智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上鏈規(guī)范2025-05-09發(fā)布2025-08-09實施I本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作指導第一部分：標準化文件結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定給云南省公路路政管理總隊(省綜合交通發(fā)展中心)、云南省標準化協(xié)會。1本文件規(guī)定了基于區(qū)塊鏈的智能制造數(shù)據(jù)上鏈的術語和定義、縮略語、數(shù)據(jù)基本要求、上鏈模型、功能模塊要求及流程。本文件適用于基于區(qū)塊鏈的智能制造數(shù)據(jù)上鏈的設計與應用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T23031.1-2022工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第1部分：總則GB/T23031.2-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第2部分：數(shù)字化管理GB/T23031.3-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第3部分：智能化制造GB/T23031.4-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第4部分：網(wǎng)絡化協(xié)同GB/T23031.5-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第5部分：個性化定制GB/T23031.6-2023工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施指南第6部分：服務化延伸GB/T37043-2018智慧城市術語GB/T42752-2023區(qū)塊鏈和分布式記賬技術參考架構(gòu)GB/T43580-2023區(qū)塊鏈和分布式記賬技術存證通用服務指南GB/T43572-2023區(qū)塊鏈和分布式記賬技術術語DB53/T1121-2022區(qū)塊鏈域名解析服務應用指南ISO22739:2020區(qū)塊鏈和分布式賬本技術-術語3術語和定義定的以下術語和定義適用于本文件。智能制造intelligentmanufacturing面向工廠內(nèi)部的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)匯聚、知識沉淀、智能分析和敏捷開發(fā)等優(yōu)勢功能，通過構(gòu)建工廠級數(shù)字孿生優(yōu)化體系，從而達到提升設備運行管理、生產(chǎn)計劃排產(chǎn)、生產(chǎn)作業(yè)執(zhí)行、物流及倉儲管理、質(zhì)量管理，能源管理及安全與環(huán)保管理等場景智能化應用水平，幫助企業(yè)實現(xiàn)更大范圍、更深程度、更高水平的提質(zhì)、降本、增效和減排的一種新型制造模式。2使用密碼鏈接將共識確認的區(qū)塊按順序追加形成的由特定格式的字符串構(gòu)成，用于表示特定實體由特定格式的字符串構(gòu)成，用于表示特定實體[來源：ISO22739:2020,3.11,有修改]在區(qū)塊鏈內(nèi)定位、執(zhí)行或運行。[來源：ISO22739:2020,3.54,有修改]與區(qū)塊鏈不直接相關，數(shù)據(jù)不寫入節(jié)點存儲。JSON:對象標記語言(JavaScriptObjectNotAPI:應用程序接口(ApplicationProgrammingInterface)3基于區(qū)塊鏈的智能制造數(shù)據(jù)上鏈規(guī)范數(shù)據(jù)應準確、無冗余的描述智能制造的核心流程。鏈下的數(shù)據(jù)采用JSON格式，對上鏈的數(shù)據(jù)應進行哈希映射。5.2數(shù)據(jù)組成上鏈數(shù)據(jù)種類有四種，分別是生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、供應鏈數(shù)據(jù)和質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類的具體數(shù)據(jù)組成如下。5.2.1生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)a)生產(chǎn)時間：記錄生產(chǎn)過程中的時間戳，用于追溯產(chǎn)品的制造過程；b)生產(chǎn)地點：記錄產(chǎn)品制造的地點用于追溯產(chǎn)品的來源；c)產(chǎn)品序列號：記錄產(chǎn)品唯一的序列號，用于追溯產(chǎn)品的制造過程、質(zhì)量以及產(chǎn)品流動信息；d)原材料信息：記錄使用的原材料信息，包括供應商、批次號、質(zhì)檢報告等，用于追溯產(chǎn)品的質(zhì)量和來源；e)操作人員信息：記錄生產(chǎn)過程中的操作人員信息，包括姓名、工號、操作記錄等，用于追溯產(chǎn)品的制造過程和質(zhì)量；f)生產(chǎn)廠商：記錄生產(chǎn)該產(chǎn)品的產(chǎn)商，用于追溯產(chǎn)品的制造過程和質(zhì)量。5.2.2設備數(shù)據(jù)a)設備編號：每個設備都有唯一的編號，將設備編號上鏈方便設備的識別和跟蹤；b)設備狀態(tài)：用于實時監(jiān)控設備狀態(tài)，及時處理設備故障；c)設備參數(shù)：設備的各種參數(shù)、指標和設定值；d)設備位置：設備當前的位置信息，用于對設備位置進行跟蹤和管理；e)設備維保記錄：設備的歷次維保時間，用于對設備的維護情況進行跟蹤和管理；f)設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)：設備生產(chǎn)過程的各類數(shù)據(jù)，用于對設備生產(chǎn)過程進行跟蹤和管理；g)設備使用權和所有權：確定設備的權屬。