《工业区块链白皮书（V1.0）》 .pdf

2020年8月 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版） 声明 本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、 建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内 容的知识产权归工业互联网产业联盟（AII）和可信区块链推进计划 （TBI）所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如 需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得 将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使 用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公 开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联 盟将追究其相关法律责任。 指导单位 工业和信息化部 组织单位 工业互联网产业联盟、可信区块链推进计划 牵头编写单位 中国信息通信研究院、树根互联技术有限公司 参与编写单位（排名不分先后） 国网区块链科技北京有限公司、联想集团、中电工业互联网有限 公司、航天云网科技发展有限责任公司、中兴通讯股份有限公司、 远光软件股份有限公司、杭州趣链科技有限公司、万向集团、北京 金山云网络技术有限公司、上海聚均科技有限公司、杭州益链科技 有限公司、杭州时戳信息科技有限公司、上海工业互联网协会 编写组主要成员 中国信息通信研究院魏凯、张奕卉、张启、和涛 树根互联技术有限公司黄胜、徐晓旻、焦丽梅、陈垚亮 国网区块链科技北京有限公司玄佳兴、丁茂生 联想集团过晓冰、陈飞飞 中电工业互联网有限公司胡单 航天云网科技发展有限责任公司黄羿清 贵州航天云网科技有限公司杨灵运、张昌福 中兴通讯股份有限公司黄峥、高峰 远光软件股份有限公司鲁静、程晗蕾 杭州趣链科技有限公司陈晓丰 万向集团马吉军 北京金山云网络技术有限公司韩鹏 上海聚均科技有限公司杨路 杭州益链科技有限公司郑飚 杭州时戳信息科技有限公司马千里 上海工业互联网协会王旭琴 2 编写说明 2019年10月24日，中共中央总书记习近平在主持中共中央政治局关于区块链技术 发展现状和趋势的第十八次集体学习时强调，要把区块链技术作为我国核心技术自主创 新的重要突破口，要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。 我国是网络大国，也是制造大国，发展工业互联网具备良好的产业基础和巨大市场 空间。当前，工业数字化、网络化、智能化发展如火如荼，工业互联网政策体系不断完 善、功能体系加快构建、融合应用创新活跃、产业生态逐步形成。下一步，随着工业互 联网发展的不断深化，数字技术的应用逐渐单一企业内部向全产业链扩散，打破企业之 间的壁垒，在产业层面实现更大范围的互联互通，将成为工业互联网发展的重要内容。 然而，在产业层面，要实现跨企业的数据要素流通和业务协同，还面临的协同共享技术 手段滞后、隐私保护形势严峻、设备安全问题突出、产业链条信任缺失等挑战。 区块链（Blockchain）是由多种技术集成创新而成的分布式网络数据管理技术， 是新一代信息通信技术的重要发展。区块链利用密码学技术和分布式共识协议保证网络 传输与访问安全，实现数据多方维护、交叉验证、全网一致、不易篡改。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。 本白皮书针对当前我国工业互联网发展的现状及面临的主要挑战，结合区块链技术 特征，剖析了区块链对于工业互联网的价值优势，阐述了区块链与工业互联网深入融合 的应用前景，提出了工业区块链落地的难点及政策建议。白皮书共分为八章，第一章介 绍了工业互联网发展取得的积极成效，以及区块链为工业互联网发展带来的新机遇。第 二章剖析了区块链赋能工业互联网的原理。第三章到第五章分别介绍了区块链在企业内 部、产业链协同、产融协同中的应用，并针对其中重点场景所带来的价值提升进行了深 度分析。最后在第六章提出工业区块链应用落地面临的挑战和相关发展建议。 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 3 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 一、区块链为工业高质量发展带来新机遇 4 一 工业互联网发展取得积极成效 4 二 区块链为工业互联网发展注入新动能 5 二、区块链赋能工业互联网的原理 8 一 区块链本质与特征 8 二 区块链与工业互联网结合的原理 9 三、区块链在企业内部的应用 12 一 设备身份管理 13 二 设备访问控制 14 三 设备生产流程管理 15 四、区块链在产业链协同中的应用 17 一 供应链可视化 18 二 工业物流管理 19 三 分布式生产 20 四 工业品回收利用 23 五、区块链在产融协同中的应用 24 一 工业企业供应链金融 25 二 工业设备融资租赁 27 三 工业设备二手交易 28 四 新能源消纳 29 六、工业区块链应用面临问题与发展建议 32 一 面临问题 32 二 发展建议 33 参考文献 34 目录 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 一 工业互联网发展取得积极成效 随着制造业从数字化阶段向网络化阶段加速迈进，工业互联网在世界 范围内迅速兴起，并保持活跃创新发展态势。当前，全球工业互联网产业 体系基本构建，行业应用水平持续提升，工业数字经济培育初见成效，推 动制造业向更高发展水平迈进。