區(qū)塊鏈技術在鋼鐵行業(yè)的應用探討

王曉明

（山東省冶金科學研究院有限公司，山東 濟南250014）

1 前 言

目前，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)正處于新舊動能轉換和數(shù)字化轉型的關鍵時期，而制約鋼鐵企業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈上下游客戶間協(xié)同效率低、設備（特別是關鍵設備）管理手段精細度不夠、存在部分信息孤島、相互間缺乏可信機制等痛點問題，通過傳統(tǒng)的方法難以得到徹底解決［1］。

隨著信息技術的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術在金融領域作為一種全新的信息存儲、傳播和管理機制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和價值的可靠轉移。在工業(yè)領域，該鏈技術也逐漸被人們認知，將區(qū)塊鏈獨有的分布式存儲、加密傳輸、不可篡改和可溯源等技術優(yōu)勢與鋼鐵業(yè)務相結合，預計可以解決鋼鐵行業(yè)目前無法解決的部分難點問題。另外，在國家層面高度重視區(qū)塊鏈技術的研發(fā)和應用工作，明確要求加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，這為鋼鐵行業(yè)與區(qū)塊鏈技術的融合創(chuàng)造了條件。

2 基本知識

2.1 定 義

區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。狹義來講，它是一種按照時間順序將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序項鏈方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結構，并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構與計算范式［2］。

2.2 技術架構

區(qū)塊鏈整體架構存在共性，典型的區(qū)塊鏈技術架構可劃分為基礎設施、基礎組件、賬本、共識、智能合約、接口、應用、操作運維和系統(tǒng)管理9 部分，如圖1所示。同時，區(qū)塊鏈還包括操作運維和系統(tǒng)管理兩個層級，系統(tǒng)管理負責對區(qū)塊鏈體系結構中其他部分進行管理，操作運維負責區(qū)塊鏈系統(tǒng)的日常運維工作。

圖1 區(qū)塊鏈技術架構圖

3 企業(yè)級區(qū)塊鏈意義

目前，企業(yè)級區(qū)塊鏈應用正在加速推進，并逐漸由金融領域向非金融領域滲透擴散，從發(fā)展趨勢看，具有安全準入控制機制的聯(lián)盟鏈和私有鏈將成為主趨勢，云的開放性和云資源的易獲得性，決定了公有云平臺是當前區(qū)塊鏈創(chuàng)新的最佳載體，區(qū)塊鏈與云計算結合緊密，有望成為公共信用系統(tǒng)的基礎設施。

現(xiàn)階段，適合區(qū)塊鏈的應用場景有具備3個特征：1）存在去中心化、多方參與和寫入數(shù)據(jù)的需求；2）對數(shù)據(jù)真實性要求高；3）初始情況下相互不信任的多個參與者建立分布式信任的需求。如圖2 所示，在鋼鐵冶金等傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)的多業(yè)務系統(tǒng)中，會存在信息孤島、沒有建立可信機制、多方協(xié)作困難效率低、重復工作無法完成等現(xiàn)實難題，在該情況下，發(fā)展企業(yè)級區(qū)塊鏈系統(tǒng)成為此類型企業(yè)的首選。可以預見，在不遠的將來，區(qū)塊鏈將成為企業(yè)合作的基礎信息技術，并逐漸演變?yōu)槲磥砘ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)應用不可或缺的一部分。

圖2 傳統(tǒng)企業(yè)存在的問題

4 區(qū)塊鏈與新一代信息技術

隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的到來，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術在金融、能源、醫(yī)療健康等行業(yè)中的作用愈發(fā)重要，我國新一代信息技術發(fā)展迅速，為鋼鐵等傳統(tǒng)制造業(yè)實現(xiàn)深度融合提供了條件。從國內(nèi)外發(fā)展趨勢和區(qū)塊鏈技術發(fā)展演進路徑來看，區(qū)塊鏈技術的應用發(fā)展需要云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術作為基礎設施支撐，同時區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展對推動新一代信息技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的促進作用，它們之間的相互關系見如圖3。

5 區(qū)塊鏈技術應用探討

圖3 區(qū)塊鏈與新一代信息技術關系

工業(yè)應用中，為了實現(xiàn)設備、企業(yè)和人之間的可信互聯(lián)，需要確保從設備端產(chǎn)生、邊緣側計算、數(shù)據(jù)連接、云端儲存分析、設計生產(chǎn)運營的全過程可信，從而觸發(fā)上層的可信工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用、數(shù)據(jù)交換和合規(guī)監(jiān)管等。區(qū)塊鏈技術特點面向工業(yè)應用需求，將會在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的各個層面對其進行加強，從而實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)共享和柔性監(jiān)管［3］。典型工業(yè)區(qū)塊鏈架構如圖4所示。

