区块链智能合约：推动横跨制造价值链的下一轮创新

摘要：

区块链-一种可能消除财务服务业中间商的加密技术，据我们所知，可能有潜力改变整个制造领域的价值链，如果知道供应链伙伴，并建立区块链信任，这时也许无需银行，甚至传统的采购，制造，供应商，客户甚至机器，人们可以更快的，以更低的交易成本来做生意。

更加重要的是，他们可以通过“智慧合约”（ Smart Contract）组成更加灵活的供应链，自动发现全球生意伙伴，跟他们洽谈并获得业务，这样可以帮助价值链上的参与者加快新产品投入需求不断变化的市场的时间，并和业务伙伴产生更加信任和富有成果的关系。

但是利用区块链，需要仔细平衡风险和获益，需要整合新技术和新程序和法规系统， 也要评估技术，标准和提供者的成熟度，也需要解决政府和已经建立的第三方中介（譬如银行）的阻力。

本文解释了区块链，他在制造行业会意味着什么，然后如何开始使用他来推动效率，灵活性和创新的飞跃。

解释区块链

区块链是一套软件系统，目前主要以比特币的形式应用于财务金融领域，它提供了一个无需中央信托机构的可信资产和交易的分布式系统。

对于制造企业，他们的供应商，物流伙伴，在链上的单个交易包括原材料和产品的提单，原产地证明，零件相关的质量和操作证明。在每一个案子中，信息可以在每个节点中存储，信任，共享，而且没有成本，费用和由于各式各样文件（譬如银行，运输商等）导致的延迟。

对于传统供应链，这些文件和合同由每个合作伙伴的采购，会计或法律部门维护，在区块链中，这些元素存储在许多分散的节点上。 他们的隐私和诚信由“矿工会计师”维护，而不是由交易对手或第三方如银行维护（见图1）。

区块链使智能合约成为可能，双方都可以指定条款和条件，确保对合同的可执行性和交易对手的身份的信任。

这种分布式信托系统可以在短期内降低交易成本，但这仅仅是一个开始。 从长远来看，它将实现更灵活的价值链，与商业伙伴更紧密的合作以及与物联网（IoT）的更快融合等等。

区块链如何工作

运行在多个服务器上的分布式数据库会不断检查每个交易或数据条目的安全性和完整性，被哈希值链接的块和被激励的工作证明为区块链中的分布式信任提供了基础。

图1

深入潜水区块链

区块链技术的最初目标是在任何双方之间实现可信任的金融交易，而无需第三方（如银行）。虽然它在金融服务领域是最出名的，但它可以用于任何行业，以实现更快，更便宜的交易，并支持更为灵活的供应链。

当Satoshi Nakamoto在2008年的白皮书中介绍了比特币时，他并没有使用术语区块链。但他奠定了不用依靠中央信托机构，如银行可以防止“双重支出”（双方花费同一货币）的基础。

解决这个问题需要：

 向区块链中的所有参与者公开“宣布”所有交易或对货币，文件或交易的更改。

 创建一个允许所有参与者就交易及其顺序达成一致的系统。

第二个要求产生了区块链，区块链是由一系列服务器维护的分布式数据库。一台服务器保留区块链上所有交易的时间戳。该服务器以块为单位收集一组事务并发布一个散列（Hash）（一组唯一的数字，如果更改，显示数据或交易无效），并为每个交易块与时间戳以验证其真实性。如图1（见前面）所示，交易或单据的每个所有者通过对前一个交易的散列和下一个所有者的公钥数字签名，将硬币转移给下一个所有者，并将其添加到块的末尾。

但是，这留下了没有中央机构追踪所有交易时如何确保每个区块的有效性的问题。区块链通过为每个参与者提供激励证明工作来解决这个问题，这个流程就是所谓的“挖矿”，即试图找到一个数值，称为“随机数”(Nonce)，即当与块中的所有未完成交易相结合时，可以将其“散列”为一个满足某个“难度”而且易于验证的值，一旦矿工发现了“随机数”(Nonce)，矿工会发布该块，并在其中形成区块链的对等网络。其他节点接受该块，验证它并将其存储在本地。然后节点收集下一组交易并开始另一项工作量（Proof-of-Work）验证。解决哈希挑战的节点（Node）将以比特币的形式获得奖励。

区块链概念在过去六年中得到了扩展，不仅用于货币，还用于其他类型的记录以及可独立进行交易的智能应用程序。Ehtereum分散式应用平台和Hyperledger项目等创新技术为分布式账本创建了跨行业开放标准，这些创新使分布式，可信和安全的区块链技术与制造业日益相关。

