基于區(qū)塊鏈的商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈一體化運營平臺構(gòu)建

王琪 唐術(shù)

摘 要：本文通過分析商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈管理核心需求，構(gòu)建了一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈一體化運營平臺，有望消除供應(yīng)鏈企業(yè)因上下游信息不對稱、主體之間互信程度不高而導(dǎo)致的信息孤島現(xiàn)象，給未來商用航空發(fā)動機(jī)主制造商構(gòu)建互信共贏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、提升供應(yīng)鏈成員主動性與業(yè)務(wù)粘性、實現(xiàn)供應(yīng)鏈整體效能提升提供思路。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;商用航空發(fā)動機(jī);供應(yīng)鏈;一體化運營

中圖分類號：TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0048-02

0 引言

在產(chǎn)業(yè)全球化不斷發(fā)展的今天，過去企業(yè)與企業(yè)之間的競爭已逐步演變成供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競爭。國際航空主制造商如波音、空客、GE航空、英國RR等公司均已經(jīng)逐漸從早期的“分包”模式轉(zhuǎn)向“擴(kuò)展企業(yè)”協(xié)同制造模式，通過打造強(qiáng)大的供應(yīng)鏈協(xié)同運營平臺來獲得整體優(yōu)勢，比如波音的Exostar電子平臺、GE的SCWC系統(tǒng)等[1]。但是，隨著供應(yīng)鏈規(guī)模不斷擴(kuò)大，上下游企業(yè)之間的信息傳遞及時性、真實性與可靠性不足而導(dǎo)致的信息孤島現(xiàn)象，給主制造商供應(yīng)鏈效能提升帶來了較大的挑戰(zhàn)，非常有必要借助新技術(shù)、新思路來啟發(fā)當(dāng)前的供應(yīng)鏈系統(tǒng)優(yōu)化方向[2]。本文擬基于商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈的特點與平臺化運行的核心需求，提出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈一體化運營平臺構(gòu)建思路。

1 商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈

1.1 商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈特點

（1）采購需求不確定性高。由于研制過程中技術(shù)狀態(tài)不確定、技術(shù)成熟度不高、未形成批量化，主制造商難以提前充分預(yù)測產(chǎn)品研制過程中的持續(xù)性采購需求，臨時性采購、突發(fā)性采購、多品種頻繁采購成為常態(tài)，并且已產(chǎn)生的采購需求在快速的技術(shù)迭代過程中也可能發(fā)生變化。（2）制造過程不確定性高。發(fā)動機(jī)產(chǎn)品技術(shù)要求非常高，但研制過程中技術(shù)成熟度不高、工藝不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品制造過程存在較大不確定性。比如工藝不成熟帶來的加工報廢、特種設(shè)備資源長時間占用帶來的資源不足、制造精度未滿足要求帶來的返工返修等。（3）產(chǎn)品頻繁轉(zhuǎn)場帶來的問題。發(fā)動機(jī)零件制造過程復(fù)雜，涉及大量工序，有高度的技術(shù)依賴性與特種設(shè)備依賴性。在當(dāng)前國內(nèi)制造企業(yè)普遍從“大而全”向“小而精”發(fā)展的趨勢下，航空發(fā)動機(jī)一個零件的制造都可能需要多家供應(yīng)商共同完成。而零件在不同供應(yīng)商之間頻繁轉(zhuǎn)場的過程中，物流周期長、運輸防護(hù)風(fēng)險高、零件狀態(tài)追溯難、上下游企業(yè)自主協(xié)同程度不高都是主制造商難以回避的問題[3]。

1.2 商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)框架

廣義的供應(yīng)鏈管理涵蓋了企業(yè)內(nèi)外部計劃、采購、生產(chǎn)、交付等全部環(huán)節(jié)，但國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)目前處于研制階段，供應(yīng)鏈管理更多聚焦于核心企業(yè)外部的供應(yīng)鏈運作過程如采購、外部生產(chǎn)、物流等，而涉及核心企業(yè)內(nèi)部的研發(fā)、制造和銷售環(huán)節(jié)往往會列入其他業(yè)務(wù)板塊單獨考慮。在這種設(shè)定下，供應(yīng)鏈管理業(yè)務(wù)框架從主制造商角度可劃分為建立合同關(guān)系、執(zhí)行采購合同、推動持續(xù)改進(jìn)、推動戰(zhàn)略采購4大模塊21個具體項目，如圖1所示。

