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DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2101-5640-2882
摘 要：区块链技术作为一种去中心化的记录技术，在各领域得到广泛关注与应用。其数据记录的分布式、不可篡改、可追溯特性，构建了一种在不可信的竞争环境中能够实现低成本建立信任的新型计算范式和协作模式，为工业创新变革、工业互联网技术变革中数据要素的配置管理提供新的解决方案。本文就区块链技术在轨道交通装备制造业的应用方案做相关探索研究，为区块链技术在领域的应用提供发展建议。
关键词：轨道交通 装备制造 区块链 联盟链 智能合约
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）03（c）-0001-4.5
The Application of Blockchain Technology in Rail Transit Equipment Manufacturing Industry
LIU Tai1 WU Shilin1 CUI Yulong1 FAN Yuming2*
（1.CRRC Qingdao Sifang Locomotive & Rolling Stock Co.，Ltd.， Qingdao， Shandong， 266111 China; 2.CRRC Academy Co.，Ltd.， Beijing， 100070 China）
Abstract： Blockchain， as a decentralized recording technology， has been widely concerned and applied in various fields. The distributed， non-tamperable and traceable characteristics of its data record method construct a new computational paradigm and collaboration mode that can achieve low-cost trust-building in an unreliable competitive environment， and provide new solutions for the configuration management of data elements in industrial innovation and industrial Internet technology. This paper explores the application scheme of Blockchain technology in rail transit equipment manufacturing industry， and provides development suggestions for the application of Blockchain technology in the field.
Key Words： Rail transit; Equipment manufacturing; Blockchain; Alliance chain; Smart contract
新一轮的产业变革和“中国制造2025”对于制造业的工业互联网建设、新技术应用、数字化转型提出新发展方向。物联网、边缘计算、5G、大数据、区块链技术等信息基础设施与技术的创新与快速发展提供了行业转型新机遇，随着工业互联网不断深化，数字技术的应用将向全产业链扩展，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[1]。其中，区块链技术的集成应用在新技术革新和产业变革中起着重要作用，其应用已经由开始的金融延伸到供应链管理、物联网、智能制造、数据存证与交易等新的领域，为工业信息化发展带来新的机遇与挑战，用区块链技术构建的可信机制，将改变传统的商业、数据共享、通信技术的模式，从而引发新一轮的技术创新与产业变革[2]。轨道交通装备制造业是我国工业体系自主创新的重要组成部分，是工业创新变革的前沿阵地，区块链技术结合了密码技术、数据库技术、分布式网络、智能合约等技术进行组合创新，其对于轨道交通装备制造业发展的作用、应用领域和方法有待研究。本文就区块链技术在轨道交通装备制造业的应用进行探讨，以期能够为区块链技术在本领域的应用提供建议与支持。
1 区块链核心技术与应用原理
区块链（Blockchain）技术的核心潜力在于分布式数据库的特性和其对安全、透明和效率的增益。更广泛的意义来看，区块链属于一种去中心化的记录技术，技术架构如图1所示。其典型数据存储为块-链结构，运行于分布式网络中，记录由多方维护，利用密码学机制来保证传输和访问安全，从而实现数据一致存储、难以篡改、易于追溯确认的特性。这些特性使得区块链成为一种在不可信的竞争环境中能够实现低成本建立信任的新型计算范式和协作模式[3]。