制造业中的区块链

压缩产品生命周期的需求导致制造商和供应商之间的矛盾增加。一个特别敏感的问题是以保护制造商和供应商的竞争优势和差异化的开发和工程设计。由于合作伙伴之间在交易层面和战略层面之间缺乏信任，产品生命周期中的其他问题（例如确定汽车召回责任）变得更加困难和昂贵。

设想一个不太遥远的情景，物联网上的智能产品必须安全地运行嵌入式软件，并且即时且安全地共享大量这些应用程序之间的数据量。这些功能将为供应链增加更多层级，并大大增加设计层面的根源分析(Root-Cause Analysis)和纠正措施(Corrective Actions)的工作量和时间拖延。

产品和商业模式的新兴复杂性将使得缺乏信任对制造业供应链的影响越来越大。制造组织必须花费大量的时间，金钱和精力进行沟通，协商和文书工作，以克服这种缺乏信任的情况。这是区块链变革力所在，由区块链三个关键能力提供：

 分布的完整性和声誉。区块链在任何金融或贸易关系中为交易伙伴提供直接和低成本的对手方身份和声誉信任，这不仅降低了与已知合作伙伴进行交易成本和时间，还减少了建立新业务关系所需的时间和成本。它还扩大了供应商和客户的范围，从原材料到运输和维修服务，实现效率和敏捷性的重大飞跃。

 内置金钱激励措施，确保区块链中每笔交易和资产的安全。这使得区块链技术不仅可以用于交易，还可以用作登记和库存系统来记录，跟踪和监控多个价值链合作伙伴的所有资产。这些安全信息的范围可以从有关原材料或在制品的信息到知识产权（如产品规格，采购订单，保修召回或任何货币或合同）。

 利用基于规则的智能来执行业务功能的能力。区块链可以创建智能的，嵌入式的和可信的程序代码，让参与者在合同和其他交易中建立条款，条件和其他规则。它允许业务合作伙伴自动监控价格，交货时间和其他条件，并实时自动协商和完成交易。这降低了交易成本，最大限度地提高了效率，并使制造商能够以不同方式使用数据，它还为整个物联网的机器到机器交易打开了大门。

这些能力使传统供应链的转型成为可能，因为交易文件和合同以前必须由每个合作伙伴的采购，会计或法律部门来维护。通过区块链技术，所有交易元素由各个合作伙伴存储在分散的计算节点上。

区块链如何改变制造和物流的两个重要例子是：

 智能合约：供应商与买家之间的区块链智能合约不包含抽屉中的纸质文档或计算机服务器上的文字处理文档。他将采取计算机程序的形式在区块链上运行，并由整个区块链网络执行。其程序代码 - 合同的条款和条件 - 不能改变，因此提供了过去需要精心制定的控制和审计流程。区块链合同不仅可以包含与实际合同相同的细节和级别，还可以执行某些传统合同所不具备的功能：执行诸如谈判价格和监控库存水平等任务。这又一次取代了昂贵的人工努力，通过对供应链，库存水平和价格的自动化，动态跟踪来降低成本并实现利润最大化。

要了解这些智能合约的潜力，请回顾90年代末和21世纪初的“数字市场”（Digital Marketplace）,他们扮演着一个集中的信任和交易处理中心的角色，它连接了多个供应链合作伙伴。区块链技术可以将“任何对任何”市场愿景变为现实。

例如，想象一下，商品销售商在区块链平台（例如以太坊）上发布智能合约，其中包括产品规格，交付和付款的确切条款和条件。区块链上的任何买家都可以找到合约并采取行动，获得所需的产品或服务，并为其付费，而无需处理早期的数字市场管理费用。

 智能设备和产品：例如，考虑一个智能自动售货机，该自动售货机将自己注册在区块链平台上，并跟踪其自身的库存和现金状况。该机器不仅会在需要补货时发出补货订单，而且可以以最优惠的价格找到所需的产品，并且无需人工或其所有者的参与即可为其订购并付款。我们相信智能机器将决策和执行分散化的能力将为制造价值链带来效率的新纪元。这一概念也与使用分布式区块链技术的物联网和机器对机器（M2M）集成相关。

图2

如图2所示，供应商或制造商在区块链上发布智能合约（智能合约1，以浅蓝色突出显示），包括产品定义，数量，价格，可用日期以及装运和付款条款。寻找产品的买家可以使用区块链查找智能合同，验证供应商/制造商的质量和及时性的声誉并完成交易。这取代了向供应商发出采购订单所需的更加困难和昂贵的人工处理。