2 基于區(qū)塊鏈的商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈一體化運營平臺構(gòu)建

平臺基礎(chǔ)架構(gòu)如圖2所示。典型區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常自上而下包含應(yīng)用層、合約層、激勵層、共識層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)終端層七個層級，其中合約層、激勵層、共識層、網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)層統(tǒng)稱為區(qū)塊鏈層[4]。合約層、共識層、網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)層是組成區(qū)塊鏈系統(tǒng)的核心部分，缺一不可;激勵層一般存在于公有鏈中，主要目的為設(shè)計激勵機(jī)制以保證區(qū)塊開發(fā)者（礦工）能提供足夠的算力來維持區(qū)塊鏈系統(tǒng)的持續(xù)擴(kuò)展，如比特幣中的工作量證明及挖礦獎勵機(jī)制。而在以供應(yīng)鏈上下游企業(yè)為主體形成的聯(lián)盟鏈中，每個系統(tǒng)成員都應(yīng)承擔(dān)一定的挖礦責(zé)任，共同為區(qū)塊鏈系統(tǒng)自我擴(kuò)展提供算力。

2.1 應(yīng)用層

應(yīng)用層作為平臺頂層，是用戶與平臺之間、用戶與用戶之間完成交互的唯一操作界面，平臺的全部功能都將在此展示。通過結(jié)合供應(yīng)鏈各場景之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性與區(qū)塊鏈技術(shù)特點，本文設(shè)計了“研制采購管理”“集成供應(yīng)鏈金融”“產(chǎn)品交付協(xié)同管理”三大模塊作為平臺主體功能結(jié)構(gòu)。

（1）研制采購管理模塊將形成“主制造商-供應(yīng)商”一體化經(jīng)營的新形態(tài)。基于區(qū)塊鏈的智能合約機(jī)制，在長期供貨協(xié)議支持下，主制造商只需在平臺上發(fā)布訂單，經(jīng)授權(quán)具備資質(zhì)的供應(yīng)商可自主承接訂單，生成智能合約。平臺授權(quán)成員可以實時獲取可承接訂單信息，訂單執(zhí)行數(shù)據(jù)均將帶有時間戳屬性存在于區(qū)塊鏈中，違約行為將自動按照合約規(guī)定觸發(fā)懲罰機(jī)制。平臺中供應(yīng)商同時也是分包商，可根據(jù)上級訂單發(fā)布關(guān)聯(lián)性訂單以尋找次級供應(yīng)商承接。（2）集成供應(yīng)鏈金融模塊將組建“主制造商-供應(yīng)商-監(jiān)管機(jī)構(gòu)”三方共治模式，以往須耗費大量資源驗真的各類金融票據(jù)如發(fā)票、匯票、賬單等都可以數(shù)字化，在虛擬系統(tǒng)中進(jìn)行確權(quán)與流通。同時，政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)及金融機(jī)構(gòu)的加入，能夠從第三方層面對系統(tǒng)自發(fā)金融行為進(jìn)行見證，一方面為第三方監(jiān)管提供依據(jù)，降低監(jiān)管難度;另一方面也讓金融機(jī)構(gòu)充分獲知平臺上企業(yè)實際經(jīng)營狀況，為機(jī)構(gòu)和企業(yè)間投資融資活動提供決策支持。（3）基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可追溯性，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，可搭建集成“主制造商-供應(yīng)商-物流服務(wù)”的產(chǎn)品交付協(xié)同管理模塊，有助于實現(xiàn)產(chǎn)品從原材料至最終交付全生產(chǎn)周期過程透明、權(quán)責(zé)清晰、永久追溯。通過給每個產(chǎn)品賦予一個獨立的智能身份ID與模塊關(guān)聯(lián)，該產(chǎn)品所有過程相關(guān)信息（材料、廠家、工序、節(jié)點、質(zhì)量信息、物流信息）將以交易鏈形式存在，由每個經(jīng)辦方通過掃碼或記錄等形式生成并上傳對應(yīng)信息。產(chǎn)品流轉(zhuǎn)中的過程數(shù)據(jù)都將自動觸發(fā)智能合約，若出現(xiàn)與上層訂單相違背的違約現(xiàn)象（如質(zhì)量逃逸、延期交付等）會被自動記錄并依約處罰。

