“区块链+船舶制造”的应用场景研究简述

智广信 邵宏运

（1.中国船舶工业综合技术经济研究院 北京100000； 2.广船国际有限公司 广州511458）

引 言

区块链是一种分布式数据库，通过去中心化、去信任的方式，集体维护一个可靠数据库；区块链是由众多个区块所构成的，链上每一个区块节点都各自独立记录信息，每一个数据信息都自带程序，并按照自己的策略进行网络操作。其本质是一种集成应用，包含分布式数据存储、加密算法、共识机制和点对点传输等一系列创新技术。其特点包括：开放性、自治性、去中心化、防篡改、匿名性和可溯源等［1］。目前，区块链技术已广泛应用于经济社会的各个领域，其发展也上升为我国的国家战略。正由于其特有的优势，各行业企业可根据自身发展需求将其应用到生产、销售、管理和运维等全流程环节，企业管理人员也可以借助区块链技术全面了解掌握人员、设备和产品等相关状态和信息。

自2016年起，全球航运业的主要航运巨头均投入区块链技术应用的研究与实践，建立起若干技术应用联盟，图1为区块链技术在航运业的应用示意图。

图1 区块链技术在航运业的应用示意图

2017年，马士基进行多次跨境贸易供应链中的区块链尝试，并与IBM成立一家区块链相关的合资公司。同年8月，商船三井、日本邮船和川崎汽船等14家日本企业成立了基于区块链技术的贸易数据共享平台企业联盟。2018 年4月，中远海控联手平台公司京东和供应商佳农，推出厄瓜多尔香蕉原产地溯源项目，实现了海运业对区块链技术的首次商业化应用。［2］然而在船舶制造业，区块链技术还处于起步阶段，仅有少数企业进行实际尝试和应用。展望未来，区块链技术在解决船舶制造企业实际问题、提升企业竞争力方面的潜力还有待挖掘。

1 区块链在船舶制造企业的应用场景研究

伴随区块链共同存在的还有大数据、云计算、边缘计算、虚拟现实、增强现实、物联网以及人工智能等一系列创新性技术，根据其各自特点和企业发展需求也都陆续走进制造业。但在区块链应用方面，由于各行业发展基础和特点不同，各企业发展定位和规划不同，如何将企业要素与区块链结合，从哪些方面融合以及融汇到什么程度，都存在着差异。目前，区块链技术在船舶制造领域的应用处于探索的初级阶段，在通过智能化转型升级的船舶制造业领域，我认为根据智能船厂发展需求，区块链技术将主要应用在经验知识感知备份、大数据整合利用、设备人员信息可视、物流材料追溯跟踪、供应链管理及售后服务等场景，并将发挥其提升协同效率、优化业务流程和降低运营成本等优势。

1.1 智能合约

船东与船厂以及船厂与供应商等之间的合同，设计部门与制造、采购部门等的合约，目前也是船舶设计阶段的一项重要工作。合约信息关系如图2所示。

图2 合约信息关系示意图

面向船东的合同设计是船舶设计的一个重要环节，隶属概念设计阶段。船厂与供应商的合同是详细设计阶段中的一项工作，主要是完成供应商选择以及材料设备采购细节等内容。以设计部门为源头的面向生产的合约是生产设计阶段的工作内容，属于船厂内的要求。

区块链智能合约的出现，使各方上传到区块链的数据信息对相关企业、部门和人员透明且不可篡改，从而有效保证链上数据信息涵盖合同各项内容，且数据可靠可信，并减少了很多不必要的见面洽谈等环节［3］。这个应用场景的产生，首先要将合同中商业、技术、应用等信息全面数据化，即把合同中包括的所有信息都以一种数据语言来表达或呈现，充分实现数据间的自动传输和链接使用。

1.2 知识感知

现代化船舶制造企业在技术开发手段方面已基本实现开发工具的信息化，但在知识管理领域，绝大多数企业仍处于积累经验和创建文档模式阶段。区块链的出现可卓有成效地实现知识感知和知识应用转型，其优势在于当单点数据出现损坏或不准确的情况下，能及时用其他节点数据恢复和对比修正。当数据可能被篡改攻击时，各数据写入者能在第一时间校验数据并发现问题，阻止恶意数据的传播并恢复有问题的数据节点，充分保证积累记录数据的正确，为后续运用提供保障。

但需注意：数据无法篡改并不等于无法更改，在知识积累过程中如果发现错误显示，区块链系统可通过多数节点数据的错误识别能力及时进行纠错调整，保证最终记录在区块链上并经过多次确认的知识信息准确可靠。

