就像世界其他地方一样，工厂正在迅速成为更多的相互联系。在未来的工厂中，数据共享发生在由机器、零部件、产品和价值链参与者(包括机械供应商和物流公司)组成的复杂网络中。因此，今天，制造商比以往任何时候都要面临在工厂内部和外部安全共享数据的挑战。
传统数据库并不总是适合任务。但在寻求具体应用的解决方案时，制造商可以探索新兴技术：区块链。
区块链是一个数字账本，它提供了一个单一的、防篡改的真相版本。在需要安全地捕获、存储和共享关键数据(例如与知识产权(IP)相关的数据)的各方之间缺乏信任的情况下，该技术提供了独特的优势。制造商也可以应用区块链来开发创新的商业模式，并扩展传统工厂之外的生产边界。
然而，对于许多工厂应用来说，区块链并不是最佳选择。最近开发的中央分类账数据库提供了区块链的一些功能，更容易实现，可以处理更多的交易。而且，当各方需要实时存储和处理大量数据时，其他类型的数据库也是合适的。
为了确定区块链是用于支持运营的正确技术的情况，制造商必须进行结构化评估，从识别公司目前的业务问题和未来的需求开始。接下来，它可以探索如何使用该技术来缓解工厂的痛点并解决其需求。配备强烈了解其面临的机会和挑战，制造商可以从可用的技术解决方案中选择最佳选择。
区块链准备好进入工厂了吗?
为确保价值链参与者的信任，传统上依靠强大的供应商关系，独立质量审核，六西格玛实践和广泛的文件。不幸的是，这些做法通常需要高成本，称为信托税。通过更有效地确保信任 - 除了赋予其他益处 - 区块链减少了对这些昂贵的方法的需求。
在这里，基本上，区块链是如何工作的：当网络中的参与者向区块链账本提交更新时，数据库使用一个自动化的过程来请求其他参与者批准更新。批准的更新带有时间戳、加密签名并添加到块中。新区块成为区块链的一部分，是参与者感兴趣的所有交易和协议的不变记录。
区块链的发起者开发出来为数字货币提供技术基础。由于网络可伸缩性，互操作性和处理速度的限制，早期的SlinkChain并不支持工业应用。然而，现在正在开发的版本利用新的共识协议，通过提高每秒交易数量并降低计算成本来提高验证过程的效率。
正在开发的改进将加强区块链技术和物联网(IoT)之间的互动，这是使区块链能够连接未来工厂中的联网设备的先决条件。这种交互需要一个通用的通信和数据传输技术标准。这样一个标准将提高优于现有系统和平台的互操作性、透明度和安全性的级别。但是由于还没有共同的标准，许多区块链应用程序还没有进入概念验证阶段。
正在努力释放区块链的制造潜力。例如，可信IOT联盟是领先的技术公司（包括Bosch和Cisco Systems）和众多创业公司之间的协作，正在开发用于集成区块链和IOT的开源标准。该标准侧重于智能合同接口，允许数据在板块的系统内和之间无缝移动。
尽管可信物联网联盟最早的概念验证应用程序集中在供应链上，但开发人员设想创建其他应用程序，以支持不变的文档和可信硬件标识。一旦建立起来，一个标准就可以集成到新的工厂硬件和软件中，以扩展区块链应用。
最近作为服务区块链接（BAAS）的推出也有助于平滑工厂中区块链的路线。传统的BlockChains是自我管理的，这意味着公司必须自定义数据库的功能（例如，它如何管理加密密钥），并在本地或在云中组织节点的托管。BAAS提供与自我管理区块链相同的功能（例如关键数据的安全性），并添加促进管理和部署的工具。对于许多制造商，特别是具有资源受限技术团队的制造商，使用BAAS将比实施自我管理的区块链更容易。
虽然区块链在工厂部署更简单，但它不是工业运营中挑战的灵丹妙药。点的案例是实时数据。对于需要几乎即时数据交换的应用，例如生产设备的在线转向，因此使用区块链中需要的延迟时间过多。在类似的静脉中，区块链技术不适合于运行高级分析 - 一种越来越重要的工厂运营的能力。