5.2.3供應鏈數(shù)據(jù)a)貨物編號：跟蹤和識別貨物；b)發(fā)貨人和收貨人信息：確定貨物的起點和終點；c)運輸方式：航空、陸路或者海運運輸；d)交付日期和時間：確定交付的時間；e)貨物狀態(tài)：貨物當前的運輸情況；f)運輸費用：貨物運輸?shù)目偝杀?；g)運輸證書和保險信息：貨物運輸?shù)膽{證信息；h)庫存數(shù)據(jù)：庫存位置、庫存數(shù)量、物料清單等；i)市場數(shù)據(jù)：客戶需求、市場趨勢、競爭對手分析和消費者行為等；j)合同信息：供應商合同、客戶協(xié)議和采購條款等。5.2.4質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)a)貨物信息：包括貨物的批次、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠商等信息；4可篡改性。圖1是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上鏈架構(gòu)圖：安全機制安全機制數(shù)字簽名哈希算法MerkleTree加密算法零知識證明APPAPPAPPAPPAPP共識層節(jié)點#1節(jié)點#2節(jié)點#3哈希映射動態(tài)采集數(shù)據(jù)源靜態(tài)采集哈希映射生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)設備數(shù)據(jù)供應鏈數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)圖1數(shù)據(jù)上鏈模型架構(gòu)圖b)網(wǎng)絡層：負責區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信，它使用P2P(點對點)網(wǎng)絡協(xié)議和Overlay網(wǎng)絡架c)共識層：負責在P2P網(wǎng)絡中達成對交易和區(qū)塊有效性的共識；5d)合約層：合約層應允許開發(fā)者編寫智能合約，用于基于預設條件觸發(fā)交易或執(zhí)行其他操作；e)應用層：用戶與區(qū)塊鏈交互的接口，包括各種DApp(去中心化應用)和用戶界面；f)安全機制：應包括數(shù)字簽名、哈希算法、MerkleTree(哈希樹)、加密算法、零知識證明等，確保數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全性。7功能模塊要求及流程7.1數(shù)據(jù)層功能模塊要求及流程7.1.1數(shù)據(jù)層功能模塊要求智能制造數(shù)據(jù)具有異構(gòu)異質(zhì)的特點，數(shù)據(jù)層需完成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化存儲及清洗。該層由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗以及數(shù)據(jù)加密三個模塊組成。對數(shù)據(jù)層各功能模塊的具體要求如下：a)數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集分為動態(tài)采集和靜態(tài)采集兩種方式。動態(tài)采集方式包括：根據(jù)智能制造區(qū)塊鏈平臺給出的數(shù)據(jù)接口獲取相應的數(shù)據(jù)信息，包括生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、供應鏈數(shù)據(jù)以及質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)等；靜態(tài)采集方式包括從靜態(tài)數(shù)據(jù)文件中獲取數(shù)據(jù)信息等；b)數(shù)據(jù)清洗：數(shù)據(jù)清洗包括對數(shù)據(jù)缺失值、無效值以及冗余值的處理；c)數(shù)據(jù)加密：數(shù)據(jù)在進行上鏈前，需要對數(shù)據(jù)進行哈希映射成長度固定的值，保證數(shù)據(jù)的安全。7.1.2數(shù)據(jù)層流程數(shù)據(jù)層流程如下：a)將智能制造區(qū)塊鏈系統(tǒng)給出的鏈下數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)層的輸入，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊處理后得到具有統(tǒng)一存儲格式的智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)；b)數(shù)據(jù)清洗，完成對數(shù)據(jù)自身缺失值、無效值以及冗余值的處理，并將數(shù)據(jù)創(chuàng)建時間等信息加入數(shù)據(jù)字段中；c)對數(shù)據(jù)進行哈希算法加密；d)把加密數(shù)據(jù)存入到區(qū)塊鏈賬本中進行上鏈存儲，應對區(qū)塊鏈的鏈上數(shù)據(jù)進行存證處理，存儲結(jié)構(gòu)采用分布式存儲結(jié)構(gòu)，形成區(qū)塊。數(shù)據(jù)層流程見圖2。