国际方面，欧美、亚太作为工业互联网发 展的焦点地区，纷纷加快推进工业互联网建设；国内方面，随着我国工业 互联网创新发展战略深入推进，从中央到地方持续掀起工业互联网建设及 推广热潮，工业互联网“网络-平台-安全”三大体系基本建成，新兴业态不 断涌现 1 。 一方面，各类主体积极开展平台建设，典型平台实力逐步提升。ICT企 业、制造企业、工业技术解决方案商、专业服务企业等多类主体纷纷入局 平台，涌现出海尔、阿里、航天云网、华为、树根、徐工、用友等十大跨 行业跨领域工业互联网平台，十大双跨平台平均工业设备连接数量达到80 万台、工业APP数量达到3500个、服务工业企业超过10万家。另一方面， 安全实践不断深入，安全产业蓬勃发展。国家、省、企业三级联动的工业 互联网安全监测与态势感知平台加快构建，国家平台已与21个省市完成对 接，对上百个重点平台、800余万在线设备进行实时监测。此外，基于工业 互联网的网络化协调、个性化定制、产融结合等新模式不断涌现，进一步 提升了制造业的整体资源配置效率和创新活力。目前，石化、钢铁、汽车 等10余个重点行业已经形成系统性推进工业互联网的模式和路径。 据中国信息通信研究院测算，2019年我国工业互联网核心的产业经济 一、区块链为工业高质量发展带来 新机遇 4 1 来源中国经济周刊 余晓晖工业互联网展现了巨大的应用前景和赋能潜力，2020年第9期 规模达到5000多亿元，工业互联网和其他行业融合的经济规模达到1.6万亿 元，工业互联网产业经济占GDP比重达1.6，经济贡献达9.9。在当前 的疫情形势下，对稳增长、稳投资、稳就业等各个方面都能起到非常大的 作用。2019年，工业互联网拉动新增就业达到206万，预测2020年能达到 255万。由此可见，工业互联网作为新基建的一部分，既是第四次工业革命 的重要基石，也为我们国家的转型升级、高质量发展做出非常大的贡献。 二 区块链为工业互联网发展注入新动能 1. 工业互联网发展面临挑战 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 2 ，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，使得平台用户信息、企业生产信息等敏感信息存在泄 露隐患，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。 5 2 来源工业互联网产业联盟工业互联网体系架构（版本2.0），2020年4月 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 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到各种生产设备， 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、安全地交换 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，全链条信息难以融汇贯通。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 3 。 2. 区块链在工业互联网中发挥作用 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，主要源自于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。 2020年5月13日，工信部发布工业和信息化部关于工业大数据发展 的指导意见（工信部信发〔2020〕67号）旨在推进工业数据的融通共享 和融合创新，为工业互联网加速发展提供强有力的推动力。数据要素作为 工业互联网的核心要素，是连接工业互联网中设备、企业、消费者、金融 机构、监管机构等不同参与方进行可信协作的关键价值载体。 区块链（Blockchain）是由多种技术集成创新而成的分布式网络数 据管理技术，是新一代信息通信技术的重要发展。区块链利用密码学技术 6 3 来源可信区块链推进计划区块链与供应链金融研究报告，2018年9月 工业区块链应用白皮书 （ 1.0版 和分布式共识协议保证网络传输与访问安全，实现数据多方维护、交叉验 证、全网一致、不易篡改 4 。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。 3. 发达国家积极推动区块链在工业领域应用 政府层面。2019年2月，美国国家标准与技术研究院（NIST）报告称 区块链是使用数字线路保护智能制造系统的方法，为智能制造提供了安全 性和可追溯性 5 。2019年9月，德国发布国家区块链战略，提出德国政 府将研究区块链技术在供应链管理、提高供应链透明度方面的实际能力， 并为相应的研究项目提供资金支持 6 。2020年2月，澳大利亚政府发布国 家区块链路线图（National Blockchain Roadmap），提出要重点支持 全球供应链管理系统建设，以帮助澳大利亚生产商在全球范围内追踪商品 和服务信息 7 。 行业组织层面。日本工业价值链促进会（IVI）早在2018年发布 的IVRA-Next中将区块链技术引入分布式的数据共享模型，来数据传 输过程中的主权、追溯等问题。全球移动通信系统协会（GSMA） 于2018年曾发布研究报告物联网中的分布式账本技术的机遇和 7 4 5 6 7 来源中国信息通信研究院、可信区块链推进计划区块链白皮书（2019年）， 2019年11月 https//www.nist.gov/news-events/news/2019/02/nist-blockchain-provides-security- traceability-smart-manufacturing https//www.bmwi.de/Redaktion/EN/Publikationen/Digitale-Welt/blockchain-strategy.pdf__ blobpublicationFile电子学 报，2014年10期. 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