在评估使用区块链的适当机会时，制造商应该考虑其他数据库是否是更好的选择。最近开发的中央分类帐数据库提供了区块链的一些好处(包括信任和不变性)，尽管它们适用于更少的用例。从积极的方面来看，他们更容易建立，可以处理更多的交易。因为一个可信的中央机构管理这些账本数据库，所以执行交易不需要多方达成共识。每种类型的数据库在性能和功能上都有自己的权衡;没有放之四海而皆准的解决方案。
块链条如何创造价值
我们选择了未来工厂中区块链的五个用例来说明许多可用的机会。其中三个用例有助于实现未来应用程序的其他工厂，而另外两个则使新的业务模型成为可能。
加强跟踪和追踪。公司可以使用区块链在复杂的供应链中轻松、准确、安全地交换数据。区块链可以提供材料、零件和产品的不变、永久的数字记录，从而提高端到端的可见性，并为所有参与者提供单一的真相来源。如果供应链包括多个拥有独立IT系统的参与者，或者参与者之间缺乏信任，或者经常需要加入新的参与者，那么这些好处是有价值的。
保护和货币化关键知识产权。整个制造业的公司都面临着保护知识产权的迫切需要。除了成本，知识产权保护是一个关键的考虑因素，在决定是否在内部或从供应商购买他们的部件。
一种可能性是，一家公司在发生专利纠纷时，利用区块链技术帮助证明自己拥有知识产权。例如，伯恩斯坦技术公司（bernsteintechnologies）开发了一种web服务，允许用户在区块链中注册IP。该服务创建一个证书来证明IP的存在、完整性和所有权。
BlockChain也是有助于公司保护和维护IP的可供选择数字资产时的若干解决方案之一。例如，连接到区块链的机器可以使用数据库中包含的数字设计文件产生零件。拥有知识产权的公司使用许可模式来通过区块链向生产该部件的公司提供专有信息。
简化和保护质量检查。通过使用区块链来支持质量控制，公司可以提高客户的价值，将来的工厂的另一个主要目标。今天，在没有区块链的情况下，为客户提供完整的透明度和完整的文件，关于流程和产品的质量，需要从运营IT平台的中央派对的成本高昂的支持。
除了帮助客户沿着供应链跟踪和跟踪入站部件外，区块链还创建了质量检查和生产过程数据的不可变文档。该数据库唯一地标记每个产品，并自动将每个交易、修改或质量检查记录在区块链上。要启用此应用程序，生产设置必须包括自动质量检查，以直接生成并向区块链写入度量值。
此用例支持多方访问数据，并可以消除对入站质量控制的需求，以验证供应商执行的检查。它还可以减少OEM或中央机构审核的需求，以验证质量控制。缔约方将能够使用该技术的证书管理能力来获得所有相关文件的全部透明度，从而确保真实性。
飞机制造业的两个例子说明了其中的机遇。
飞机制造商正在测试区块链应用程序以跟踪飞机组件的出处，该技术难以做到，因为飞机生产需要不同供应商生产的众多部件。制造商可以使用区块链来证明部件的起源并验证零件是否符合适当的规格。
配置管理是另一个例子。公司可以使用BlockChain来创建所有飞机组件和嵌入式软件的不可变分类帐 - 无论是原始的，替代或添加 - 并管理各个功能或性能证书。这种方法确保飞机配置的透明度，并允许自动识别证书和组件之间的任何不匹配。有几项举措正在进行开发此类申请。例如，霍尼韦尔已经推出了一个用于航空部件的在线市场，该部分使用区块链来确保每个部件的准确质量文件。大多数大型飞机制造商宣布计划测试类似的板块交易平台。