2.2 區(qū)塊鏈層

區(qū)塊鏈層承載整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)核心算法的編碼實現(xiàn)，是系統(tǒng)所有業(yè)務(wù)邏輯設(shè)定與運行的支柱。其中：合約層主體內(nèi)容為智能合約機(jī)制，開發(fā)者預(yù)先擬定合約適用范圍與觸發(fā)機(jī)制，如采購訂單、交付周期、物流周期等，智能合約一旦觸發(fā)將自動執(zhí)行，外界無法干擾，若違約將自動觸發(fā)預(yù)設(shè)的懲罰機(jī)制;激勵層的主體內(nèi)容為挖礦激勵機(jī)制。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的自我擴(kuò)展依靠不斷生成新區(qū)塊，每一個新區(qū)塊的生成都需要強(qiáng)大的算力支撐。在比特幣系統(tǒng)中，為了激勵全球礦工持續(xù)提供算力，所有被證明的有效工作量都將得到相應(yīng)的比特幣獎勵。在本平臺中，算力需要成員共同提供，而工作量激勵形式可由主制造商通過各類市場化激勵形式實現(xiàn)。共識層包含整個系統(tǒng)的共識算法，是實現(xiàn)系統(tǒng)去中心化，保證區(qū)塊鏈抵抗惡意節(jié)點攻擊的關(guān)鍵，一般將節(jié)點有效性與數(shù)據(jù)有效性作為主要控制點，以隨機(jī)委托驗證或參與者投票來實現(xiàn)共識。目前公有區(qū)塊鏈已形成十余種共識機(jī)制，本平臺只須選擇合適的共識機(jī)制即可[5]。網(wǎng)絡(luò)層是平臺運行的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施保障，包括成員之間網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸方式、網(wǎng)絡(luò)接入授權(quán)、身份驗證方式等。在國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈平臺中，由于涉及到商業(yè)秘密與國家秘密保密政策的限制，網(wǎng)絡(luò)層還將面臨企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換機(jī)制設(shè)計問題。數(shù)據(jù)層的主要內(nèi)容包括區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)加密算法，是維持平臺數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)安全的核心基礎(chǔ)設(shè)施之一。

2.3 數(shù)據(jù)終端層

數(shù)據(jù)終端層需要獲取平臺運行過程中的各類數(shù)據(jù)信息，包括訂單信息、產(chǎn)品信息、物流信息、票據(jù)信息、資金信息等，以及支撐平臺正常運行的各類運營維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施信息?？膳c物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，利用無線射頻識別、衛(wèi)星定位、二維碼及傳感器識別等技術(shù)工具完成數(shù)據(jù)信息的識別、采集與利用。

3 結(jié)語

區(qū)塊鏈等新興技術(shù)的興起，給企業(yè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)優(yōu)化帶來了重要的發(fā)展機(jī)遇，讓供應(yīng)鏈核心企業(yè)有機(jī)會對平臺化整合供應(yīng)鏈各方資源提出更多的設(shè)想。本文通過對國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)主制造商供應(yīng)鏈管理特點與業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析，構(gòu)建了一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的、由主制造商、供應(yīng)商、服務(wù)商、監(jiān)管方等多個主體共同參與的商用航空發(fā)動機(jī)供應(yīng)鏈一體化運營平臺，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了設(shè)計，有望為國內(nèi)商用航空發(fā)動機(jī)主制造商供應(yīng)鏈管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型與管理體系優(yōu)化提供思路借鑒。

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