以建立基于“原子主义”的可信交易环境。它可以提高业务协作创新的整体网络性能。在原子化的协作环境中，更有利于保护商业机密和个人隐私。可以降低自律和混合监管的监督和监管成本。4、区块链与工业互联网新模式。传统制造模式是以产品研发为驱动的商业模式。产品研发、制造、销售和售后的过程被传统供应链作为一个相对独立的环节所阻隔。在传统供应链中，产品供应、制造、流通、销售虽然实现了价值交换，但并未实现价值传递。比如：企业生产的产品，企业不关心谁买的，怎么用的？以需求和订单为驱动的工业互联网新模式。人们普遍认为，利用互联网技术整合产品的供给侧和消费侧，是产业升级的未来。的新型号。智能制造、网络协同、个性化定制、服务延伸、柔性生产、数字化管理等场景被认为是工业互联网新模式的重点方向。从宏观上看，区块链具有优化生产关系、构建可信交易网络的优势，有利于传统制造业产业链向消费市场延伸和跨行业协同；、数据防篡改、分布式状态一致性等技术特点，在网络协同、制造服务、柔性生产等方面具有应用优势。区块链虽然不是解决数据传输和聚合效率问题的最优方式，但却是建立独立、共享、协同的新型商业模式的有效技术路径。新模式一：区块链技术助力制造业服务化制造业服务化通常有两个层面的理解，一是制造业中间投入的服务化，二是制造业产出的服务化。但无论是在OECD（经济合作与发展组织）制造业投入产出样本数据中，都存在服务型制造业中间投入的趋势，还是IBM、GE等全球巨头都占到了一半以上他们的输出服务收入，都表明全球制造业服务化是大势所趋。区块链技术可以在分布式数据环境中建立可信交易网络，这一优势在金融服务中得到了充分体现。与金融业相比，制造业的产业链更为分散。比如一辆汽车，有3万多个零部件，至少有几百个供应商。区块链公开透明的记账模式，为不同去中心化商业实体之间建立可信的服务收费模式提供了基础环境。新模式二：利用区块链技术在联盟内部数据透明、交易可信、数据安全等方面的优势，区块链技术助力智能制造产业生态体系建设。通过分布式节点、联合设备制造企业、通信设备制造企业、电子信息制造企业、软件服务企业、工业自动化企业、系统集成企业、科研院所、ICT运营商、金融保险服务机构等，建立跨行业涵盖技术研发、产品制造、技术服务、系统集成、金融服务等功能的智能制造产业生态圈，避免企业陷入单打独斗的困境，为产业升级提供安全可信的商业运营我国智能制造产业环境。新模式三：区块链技术助力构建协同生产环境就目前的工业自动化生产线而言，已经可以通过产线边缘计算中心和厂区实现产线内设备协同.而产线之间、工厂之间、上下游企业之间的实时协同，需要更灵活、更低成本的协同网络。通过在区块链应用层构建供应链、产线、质检、售后、运维环节的业务流程和数据模型，利用分布式任务协同节点，更新业务流程和数据模型的状态并在全网实时更新。同步化，实现跨产线、跨工厂、跨上下游企业的生产协同。3、区块链在工业互联网发展中的协同作用除了上面直接提到的区块链明确的应用场景外，还涉及到供应链协同、平台协同、数据协同、行业协同和联网在《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》的协同与其他发展行动规划，其实从区块链的协同特性来看，笔者认为区块链在更长的产业链协同和“123”产业融合方面更具创新性。在《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》中，有11个地方和18个关键字匹配涉及“协同”一词。可以看出，未来三年，工业互联网的发展将更加注重协同。根据参与方不同，产业协同可分为：内部单一协同和外部多方协同。内部单协同是指单个业务实体内基于流程的强关联协同和事务一致性同步；外部多方协作是指多个业务实体之间基于状态的弱关联协作和一致性同步。此外，根据协作内容的不同，还可以分为：进程协作、无状态协作和状态协作。流程协作是指利用流程/规则预定义、任务自动同步、信息强一致性等特点，建立基于自动化流程推进的持续协作机制。企业常用的ERP、OA、CRM等系统属于流程协同；statelesscollaboration是使用一种一次性的协作机制，接口异步且标准化，目前大部分的产品交接都是无状态协作；状态协作是围绕多个协作方的抽象状态机制实现可持续的同步保证。在产业链上，具有链条长、环节多、涉及企业或平台复杂、多方经营目标不一致等特点。如果采用流程协同，则需要基于一个中心化的第三方企业或平台统一产业链的所有业务流程和规则，这显然是不现实的。现实中，产业链中资源供应、产品制造、产品流通、销售等多环节协同往往采用“无状态协同”机制，即通过单据传递实现一次性价值交换，如物流和订单，以及不跟踪产品或订单状态。例如，生产企业通过供应链将产品流通到销售企业，最终到达消费者手中，依赖于产品的一次性价值交换，生产企业无法获得产品的最终使用体验状态。利用区块链状态一致性同步机制，可以在“123”产业融合、产品供应链、商品供应链、多方商业主体之间建立高度可信的状态一致性维护机制；依托区块链防止篡改的数据结构和时间序列，可以将传统供应链系统中的价值交换转化为价值传递；建立从供给到消费端到端的产业协同场景。见下图：产业协同概要当前，工业互联网的创新发展已进入高速发展阶段。在深化新基建建设、发展新模式新业态、实现123产业融合、关键技术创新、构建产业生态发展环境、加强安全保障等方面提出了新要求。其中，区块链作为一种公开的协同框架，可以充分发挥其在网络对等、平台互信、数据验证与认证分离、状态协同等方面的优势，推动工业互联网的创新发展。对区块链应用价值的研究还处于起步阶段，需要在协同算力、模型协议、状态密码学等方面进行更深入的研究。相信在更多学术界和产业界朋友的共同努力下，挖掘区块链相关技术在分布式产业结构整合协调方面的巨大潜力，以区块链作为工业互联网的平台化集约化网络协调者，提供全面实现中国制造2025的基本保障。参考文献：[1]工业和信息化部工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）[2]国务院关于深化“互联网+先进制造”发展工业互联网的指导意见[3]《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》解读http：//www.gov.cn/zhengce/2021-02/18/content_5587565.htm[4]国家工业信息安全发展研究中心、工业信息安全产业发展联盟工业互联网标识分析安全白皮书（2020）[5]工业互联网产业联盟与中国通信标准化协会工业互联网标识分析标准化白皮书（2020）[6]W3C去中心化标识符（DIDs）v1.0?[7]李艳。工业互联网平台发展的制约因素及推进策略[J].改革，2019（10）：35-44。[8]熊鸿儒．中国数字经济发展中的平台垄断及其治理策略[J].改革，2019（07）：52-61。
