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|天心天思集团将运用区块链技术助推智能工厂建设

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作者:天心天思北京公司总经理张昊

智能制造是指将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造具备以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑的四大特征,可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗,对推动制造业转型升级具有重要意义。

区块链技术是利用块链式数据结构来验证与储存数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。利用区块链技术,有助于提升工业制造中的诸如供应链协作、产品生命周期管理、物流信息、仓储管理、售后跟进等环节。     

天心天思采用区块链技术对原有的“智能工厂整体解决方案”重新进行设计和实施,以工业互联网为基础,以生产过程运作管控为核心,以数据应用支撑管理为方向,加强生产管控业务的智能化、数字化、精益化的规划设计,构建企业智能制造体系,全面提升企业精益生产水平。

 



实施智能制造,重点任务就是要实现制造企业内部信息系统的纵向集成,以及不同制造企业间基于价值链和信息流的横向集成,从而实现制造的数字化和网络化。在现实中,由于制造设备和信息系统涉及多个厂家,原本中心化的系统主要采用人工或中央电脑控制的方式,实时获得制造环节中所有信息的难度大。同时,所有的订单需求、产能情况、库存水平变化以及突发故障等信息,都存储在各自独立的系统中,而这些系统的技术架构、通讯协议、数据存储格式等各不相同,严重影响了互联互通的效率,也制约了智能制造在实际生产制造过程中的应用。

生产过程中有多方参与,天心天思能帮助企业记录各种生产相关的事件,包括产品设计的发布,产品参数的定义等。区块链上能存储 CAD图纸,文档和其他数字资产,追踪复杂的供应链,这一切不再需要一个中心化的数据库。多方彼此的配合变得安全和透明。利用区块链技术,可有效采集和分析在原本孤立的系统中存在的所有传感器和其他部件所产生的信息,并借助大数据分析,评估其实际价值,并对后期制造进行预期分析,能够帮助企业快速有效地建立更为安全的运营机制、更为高效的工作流程和更为优秀的服务。数据透明化使研发审计、生产制造和流通更为有效,同时也为制造企业降低运营成本、提升良品率和降低制造成本,使企业具有更高的竞争优势。智能制造的价值之一就是重塑价值链,而区块链有助于提高价值链的透明度、灵活性,并能够更敏捷地应对生产、物流、仓储、营销、销售、售后等环节存在的问题。

 

智能制造应用场景

一、应用场景1:产品质量溯源管理

现在行业中有零星的溯源防伪平台,基本都是集中式中心化的,系统较为脆弱,受攻击的影响大,数据安全性低。且标准不统一,不同地方、不同产品溯源防伪系统标准不一致,数据共享难度大。且平台参与方是单一的,没有多方参与,相互难做到数据的信任,平台也很难做到自证清白,且平台间也无交流,相互间也无背书。而区块链技术天然地适合运用于供应链管理。区块链技术使得需要共享的数据,在交易各方之间公开透明,便于及时发现解决问题,提供完整且流畅的信息流,提升供应链整体效率。且区块链所具有的数据不可篡改和时间戳的存在性证明特质,能很好的解决供应链各参与主体间的纠纷,实现轻松举证与追责。数据不可篡改与交易可追溯两大特性相结合,可根除供应链内产品流转过程中的假冒伪劣问题,实现精准追溯。通过不可篡改的数字签名、一物一码等技术手段实现供应链参与主体间的充分信任和智能协同。



二、应用场景2:组建和管理工业物联网  

组建高效、低成本的工业物联网,是构建智能制造网络基础设施的关键环节。在传统的组网模式下,所有设备之间的通信必须通过中心化的代理通信模式实现,设备之间的连接必须通过网络,极大提高了组网成本,同时可扩展性、可维护性和稳定性差。区块链技术利用P2P组网技术和混合通信协议,处理异构设备间的通信,将显著降低中心化数据中心的建设和维护成本,同时可以将计算和存储需求分散到组成物联网网络的各个设备中,有效阻止网络中的任何单一节点的失败,而导致整个网络崩溃的情况发生。另外,区块链中分布式账本的防篡改特性,能有效防止工业物联网中任何单节点设备被恶意攻击和控制后带来的信息泄露和恶意操控风险。最后,利用区块链技术组建和管理工业物联网,能及时、动态掌握网络中各种生产制造设备的状态,提高设备的利用率和维护效率。

 



三、应用场景3:生产制造过程中的智能化管理 

智能化生产是通过自动仓储、自动搬运、自动化生产设备、自动化检测设备与信息化软件进行集成,对整个生产过程实现数据采集、过程监控、设备管理、质量管理、生产调度以及数据统计分析,从而实现生产现场的信息化和智能化的智能制造管理。工业中生产控制系统的采用,目的在于实现可配置的工艺规划,制造过程管理和服务平台,减少质量隐患和无价值活动的浪费,以及改进生产效率,提高制造的敏捷性和灵活性等。目前,生产管理系统正向着数字化、智能化的方向逐步发展,在我国智能化生产中的应用取得了很大进步。

区块链技术的分布式对等、透明可信、高可靠性等特征,可以为智能化生产中安全生产、数据存储、产品生命周期管理、产能共享等方面提供服务,加速智能化生产的发展。在安全和生产事故方面,通过区块链技术,可实现企业、设备厂商和安全生产监管部门之间的连接。区块链技术能够将制造企业中的传感器、控制模块和系统、通信网络、企业资源计划系统(ERP)、生产管理系统有制造执行系统(MES),产品生命周期管理软件(PLM)等系统连接起来,可以确保记录的真实性与一致性,实现长期有效的持续性监督,并有利于审计水平和管理水平的提升,安全和生产事故的责任追究,后续事故防范和设备改进。在数据存储方面,区块链可以将设备操作、生产、维护等记录相连接,实现实时动态掌握相关数据。在产品全生命周期管理方面,通过利用产品的设计、生产、物流、销售和服务等数据,建立能表达完整信息的产品模型。在产能共享方面,利用区块链技术对零配件供应商的设备等相关信息登记和共享,可以帮助在生产淡季有加工需求的小型企业直接找到合适的生产厂商,有助于激活生产厂商的空置产能。



四、应用场景4:区块链在制造业供应链中的应用

供应链运营使企业在生产运营过程中,实现资金流、信息流和物流的协调,通过合理的库存平衡,达到采购、入库与支付的流程自动化,实现销售、出库与收入实现流程的一体化,降低企业的运营成本。

区块链提供的共享分布式账本,可以实现每个参与者的信息实时更新和验证,可以为供应链运营中的信任机制、决策优化、需求管理等提供服务。管理者通过对数据的分析,可以预测货物的到达时间和货物的质量状况,从而调控运送时间,减少库存废料,为供应链运营带来巨大的利润。在供应链过程中,货物交付、提单质押、尾款结余、实时仓库、实时物流等信息都可以通过物联网设备记录,将物联网设备采集到的这些数据记录在区块链上,可以保证信息的真实性。同时承运人或某个交易方的信用记录也可以记录在区块链中,与金融机构产生金融业务时,金融机构可以使用区块链中的信用数据和供应链数据进行风险评估,为交易方提供保险或货款。

 

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