目前，各国都在积极推动区块链在工业领域的應用[4]，美国国家标准与技术研究院（NIST）期望通过区块链技术为智能制造提供了安全性和可追溯性保证。德国发布《国家区块链战略》，重点关注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。澳大利亚在全球供应链管理系统建设应用区块链技术在全球范围内追踪商品和服务信息。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用例（Opportunities and Use Cases for Distributed Ledger Technologies in IoT）》，详细分析了通过区块链进行设备身份管理，进而进行设备状态管理、访问控制的实现方式。IEEE在2019年国际工程与新兴技术会议（ICEET）上发布了《区块链对工业4.0的影响（Implications of Blockchain in Industry 4.0）》，阐述了区块链在工业互联网中设备身份认证、设备权限管理、设备数据采集等方面的价值和意义。 从实现技术上来讲，典型的区块链应用方案根据定位和功能可以分為三类[5]：以比特币为代表的记账用代币链;以以太坊及其扩展为代表的智能合约应用链;以Hyperledger超级账本为代表的联盟标准链。三者的技术典型应用场景如表1所述。其中超级账本以联盟链的形式组织，包含多种语言的智能合约，具有完备的完备权限管理与安全保障、创新的一致性算法和可拔插的框架，更适合于大规模商业应用。在打通数据孤岛、优化安全配置、建立信任环境、促进协同共享等方面，区块链技术对工业互联网有天生的巨大价值优势，有望全面推动工业互联网实现跨越式发展。
2 区块链技术在轨道交通装备制造业的应用切入点与应用条件
轨道交通装备制造业属于国家高端装备制造业，产业链庞大，上下游企业众多，产业链协同、流程管理、数据管理的需求日益突出。而目前在产业层面，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[6]。通过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，可以从以下三个角度发力助推轨道交通装备制造业转型升级：
（1）升级数据服务体系。行业、企业可以基于区块链设置访问控制，实现认证数据的发布、申请、授权、评价等能力，实现数据可信交换;可以针对不同数据类型提供添加水印的能力，结合区块链技术实现数据交换全流程的保护;可以为每个参与方提供可信计算环境，通过区块链注册和管理计算节点，实现信息的发布、申请、授权、执行、结果上传等，全流程通过密码学算法进行数据保护。
（2）升级安全管理体系。以大规模工业互联网节点为基础，应用其天生的分布式特性构建区块链网络，加强网络可信化建设;基于区块链技术实现分布式工业交互网络架构及成员身份可信、数据信令及其交互过程可信、数据存储体系可信;通过智能合约等技术可以建立统一的身份管理体系，用户可以基于分布式身份完成数据交换和计算，保护数据安全。
（3）升级供应链体系。通过区块链技术的分布式管理、不可篡改等特征使业务信息公开透明公正，有助于信用管理，同时，也使得合同、物流、货单、检验报告等数据不可篡改，可有效降低风控成本;共享账本由参与方共同维护且不可篡改，确保数据实时、有序、真实不可伪造;各方通过物料唯一码可进行溯源，确保物料生产、流通及应用过程的真实性、透明性。
在实践中，评估本领域一个应用或需求是否适用通过引进区块链技术来实现，可以从以下四个方面来考虑：1.去中心化需要-中心机构是否需要移除？如果可以通过移除中心机构来减少数据维护的成本和交互的复杂度，可以考虑采用区块链方案。2.多节点数据同步需要-是否存在多方更新数据？如果通过多方参与记录和传播并发交互，可以得到需要的数据准确性和及时性，区块链技术比较适用。3.节点间共识互信需要-是否存在多方分享数据？如果需要一个完整可靠的共享记录系统来使每个业务关系的参与者共建且受益，区块链技术是一个较好的解决方案。4.数据防篡改需要-是否有验证和校验的需求？如果需要在不完全可信环境交互信息防篡改，从而能提高参与伙伴的交互吞吐量和可靠性，引入区块链技术是非常必要的。如果能够契合以上的一项或者几项，认为区块链技术可以实现需求，提高效益，有应用价值。而判断一个系统可以运行区块链应用，还需要满足以下条件[7]：1.分布式网络，有多个对等数据地位的节点存续;2.网络中有多个计算能力足以运行所需区块链任务的节点;3.数据需求与系统和节点的容量能力匹配;4.链所在网络传输带宽足够运行;5.链传输运行网络相对稳定，动态节点角色匹配其状态。当需求适用区块链技术解决且系统满足基本要求，即可进行技术应用。
3 区块链技术在轨道交通装备制造业应用场景剖析
根据前面所述需求分析原则，就区块链技术与轨道交通装备制造领域的需要解决的问题来综合评估分析，有以下应用方向可以考虑进行拓展：
（1）产业行业融合，造修用服数据贯通
