区块链是工业4.0的底层技术
2018-10-29 00:00:00   来源:中国工业电器网   评论:0 点击:

达沃斯论坛创始人克劳斯,施瓦布(Klaus Schwab)曾说:“自蒸汽机、电和计算机发明以来,我们又迎来了第四次工业革命一数字革命,而区块链技术就是第四次工业革命的成果。”本章将从工业发展的角度,深入探讨区块链与工业4.0的关系。下面首先从工业4.0的三个境界开始分析。

1.第一重境界

第一重境界就是“工业制造自动化”,其底层技术是工业机器人和工业自动化。这个阶段的主要思路就是通过各种机器人、自动化设备减少人的使用,最终实现无人工厂。从2013年到2015年,人们对工业4.0的认知基本上都是这个思路,虽然有很多解读,但说到底就是工业自动化的各种升级版。

普遍的解读如更多地用机器人、统一通信接口、提高自动化水平,最多再加上人工智能,归根到底是为了少用人。直到今天国内很多人对于工业4.0的理解仍停留在这个阶段,比如很多,人的理解中智能制造就是机器人产业园,或者为工厂进行自动化升级改造。但是,这个境界显然有更大的提升空间。

2.第二重境界

第二重境界是“数据流动自动化”,其底层技术是工业软件、物联网、云计算和大数据。

这个境界要复杂很多,为了更好地理解,我们先思考一下工业社会的发展逻辑。

工业1.0是机械化的过程,即将人力转换成机器动力,大幅提高生产效率。但这里面有一个问题,就是机器毕竟不是人,机械机构决定了它做不了太复杂的动作,所以这个效率的提升是很有限的。对于工业2.0很多人说是电气化,其实用“流水线”来描述更准确些。即将一个生产过程分解成若干个工序,每个工序的动作都很简单。因为动作简单,就可以让机器去做,这就让电气化得以实现,让机器在更大范围取代人成为可能。

工业3.0实现规模化、自动化、信息化,其实都是为了解决工业2.0的负面影响。

工业2.0带来分工,那么分工之后效率就一定高吗?其实不对,还差一个关键的维度,即“协作”。在没有分工的时代,整个生产都是靠一个人完成,效率高低只取决于这个人的“工作效率”。而有了分工之后就必须要协作,“协作效率”会制约整个生产系统的效率。 所以工业3.0就需要分成两条线来发展,以解决工业2.0带来的这个协作问题。其中“自动化”解决的是机器间的协作效率问题,而“信息化”解决的就是人与人之间的协作效率问题。整个工业3.0的进程都是为了解决工业2.0分工之后,人类面对的协作效率问题。从这个意义上来看,工业4.0的第一重境界一工业制造自动化其实只是工业3.0的延伸,因为它解决的仍是生产力不足的问题。

工业4.0即流水线生产定制化产品。工业4.0从第二重境界开始,就要真正去解决后工业3.0的遗留问题了。尽管工业3.0的大规模生产其实是工业永恒最佳的状态,生产效率最高,能耗最低,次品最少,但是生产过剩和市场信息不对称会让产品不赚钱。

而关于生产定制产品,由于每个产品可能都不一样,重复性、经验性劳动不占优势,生产也很难实现流水线、标准化,那么生产效率一定低,能耗一定高,次品一定多。

线生产出定制化产品? 工业4.0的第二重境界解决的就是这个问题:如何在流水 要想让流水线生产出定制化产品,除了够快速地给机器“培训”,这就是“数据流动自动化”。这里面 生产单元要特殊设计外,最关键的就是每次更换产品的时候能有如下两层含义。

首先是“数据流动自由化”。即“想让数据去哪它就去哪”。就要依靠互联网给数据建立起高速公路,然后再依靠工业软件给物理世界的机器建立 “数字化双胞胎”,各种信息化软件

系统,如ERP、MES、PLM等,都是这个作用。这一步叫做“Smart Manufacturing 也就是“能够对外部快速变化的市场做出 快速反应” 的制造系统。

然后才是真正的“数据流动自动化” 即数据“该去哪它就自己去哪”,这就要结合工业云计算、工业大数据分析技术,还要加上人工智能技术,才能构成完整的工业4.0第二重境界,也就是真正的“Intelligence Manufacturing”,也即智能制造的完整形态。

从某种意义上讲,工业4.0和工业1.0、2.0、3.0并不是迭代的关系,而是并存的关系。

3.第三重境界

工业4.0第三重境界的底层技术只有一个,即区块链。

区块链是工业4.0真正最核心的技术,没有之一,因为它能够带来一个全新的时代——“经济运行自动化”。

什么是“工业4.0”?为什么它必须是以区块链为基础呢?这个问题需要深入到数字化思维的层面来讨论。清华大学的韩锋老师曾经谈论过计算机的发展历史,将这段历史放在数字化思维下会很贴切。