制造商如何在生产后如何使用区块链控制其产品的一个示例涉及成本和性能管理。BlockChain可以提供由单个制造商，供应商或操作员提供的灵活，全面的系统 - 用于记录和跟踪有关零件的所有相关信息。这包括有关原材料，用法的数据（如果是由嵌入物联网功能记录），维护周期和性能测试。
参与者可以访问特定部分的完整、可审核的日志。用户可以收集组件配置和产品性能的历史信息，并将其输入到研发过程中，以优化组件的复杂性、成本和性能。以飞机工业为例，波音公司目前正处于开发成本和性能优化商业智能平台的早期阶段。
使用BloctChain进行质量检查的主要挑战涉及通过将物理对象链接到其数字副本（称为数字双胞胎）来确保信任。此连接必须防止或揭示任何改变信息的人类干扰。为了帮助创建这样的连接并维护准确的数字双胞胎，越来越多的设备将包含可以与区块链通信的传感器。
推进机器作为服务。BlockChain扩展了使用使用创新的每次使用的机械型号的可能性，称为机器作为服务（MAA）。在本型号中，而不是销售生产设备，机械提供商在其生成的输出的基础上为设备使用。例如，代替销售压缩机，机械提供商通过体积销售压缩空气。通过依靠MaaS而不是拥有的机器，制造商可以避免大量的推进投资，并且可以轻松升级设备以获得最新技术。有效应用，MAAS模型使制造商能够提高其生产灵活性。
今天，MaaS仅限于易于测量的应用程序。但是区块链可以通过促进IP保护、文档管理和性能跟踪来支持更复杂的MaaS应用程序。通过将区块链认证功能支持的准确使用记录输入智能合约，机器可以自动支付服务费用。例如，通过在区块链中输入它的操作参数(如总体设备效率和消耗品使用情况)，机器可以自动触发使用该设备的制造商的付款。区块链还可以让用户根据需要激活内置特性。一些公司目前正在测试区块链在自动MaaS支付系统中的应用。
启用机器控制维护。区块链可以支持新的维护方法（如自动服务协议）和更短的维护时间。这些创新是管理先进生产机械的更大复杂性和技术复杂性所必需的。
为了方便外包维护，用户将与每个设备相关的服务协议和安装文档附加到区块链记录中，从而创建了该设备的数字孪生。区块链技术可以实现定期维护的自动执行和支付。需要维护的机器可以触发服务请求，并为工作或替换部件生成智能合约。订单完成后，支付处理将自动进行。
同样，维护历史的不可变文档附加到区块链记录。这些应用仍在早期开发阶段，提高设备可靠性，促进监测设备的健康和磨损，并为机器创建可审计健康评估。此外，在由内部团队执行的维护背景下，区块链记录可以作为对设备提供商的证据，即该团队根据保修和保证协议规定的要求执行维护。
维护历史的不可变文档还促进了销售二手设备。在未来，更短的产品生命周期和快速设计变化将激励制造商更频繁地升级他们的机器。在销售二手设备时，制造商可以将潜在买家直接指向区块链记录，以便证明它已正确维护设备。
区块链和添加剂制造
在一个共享的增材制造工厂(AM)中设想这些用例说明了区块链的潜力。直到最近，公司主要将AM用于原型或制造小批量零件。然而，今天，他们在工业制造过程中更广泛地采用AM。
随着制造商升起他们使用印刷零件，外包给共用AM工厂提供了一种有吸引力的方式来优化生产的成本，速度和可行性。例如，制造商可以更快地打印和获得备件，可以更经济地生产独特或低批量的部件。但在他们可以使用外包的之前，制造商必须克服几个障碍。这些包括保护IP，与AM工厂创建直接数字连接，并确保遵守质量和工艺标准。如今，制造商通常依赖于中间（称为3D打印平台）来克服这些障碍，并确定最好的印刷商店或服务局。使用智能合同的自动区块链接平台消除了3D打印平台支持的需求。
在共享的AM工厂中，五个区块链用例目前处于概念验证阶段。它们有以下优点:
