基于区块链的商用航空发动机供应链一体化运营平台构建

王琪 唐术

摘 要：本文通过分析商用航空发动机供应链管理核心需求，构建了一个基于区块链技术的商用航空发动机供应链一体化运营平台，有望消除供应链企业因上下游信息不对称、主体之间互信程度不高而导致的信息孤岛现象，给未来商用航空发动机主制造商构建互信共赢产业联盟、提升供应链成员主动性与业务粘性、实现供应链整体效能提升提供思路。

关键词：区块链;商用航空发动机;供应链;一体化运营

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）10-0048-02

0 引言

在产业全球化不断发展的今天，过去企业与企业之间的竞争已逐步演变成供应链与供应链之间的竞争。国际航空主制造商如波音、空客、GE航空、英国RR等公司均已经逐渐从早期的“分包”模式转向“扩展企业”协同制造模式，通过打造强大的供应链协同运营平台来获得整体优势，比如波音的Exostar电子平台、GE的SCWC系统等[1]。但是，随着供应链规模不断扩大，上下游企业之间的信息传递及时性、真实性与可靠性不足而导致的信息孤岛现象，给主制造商供应链效能提升带来了较大的挑战，非常有必要借助新技术、新思路来启发当前的供应链系统优化方向[2]。本文拟基于商用航空发动机供应链的特点与平台化运行的核心需求，提出基于区块链技术的商用航空发动机供应链一体化运营平台构建思路。

1 商用航空发动机供应链

1.1 商用航空发动机供应链特点

（1）采购需求不确定性高。由于研制过程中技术状态不确定、技术成熟度不高、未形成批量化，主制造商难以提前充分预测产品研制过程中的持续性采购需求，临时性采购、突发性采购、多品种频繁采购成为常态，并且已产生的采购需求在快速的技术迭代过程中也可能发生变化。（2）制造过程不确定性高。发动机产品技术要求非常高，但研制过程中技术成熟度不高、工艺不稳定，导致产品制造过程存在较大不确定性。比如工艺不成熟带来的加工报废、特种设备资源长时间占用带来的资源不足、制造精度未满足要求带来的返工返修等。（3）产品频繁转场带来的问题。发动机零件制造过程复杂，涉及大量工序，有高度的技术依赖性与特种设备依赖性。在当前国内制造企业普遍从“大而全”向“小而精”发展的趋势下，航空发动机一个零件的制造都可能需要多家供应商共同完成。而零件在不同供应商之间频繁转场的过程中，物流周期长、运输防护风险高、零件状态追溯难、上下游企业自主协同程度不高都是主制造商难以回避的问题[3]。

1.2 商用航空发动机供应链业务框架

广义的供应链管理涵盖了企业内外部计划、采购、生产、交付等全部环节，但国内商用航空发动机目前处于研制阶段，供应链管理更多聚焦于核心企业外部的供应链运作过程如采购、外部生产、物流等，而涉及核心企业内部的研发、制造和销售环节往往会列入其他业务板块单独考虑。在这种设定下，供应链管理业务框架从主制造商角度可划分为建立合同关系、执行采购合同、推动持续改进、推动战略采购4大模块21个具体项目，如图1所示。

2 基于区块链的商用航空发动机供应链一体化运营平台构建

平台基础架构如图2所示。典型区块链系统通常自上而下包含应用层、合约层、激励层、共识层、网络层、数据层和数据终端层七个层级，其中合约层、激励层、共识层、网络层与数据层统称为区块链层[4]。合约层、共识层、网络层与数据层是组成区塊链系统的核心部分，缺一不可;激励层一般存在于公有链中，主要目的为设计激励机制以保证区块开发者（矿工）能提供足够的算力来维持区块链系统的持续扩展，如比特币中的工作量证明及挖矿奖励机制。而在以供应链上下游企业为主体形成的联盟链中，每个系统成员都应承担一定的挖矿责任，共同为区块链系统自我扩展提供算力。

2.1 应用层

应用层作为平台顶层，是用户与平台之间、用户与用户之间完成交互的唯一操作界面，平台的全部功能都将在此展示。通过结合供应链各场景之间的业务关联性与区块链技术特点，本文设计了“研制采购管理”“集成供应链金融”“产品交付协同管理”三大模块作为平台主体功能结构。