造修用服主体不同，网络数据没有良好互动共享机制，没有中心协调管控，各方产生收集的数据关注点和渠道不同，互有交叉，但是无法进行对照互补，没有得到充分利用，造成优质资源浪费。产业行业间交互是一个典型无中心需要信任建立的分布式交互环境，利用区块链技术可以构建联盟链，建立跨链数据交互机制。在分布式的主体（如主机厂、服务商、路局、动车段等）之间利用区块链技术共享数据，提供关键数据上链机制，指导智能制造和运维，保证数据可以充分共享的同时，还可以实现体系数据安全与可追溯，为质量或运营问题的分析评估提供依据。上下游各单元生产运行过程中各参与方各部门各环节产生的状态数据，以一致的可信的方式写入区块链，造修服用过程监控通过区块链共享账本技术的赋能渗透到分布式生产运用服务的各个环节，从区块链分布式账本中通过智能合约接口实现对产品全生命周期过程状态数据的可信查询和追踪。通过一致性共享账本，能够减少各商业实体在分布式协作网络中可信一致地分享数据的成本，同时降低各商业实体之间统计信息冗余和不一致所造成的延后风险，提高网络中各个企业单元状态视图的完整性和准确性。
（2）引入多方交互流程管理，协同开发数据有序同步管控
无论是行业的整体的车辆统型管理还是针对具体产品的设计流程管理、设计变更管理，都是一个需要多方参与的过程，这个工作目前在流程上需要中心协调，无法动态实现，并且各参与方的信息互相独立，沟通成本高，传统工作模式参与方本身需要做很多重复性的识别、确认、流程分配工作，效率低下。集中式的数据存储，无法完全规避数据“单点故障”的风险。当数据中心因意外或者软件漏洞导致数据不一致甚至丢失时，传统集中式的数据管理很难确保及时侦测到数据异常。可以创新应用区块链模式组织去中心化交互，利用区块链体系进行数据交互、数据管理、流程管理，构建多方共识来进行信息一致性管理，降低交互成本，提高交互效率，缩小迭代周期。还可以引入智能合约来进行自动化流程管理，做数据预判或任务分类，推进流程单元模块化，参与方模块化，明确权责划分，提升智能化管理运维水平。 （3）供应链+区块链，双链协同优化助力分布式生產
供应链管理是一个典型分布式系统。各方基于自己的产品建立自己的管控数据库/链，构成一个分布式生产网络，主机生产厂作为最终的集成方，需要掌握所有零部件的信息，零部件还有下级零部件，零部件之间还有互相匹配、迭代、替换等问题，其中的关联构成了一个巨大的网络，供应链的协同、管控、溯源、流转涉及到大量信息的共享、记录、分发、多方协同，目前仅靠主机厂自己做管理，难以面面俱到，细节管控难，投入精力巨大。建立以区块链技术为支持的供应链管理网络，构造联盟链，可以打通设计、采购、库管、工程、检验、售后等环节，做供应链的全生命周期管理。从原材料开始到部件、整车都可以纳入管控，融合造修流程，对供应的合同、物流、仓单、使用、质量、性能等做全方位的记录、追溯，多方可以共享，数据不可篡改，流通应用信息真实透明。另外可以依据上述结果进行风险管控，有利于供应链金融的发展。基于区块链的分布式生产模式，能够更大程度上降低供需关系的响应延迟，使得生产厂商更靠近需求端，需求端的订单发布能够通过一致的智能合约方式来触发，从而减少了订单在需求方与各相关参与方之间来回确认的额外代价，也使得各个生产环节中的参与方能够获取一致的订单内容中，根据自身产能情况优化资源配置更高效的完成生产任务。
（4）区块链改造运维服务，提高运维效率
运维目前主要依靠人力，通过驻点执行，协调应用单位和各供应商解决现场问题，流程繁杂，沟通成本高，效率低下。流程操作、维护记录是存储在单一、孤立的信息系统中，一旦出现安全和生产事故，企业、设备厂商和安全生产监管部门在事故调查和责任判定时难以确保运维记录的真实性与一致性。可以将各类检测数据采集汇总至边缘网关，边缘实现数据的上链存储，智能诊断，可以结合智能合约触发事件产生工单，并追踪工单运行。对于任何运维操作都需要进行链上授权，严格规范运维服务流程，将运维服务规范化、自动化。
表2对几个典型应用场景与应用方案做了对比分析，总体来看，应用方案可以基于私有链或者联盟链实现，可以在设备、生产、运维等各场景介入，解决对应的问题，带来价值提升。
4 结语
区块链技术为工业互联网的数据要素流通和多主体业务协同提供了新的应用思路，但工业应用区块链仍处于社会试验阶段，其应用模式及技术发展程度仍有不足。在轨道交通装备制造业领域，加入区块链技术需要对原有各系统进行改造，初期投入经济和技术成本较大，且应用需要一段磨合期，现阶段区块链的赋能需求还不急切，区块链技术在本领域的应用仍处于起步阶段，行业内标杆性示范项目缺乏，也无应用标准，短期内工业区块链在本领域应用尚有难度，潜力还需进一步挖掘。对于工业区块链在轨道交通装备制造业的应用，需要结合对行业应用痛点的研究，展开关键技术研究开发与测试，突破性能、安全、兼容性等制约应用发展的技术瓶颈，提高核心的公共组件技术研发能力。同时企业组织需要前瞻地适应信息化改造，积极拥抱新技术，针对痛点明显的业务场景探索和试点新的应用模式，兼顾业务质量的同时体验区块链等信息化技术带来的高效便利。
参考文献
[1] 余晓晖， 刘默， 蒋昕昊，等. 工业互联网体系架构2.0[J]. 计算机集成制造系统， 2019， 25（12）： 2983-2996.