数字化思维分为三代。第一代数字化思维的代表是图灵机,图灵机的特点是“程序是程序,数据是数据”。因为它的程序而不 固定在硬件中,数据通过一个纸带传进去,即它只能输入数据,能输入程序,每台计算机只有一个程序,所以它只能完成一个任务,比如图灵机就是拿来破解德国纳粹密码的。

第二代数字化思维的代表是把程序由各种电子管硬件受成”软件。计算机输入的不仅仅是数据,而且程序也将作为数据输入进去,在计算机里统一处理。这样每次更换任务时不用再更换计算机,换个程序就行了。今天的计算机系统就全部是基于这套思维产生的。

有没有觉得相似?在工业4.0的流水线生产定制化产品过程中,通过数字化技术给机器生成一个“数字化双胞胎”,然后通过数据流动自动化让同一条流水线能够完成各种任务,变换产品而不需要再变换生产线。

第三代数字化思维毫无疑问只能是区块链。因为区块链是在思维层面的根本性突破,它不再是先输入程序,然后输入数据并让程序来处理数据;而是让数据本身带程序,数据和程序合二为一了。因为数据自带程序,它就有了识别的功能,数据就可以确权,可以变成资产。这就让传统的“信息互联网”能够进化为“价值互联网”。

列举一个简单的例子来说明价值互联网。

现实世界:有一个苹果,给了你,我就没有了。

传统互联网时代:手机里有一张苹果照片,发给了你,你手机里有了,我手机里也还有。

价值网络时代:手机里有一张苹果照片,发给了你,你手机里有了,我手机里就没有了。

这就是区块链技术让人兴奋的地方,所谓“数据是资产”,其实信息互联网时代的数据是很难产生经济效益的,因为它可以无限复制。换句话说,今天所有工业4.0领域巨头所谓的“数字化双胞胎”是一个伪概念,因为你的数据是可以无限复制的,它其实是“数字化多胞胎”,这些“多胞胎”并不是与物理世界一一对应的,所以它的价值非常有限。

只有带程序的数据、能够确定所有权的数据、能够保证唯一并直接转移的数据、能够被信任的数据才有价值。

更进一步,自带程序的数据还可以跟传统的经济合约做对照,变成“智能合约”。在原理上,智能合约跟我们普通的电子合约是一样的,即达到某一个触发条件就会触发某一个结果。比如“张三每次骑小黄车,都得给共享单车公司交钱”,输入数据是“骑小黄车”,程序处理的结果是“给共享单车公司交钱”。这件事说起来简单,在工业4.0第二重境界下执行起来却很难。首先“骑小黄车”这个数据往哪里输入?小黄车可能属于不同的公司,有摩拜,也有ofo等。每家都有自己的后台数据库,如果不是碰巧骑的都是一家公司的车,就必须下载一堆App,否则无法自动完成合约。其次,用谁家的程序处理?摩拜可能收一块,ofo收一块五,租车行收两块,每家公司的程序不同,数据不可能共享,也就无法统一处理,大范围优化更是天方夜谭。

有了区块链技术去中心化的共识算法,则必再纠结数据需要输入哪个后台数据库或哪个程序,数据本身就自带程序,数据本身就是资产。

骑车的时候只要把数据物化成代币(比如比特币或者索性叫做“小黄币”)交给小黄车就可以了,车属于哪家公司,这个数据资产自然就属于哪家公司,它甚至不需要提走,而是在需要用到这笔钱的时候直接从小黄车上支付出去就可以了!

别小看这一点点进步,因为这个进步会让社会经济的运行跟一家工厂一样实现自动化!

比如英国,它是第一个把区块链上升为国家战略的国家,英国央行在推动的RScoin已经有了经济自动化的雏形。它在传统的银行货币运行体系之外建立了一个全新的体系,RScoin体系下每个个体和组织的账户可以直接在央行而不是商业银行开通,这意味着一旦出现流动性紧缺的问题,央行不必通过买进政府债券、降低商业银行贷款利率,以及提高货币乘数这种传统的方式释放流动性,而是可以直接往缺乏流动性的经济体上经济危机的产生。存钱,像一个精准的外科手术医生那样,直接解决问题,避免当然,真实的经济运行远比这个复杂,比如一个数字经济系统如何在映射数字化资产的同时,还能够映射出数字化负债;去中心化的公有链如何能够根据生产网络的发展释放相应的流动性,保证经济体的稳定;人、机器和完全不同的组织如何能够达成共识;一个底层区块链如何能够支撑复杂社会经济的运.....这些都是下一代区块链技术面对的重大挑战,也是我们需要对区块链的未来着重探索的方向。

在旧的世界观里,数据是数据,资产是资产,程序是程序,我们完全无法理解当数据能够自带程序,使得数据和资产天然合为一体,这个变化对于整个世界意味着什么。

它意味着未来十年里,以区块链为核心的数字经济将像水一样渗透到社会的各个角落,改变我们的生活,这就是真正的数字化,真正的工业4.0。所有的实物资产都将被数字化并且流动起来,未来的新电商不但可以买卖实物,还可以买卖它们的“数字化双胞胎”,人类社会将进入一个全新的纪元。

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