（1）研制采购管理模块将形成“主制造商-供应商”一体化经营的新形态。基于区块链的智能合约机制，在长期供货协议支持下，主制造商只需在平台上发布订单，经授权具备资质的供应商可自主承接订单，生成智能合约。平台授权成员可以实时获取可承接订单信息，订单执行数据均将带有时间戳属性存在于区块链中，违约行为将自动按照合约规定触发惩罚机制。平台中供应商同时也是分包商，可根据上级订单发布关联性订单以寻找次级供应商承接。（2）集成供应链金融模块将组建“主制造商-供应商-监管机构”三方共治模式，以往须耗费大量资源验真的各类金融票据如发票、汇票、账单等都可以数字化，在虚拟系统中进行确权与流通。同时，政府监管机构及金融机构的加入，能够从第三方层面对系统自发金融行为进行见证，一方面为第三方监管提供依据，降低监管难度;另一方面也让金融机构充分获知平台上企业实际经营状况，为机构和企业间投资融资活动提供决策支持。（3）基于区块链数据可追溯性，结合物联网相关技术，可搭建集成“主制造商-供应商-物流服务”的产品交付协同管理模块，有助于实现产品从原材料至最终交付全生产周期过程透明、权责清晰、永久追溯。通过给每个产品赋予一个独立的智能身份ID与模块关联，该产品所有过程相关信息（材料、厂家、工序、节点、质量信息、物流信息）将以交易链形式存在，由每个经办方通过扫码或记录等形式生成并上传对应信息。产品流转中的过程数据都将自动触发智能合约，若出现与上层订单相违背的违约现象（如质量逃逸、延期交付等）会被自动记录并依约处罚。

2.2 区块链层

区块链层承载整个区块链系统核心算法的编码实现，是系统所有业务逻辑设定与运行的支柱。其中：合约层主体内容为智能合约机制，开发者预先拟定合约适用范围与触发机制，如采购订单、交付周期、物流周期等，智能合约一旦触发将自动执行，外界无法干扰，若违约将自动触发预设的惩罚机制;激励层的主体内容为挖矿激励机制。区块链系统的自我扩展依靠不断生成新区块，每一个新区块的生成都需要强大的算力支撑。在比特币系统中，为了激励全球矿工持续提供算力，所有被证明的有效工作量都将得到相应的比特币奖励。在本平台中，算力需要成员共同提供，而工作量激励形式可由主制造商通过各类市场化激励形式实现。共识层包含整个系统的共识算法，是实现系统去中心化，保证区块链抵抗恶意节点攻击的关键，一般将节点有效性与数据有效性作为主要控制点，以随机委托验证或参与者投票来实现共识。目前公有区块链已形成十余种共识机制，本平台只须选择合适的共识机制即可[5]。网络层是平台运行的网络基础设施保障，包括成员之间网络连接协议、数据传输方式、网络接入授权、身份验证方式等。在国内商用航空发动机供应链平台中，由于涉及到商业秘密与国家秘密保密政策的限制，网络层还将面临企业内外网络转换机制设计问题。数据层的主要内容包括区块数据结构与数据加密算法，是维持平台数据结构稳定、数据安全的核心基础设施之一。

2.3 数据终端层

数据终端层需要获取平台运行过程中的各类数据信息，包括订单信息、产品信息、物流信息、票据信息、资金信息等，以及支撑平台正常运行的各类运营维护基础设施信息。可与物联网技术相结合，利用无线射频识别、卫星定位、二维码及传感器识别等技术工具完成数据信息的识别、采集与利用。

3 结语

区块链等新兴技术的兴起，给企业供应链系统优化带来了重要的发展机遇，让供应链核心企业有机会对平台化整合供应链各方资源提出更多的设想。本文通过对国内商用航空发动机主制造商供应链管理特点与业务需求进行分析，构建了一个基于区块链技术的、由主制造商、供应商、服务商、监管方等多个主体共同参与的商用航空发动机供应链一体化运营平台，并对系统结构与功能进行了设计，有望为国内商用航空发动机主制造商供应链管理数字化转型与管理体系优化提供思路借鉴。

参考文献

[1] 李梅.大飞机扩展企业协同业务及技术体系研究[J].航空制造技术，2019（Z2）：89-96.

[2] 伍旭川，王鹏.区块链技术应用及展望[J].清华金融评论，2016（10）：23-25.

[3] 刘海年，隋岩峰，李昌红，等.航空发动机研制阶段供应商管理体系建设方法研究[J].航空科学技术，2017（2）：53-58.

[4] 杨慧琴，孙磊，赵西超.基于区块链技术构建互信共赢的供应链信息平台[J].科技进步与对策，2018（5）：21-31.

[5] 杨宇光，张树新.区块链共识机制综述[J].信息安全研究，2018（4）：369-379.