區塊鏈是工業4.0的底層技術

區塊鏈是工業4.0的底層技術

2017年,達沃斯論壇創始人克勞斯,施瓦布(Klaus Schwab)曾說:“自蒸汽機、電和計算機發明以來,我們又迎來了第四次工業革命一數字革命,而區塊鏈技術就是第四次工業革命的成果。”本章將從工業發展的角度,深入探討區塊鏈與工業4.0的關係。下面首先從工業4.0的三個境界開始分析。

1.第一重境界

第一重境界就是“工業製造自動化”,其底層技術是工業機器人和工業自動化。這個階段的主要思路就是通過各種機器人、自動化設備減少人的使用,最終實現無人工廠。從2013年到2015年,人們對工業4.0的認知基本上都是這個思路,雖然有很多解讀,但說到底就是工業自動化的各種升級版。

普遍的解讀如更多地用機器人、統一通信接口、提高自動化水平,最多再加上人工智能,歸根到底是為了少用人。直到今天國內很多人對於工業4.0的理解仍停留在這個階段,比如很多,人的理解中智能製造就是機器人產業園,或者為工廠進行自動化升級改造。但是,這個境界顯然有更大的提升空間。

2.第二重境界

第二重境界是“數據流動自動化”,其底層技術是工業軟件、物聯網、雲計算和大數據。

這個境界要複雜很多,為了更好地理解,我們先思考一下工業社會的發展邏輯。

工業1.0是機械化的過程,即將人力轉換成機器動力,大幅提高生產效率。但這裡面有一個問題,就是機器畢竟不是人,機械機構決定了它做不了太複雜的動作,所以這個效率的提升是很有限的。對於工業2.0很多人說是電氣化,其實用“流水線”來描述更準確些。即將一個生產過程分解成若干個工序,每個工序的動作都很簡單。因為動作簡單,就可以讓機器去做,這就讓電氣化得以實現,讓機器在更大範圍取代人成為可能。

工業3.0實現規模化、自動化、信息化,其實都是為了解決工業2.0的負面影響。

工業2.0帶來分工,那麼分工之後效率就一定高嗎?其實不對,還差一個關鍵的維度,即“協作”。在沒有分工的時代,整個生產都是靠一個人完成,效率高低只取決於這個人的“工作效率”。而有了分工之後就必須要協作,“協作效率”會制約整個生產系統的效率。 所以工業3.0就需要分成兩條線來發展,以解決工業2.0帶來的這個協作問題。其中“自動化”解決的是機器間的協作效率問題,而“信息化”解決的就是人與人之間的協作效率問題。整個工業3.0的進程都是為了解決工業2.0分工之後,人類面對的協作效率問題。從這個意義上來看,工業4.0的第一重境界一工業製造自動化其實只是工業3.0的延伸,因為它解決的仍是生產力不足的問題。

工業4.0即流水線生產定製化產品。工業4.0從第二重境界開始,就要真正去解決後工業3.0的遺留問題了。儘管工業3.0的大規模生產其實是工業永恆最佳的狀態,生產效率最高,能耗最低,次品最少,但是生產過剩和市場信息不對稱會讓產品不賺錢。

而關於生產定製產品,由於每個產品可能都不一樣,重複性、經驗性勞動不佔優勢,生產也很難實現流水線、標準化,那麼生產效率一定低,能耗一定高,次品一定多。

線生產出定製化產品? 工業4.0的第二重境界解決的就是這個問題:如何在流水 要想讓流水線生產出定製化產品,除了夠快速地給機器“培訓”,這就是“數據流動自動化”。這裡面 生產單元要特殊設計外,最關鍵的就是每次更換產品的時候能有如下兩層含義。

首先是“數據流動自由化”。即“想讓數據去哪它就去哪”。就要依靠互聯網給數據建立起高速公路,然後再依靠工業軟件給物理世界的機器建立 “數字化雙胞胎”,各種信息化軟件

系統,如ERP、MES、PLM等,都是這個作用。這一步叫做“Smart Manufacturing 也就是“能夠對外部快速變化的市場做出 快速反應” 的製造系統。

然後才是真正的“數據流動自動化” 即數據“該去哪它就自己去哪”,這就要結合工業雲計算、工業大數據分析技術,還要加上人工智能技術,才能構成完整的工業4.0第二重境界,也就是真正的“Intelligence Manufacturing”,也即智能製造的完整形態。

從某種意義上講,工業4.0和工業1.0、2.0、3.0並不是迭代的關係,而是並存的關係。

3.第三重境界

工業4.0第三重境界的底層技術只有一個,即區塊鏈。

區塊鏈是工業4.0真正最核心的技術,沒有之一,因為它能夠帶來一個全新的時代——“經濟運行自動化”。

什麼是“工業4.0”?為什麼它必須是以區塊鏈為基礎呢?這個問題需要深入到數字化思維的層面來討論。清華大學的韓鋒老師曾經談論過計算機的發展歷史,將這段歷史放在數字化思維下會很貼切。

數字化思維分為三代。第一代數字化思維的代表是圖靈機,圖靈機的特點是“程序是程序,數據是數據”。因為它的程序而不 固定在硬件中,數據通過一個紙帶傳進去,即它只能輸入數據,能輸入程序,每臺計算機只有一個程序,所以它只能完成一個任務,比如圖靈機就是拿來破解德國納粹密碼的。

