基于區塊鏈的商用航空發動機供應鏈一體化運營平臺構建

王琪 唐術

摘 要：本文通過分析商用航空發動機供應鏈管理核心需求，構建了一個基于區塊鏈技術的商用航空發動機供應鏈一體化運營平臺，有望消除供應鏈企業因上下游信息不對稱、主體之間互信程度不高而導致的信息孤島現象，給未來商用航空發動機主制造商構建互信共贏產業聯盟、提升供應鏈成員主動性與業務粘性、實現供應鏈整體效能提升提供思路。

關鍵詞：區塊鏈;商用航空發動機;供應鏈;一體化運營

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0048-02

0 引言

在產業全球化不斷發展的今天，過去企業與企業之間的競爭已逐步演變成供應鏈與供應鏈之間的競爭。國際航空主制造商如波音、空客、GE航空、英國RR等公司均已經逐漸從早期的“分包”模式轉向“擴展企業”協同制造模式，通過打造強大的供應鏈協同運營平臺來獲得整體優勢，比如波音的Exostar電子平臺、GE的SCWC系統等[1]。但是，隨著供應鏈規模不斷擴大，上下游企業之間的信息傳遞及時性、真實性與可靠性不足而導致的信息孤島現象，給主制造商供應鏈效能提升帶來了較大的挑戰，非常有必要借助新技術、新思路來啟發當前的供應鏈系統優化方向[2]。本文擬基于商用航空發動機供應鏈的特點與平臺化運行的核心需求，提出基于區塊鏈技術的商用航空發動機供應鏈一體化運營平臺構建思路。

1 商用航空發動機供應鏈

1.1 商用航空發動機供應鏈特點

（1）采購需求不確定性高。由于研制過程中技術狀態不確定、技術成熟度不高、未形成批量化，主制造商難以提前充分預測產品研制過程中的持續性采購需求，臨時性采購、突發性采購、多品種頻繁采購成為常態，并且已產生的采購需求在快速的技術迭代過程中也可能發生變化。（2）制造過程不確定性高。發動機產品技術要求非常高，但研制過程中技術成熟度不高、工藝不穩定，導致產品制造過程存在較大不確定性。比如工藝不成熟帶來的加工報廢、特種設備資源長時間占用帶來的資源不足、制造精度未滿足要求帶來的返工返修等。（3）產品頻繁轉場帶來的問題。發動機零件制造過程復雜，涉及大量工序，有高度的技術依賴性與特種設備依賴性。在當前國內制造企業普遍從“大而全”向“小而精”發展的趨勢下，航空發動機一個零件的制造都可能需要多家供應商共同完成。而零件在不同供應商之間頻繁轉場的過程中，物流周期長、運輸防護風險高、零件狀態追溯難、上下游企業自主協同程度不高都是主制造商難以回避的問題[3]。

1.2 商用航空發動機供應鏈業務框架

廣義的供應鏈管理涵蓋了企業內外部計劃、采購、生產、交付等全部環節，但國內商用航空發動機目前處于研制階段，供應鏈管理更多聚焦于核心企業外部的供應鏈運作過程如采購、外部生產、物流等，而涉及核心企業內部的研發、制造和銷售環節往往會列入其他業務板塊單獨考慮。在這種設定下，供應鏈管理業務框架從主制造商角度可劃分為建立合同關系、執行采購合同、推動持續改進、推動戰略采購4大模塊21個具體項目，如圖1所示。

2 基于區塊鏈的商用航空發動機供應鏈一體化運營平臺構建

平臺基礎架構如圖2所示。典型區塊鏈系統通常自上而下包含應用層、合約層、激勵層、共識層、網絡層、數據層和數據終端層七個層級，其中合約層、激勵層、共識層、網絡層與數據層統稱為區塊鏈層[4]。合約層、共識層、網絡層與數據層是組成區塊鏈系統的核心部分，缺一不可;激勵層一般存在于公有鏈中，主要目的為設計激勵機制以保證區塊開發者（礦工）能提供足夠的算力來維持區塊鏈系統的持續擴展，如比特幣中的工作量證明及挖礦獎勵機制。而在以供應鏈上下游企業為主體形成的聯盟鏈中，每個系統成員都應承擔一定的挖礦責任，共同為區塊鏈系統自我擴展提供算力。

2.1 應用層

應用層作為平臺頂層，是用戶與平臺之間、用戶與用戶之間完成交互的唯一操作界面，平臺的全部功能都將在此展示。通過結合供應鏈各場景之間的業務關聯性與區塊鏈技術特點，本文設計了“研制采購管理”“集成供應鏈金融”“產品交付協同管理”三大模塊作為平臺主體功能結構。

