区块链技术在工业互联网中的

应用研究

当前工业互联网数据资源增长速度非常快，面对着数据共

享中出现的主导权不明确、隐私保护困难、数据确权难度增

加以及资源负载严重等情况，可以引入区块链技术解决这些

问题。工业生产线中所有环节均可以看成是一种交易，在区

块链技术支持下将交易进行串联，能够在无中心状态下构建

多重安全机制，让交易可信程度提升，防止出现抵赖现象。

因此在区块链技术的作用下，工业生产节点质量管控将取得

更好效果，防止数据信息被恶意篡改，保证数据信息的流转

具有更高级别的安全性能。

（一）工业互联网

工业互联网以传统工业信息化、数字化和智能化升级为基

础，最大差异反映在大数据分析上，在接人海量设备后分析

采集和存储的数据，为平台运营、资源共享和高效供给奠定

了基础。工业互联网需要建立精准、高效和实时的数据采集

互联体系，有效连接设备、产线、企业、供应商、产品以及

客户等资源。引入信息网络化以保证效率，对工业中所有要

素资源实现共享，利用智能化生产减少成本，在数字化技术

支持下，促使工业制造业产业链不断延长，为行业发展创造

有利条件。在工业大数据运营过程中，数据存储是关键问题。

“互联网+”的深入推进，使得工业数据资源也逐步增加，存储

和计算介质负载也更大。借助区块链技术的去中心化理念，

实行共享经济模式，能够将网络中存量存储与计算资源进行

盘活，从而解决了工业大数据运营商数据存储与运维压力，

保证数据挖掘与价值增值。

工业互联网平台是由传统工业平台拓展与升级而来，主要

包括边缘层、平台层和应用层等核心层。分析平台升级可知，

将智慧物联、大数据分析和人工智能等技术应用于传统云平

台上，形成的信息化平台具备数据采集、存储、分析、应用

以及管理等功能，成为工业技术与经验共享的模型化知识库。

对业务应用、功能軟件化与复用来说。是工业互联网创新基

础，有利于平台迭代、业务拓展等。边缘层能够扩大数据采

集范围，对数据信息进行深度挖掘，结合数据协议完成处理，

打造工业互联网平台数据基础层。平台借助大数据分析、工

业微服务等功能，对功能应用进行扩展，在平台层的支持下

获得云服务，并提供服务器、网络构架以及数据存储等功能。

核心层之间相辅相成，形成资源共享、高效协作和多方共赢

的生态体系。

（二）区块链技术

区块链技术主要采取去中心化与去信任的手段，多节点集

体维护一个可靠的数据库，其并非为传统的单一技术，而是

对多种技术的整合。分析区块链技术的本质可知，可以视为

共享数据库，主要对区块链中的数据信息进行存储与处理，

数据不能被篡改，具备公开透明、支持追溯和集体维护等特

点。近年来区块链技术在很多行业与领域得到了广泛应用，

备受社会各界重视。区块链技术的构成部分包括数据层、网

络层、共识层、激励层、合约层以及应用层，从类型上划分

为公有区块链、行业区块链以及私有区块链等。采取“区块+

链”的模式，将数据成为多个区块，并在头尾结合后形成完整

的数据链接。由于具备公开透明的优点，建立防伪与可追踪

溯源的数据结构，采取分布式存储方式，在区块链中记录数

据信息，对数据进行安全加密的基础上，也防止数据被篡改

的现象出现。

区块链技术最开始出现于比特币。应用于金融行业中，为

构建比特币网络数据传输与交易信息加密提供了技术支持，

为交易模式带来了有利影响。工业企业借助区块链隐私加密

的独特优势，并运用安全加密原理，让区块链中达成一致的

双方，都能够直接进行支付与交易，无需第三方中介参与。

区块链不仅对工业互联网产生影响，还可能彻底改变经济体

系和生活模式。从经济角度来说，财产会成为数字而并非为

实体货币，生活方面省去了“中介”，让人们生活有了更多便

利。可见区块链技术的影响是非常全面的，形成了新的经济

体系与生活模式，是对整个社会体系的重大变革，特别是给

传统行业以及工业互联网带来根本性变革。区块链技术的支

持下，会提高交易的透明度、数据的安全性以及流程的规范

性，除了能够对行业领域进行拓展以外，更让互联网底层逻

辑有了巨大变化。当前区块链技术主要在工业等领域进行应

用，在未来也能让互联网由通信为主转变成数据存储为主的

