抢占新技术前沿：军工智能制造+区块链正当时

杜浩

区块链与其他新信息技术之间的关系

目前来看，区块链技术的发展经历了三个阶段，第一个阶段称为区块链1.0，以比特币为代表，主要应用方向为脱离现有法币体系的加密货币;第二个阶段称为区块链2.0，以以太坊及其标志性技术智能合约为代表，主要应用方向为decentralizedapplication，简称Dapp，即去中心化的应用。在第三个阶段即区块链3.0中，分片、跨链等技术逐渐成熟，这些技术将进一步提升区块链的性能和系统承载能力，解决跨链数据、资产交互流通等问题，为其在业界应用奠定坚实基础。

区块链的技术特点使其在改善社会信任体系，赋能数据化智能化社会、增强国防军工智能制造水平和系统安全等方面有非常大的潜力，各国纷纷出台了相应的鼓励引导政策措施。

区块链不同发展阶段中典型代表及其技术特点

2019年10月，习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调，把区块链作为核心技术自主创新重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。2019年9月，德国联邦政府发布了区块链战略，希望利用区块链技术带来的机遇挖掘其促进经济社会数字化转型的潜力。英国也将区块链列为国家级战略，由政府部门大力推动区块链在更广阔领域落地发展。

2018年4月，美国国家制造科学中心资助美国穆格公司研究区块链技术在国防增材制造领域的应用。2019年7月美国发布《国防数字化现代战略》，积极探索区块链技术在网络安全领域的应用。2019年1月，英国《简氏防务周刊》网站报道称，韩国国防采办计划管理局已启动一项计划，鼓励本国企业为军事应用研发区块链技术。

区块链技术结合业界应用的主要特点为：数据不可篡改、可追溯性好、系统拓展性好、支持分布式接入协作和管理。这些特点结合军工智能制造的应用主要体现在以下三个方面：军工产品全生命周期数据管理、军工智能制造供应链管理和军工智能制造物联网边缘设备管理。

军工产品全生命周期数据管理

一般而言，军工产品会依据产品在生命周期中的不同发展阶段而产生不同的数据，这些军工产品数据也相应地存储在不同单位、不同地域、不同介质上。军工产品数据的零散存储和管理会导致诸多问题。首先是多方协同时军工数据共享的效率较低;其次是多方共同存储的数据也会因为现实条件和客观限制等原因存在数据版本不一致、不同的管理水平带来数据质量不一致等问题;最后，数据的单点存储和管理，使得数据的安全性和完整性也面临很大的挑战。

现有的中心化军工产品数据共享管理系统会在一定程度上缓解共享效率的问题，但还没有将军工产品全生命周期的数据都纳入管理之中。同时，中心化的系统也存在弹性较差，应对复杂场景难以动态拓展的局限。

军工产品全生命周期数据管理系统架构

我们设想这样一个场景，军工产品从立项、设计到制造、使用、维护保养、退役报废，所有产品全生命周期相关数据都在一个区块链网络分布式账本中，同一产品不同生命周期的相关参与方作为一个节点参与到军工分布式网络中，根据业务需要分配相应的权限来分享或访问相关的产品原始数据或脱敏后的数据。传统中心化的军工信息系统因其拓展性不佳，难以解决信任、数据安全和单点故障等问题，使得这种连接多个参与方的系统难以实现或实现成本较高，而以区块链作为底层技术搭建的军工产品全生命周期数据管理系统将能很好地规避这些问题，从而满足需要。

应用非对称加密和同态加密技术，通过基于属性的加密方式，在保证军工数据加密安全性的同时提升访问控制的颗粒度，从一对一的共享方式转换成一对多的数据共享，能很好地平衡数据共享效率和安全性。应用基于智能合约的权限控制管理将能保证权限控制的透明性和稳定性，同时智能合约的全局一致性可以确保权限管理的统一性。

军工产品全生命周期的数据管理将显著提升产品数据的流转和使用效率，解决传统纸质档案管理数据完整性难以保证、军工产品不同生命周期数据存于各方难以整合共享、传统军工电子信息数据管理难以可信防篡等问题。得益于区块链系统本身分布式所带来的拓展性，监管部门也可以较为便捷地成为军工产品数据信息系统中的一个节点，从而共享数据，实现透明柔性监管。

基于区块链的军工智能制造供应链管理

军工智能制造供应链管理

军工制造业供应链具有参与方较多、信息流转周期长等特点，长期以来均是由上游供应链核心军工企业进行供应链管理。军工供应链管理的目标是通过相互业务关系建立信任协作，将行业上下游企业串联起来，将松散的关系搭建成一个能支撑商品流、物流、信息流、资金流等信息复合流转的网络，从而带来相关军工供应链企业整体效率的提升和优化。