[2] 邵奇峰， 金澈清， 张召， 等. 区块链技术： 架构及进展[J]. 计算机学报， 2018， 41（05）： 969-988.
[3] 薛腾飞. 区块链应用若干问题研究[D]. 北京邮电大学， 2019.
[4] Ali M S， Vecchio M， Pincheira M， et al. Applications of Blockchains in the Internet of Things： A Comprehensive Survey[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials， 2019， 21（2）： 1676–1717.
[5] Ramachandran A， Kantarcioglu D M. Using Blockchain and smart contracts for secure data provenance management[J]. arXiv：1709.10000 [cs]， 2017.
[6] 傅煜， 程文洁. 轨道交通装备制造业数字化转型中存在的问题及应对对策[J]. 现代信息科技， 2019， 3（14）： 139-141.
[7] 陈思捷， 王浩然， 严正， 等. 区块链价值思辨：应用方向与边界[J]. 中国电机工程学报， 2020， 40（07）： 2123-2132+2392.
摘 要：区块链技术作为一种去中心化的记录技术，在各领域得到广泛关注与应用。其数据记录的分布式、不可篡改、可追溯特性，构建了一种在不可信的竞争环境中能够实现低成本建立信任的新型计算范式和协作模式，为工业创新变革、工业互联网技术变革中数据要素的配置管理提供新的解决方案。本文就区块链技术在轨道交通装备制造业的应用方案做相关探索研究，为区块链技术在领域的应用提供发展建议。
关键词：轨道交通 装备制造 区块链 联盟链 智能合约
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）03（c）-0001-4.5
The Application of Blockchain Technology in Rail Transit Equipment Manufacturing Industry
LIU Tai1 WU Shilin1 CUI Yulong1 FAN Yuming2*
（1.CRRC Qingdao Sifang Locomotive & Rolling Stock Co.，Ltd.， Qingdao， Shandong， 266111 China; 2.CRRC Academy Co.，Ltd.， Beijing， 100070 China）
Abstract： Blockchain， as a decentralized recording technology， has been widely concerned and applied in various fields. The distributed， non-tamperable and traceable characteristics of its data record method construct a new computational paradigm and collaboration mode that can achieve low-cost trust-building in an unreliable competitive environment， and provide new solutions for the configuration management of data elements in industrial innovation and industrial Internet technology. This paper explores the application scheme of Blockchain technology in rail transit equipment manufacturing industry， and provides development suggestions for the application of Blockchain technology in the field.
