区块链技术起源于2008年，是随着比特币的等数字加密货币的快速发展而逐渐兴起的新一代信息技术。目前，区块链技术处于早期发展阶段，尚未形成行业公认的定义。近些年来，随着比特币等数字货币的快速发展与普及，区块链技术已经逐步渗透到了各个行业中，并且在一些领域中开展并实现了诸多探索性的落地应用。

区块链是一种全新的记账模式，有时也被称之为分布式账本技术（distributed ledger technology, DLT），是采用去中心化的点对点的通信模式、网络节点之间直接通信、无需第三方中介的一种数据库技术。如图所示，其基本思想是在网络中建立一个公共账本，这个公共账本是由多个数据区块组成的链条，每个数据区块存储了特定时间内的网络交易信息。区块链由网络上的节点用户共同维护，通过节点用户对区块中的交易信息进行验证和打包，来保证交易数据的真实性。从本质上来讲，区块链可视为是一个去中心化的分布式数据库，它允许用户在没有第三方的情况下完成点对点交易。由于区块链技术采用了加密算法、共识算法等技术，具有去中心化、可追溯性、不可篡改等特点。

 区块链的分布式账本

作为一种随着比特币等数字加密货币的日益普及而逐渐兴起的全新的去中心化基础架构与分布式计算范式，区块链技术的去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点，有助于解决智能制造目前面临的数据安全、信任缺失、数据公开共享困难和激励与生态缺失等问题。

区块链技术在助力智能制造方面可能发挥的重要作用可以概括为以下几个方面：

1. 数据安全

区块链技术有助于保障智能制造系统的数据安全。智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，通过人与智能机器的协调合作，扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。在这个过程中，人与机器的合作与交互一般是基于一系列传感器和控制器采集和获取的数据得以实现的，因而数据安全十分重要。区块链的出现恰好为这个问题的解决提供一个十分可靠的方案。区块链具有去中心化、开放透明、不可篡改、可追溯等特点，其采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性。区块链系统中的每个数据区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接，一旦某个数据在某个区块中被记录下来，那么它将不可篡改、不可撤销，这种设计使得数据安全得到充分保障。

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、ERP系统等系统连接起来，并通过统一的账本基础设施，让企业、设备厂商和安全生产监管部门能够长期、持续地监督生产制造的各个环节，保障数据获取和采集的安全和准确性，提高生产制造的安全性和可靠性。同时，区块链账本记录的可追溯性和不可篡改性也有利于企业审计工作的开展，便于发现问题、追踪问题、解决问题、优化系统，极大提高生产制造过程的智能化管理水平。

2. 信任缺失

区块链技术被称为是“信任机器”，因而有助于弥补智能制造的信任缺失问题。区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统。另外，区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所有节点均可参与数据区块的验证过程（如比特币的“挖矿”过程），并通过共识算法来选择特定的节点将新区块添加到区块链。去中心化系统设计以及集体维护的特点使得区块链成为名副其实的信任机器，达成了无需传统中介方的信任，实现了价值的自由流通。从本质上来讲，区块链并没有消除信任，而是减少了系统中每个单个参与者所需要的信任量，加之激励机制的设计以保证每个参与者之间按照系统协议来合作，从而实现把信任分配给每个参与者。区块链的可信特点可用于解决智能制造产业链各个环节面临的信任缺失问题。

在智能制造流程中，运用区块链技术，任何产品或构件所经历的设计、采购、生产、流通等任何一个环节，及某个环节所涉及的成本、质量、规格等各项信息都可以自证其信，这就使得信息随着产品真实而有效地流通。生产商、供应商、销售商、消费者等各个智能制造主体都共享相同的信息，不存在信息不对称的问题，信息是公开透明的，且具有极高的可信度。在这种情况下，区块链应用于智能制造过程中，其可信的特点将使得诸多基于不信任产生的各项工作可望被免除，例如供应商背景调查，产品质量入货检测等。同时，分布式信任机制还使得一些中介性质的传统第三方平台所承担的中间环节可以被免去，进一步降低了智能制造的实施成本。因此，区块链的去中心化信任特点将解决智能制造的信任缺失问题，帮助各类智能制造主体节约成本、提高效率，从而有助于智能制造的实施。

3. 数据公开共享

智能制造的决策过程通常需要海量的数据，包括企业内部数据、企业外部数据（例如互联网上相关的开源数据）、整个供应链上的交易数据、整个行业和市场的相关数据、以及相关历史数据和实时数据等。可以说，数据是辅助智能制造中各种决策的重要依据，数据的缺失和不足可能会导致决策困难或错误。然而，由于企业数据的隐私性、企业之间的竞争性、以及市场的动态性和复杂性，制造企业难以获得所有数据。例如，下游供应商很难拿到客户的真实销售数据，从而无法正确判断市场需求。因此，如何寻求一种既能保护数据提供方隐私、又能满足数据共享需求的解决方案，是目前智能制造领域面临的重要难题。区块链技术的出现为解决这一难题提供了一套高效可行的解决方案。

区块链数据对于区块链上的各个节点具有公开性和透明性，因此可以实现智能制造领域中各个节点的数据共享。同时，区块链技术利用非对称数字加密技术对数据进行加密，各节点必须得到授权，即对应数据区块的私钥，才能访问该数据，因此，数据在共享的同时也得到了保护。因此，通过区块链技术，智能制造供应链中的上下游企业之间可以实现数据共享，并通过区块链的加密技术对敏感、涉密信息进行加密，从而打破智能制造生态系统中各环节之间的数据孤岛，真正实现数据公开共享。

4. 激励与生态

区块链技术广泛采用的代币（Token，也可译为通证）等激励机制可以为智能制造系统中目前面临的激励与生态缺失问题提供潜在的解决方案。

首先，在激励方面，区块链的代币激励机制可以应用于智能制造系统，通过发放代币的形式对智能制造系统中各参与方设置一定的激励机制，可以有效激发智能制造系统中各参与方的积极性。智能制造生态系统中环节众多，每个环节的正常运行对于整个系统来说都至关重要，通过正向激励机制和负向激励（惩罚）措施的设置，可以有效保障整个生态系统的健康运转，提高生态系统的运行效率。

其次，在生态方面，区块链技术可以将原来以厂商为中心的制造模式推进到以用户为中心的制造模式，在这种制造模式下，一切以信息为导向，以用户的需求数据为驱动，这就有利于打通生产方与需求方之间的壁垒，实现双方的信任，并使资源得到最优化配置，从而实现智能制造生态系统中各个环节的开放与共享，使各方以低成本获取高收益，从而形成一个良性可持续发展的智能制造生态系统。