6數(shù)據(jù)源靜態(tài)采集設備數(shù)據(jù)供應鏈數(shù)據(jù)質(zhì)量圖2數(shù)據(jù)層流程圖7.2網(wǎng)絡層功能模塊要求及流程7.2.1網(wǎng)絡層功能模塊要求站網(wǎng)絡層應負責節(jié)點之間的通信通過共識模塊來驗證和確認上鏈數(shù)據(jù)的正確性，利用點對點網(wǎng)絡對上鏈數(shù)據(jù)進行廣播。網(wǎng)絡層應分為共識模塊、網(wǎng)絡模塊以及結(jié)算模珠等部分，網(wǎng)絡層功能模塊的具體要求如下：a)共識模塊：應確保所有節(jié)點對交易的順序和狀態(tài)達成一致；b)網(wǎng)絡模塊：應確保網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都能接收到新的交易和區(qū)塊，并且保持數(shù)據(jù)的一致性；c)結(jié)算模塊：處理交易的最終確認和資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移，并確保交易的最終性和不可逆性。7.2.2網(wǎng)絡層流程網(wǎng)絡層流程如下：a)將上鏈數(shù)據(jù)的區(qū)塊作為網(wǎng)絡層的輸入，由共識模塊在共識層中獲取共識算法進行驗證和確認數(shù)據(jù)記錄的正確性；b)在網(wǎng)絡模塊中通過點對點網(wǎng)絡對上鏈數(shù)據(jù)的區(qū)塊進行廣播，確保網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都能接收到新的交易和區(qū)塊，并且保持數(shù)據(jù)的一致性；c)在結(jié)算模塊處理交易的最終確認和資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡層流程圖見圖3。7工作量證明個工作量證明拜占庭容錯拜占庭容錯權益證明股權證明權益證明股權證明a)應負責確保區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的所有參與者對b)共識層與網(wǎng)絡層協(xié)調(diào)工作，共識層應封裝網(wǎng)絡節(jié)點的各類共識算法；c)應促進所有節(jié)點對當前狀態(tài)達成一致，保障數(shù)據(jù)的可用性。8b)編譯合約：編寫后的智能合約可被編譯成部署在區(qū)塊鏈上的字節(jié)碼；d)網(wǎng)絡共識：部署交易后，智能制造區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的節(jié)點應對交易的有效性達成共識；e)調(diào)用合約：智能合約部署后，用戶或其他應用程序可應用層應提供UI和API,允許用戶與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡進行交互。區(qū)塊鏈應用層的關鍵功能模塊要求如a)UI:應提供直觀、易用的用戶界面，使用戶能夠輕松地與區(qū)塊鏈進行交互；d)交易管理：應包括交易的創(chuàng)建、簽名、發(fā)送和狀態(tài)跟蹤；e)API:應提供豐富的應用接口，供開發(fā)者構(gòu)建應b)身份驗證：通過身份驗證的用戶有權訪問應用層；d)交易簽名：用戶可對交易進行數(shù)字簽名，確保交易的安全性和不可抵賴性；g)共識機制：節(jié)點通過共識機制驗證交易的有效性；i)智能合約執(zhí)行：如果交易涉及智能合約，合約可被執(zhí)行；j)結(jié)果反饋：交易結(jié)果和智能合約將執(zhí)行結(jié)果反饋給用戶。應用層流程圖見圖4。9智能制造區(qū)塊鏈平臺用戶智能制造區(qū)塊鏈平臺用戶用戶反饋智能合約智能合約“A”發(fā)送智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上鏈實例A.1智能制造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上鏈實例企業(yè)可將關鍵的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備信息、交易記錄、產(chǎn)品溯源等信息記錄在區(qū)塊鏈上，例如：a)產(chǎn)品溯源：企業(yè)A將每個產(chǎn)品的原物料供應商、加工工藝流程、品質(zhì)信息等上鏈，并利用區(qū)塊鏈進行溯源；b)生產(chǎn)數(shù)據(jù)上鏈：企業(yè)B將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時上鏈，包括產(chǎn)出數(shù)據(jù)、不良項目、生產(chǎn)率等，以提高數(shù)據(jù)的真實性和生產(chǎn)管理的智能化水平；c)設備信息上鏈：企業(yè)C將設備的相關信息上鏈，如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、保養(yǎng)信息、維修數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)設備的生命周期管理；d)表單簽核上鏈：企業(yè)D將表單簽核信息上鏈，同時利用智能合約自動執(zhí)行獎懲措施；e)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)上鏈：企業(yè)E將檢測設備的數(shù)據(jù)實時采集并上鏈，確保檢測結(jié)果的公正性和可靠f)IOT設備狀態(tài)監(jiān)控：企業(yè)F通過區(qū)塊鏈平臺，可以實時監(jiān)控工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中各種生產(chǎn)制造設備的狀態(tài)，提高設備的利用率和維護效率。數(shù)據(jù)層負責存儲所有交易數(shù)據(jù)和智能合約代碼。以資產(chǎn)A上鏈交易過程為例：驗證正確