但是在传统的军工智能制造供应链管理中，供应商、制造商、分销商等都与核心企业进行交互和信息流转，随着军工产品市场的不断发展，国防军事环境愈发复杂，军工制造流程愈发精细，这一方面会加大核心军工企业管理难度，同时也因为各企业信息化建设水平不一致、数据信息分散存储等问题，使得各企业间的交互难以顺利高效开展。总的来说，中心化的军工智能制造供应链管控会导致协同能力不佳、企業间容易形成信息孤岛、供应链弹性和扩展性不足等问题。

基于区块链技术的军工制造供应链管理，利用区块链中联盟链高拓展性的分布式架构，将军工智能制造供应链中每一个企业均看成一个平等的节点统一组织起来，使其在联盟链中实现高效交互和信息数据流转，这将降低供应链上下游企业接入难度，同时提升不同企业间数据共享的效率。

每一个节点都储存有一份完整的加密后的军事供应链相关数据，通过权限控制其可访问的数据内容，即使单一节点的数据损坏，也不影响整个军工供应链网络的有序运转。军工联盟链多节点验证的机制能最大程度保证军工业务数据的真实可信，并结合每笔交易的哈希数据特征，使用数字签名确保交易权责清晰。链式的数据存储机制使得每一份数据都是在之前数据基础之上被记录，篡改当前数据就需要修改过往所有数据，这大大提高了篡改数据的门槛，保证供应链数据不可篡改特性的同时，也保证了数据的历史可追溯性。

多方共享真实可信的军工供应链数据也为军工供应链金融的开展提供了有效支撑，解决了以往供应链金融各参与主体之间多方难以信任，信用无法二级传递的问题，包括仓单质押融资、应收账款融资等业务能够在军工产品供应链的上下多级中展开。

基于区块链的军工智能制造供应链管理将能优化供应链共享协同能力，降低供应链金融融资成本，减少数据孤岛带来的管理低效，提高供应链管理效率。

軍工智能制造物联网边缘设备管理系统图

军工智能制造物联网边缘设备管理

随着军工智能制造和军工制造物联网的发展，物联网中边缘设备也越来越多。边缘军工制造设备的计算存储等能力普遍较弱，需要依赖云端提供的计算存储资源。这就要求军工制造网络的云端有很强的对边缘设备的管理能力。传统军工物联网边缘设备的管理有基于身份角色，有基于权限等多种模式，这些管理模式都是中心化的。

当前军工物联网边缘设备的指数级增长、边缘设备与中心的交互越来越频繁，这带来巨大的带宽通信要求，同时物联网设备分散在多个分布式节点，这些导致军工云端中心化的管理模式越来越难以满足边缘设备管理需要。总的来说，军工智能制造物联网边缘设备的管理中存在物联网组网模式下中心服务器计算和通信压力过大、物联网设备种类越来越多，各种设备通信管理交互协议难以兼容和高效协同、中心化的数据存储容易导致数据泄露和丢失等问题。

基于区块链技术的军工物联网边缘设备管理系统具有去中心化和分布式管理的特点，能够针对性地解决上述问题。首先针对边缘设备较多、通信压力大的问题，系统将物联网设备按照实际军工制造业务场景划分边缘层、管理层，并对超过一定数量之后的设备进行分区分片管理，同时在边缘设备的上层，设置拥有较多计算资源的边缘管理层，使用智能合约自动化对最终端设备进行管理，以降低大量终端与中心的通信需求，将大量管理行为下放，从而降低与军工云端中心的通信管理压力。其次，针对通信协议兼容性问题，在军工物联网边缘管理层的智能合约中，增加逻辑兼容底层协议，对外提供统一访问接口，同时利用区块链分布式同步数据等机制保证不同边缘管理层数据和行为的一致性，从而有效降低兼容难度，提升协同效率。最后，针对军工数据中心化的存储问题，区块链系统中的分布式账本，天然支持多中心的分布式数据存储，能有效及时地同步备份数据。结合访问权限控制和加密体系也能保证军工数据的安全性。

以上是区块链技术与军工智能制造可能结合的三个方面。除这几方面以外，区块链还可以应用在军工智能制造分布式协同、军工工业互联网可信组网等方面。业界预判，5G时代下的物联网和工业互联网将走向“云计算+边缘计算+区块链+AIOT”的混合架构，在军事智能装备、军工智能制造领域，区块链技术应用将会不断拓展和深入，为推动军事制造业的转型升级提供更多助力。

2016年以来，美国、英国、日本等发达国家相继将区块链技术上升到国家战略层面，成立了区块链发展联盟。当前，要学习应用区块链技术，把握区块链发展带来的重要战略机遇期，以抢占新一轮科技革命和军工智能制造变革战略制高点。