（1）研制采購管理模塊將形成“主制造商-供應商”一體化經營的新形態。基于區塊鏈的智能合約機制，在長期供貨協議支持下，主制造商只需在平臺上發布訂單，經授權具備資質的供應商可自主承接訂單，生成智能合約。平臺授權成員可以實時獲取可承接訂單信息，訂單執行數據均將帶有時間戳屬性存在于區塊鏈中，違約行為將自動按照合約規定觸發懲罰機制。平臺中供應商同時也是分包商，可根據上級訂單發布關聯性訂單以尋找次級供應商承接。（2）集成供應鏈金融模塊將組建“主制造商-供應商-監管機構”三方共治模式，以往須耗費大量資源驗真的各類金融票據如發票、匯票、賬單等都可以數字化，在虛擬系統中進行確權與流通。同時，政府監管機構及金融機構的加入，能夠從第三方層面對系統自發金融行為進行見證，一方面為第三方監管提供依據，降低監管難度;另一方面也讓金融機構充分獲知平臺上企業實際經營狀況，為機構和企業間投資融資活動提供決策支持。（3）基于區塊鏈數據可追溯性，結合物聯網相關技術，可搭建集成“主制造商-供應商-物流服務”的產品交付協同管理模塊，有助于實現產品從原材料至最終交付全生產周期過程透明、權責清晰、永久追溯。通過給每個產品賦予一個獨立的智能身份ID與模塊關聯，該產品所有過程相關信息（材料、廠家、工序、節點、質量信息、物流信息）將以交易鏈形式存在，由每個經辦方通過掃碼或記錄等形式生成并上傳對應信息。產品流轉中的過程數據都將自動觸發智能合約，若出現與上層訂單相違背的違約現象（如質量逃逸、延期交付等）會被自動記錄并依約處罰。

2.2 區塊鏈層

區塊鏈層承載整個區塊鏈系統核心算法的編碼實現，是系統所有業務邏輯設定與運行的支柱。其中：合約層主體內容為智能合約機制，開發者預先擬定合約適用范圍與觸發機制，如采購訂單、交付周期、物流周期等，智能合約一旦觸發將自動執行，外界無法干擾，若違約將自動觸發預設的懲罰機制;激勵層的主體內容為挖礦激勵機制。區塊鏈系統的自我擴展依靠不斷生成新區塊，每一個新區塊的生成都需要強大的算力支撐。在比特幣系統中，為了激勵全球礦工持續提供算力，所有被證明的有效工作量都將得到相應的比特幣獎勵。在本平臺中，算力需要成員共同提供，而工作量激勵形式可由主制造商通過各類市場化激勵形式實現。共識層包含整個系統的共識算法，是實現系統去中心化，保證區塊鏈抵抗惡意節點攻擊的關鍵，一般將節點有效性與數據有效性作為主要控制點，以隨機委托驗證或參與者投票來實現共識。目前公有區塊鏈已形成十余種共識機制，本平臺只須選擇合適的共識機制即可[5]。網絡層是平臺運行的網絡基礎設施保障，包括成員之間網絡連接協議、數據傳輸方式、網絡接入授權、身份驗證方式等。在國內商用航空發動機供應鏈平臺中，由于涉及到商業秘密與國家秘密保密政策的限制，網絡層還將面臨企業內外網絡轉換機制設計問題。數據層的主要內容包括區塊數據結構與數據加密算法，是維持平臺數據結構穩定、數據安全的核心基礎設施之一。

2.3 數據終端層

數據終端層需要獲取平臺運行過程中的各類數據信息，包括訂單信息、產品信息、物流信息、票據信息、資金信息等，以及支撐平臺正常運行的各類運營維護基礎設施信息。可與物聯網技術相結合，利用無線射頻識別、衛星定位、二維碼及傳感器識別等技術工具完成數據信息的識別、采集與利用。

3 結語

區塊鏈等新興技術的興起，給企業供應鏈系統優化帶來了重要的發展機遇，讓供應鏈核心企業有機會對平臺化整合供應鏈各方資源提出更多的設想。本文通過對國內商用航空發動機主制造商供應鏈管理特點與業務需求進行分析，構建了一個基于區塊鏈技術的、由主制造商、供應商、服務商、監管方等多個主體共同參與的商用航空發動機供應鏈一體化運營平臺，并對系統結構與功能進行了設計，有望為國內商用航空發動機主制造商供應鏈管理數字化轉型與管理體系優化提供思路借鑒。

參考文獻

[1] 李梅.大飛機擴展企業協同業務及技術體系研究[J].航空制造技術，2019（Z2）：89-96.

[2] 伍旭川，王鵬.區塊鏈技術應用及展望[J].清華金融評論，2016（10）：23-25.

[3] 劉海年，隋巖峰，李昌紅，等.航空發動機研制階段供應商管理體系建設方法研究[J].航空科學技術，2017（2）：53-58.

[4] 楊慧琴，孫磊，趙西超.基于區塊鏈技術構建互信共贏的供應鏈信息平臺[J].科技進步與對策，2018（5）：21-31.

[5] 楊宇光，張樹新.區塊鏈共識機制綜述[J].信息安全研究，2018（4）：369-379.