第二代數字化思維的代表是把程序由各種電子管硬件受成”軟件。計算機輸入的不僅僅是數據,而且程序也將作為數據輸入進去,在計算機裡統一處理。這樣每次更換任務時不用再更換計算機,換個程序就行了。今天的計算機系統就全部是基於這套思維產生的。

有沒有覺得相似?在工業4.0的流水線生產定製化產品過程中,通過數字化技術給機器生成一個“數字化雙胞胎”,然後通過數據流動自動化讓同一條流水線能夠完成各種任務,變換產品而不需要再變換生產線。

第三代數字化思維毫無疑問只能是區塊鏈。因為區塊鏈是在思維層面的根本性突破,它不再是先輸入程序,然後輸入數據並讓程序來處理數據;而是讓數據本身帶程序,數據和程序合二為一了。因為數據自帶程序,它就有了識別的功能,數據就可以確權,可以變成資產。這就讓傳統的“信息互聯網”能夠進化為“價值互聯網”。

列舉一個簡單的例子來說明價值互聯網。

現實世界:有一個蘋果,給了你,我就沒有了。

傳統互聯網時代:手機裡有一張蘋果照片,發給了你,你手機裡有了,我手機裡也還有。

價值網絡時代:手機裡有一張蘋果照片,發給了你,你手機裡有了,我手機裡就沒有了。

這就是區塊鏈技術讓人興奮的地方,所謂“數據是資產”,其實信息互聯網時代的數據是很難產生經濟效益的,因為它可以無限複製。換句話說,今天所有工業4.0領域巨頭所謂的“數字化雙胞胎”是一個偽概念,因為你的數據是可以無限複製的,它其實是“數字化多胞胎”,這些“多胞胎”並不是與物理世界一一對應的,所以它的價值非常有限。

只有帶程序的數據、能夠確定所有權的數據、能夠保證唯一併直接轉移的數據、能夠被信任的數據才有價值。

更進一步,自帶程序的數據還可以跟傳統的經濟合約做對照,變成“智能合約”。在原理上,智能合約跟我們普通的電子合約是一樣的,即達到某一個觸發條件就會觸發某一個結果。比如“張三每次騎小黃車,都得給共享單車公司交錢”,輸入數據是“騎小黃車”,程序處理的結果是“給共享單車公司交錢”。這件事說起來簡單,在工業4.0第二重境界下執行起來卻很難。首先“騎小黃車”這個數據往哪裡輸入?小黃車可能屬於不同的公司,有摩拜,也有ofo等。每家都有自己的後臺數據庫,如果不是碰巧騎的都是一家公司的車,就必須下載一堆App,否則無法自動完成合約。其次,用誰家的程序處理?摩拜可能收一塊,ofo收一塊五,租車行收兩塊,每家公司的程序不同,數據不可能共享,也就無法統一處理,大範圍優化更是天方夜譚。

有了區塊鏈技術去中心化的共識算法,則必再糾結數據需要輸入哪個後臺數據庫或哪個程序,數據本身就自帶程序,數據本身就是資產。

騎車的時候只要把數據物化成代幣(比如比特幣或者索性叫做“小黃幣”)交給小黃車就可以了,車屬於哪家公司,這個數據資產自然就屬於哪家公司,它甚至不需要提走,而是在需要用到這筆錢的時候直接從小黃車上支付出去就可以了!

別小看這一點點進步,因為這個進步會讓社會經濟的運行跟一家工廠一樣實現自動化!

比如英國,它是第一個把區塊鏈上升為國家戰略的國家,英國央行在推動的RScoin已經有了經濟自動化的雛形。它在傳統的銀行貨幣運行體系之外建立了一個全新的體系,RScoin體系下每個個體和組織的賬戶可以直接在央行而不是商業銀行開通,這意味著一旦出現流動性緊缺的問題,央行不必通過買進政府債券、降低商業銀行貸款利率,以及提高貨幣乘數這種傳統的方式釋放流動性,而是可以直接往缺乏流動性的經濟體上經濟危機的產生。存錢,像一個精準的外科手術醫生那樣,直接解決問題,避免當然,真實的經濟運行遠比這個複雜,比如一個數字經濟系統如何在映射數字化資產的同時,還能夠映射出數字化負債;去中心化的公有鏈如何能夠根據生產網絡的發展釋放相應的流動性,保證經濟體的穩定;人、機器和完全不同的組織如何能夠達成共識;一個底層區塊鏈如何能夠支撐複雜社會經濟的運.....這些都是下一代區塊鏈技術面對的重大挑戰,也是我們需要對區塊鏈的未來著重探索的方向。

在舊的世界觀裡,數據是數據,資產是資產,程序是程序,我們完全無法理解當數據能夠自帶程序,使得數據和資產天然合為一體,這個變化對於整個世界意味著什麼。

它意味著未來十年裡,以區塊鏈為核心的數字經濟將像水一樣滲透到社會的各個角落,改變我們的生活,這就是真正的數字化,真正的工業4.0。所有的實物資產都將被數字化並且流動起來,未來的新電商不但可以買賣實物,還可以買賣它們的“數字化雙胞胎”,人類社會將進入一個全新的紀元。


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