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互联网+科技金融 简报2018年第19期 阚雷:区块链和工业互联网



分布式智能生产网络的设计目标


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娱乐业就是制造业


传统的社会生产中,我们通常采用串行,即然后...然后...”的生产模式:


首先由生产商对目标市场进行调查研究,然后根据调研结果找出消费需求,然后进行产品和品牌的定位,然后再根据需求设计研发出新产品,然后将产品的设计稿进行工程化,然后通过工厂进行统一的批量化制造,最后再通过多层经销管道推向市场。




这种生产方式有三个显而易见的问题:


首先是生产周期和质量难以保证


在整个社会生产链条中,每一个生产单元都是信息孤岛,任何一个环节出现了问题,后面所有的环节都需要返回重来,这导致一个产品从研发到销售的周期非常漫长,而且生产单元对于风险的厌恶性也非常高,极大的限制了实体产业的创新能力。同时,社会生产往往有若干生产单元(组织、个人)协作完成,任何一个环节发现质量问题,我们都很难快速找到瓶颈环节的所在。


其次是制造柔性低


生产者大多会投入许多资源提升生产系统的自动化水平,但一条生产线的自动化水平越高,它的柔性化往往越差——一个纯人工的生产线更换产品只需要给工人重新培训,而一条自动化生产线要更换产品,就只能重建生产线了。而通过传统制造方式生产的产品,用户需求是由生产者的市场调研臆测,一般具有一定的刚性需求,但在创意、设计方面,却未必受到用户的欢迎,用户能接受,是因为没有更多的选择。特别是用户需要的个性化定制的产品,传统制造方式因为无法低成本的快速响应,以规模化的生产效率进行定制化生产很难现实。


最后是在设计、生产和流通环节,层层的商务谈判与线下合同签署都会消耗和浪费大量的资源


设计作品存在大量浪费,是因为生产商难以准确把握市场的具体需求,但又因为昂贵的开模费用,只得从众多的设计作品中挑选一个来生产,很多优秀的设计作品无法通过生产来实现价值。而在生产和流通环节也有同样的浪费:生产之前,原材料要通过物流环节运送到工厂;在生产过程中,主要采取模具铸造和机械加工等方法,其造型能力受制于所使用的工具,物体形状越复杂,制造成本越高;产品生产出之后,需要将产品运送到各地,会占用能源、交通、仓储、人力等很多资源。


因为这三个问题的存在,传统制造模式无法响应影视娱乐业创造的碎片化需求,即“工业3.0”的生产模式,无法适应“市场4.0”的变化趋势。


所谓制造业的未来工业4.0”,就是期望能够采用并行的生产模式,即通过技术将研发、设计、生产、制造、销售等环节的数据打通,将然后...然后...”的传统生产模式,变革为一边...一边的全新生产模式,只有这样全数字化的制造模式,才能够满足文创娱乐行业通过场景创造出的碎片化需求。





3
分布式生产


2008年111日,一名自称中本聪的极客在一个隐秘的密码学讨论组上贴出了一篇研究报告,阐述了他对加密电子货币的构想——比特币就此问世。而区块链则是支撑比特币的底层架构技术。


区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库,其价值在于通过构建自组织网络,使用密码学相关联算法所产生的一串数据块,时间有序不可篡改,每一个数据块中包含了多次交易有效确认的信息,由此建立分布式共识机制,从而实现去中心化信任体系。


最近比特币的暴涨暴跌吸引全球目光,作为比特币的底层构架技术的区块链,利用去中心化、不可伪造、公开透明、分布式记账、不可篡改、智能合约等特点,向世人展示了一种不需要中介却可以实现价值传递的可能。


5
基于区块链的分布式智能生产网络


人类社会存在的本质是协作,工业时代的生产管理模式,已经无法适应互联网时代的生产协作方式。区块链从技术层面,解决了协作的核心问题——信任。


区块链的关键技术:P2P网络、共识技术,提供了去中心化的通信形式,共识机制提供了民主平等的社区化管理模式。所有信息都保存在公共账簿中,公开、透明且不可任意伪造删除,鼓励人们诚实合作。


2
现有区块链技术在工业4.0中应用面临的问题


考虑到以上问题,我认为分布式智能生产网络应按以下条件构建:

1) 它降低对使用者的技能要求,系统将隐藏大量的实现细节,使用分布式智能生产网络就像使用SaaS一样简单。


2) 依然使用智能合约,但是智能合约将运行在高度约束的VM中。尤其是对合约间的通信,将约束在指定集合内。这样将使得合约之间的关系变得清晰、简单、可预测。


另外需对智能合约进行范式化处理,并由社区对新发布的智能合约范式进行审查,确保安全性。并通过对智能合约范式bug发现者及优秀范式贡献者进行经济激励,促进合约范式质量提升。


3) 可以通过合约之间的索引联系,映像生产合作中订购(order)和供应(supply)关系。通过这样的关系将大量的生产合约整合在一起,构成新的产品或者服务。


4) 虽然设计初衷是利用智能合约,构建文创娱乐到数字工厂的联动机制,但是不妨碍银行、担保机构等组织,在生产网络上提供自己的服务,帮助其他参与者实现经济价值。


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技术实现




例如生产上图所示的小车。有人提供服务(服务也是一种产品),他选择了一个列表合约范式,填入自己的签名、产品说明,利润要求、当前环节的耗时计算公式即可,然后从链上选定一个车身合约、一个车轮合约,并在自己接到订单时,同时向这两个合约订购1个车身和2个车轮。车身及车轮更多的次级采购订单这里已经隐去。消费者向汽车合约发起询价(inquery),系统遍历各级合约所有节点,统计最终售价,通过order操作,使得所有合约被order,同时开始生产。




小车合约提供了组装服务,对最终消费者而言它是生产者,同时,小车合约也是车身和车轮合约的消费者,这样的关系可以一直深入到最末端的原料阶段,这里隐去。


系统内涉及法币交易过程,独立机构可以创建金融托管服务的合约范式,提供金融托管服务供其它合约订购,这样各类第三方机构以支付网关的形式参与整个生产过程。例如第三方机构可能在收到托管资金后向消费者发行自己的通证,消费者订购合约后,这些通证在合约树种按照各环节的利润要求进行分配,当消费者签收产品后,各环节生产者凭消费者签名的授权,向第三方机构兑换这些通证为法币。


对于需要身份认证的环节,具备身份认证能力的机构,可以创建身份验证生产合约范式,提供身份证明服务,需要身份证明的帐户可向该合约范式提交必要的数据,支付费用,购买该服务。


随着更多合约范式被开发出来,更多第三方机构、生产要素均可以参与到工业4.0的生产当中。


布式智能生产网络的应用扩展方向
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大数据分析


生产合约最终的支付条件是产品交付,在物流交付阶段,以用户的电子签名,替代现有物流系统签字签收的方式,将进一步提升物流送达率。例如将生产合约相关信息以二维码形式附在交付货物上,物流签收时以APP扫描,并以用户私钥签名后,APP以用户签名的消息通知生产合约,交易完成,完成资金划转,产品各环节按照合约树中各自声明的利润要求分润。由于物流也处于产品的合约树之中,其有动机保证用户电子签名的有效性,即交付的有效性。