Key Words： Rail transit; Equipment manufacturing; Blockchain; Alliance chain; Smart contract
新一轮的产业变革和“中国制造2025”对于制造业的工业互联网建设、新技术应用、数字化转型提出新发展方向。物联网、边缘计算、5G、大数据、区块链技术等信息基础设施与技术的创新与快速发展提供了行业转型新机遇，随着工业互联网不断深化，数字技术的应用将向全产业链扩展，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[1]。其中，区块链技术的集成应用在新技术革新和产业变革中起着重要作用，其应用已经由开始的金融延伸到供应链管理、物联网、智能制造、数据存证与交易等新的领域，为工业信息化发展带来新的机遇与挑战，用区块链技术构建的可信机制，将改变传统的商业、数据共享、通信技术的模式，从而引发新一轮的技术创新与产业变革[2]。轨道交通装备制造业是我国工业体系自主创新的重要组成部分，是工业创新变革的前沿阵地，区块链技术结合了密码技术、数据库技术、分布式网络、智能合约等技术进行组合创新，其对于轨道交通装备制造业发展的作用、应用领域和方法有待研究。本文就区块链技术在轨道交通装备制造业的应用进行探讨，以期能够为区块链技术在本领域的应用提供建议与支持。
1 区块链核心技术与应用原理
区块链（Blockchain）技术的核心潜力在于分布式数据库的特性和其对安全、透明和效率的增益。更广泛的意义来看，区块链属于一种去中心化的记录技术，技术架构如图1所示。其典型数据存储为块-链结构，运行于分布式网络中，记录由多方维护，利用密码学机制来保证传输和访问安全，从而实现数据一致存储、难以篡改、易于追溯确认的特性。这些特性使得区块链成为一种在不可信的竞争环境中能够实现低成本建立信任的新型计算范式和协作模式[3]。
目前，各国都在积极推动区块链在工业领域的應用[4]，美国国家标准与技术研究院（NIST）期望通过区块链技术为智能制造提供了安全性和可追溯性保证。德国发布《国家区块链战略》，重点关注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。澳大利亚在全球供应链管理系统建设应用区块链技术在全球范围内追踪商品和服务信息。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用例（Opportunities and Use Cases for Distributed Ledger Technologies in IoT）》，详细分析了通过区块链进行设备身份管理，进而进行设备状态管理、访问控制的实现方式。IEEE在2019年国际工程与新兴技术会议（ICEET）上发布了《区块链对工业4.0的影响（Implications of Blockchain in Industry 4.0）》，阐述了区块链在工业互联网中设备身份认证、设备权限管理、设备数据采集等方面的价值和意义。 从实现技术上来讲，典型的区块链应用方案根据定位和功能可以分為三类[5]：以比特币为代表的记账用代币链;以以太坊及其扩展为代表的智能合约应用链;以Hyperledger超级账本为代表的联盟标准链。三者的技术典型应用场景如表1所述。其中超级账本以联盟链的形式组织，包含多种语言的智能合约，具有完备的完备权限管理与安全保障、创新的一致性算法和可拔插的框架，更适合于大规模商业应用。在打通数据孤岛、优化安全配置、建立信任环境、促进协同共享等方面，区块链技术对工业互联网有天生的巨大价值优势，有望全面推动工业互联网实现跨越式发展。
2 区块链技术在轨道交通装备制造业的应用切入点与应用条件
轨道交通装备制造业属于国家高端装备制造业，产业链庞大，上下游企业众多，产业链协同、流程管理、数据管理的需求日益突出。而目前在产业层面，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[6]。通过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，可以从以下三个角度发力助推轨道交通装备制造业转型升级：
（1）升级数据服务体系。行业、企业可以基于区块链设置访问控制，实现认证数据的发布、申请、授权、评价等能力，实现数据可信交换;可以针对不同数据类型提供添加水印的能力，结合区块链技术实现数据交换全流程的保护;可以为每个参与方提供可信计算环境，通过区块链注册和管理计算节点，实现信息的发布、申请、授权、执行、结果上传等，全流程通过密码学算法进行数据保护。