形式。

（三）工业互联网与区块链的融合

工业互联网发展迅速，除了停留于生产制造层面以外，也

开始关注如何精准控制成本，保证需求的顺利落地。同时也

重视生产线的安全管理，推动管理模式与营销渠道的变化，

有效提升市场竞争力，这就突出了工业互联网与区块链融合

的重要性。在融合中主要反映在网络化、智能化和数字化等

方面。第一，网络化。设备入网实现网络化应用，由于海量

的设备接入，使身份鉴定、设备管理成为工业安全隐患。这

些设备的身份辨识、身份管理、设备访问控制等都是实现协

作协同的基础，也是工业互联网安全交换设备信息的关键。

在工业互联网中应用区块链技术，能够完成各项设备采集、

上传信息的处理工作，通过加强设备管理，让设备与数据具

有从属关系，最终进行可信的、难以篡改的溯源查询。第二，

智能化。区块链技术的应用能够让工业互联网进行智能化协

作，这在多主体多环节的供应链中尤为重要，因此提升信息

共享和协同操作能力最为关键。在信息共享过程中，必须重

视供需对接、快速生产、削减库存、物流跟踪以及质量控制

等措施。只要某个环节在生产与供应上存在问题，将会对全

局造成较大影响，所以智能化应用是融合区块链技术的必然

产物。第三，数字化。区块链基于共享账本和共识机制等技

术优势，建立规范的协作流程和技术标准，在工业互联网的

各领域中广泛渗透和融合创新。提升工业各环节生产要素的

优化配置能力，提高协作效率，降低成本，真正实现资源共

享，以数字化标准，规范每个节点从而实现全流程管理。

（一）保证数据信息安全

工业互联网中应用区块链技术，能够保证信息传输过程的

安全性，解决以往信息传输中发生的泄露、丢失和篡改等问

题。在保证信息安全方面，主要发挥区块链技术的共识机制

作用，对所有个体和共识机制是否一致进行验证，可以找出

其中的非法节点并彻底清除。借助加密技术让数据信息得到

有力保护。在区块链技术支持下，能够多节点实时同步数据

信息，当其中有节点发生故障后，剩余的节点可以及时备份，

也进一步保证了数据信息的安全。

（二）大幅度减少运行资金投入

区块链技术可以让工业互联网获得点对点计算，与以往中

央服务器集中处理的方式不同，点对点能够有效缓解中央服

务器运行压力。应用区块链技术过程中，利用提前形成的规

则，让所有节点进行自我维护，从而节约很多维修资金。此

外，引入时间戳技术后。能够将所有事件进行识别与记录，

确保数据能够被追踪，责任也能够溯源，保证各项管理更加

高效，也减少了管理费用。

（三）解决信息孤岛问题

在工业互联网发展过程中，各个行业与领域的数据信息可

以共享，确保资源得到充分利用，从而准确了解市场发展情

况，为生产资源科学分配奠定基础，避免资源浪费。为实现

工业互联网企业之间的信息安全共享，就需要不断对工业互

联网安全体系进行优化。对此要尽快建立完善的安全体系，

才能让工业互联网达到信息共享和数据开放的要求。区块链

技术支持分布式存储和加密传输等功能，不能被篡改，为工

业互联网实体间数据的可信交换提供了底层技术。在工业互

联网产业链上下游企业之间形成工业联盟区块链，企业生产

制造数据通过可控可信的方式在区块链中存储，并通过访问

可控方式向链上其他企业开放。这样可以减少企业在信息共

享上的投入，也解决了相互信任的问题，消除企业之间的信

息孤岛。

（四）提升制造协同管理能力

对工业互联网来说，需要向整个工业系统赋能，确保实现

描述、诊断、预测、决策、控制等智能化目标。在引入共识

算法、密码学以及智能合约等技术后，能够逐步建立起多方

可信的“工业互联网+区块链”生产协作平台，不仅让工业生产

制造更加高效，也为企业管理协同奠定了基础。第一，平台

的支持下，促使工业互联网在企业产业链数据信息共享与业

务协同中发挥最大作用，将研发、设计、生产、制造以及销

售等环节打通，真正实现快速生产组织、库存削减、风险管

控以及质量控制等目标。第二，工业互联网企业在生产制造

期间，其智能化管理能力将显著增强，利用区块链记录所有

的订单信息、操作信息以及历史事务等，为企业发现、追踪

以及解决问题创造了有利条件，促使智能制造产业链所有参

