区块链在数字孪生体系中的地位及价值

最近一段时间，区块链（Blockchain）成为炙手可热的概念。习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调，“把区块链作为核心技术自主创新重要突破口”、“加快推动区块链技术和产业创新发展”。本文尝试介绍一下区块链在数字孪生体系（DTS，Digital Twin System）中的应用。

作为已经产生10年时间的概念，区块链在金融科技领域的成就惹人注目，特别是Facebook联合多家大型企业发起的Libra数字货币，引起了全球金融领域和科技领域人士的关注。

2016年区块链工业互联网沙龙活动现场

早在2016年，工业4.0研究院组织了一场工业互联网沙龙，讨论《区块链技术在工业4.0体系中的价值》，引起了行业人士的兴趣。后来工业4.0研究院成立数字孪生体研究中心（DTRC，Digital Twin Research Center），对区块链进一步应用有了更深入的理解。

结合到数字孪生体研究中心过去几年时间对区块链的研究和实践，本文重点对区块链在数字线程（Digital Thread）实现上的重要价值做一个介绍，希望可以帮助企业实现数字孪生体的价值。

一、正确认识数字线程的核心价值

由于数字孪生体和数字线程两个概念都是舶来品，国内企业（包括外资企业）和行业人士都有一个学习吸收的过程。据数字孪生体研究中心观察，该领域的参与者主要来自自动化和计算机/互联网行业，他们对这两个概念的翻译有较大的不同。

对于Digital Twin，来自两个领域的行业人士根据各自喜好，除了翻译为数字孪生体，还有专家翻译为数字双胞胎，典型代表企业为西门子和SAP等；对于Digital Thread的翻译，来自自动化领域的企业和行业人士倾向于翻译为“数字主线”，以西门子为典型代表，具有计算机背景的行业人士对计算机专有词Thread非常熟悉，自然翻译为“数字线程”，以北航陶飞、工业4.0研究院胡权等为代表。

计算机体系分为硬件和软件两大部分，硬件系统的各个模块之间通过总线（Bus）来通信，包括数据总线、地址总线和控制总线等，通常称为系统总线，软件系统（例如操作系统）的应用控制有进程（Process）和线程（Thread），它们实现计算能力的有序高效运行。

从美国国防部对Digital Thread的介绍来看，该概念主要借用了计算机体系中的含义，对应到中文翻译，“数字线程”更为合理，也便于行业人士吸纳美国的先进研究成果。

之所以花费了不少笔墨介绍数字线程，是因为它的核心价值类似计算机体系中的线程。

按照传统操作系统的定义，每个进程（Process）有一个地址空间和一个控制线程。Andrew S. Tanenbaum在《现代操作系统》一书中讲，“事实上，这几乎就是进程的定义。不过，经常存在同一个地址空间中准并行运行多个控制线程的情形，这些线程就像（差不多）分离的进程（共享地址空间除外）。”（p54，中文版）

在数字孪生体系中，数字线程的价值也体现出来了，它主要是对数字孪生体进行控制。

二、区块链驱动数字线程高效运行

在数字孪生体系中，数字线程除了在企业自有工厂边界发挥作用，还会跨越这个边界，进入到供应商或销售合作伙伴的体系中去，这实际上是数字线程最具能发挥效果的地方。

当生产及管理系统实现了数字化之后，数据将是各个部门（单一企业）、各个企业（产业价值链）和跨界创新（不同价值链）产生交互的核心界面。在传统的IT体系中，这个界面是通过应用程序接口（API，Application Programming Interface）来实现的。

为了实现复杂的知识自动化，数据共享是必要的条件，在数字孪生体时代，数据是企业最重要的资产之一，单向的数据转移不是最佳的方法，这需要具有双向功能的数字线程来发挥作用了。

区块链驱动的数字线程运作机制

不过，从技术上可行的数字线程仍然没有解决规则制定的问题，在高价值的数字孪生体转移到合作方去之后，必须有一个自动化机制，对其存继周期（生命周期）和应用范围有所约束，而且这样的监督必须不能从合作方单方面进行篡改。

区块链可以满足这个要求。

简单的讲，数字孪生体所携带的各种数据是一种资产，要让这种资产按照多方认可的标准进行交互或交易，拥有一种民主决策的方式就非常有必要了，否则无法激发企业各部门或产业链各个企业的创新活力，它们天然具有保护自己数据资产的动机。

总结

总而言之，除了在金融领域区块链可以发挥作用，在物联网世界，区块链在物体对应的数字孪生体交互和交易的时候，解决多方参与数字孪生体系运行的信任难题，从而保证基于开放逻辑的数字孪生体系高效运行目的实现。

值得行业人士注意，借助开源工业互联网模式，把数字孪生区块链开源项目分享给所有利益相关者，既可以降低整体成本，也有利于保障数字孪生体的安全性。

*作者介绍：

刘继业：北京翼络数字技术有限公司CTO、数字孪生体研究中心主任