（2）升级安全管理体系。以大规模工业互联网节点为基础，应用其天生的分布式特性构建区块链网络，加强网络可信化建设;基于区块链技术实现分布式工业交互网络架构及成员身份可信、数据信令及其交互过程可信、数据存储体系可信;通过智能合约等技术可以建立统一的身份管理体系，用户可以基于分布式身份完成数据交换和计算，保护数据安全。
（3）升级供应链体系。通过区块链技术的分布式管理、不可篡改等特征使业务信息公开透明公正，有助于信用管理，同时，也使得合同、物流、货单、检验报告等数据不可篡改，可有效降低风控成本;共享账本由参与方共同维护且不可篡改，确保数据实时、有序、真实不可伪造;各方通过物料唯一码可进行溯源，确保物料生产、流通及应用过程的真实性、透明性。
在实践中，评估本领域一个应用或需求是否适用通过引进区块链技术来实现，可以从以下四个方面来考虑：1.去中心化需要-中心机构是否需要移除？如果可以通过移除中心机构来减少数据维护的成本和交互的复杂度，可以考虑采用区块链方案。2.多节点数据同步需要-是否存在多方更新数据？如果通过多方参与记录和传播并发交互，可以得到需要的数据准确性和及时性，区块链技术比较适用。3.节点间共识互信需要-是否存在多方分享数据？如果需要一个完整可靠的共享记录系统来使每个业务关系的参与者共建且受益，区块链技术是一个较好的解决方案。4.数据防篡改需要-是否有验证和校验的需求？如果需要在不完全可信环境交互信息防篡改，从而能提高参与伙伴的交互吞吐量和可靠性，引入区块链技术是非常必要的。如果能够契合以上的一项或者几项，认为区块链技术可以实现需求，提高效益，有应用价值。而判断一个系统可以运行区块链应用，还需要满足以下条件[7]：1.分布式网络，有多个对等数据地位的节点存续;2.网络中有多个计算能力足以运行所需区块链任务的节点;3.数据需求与系统和节点的容量能力匹配;4.链所在网络传输带宽足够运行;5.链传输运行网络相对稳定，动态节点角色匹配其状态。当需求适用区块链技术解决且系统满足基本要求，即可进行技术应用。
3 区块链技术在轨道交通装备制造业应用场景剖析
根据前面所述需求分析原则，就区块链技术与轨道交通装备制造领域的需要解决的问题来综合评估分析，有以下应用方向可以考虑进行拓展：
（1）产业行业融合，造修用服数据贯通
造修用服主体不同，网络数据没有良好互动共享机制，没有中心协调管控，各方产生收集的数据关注点和渠道不同，互有交叉，但是无法进行对照互补，没有得到充分利用，造成优质资源浪费。产业行业间交互是一个典型无中心需要信任建立的分布式交互环境，利用区块链技术可以构建联盟链，建立跨链数据交互机制。在分布式的主体（如主机厂、服务商、路局、动车段等）之间利用区块链技术共享数据，提供关键数据上链机制，指导智能制造和运维，保证数据可以充分共享的同时，还可以实现体系数据安全与可追溯，为质量或运营问题的分析评估提供依据。上下游各单元生产运行过程中各参与方各部门各环节产生的状态数据，以一致的可信的方式写入区块链，造修服用过程监控通过区块链共享账本技术的赋能渗透到分布式生产运用服务的各个环节，从区块链分布式账本中通过智能合约接口实现对产品全生命周期过程状态数据的可信查询和追踪。通过一致性共享账本，能够减少各商业实体在分布式协作网络中可信一致地分享数据的成本，同时降低各商业实体之间统计信息冗余和不一致所造成的延后风险，提高网络中各个企业单元状态视图的完整性和准确性。
（2）引入多方交互流程管理，协同开发数据有序同步管控
无论是行业的整体的车辆统型管理还是针对具体产品的设计流程管理、设计变更管理，都是一个需要多方参与的过程，这个工作目前在流程上需要中心协调，无法动态实现，并且各参与方的信息互相独立，沟通成本高，传统工作模式参与方本身需要做很多重复性的识别、确认、流程分配工作，效率低下。集中式的数据存储，无法完全规避数据“单点故障”的风险。当数据中心因意外或者软件漏洞导致数据不一致甚至丢失时，传统集中式的数据管理很难确保及时侦测到数据异常。可以创新应用区块链模式组织去中心化交互，利用区块链体系进行数据交互、数据管理、流程管理，构建多方共识来进行信息一致性管理，降低交互成本，提高交互效率，缩小迭代周期。还可以引入智能合约来进行自动化流程管理，做数据预判或任务分类，推进流程单元模块化，参与方模块化，明确权责划分，提升智能化管理运维水平。 （3）供应链+区块链，双链协同优化助力分布式生產