1.3 设备管理

现代化船厂随着智能设备不断增补和升级，人与机器、机器与机器之间统一身份认证和管理就显得越来越重要。通过区块链技术能使基于智能合约的多智能体实时交易，有利于实现设计、仓储、制造过程的智能化管理［4］。区块链技术所特有的分布式架构特性，使关联在链上的每个自动化、智能化设备都作为一个相对独立的运行主体，全流程整体解决方案不需要再引入大型数据中心进行数据同步处理和加工管理控制，可有效降低设备运营成本。各个环节中的不同设备间通过加密协议传输数据，实现全流程不同阶段设备间安全高效的点对点直接通信，确保数据信息的安全。当某个环节需要多个设备彼此协同作业时，区块链技术可有效减少中间环节、提高能源和资源利用率，实现设计、生产过程的智能化管理和运营。另外，还可联合传感器、存储器、可视化设备等进行作业过程数据的搜集存储整理分析，根据设计和生产需求，进行人员与设备状态的监控及管理。设备管理的可视化应用示意图见图3。

图3 设备管理可视化应用示意图

1.4 供应链及物流管理

对于船舶总装以及配套企业来说，区块链技术特别适合解决产品生产物流及供应链管理中最缺乏的追溯能力不足的问题。区块链可以在技术层面保证数据的真实性和唯一性，为过程追溯提供可能。该技术通过时间戳、分布式存储以及非对称加密等技术手段，能够对产品生产物流和供应商物流的各个环节形成不可篡改的记录。在生产物流方面，可联合应用条形码、RFID、定位技术、WMS、传感器等技术与设备，保证作业过程的流畅度和精益性，为追溯提供环境支撑。在供应链物流方面，船厂拥有的数据涵盖了材料设备的生产、运输、通关和检验等信息，以及装卸货港、运输方式等全流程信息，为追溯提供物理路径。在物流金融方面，通过引入区块链技术，将区块链与物流金融信息数据库相链接，利用链式账本实时记录各个参与方的交易信息，从而建立高效、安全、透明、信任的交易环境。［5］

1.5 售后管理

据悉，国内部分船舶制造企业已开始向产品全生命周期服务型企业转型。船舶全生命周期管理中，售后服务常常面临时间紧、任务重、专业杂、施工险、数据积累难等问题，因此对售后服务进行有效管理是企业转型升级过程的必要条件。区块链技术的应用有利于实现售后服务升级，保证产品信息可追溯，可以建立起完整而流畅的信息流，存储主机、辅机及其零部件的所有生产及维修信息。零部件安装和修理的数据可建立完整的维修历史，对部件实现由“生”至“死”的全程跟踪分析；一旦部件发生故障，技术人员便可快速根据历史记录和航行次数等因素进行辅助决策。

2 船舶制造企业的发展方向分析及建议

“区块链诞生于互联网，却为物联网而生”。船舶制造企业在发展智能制造的道路上，要想用好区块链技术，不仅要升级配备自动化、智能化的设备装备，还要搭建好互联互通的企业物联网和企业互联网；综合区块链技术在船舶制造企业的应用场景，充分融合大数据、区块链、工业互联网、物联网等先进技术，通过交叉互补的手段实现“1+1＞2”的工程应用。

2.1 推行基于大数据的区块链发展

在大数据时代，我国船舶制造业有着与生俱来的数据优势。相信我国继人口红利之后，将很快感受“数字红利”的到来。数据在船舶制造企业中是持续产生的，但其数据格式不一、种类繁多、体量庞大，涵盖船舶设计、生产计划、物流、仓储、制造、搭载、调试、商务、财务、行政管理等几乎所有的船厂活动，其中包括经验遗留数据、原生设计数据、设备反馈数据、船东和供应商相关数据。

船舶制造企业在转型升级过程中，目前面临的主要问题是如何积累、沉淀、存储、传递、挖掘和利用这些数据，而让数据成为资本和新的生产要素，恰恰是作为底层技术的区块链技术可以有效解决的。船舶制造企业可推行基于大数据的区块链技术发展，在让区块链技术保证数据安全的大背景下，实现数据在各流程中的无障碍传输，从而有效助力数据成为新的生产资料。

2.2 构建兼容区块链的企业互联网

企业互联网是工业互联网的缩小版，从工程的角度解释，即构建的缩尺比模型同企业物联网一样是支撑企业智能化发展的关键基础设施。其实质就像“淘宝”平台，可配合区块链技术的集成应用，实现市场情报信息的获取以及设备和产品的全生命周期管理，帮助企业开展优化设计、采购、制造、物流供应链的全流程管理，也即企业互联网与区块链技术呈相互成全、促进发展的态势。两者的相互配合将更好地发挥各自的功能，通过交叉互补甚至可以实现能力溢出。而从工业互联网的角度，企业互联网又相当于工业互联网区块链中的一个块，也可为构建工业互联网贡献力量。

3 结 语

船舶制造企业可构建兼容区块链的企业互联网，搭建企业互联网平台后，可以结合区块链技术通过将技术原理、专业知识、生产工艺、制造流程等数字化、标准化、模块化，设计打包成可重复使用的工业软件，各企业可以根据自身实际情况，面向特定场景开发不同的工业企业APP，并推行拷贝复制，进而构建成基于企业工业互联网平台的产业生态，有效助力船舶制造企业降低成本，提高产品质量和生产效率。