与方都进行业务协同与价值网整合。第三，能够解决流程信

息被擅自篡改的问题。基于此，工业互联网企业将能够更加

有效控制产品质量，在工业软件和云平台结合过程中，通过

云端开放的形式，达到流程管理信息分别管理的目标。这样

能够进行“云一边一端”的无缝协同计算，网络各节点互联、

数据互为备份，为工业软件“云化”发展奠定了基础。

（一）设备工控监管

打造工业互联网平台。为“三哑”设备实现互联互通创造了

条件，与此同时，还需要解决工业设备工控监管问题。对防

火墙、网闸等工控防护措施来说，其缺少交互校验机制。因

此会存在很大危险隐患。如流程工业的关键控制指令被篡改

以后，在生产中故障流将传递到制造流程的上下游，在应用

区块链技术后，发挥设备工控可信鉴别机制的作用，使设备

工控安全防范效果得到增强。企业在生产智能管控平台中引

入区块链技术，可以让信息管理层、现场控制与设备层等数

据得到安全加密防护，避免安全身份认证信息、生产数据文

件被恶意篡改。同时也能让系统安全防护水平实现提升，保

证工控系统更加安全，为生产系统正常运行奠定基础。

（二）供应链透明管理

在供应链管理与工业互联网融合过程中，实行云制造认证

服务技术与模式，发挥区块链源头追踪功能，能够对物料流

转信息进行实时追踪。这样供应链中物流信息可以获得认证，

为工业互联网跨企业业务协同创造条件，保证供应链全链的

透明管理。企业以区块链技术为基础建立跨境“双链平台”，

将货物生产信息、物流信息和货代信息等链条相应的节点信

息上链，结合客户实际需求，在厂、货、箱、船、车、物联

网等方面实现信息可视化，不仅保证了信息的对称，也大幅

度提升资金周转效率，系统使用中也能有效缩短交付周期。

中电工业互联网有限公司以中电云网、区块链技术为基础，

打造了中电工业电子商务平台。突破了高并发可信物联接入

构件、工业设备资产智能评估、资产证券化和智能信用评价

体系等技术。现在已被广泛应用于SMT 等行业，SMT 生产

环节数据上链后，与上游原材料采购、下游产品销售数据打

通，满足SMT 企业融资要求。

（三）制造业服务化

我国工厂生产线升级所需设备主要来源于设备商，并且由

设备商完成组装、调试和应用，设备投资风险主要由工厂企

业承担。一些企业对生产线机器有较大需求，但缺乏足够资

金，无法直接购买设备。且购买设备后完成了生产线升级，

也很难确保时时都有生产任务。工厂企业在提高生产效率的

过程中，必须确保使用的设备可以快速、方便地获取生产力，

且设备闲置后也能为其他工厂提供使用。以区块链技术为基

础进行生产租赁，可以有效解决上述问题，这是一种分布式

记账技术，不仅安全可靠，也能避免被篡改，为租赁设备记

账创造了有利条件。机器厂商在这项技术的支持下，对生产

线进行智能租赁，不仅省下了机器前期费用，制造商也能够

在运营方面投入更多资金。为新产品研发创造条件，确保业

务灵活性得到体现，在行业中取得更大竞争优势。

近年来在农产品和供应链溯源中应用区块链技术，能够发

挥其数据防篡改的优势，打造商品生产、流通以及消费的真

实性验证网络，提升商品的品牌价值。在制造业质检协作效

率优化、产品质量控制以及减少故障率等环节，对区块链技

术也有较大需求，对工厂分布式的生产与质检环节来说，在

打造质量可信评估网络上有很大难度。在工厂边缘计算中心

嵌入区块链分布式计算节点，不需要上传所有生产数据。能

够让所有运维与品控指标进行分布式竞选，也让生产线、厂

区和企业为提升质量获得实时、动态的数据信息。在区块链

技术支持下，能够解决工业制造生产中数据被篡改的问题，

针对产品质量问题、事故等及时发出警示信息，在责任界定、

定损索赔等方面也能达到自动化要求。

总之，在工业互联网发展过程中，能够利用互联网使工业

设备、生产线、工厂、供应商、产品以及客户充分连接起来，

实现跨设备、卷系统以及跨地区互聯互通的目标。企业引入

区块链技术以后，能够将日常生产、经营等过程中形成的数

据如实记录下来，让产品质量监督、产品销售以及活动配送

等获得所需的各项数据信息支持。因此我们要充分发挥出区

块链技术在工业互联网中的作用，为我国工业互联网数字化、

实现提升。