供应链管理是一个典型分布式系统。各方基于自己的产品建立自己的管控数据库/链，构成一个分布式生产网络，主机生产厂作为最终的集成方，需要掌握所有零部件的信息，零部件还有下级零部件，零部件之间还有互相匹配、迭代、替换等问题，其中的关联构成了一个巨大的网络，供应链的协同、管控、溯源、流转涉及到大量信息的共享、记录、分发、多方协同，目前仅靠主机厂自己做管理，难以面面俱到，细节管控难，投入精力巨大。建立以区块链技术为支持的供应链管理网络，构造联盟链，可以打通设计、采购、库管、工程、检验、售后等环节，做供应链的全生命周期管理。从原材料开始到部件、整车都可以纳入管控，融合造修流程，对供应的合同、物流、仓单、使用、质量、性能等做全方位的记录、追溯，多方可以共享，数据不可篡改，流通应用信息真实透明。另外可以依据上述结果进行风险管控，有利于供应链金融的发展。基于区块链的分布式生产模式，能够更大程度上降低供需关系的响应延迟，使得生产厂商更靠近需求端，需求端的订单发布能够通过一致的智能合约方式来触发，从而减少了订单在需求方与各相关参与方之间来回确认的额外代价，也使得各个生产环节中的参与方能够获取一致的订单内容中，根据自身产能情况优化资源配置更高效的完成生产任务。
（4）区块链改造运维服务，提高运维效率
运维目前主要依靠人力，通过驻点执行，协调应用单位和各供应商解决现场问题，流程繁杂，沟通成本高，效率低下。流程操作、维护记录是存储在单一、孤立的信息系统中，一旦出现安全和生产事故，企业、设备厂商和安全生产监管部门在事故调查和责任判定时难以确保运维记录的真实性与一致性。可以将各类检测数据采集汇总至边缘网关，边缘实现数据的上链存储，智能诊断，可以结合智能合约触发事件产生工单，并追踪工单运行。对于任何运维操作都需要进行链上授权，严格规范运维服务流程，将运维服务规范化、自动化。
表2对几个典型应用场景与应用方案做了对比分析，总体来看，应用方案可以基于私有链或者联盟链实现，可以在设备、生产、运维等各场景介入，解决对应的问题，带来价值提升。
4 结语
区块链技术为工业互联网的数据要素流通和多主体业务协同提供了新的应用思路，但工业应用区块链仍处于社会试验阶段，其应用模式及技术发展程度仍有不足。在轨道交通装备制造业领域，加入区块链技术需要对原有各系统进行改造，初期投入经济和技术成本较大，且应用需要一段磨合期，现阶段区块链的赋能需求还不急切，区块链技术在本领域的应用仍处于起步阶段，行业内标杆性示范项目缺乏，也无应用标准，短期内工业区块链在本领域应用尚有难度，潜力还需进一步挖掘。对于工业区块链在轨道交通装备制造业的应用，需要结合对行业应用痛点的研究，展开关键技术研究开发与测试，突破性能、安全、兼容性等制约应用发展的技术瓶颈，提高核心的公共组件技术研发能力。同时企业组织需要前瞻地适应信息化改造，积极拥抱新技术，针对痛点明显的业务场景探索和试点新的应用模式，兼顾业务质量的同时体验区块链等信息化技术带来的高效便利。
参考文献
[1] 余晓晖， 刘默， 蒋昕昊，等. 工业互联网体系架构2.0[J]. 计算机集成制造系统， 2019， 25（12）： 2983-2996.
[2] 邵奇峰， 金澈清， 张召， 等. 区块链技术： 架构及进展[J]. 计算机学报， 2018， 41（05）： 969-988.
[3] 薛腾飞. 区块链应用若干问题研究[D]. 北京邮电大学， 2019.
[4] Ali M S， Vecchio M， Pincheira M， et al. Applications of Blockchains in the Internet of Things： A Comprehensive Survey[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials， 2019， 21（2）： 1676–1717.
[5] Ramachandran A， Kantarcioglu D M. Using Blockchain and smart contracts for secure data provenance management[J]. arXiv：1709.10000 [cs]， 2017.
[6] 傅煜， 程文洁. 轨道交通装备制造业数字化转型中存在的问题及应对对策[J]. 现代信息科技， 2019， 3（14）： 139-141.
[7] 陈思捷， 王浩然， 严正， 等. 区块链价值思辨：应用方向与边界[J]. 中国电机工程学报， 2020， 40（07）： 2123-2132+2392.