接下来，供应商将搜索来自承运商的智能合同（智能合同2，以黄金突出显示），其中包括“起运地，目的地，运力，运输条件，运输费用和运输时间”等详细信息。供应商将接受来自运营商的智能合约。当产品交付给买方时，交货确认将关闭智能合同2，供应商将以加密货币向承运商支付运费。

交货确认也将触发供应商和买方之间智能合同1中的财务结算。在传统的供应链过程中，银行被用作支付过程中的中介。通过智能合约，在区块链中使用加密货币将处理资金结算。

这种方法的优点包括：

 供应商和买方进行交易的门槛低。

 区块链参与者在过去智能合约上的好“名声”将有助于获得最优惠的保费。

 智能设备可以取代某些交易的人类行为，就像我们自动售货机。

 物联网设备可以与智能合约进行通信，以跟踪智能合同的状态。 例如，智能集装箱可以自动销售其剩余产能。

 使用加密货币加快结算速度。

制造业中的区块链：可能的艺术

区块链技术在制造领域的应用是无止境的。以下是几个例子。

 审计线索：区块链审计线索可以证明，衬衫是在支付公平工资，提供良好的工作条件的工厂制造的，这使得零售商可以收取溢价，客户对购买感到满意，工人生活得更好。例如，使用区块链审核来证明有机食品（或无笼鸡蛋）是真实的，可以帮助证明优质定价的合理性，同时促进更人道/可持续的农业。

 实时协商：智能区块链合约不断查询区块链中的所有其他节点，发动机制造商可以获取专用飞机发动机零件的最佳定价，交付时间以及其他条款和条件。

 供应链可视性和可追溯性：例如，区块链生产记录可以追踪哪些汽车安全气囊是由可能导致人员伤亡的爆炸性化合物制造的。汽车制造商可以通过区块链更快速识别来减少他们的责任，以及他们使用安全气囊的车辆追踪成本，消费者更快地了解他们的汽车是否受到影响，从而提高他们对汽车品牌的满意度，并降低他们受伤或死亡的风险。

 从物联网中挖掘数据：从物联网可以轻松跟踪和验证区块链数据，为制造商提供了更多更好的数据，说明他们的产品如何随着时间的推移而执行，使他们能够提高质量。这也有助于他们超越生产，转向更有利可图的销售和服务，例如主动更换即将失效的零件。

 产品开发中的IP管理：区块链技术使安全地共享供应商，制造商和托运人之间的知识产权（如设计，物料清单和生产计划）变得更容易，成本更低。

图3

为区块链做好准备

制造价值链是各种类型组织的复杂多层次组合，提供跨多个地区的设计，采购，制造，交付和服务。生产单一产品的单个部件可能涉及大量交易，从报价请求到采购订单传输和工程变更通知。每种交易类型可能需要不同的金融和监管中介，以及各方之间自己的合同和信任关系。区块链技术提供的即时和低成本的信任保证可以让任何供应商和任何制造商立即找到彼此并开始交易关系，从而释放出颠覆性创新。

正如典型的颠覆性技术一样，我们建议首先执行概念证明以了解其潜力和局限性，而不是测量早期部署的投资回报。

挑战和风险

区块链蕴含着任何新兴技术的所有风险。这些范围从技术本身的成熟度到围绕的标准，以及将其与现有平台和业务流程整合的挑战。即时提供贸易伙伴之间的信任，以及智能合同谈判和完成交易的能力可能需要的重大改变。

在工作流程和业务流程中。然而，由于其颠覆性，区块链还承担着潜在的采用者应该仔细监控的两种不寻常风险。

图4

图5

图6

 政府是否接受区块链点对点网络。许多政府并未授权使用区块链加密货币，因为他们对加密货币缺乏控制，并且担心分散式点对点网络的犯罪行为。在选择区块链机会时，组织应仔细考虑政府缺乏接受程度会降低或消除其价值链中区块链的价值。

 来自银行，交易所网络和其他信托中介机构等成熟企业的阻力可能会延迟区块链的采用。

作者： 曾志宏， 苏州优乐赛供应链管理有限公司，苏州优乐赛为全国领先的可循环包装方案和租赁服务提供商，在汽车，零售，电商，化工，物流运输，制造业为客户节省成本，保护产品，爱惜环境，创造价值。

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