圖4 典型工業(yè)區(qū)塊鏈架構

結合區(qū)塊鏈技術的典型特征以及鋼鐵行業(yè)的自身特點，筆者認為區(qū)塊鏈與鋼鐵行業(yè)的結合場景預計首先會從以下幾方面展開。

5.1 設備全生命周期管理

鋼鐵企業(yè)設備管理水平距離國家智能制造總體要求還存在一定差距，主要體現(xiàn)在：設備規(guī)模大且分散，管理困難，缺少科學合理的管理手段。要實現(xiàn)設備（特別是關鍵設備）的全生命周期管理，提高設備管理的精細化水平，可以考慮與區(qū)塊鏈技術相結合，使設備具有唯一標識屬性和設備的檢修維護等操作記錄，以及故障事故等狀態(tài)記錄都具有不可篡改性，實現(xiàn)對設備管理的科學有效支撐。而基于區(qū)塊鏈技術的設備唯一映射關系，還可以為設備管理提供統(tǒng)一的身份認證機制。

5.2 鋼鐵供應鏈金融

區(qū)塊鏈技術使交易數(shù)據(jù)完全公開透明，并提供完整的信息流。產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)希望以倉儲鏈為開始和核心，打通金融鏈、生產(chǎn)鏈、供應鏈、物流鏈，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源能力開放。從而讓資金流、信息流更加安全可靠。在生產(chǎn)層面，根據(jù)倉儲、以及電商交易的可信數(shù)據(jù)，定制生產(chǎn)計劃。鑒于大宗交易非常依賴物流的特性，可以利用區(qū)塊鏈技術形成集可信物流調配、資源協(xié)調為一體的生產(chǎn)物流鏈。同時，將有可信的貨權證明和信用用于服務金融融資和貸款抵押等過程，提升鋼鐵供應鏈金融的整體效率。

圖5 基于區(qū)塊鏈的鋼卷數(shù)據(jù)資產(chǎn)化

5.3 鋼卷數(shù)據(jù)資產(chǎn)化

基于鋼鐵行業(yè)痛點，利用區(qū)塊鏈的去中心化、不可偽造、不可更改、集體維護可靠數(shù)據(jù)等特點，將鋼卷資產(chǎn)化，記錄鋼卷入庫、出庫、貨權轉移等資產(chǎn)的全生命周期的流轉過程，如圖5所示。鋼卷從入庫到出庫全過程都可以用區(qū)塊鏈記錄下來，從而實現(xiàn)鋼卷入庫倉儲→電商交易→金融抵押→產(chǎn)品加工→用戶提貨，生命周期維度的全程跟蹤［4］。

6 區(qū)塊鏈技術落地建議

6.1 因地制宜，循序漸進推進

目前，區(qū)塊鏈在金融行業(yè)的應用相對廣泛，使得金融交易的一些關鍵性問題得到顛覆性改變，在工業(yè)領域如何實現(xiàn)創(chuàng)新應用尚處于探索階段，區(qū)塊鏈去中心化、開放透明、不可篡改、可追溯等特點可以適用于鋼鐵生產(chǎn)業(yè)務部分場景，實現(xiàn)先進信息技術與鋼鐵工藝技術的結合，助力企業(yè)數(shù)字化轉型工作，但同時也需要結合鋼鐵企業(yè)自身實際情況，在合適的時機以合適的切入點在企業(yè)內(nèi)部應用。

6.2 借助外力，適時快速推進

國家層面目前高度重視新一代信息技術對生產(chǎn)力的助推作用，針對區(qū)塊鏈技術，2019年10月24日，中共中央政治局就區(qū)塊鏈技術發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢進行第十八次集體學習，強調把區(qū)塊鏈作為自主創(chuàng)新核心技術重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。這勢必掀起新一輪區(qū)塊鏈技術發(fā)展的高潮，鑒于此，鋼鐵行業(yè)有必要抓住這一時機，與阿里巴巴等區(qū)塊鏈技術型企業(yè)開展深入交流和合作，借助外力，在鋼鐵行業(yè)區(qū)塊鏈應用推廣方面有所作為。

6.3 內(nèi)生動力，促進行業(yè)融合

目前，區(qū)塊鏈在互聯(lián)網(wǎng)、金融、通信等領域已經(jīng)凸顯出了作用，但在工業(yè)領域，特別是鋼鐵行業(yè)才剛剛開始，大多數(shù)是“平行替代”或“補課”，還遠遠沒能達到“深度融合”的階段。這就需要鋼鐵行業(yè)發(fā)掘內(nèi)生動力，尋求適合區(qū)塊鏈技術落地的業(yè)務場景，促進區(qū)塊鏈新技術與行業(yè)的深度融合。

7 結 語

區(qū)塊鏈技術涵蓋的共享賬本、機器共識、智能合約和權限隱私等技術優(yōu)勢，可以實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)互信、互聯(lián)、共享；分布式部署方式能夠根據(jù)現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)不同狀況提供分行業(yè)、分地域、分階段、分步驟的理性建設和發(fā)展路徑。但由于區(qū)塊鏈技術在工業(yè)（特別是鋼鐵行業(yè)）的應用還處在探索階段，因此，鋼鐵企業(yè)可以抓住政府層面加快推進區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的良好機遇，以企業(yè)新舊動能轉換和數(shù)字化轉型為載體，結合企業(yè)自身實踐推進區(qū)塊鏈技術的應用。