全面和可信赖的所有生产步骤的跟踪。在一个IT平台上，客户可以监控进度以及与预定计划的任何偏差。这种可互操作的基于区块链的平台独立于所选的印刷商店或服务局，从而降低成本和对多个数据库的需求。
使用加密的不可变文件保护IP。这与涉及关键IP的设计或在IP安全尤其有风险的区域中使用的设计尤为重要。为了促进AM进程的外包，一个名为“事件的成因”项目正在开发一个平台，允许各方以安全的加密区块链格式共享数字设计文件，该格式仅可用于已定义的打印输出数量。为该项目提供的公司包括认知，曼德银行和无辜。
为质量提供透明度。支持区块链的3D打印机控制和记录所使用的原材料和工艺参数，以及打印过程的输出。这些功能为客户和最终用户验证质量。
执行机器控制维护。连接到AM机器上的传感器可以触发维护请求，以及区块链控制实现和工作支付的相关智能合约。
使马斯河。区块链允许AM机器供应商可靠地证明一台机器或产品符合合同目标。它还支持财务交易的执行和审计，促进各方之间的信任。
为了捕捉到AM工厂中的这些益处，制造商必须推进超出概念验证阶段的用例，提高技术，使工厂能够经济地进行添加剂生产。此外，突出的最终用户必须认识到外包的需要，因为它们缺乏必要的内部资源和能力，或者因为他们需要AM工厂提供的专业服务。
评估区块链的适用性
在选择哪些区块链使用案例之前，制造商应进行多步评估。对适用性的评估应触及六个因素：
可取性。制造商应首先考虑使用案例是否可以解决一个或多个现有的疼痛点和业务需求，从而产生益处。制造商还应考虑捕获所需利益的障碍。例如，多方必须愿意采用区块链作为交换信息和付款的新技术，并且他们必须远离使用他们的传统数据库作为真理来源。为了完全解释潜在的福利，制造商还应考虑网络效应（例如沿着供应链的福利加速）一旦突出的利益相关者采用区间的使用情况。
可行性。对于每个理想的用例，制造商应该评估实现所需的努力。这包括检查操作的可行性(例如将用例与其他系统集成的能力)，以及实现所需的时间框架。
生存能力。制造商必须评估投资于可行用例的业务用例。评估经济可行性包括考虑财务影响和相关风险。
监管考虑因素。为了评估是否追求涉及智能合同的使用情况，制造商必须了解其供应链伙伴所在国家/地区的监管景观。一些国家和司法管辖区尚未认识到智能合同，具有法律约束力。此外，管理敏感数据存储的规定可能会呈现跨越区块链的障碍。
战略调整。启用了BlockChain的方法或商业模式必须与整体公司策略对齐。如果一种方法或商业模式破坏或与其他举措或政策冲突，制造商将不得不减轻不匹配来追求区块链的负面影响。
技术验证。与使用中央总账数据库或其他类型的数据库相比，制造商应该验证区块链确实是用于实现用例目标的正确技术。这包括进行技术尽职调查，评估技术是否足够成熟，内部能力是否可用等问题，如果没有，尽职调查必须考虑如何提高制造商的技术和能力。
区块链和工厂正在向更好的匹配方向靠拢。最新的区块链协议寻求提高处理速度，改善数据隐私和治理。而且，随着技术的迅速成熟，工厂运营越来越需要公司和机器之间复杂网络的数据共享和协作。通过在这些复杂的网络中建立信任和联系，区块链可以帮助制造商清除一些障碍，这些障碍阻碍了其他下一代技术和创新商业模式的全面部署。即便如此，区块链并不是万能的，对于特定的应用程序，其他数据库仍然是更好的选择。有了痛点的详细评估和一组优先级的用例，制造商将很好地定位于匹配正确的技术解决方案以满足其最重要的业务需求。
编者按:以下BCG员工对本文也有贡献:Johannes Ströhle，慕尼黑副主任;Thomas Krüger，顾问，德国法兰克福;Kaj Burchardi，董事总经理兼合伙人，阿姆斯特丹;以及加州山景城合伙人尼尔·谢泼德。
