區(qū)塊鏈技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障中的應(yīng)用

■ 趙樹(shù)峰 付達(dá) / 中國(guó)航發(fā)東安 趙振華 / 中國(guó)航發(fā)研究院

區(qū)塊鏈技術(shù)因其獨(dú)有的去中心化、可追朔、難篡改等優(yōu)勢(shì)，已逐步在金融、醫(yī)療以及民生等多個(gè)領(lǐng)域嶄露頭角，成為眾多行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為高端復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的代表，在外場(chǎng)綜合保障各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)對(duì)區(qū)塊鏈應(yīng)用具有迫切的需求。

區(qū)塊鏈?zhǔn)枪沧R(shí)機(jī)制、智能合約、分布式賬本、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、密碼等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)造性集成，是分布式技術(shù)的深化發(fā)展，具有去中心化、難篡改、可追溯等特點(diǎn)，正成為人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)后又一項(xiàng)對(duì)未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的新興技術(shù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為典型復(fù)雜產(chǎn)品的代表，在外場(chǎng)綜合保障的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)均有對(duì)信息化有較為迫切的需求，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障中，將有望成為未來(lái)支撐綜合保障業(yè)務(wù)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

區(qū)塊鏈技術(shù)正引領(lǐng)全球新一輪技術(shù)變革和產(chǎn)業(yè)變革，作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)上升為重要發(fā)展戰(zhàn)略得到大力推廣。在民航領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定初見(jiàn)成效，行業(yè)應(yīng)用不斷拓展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，監(jiān)管體系日趨完善，整體呈體系化應(yīng)用態(tài)勢(shì)。在軍事領(lǐng)域，美國(guó)、俄羅斯、歐盟等世界主要軍事強(qiáng)國(guó)和組織積極布局和推動(dòng)區(qū)塊鏈的軍事應(yīng)用，在戰(zhàn)略規(guī)劃、指揮控制、網(wǎng)絡(luò)攻防、安全通信、武器系統(tǒng)防護(hù)、后勤保障、供應(yīng)鏈管理等多個(gè)領(lǐng)域已開(kāi)展研究和應(yīng)用探索。波音公司、空客公司等商用飛機(jī)主制造商，GE公司、羅羅公司等發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商以及部分航空公司，從零部件溯源、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面開(kāi)展了區(qū)塊鏈技術(shù)的探索和應(yīng)用。

各地相關(guān)政策文件清單

自2016年以來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)了多項(xiàng)關(guān)于區(qū)塊鏈發(fā)展的政策，尤其是《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》中把區(qū)塊鏈作為一項(xiàng)重點(diǎn)前沿技術(shù)。江蘇、北京、河北等省級(jí)地區(qū)，以及長(zhǎng)沙、廣州、寧波等地市相繼發(fā)布區(qū)塊鏈專項(xiàng)發(fā)展行動(dòng)規(guī)劃，對(duì)區(qū)塊鏈平臺(tái)建設(shè)、促進(jìn)企業(yè)上鏈方面進(jìn)行規(guī)劃，國(guó)內(nèi)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)難得的發(fā)展機(jī)遇[1]。

應(yīng)用場(chǎng)景

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到航空發(fā)動(dòng)機(jī)綜合保障的目的是打通集團(tuán)與用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸渠道，建立穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互途徑，再結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的特性開(kāi)發(fā)相關(guān)保障業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，進(jìn)而全面提升裝備的保障能力。區(qū)塊鏈技術(shù)在未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障模式下，將在數(shù)據(jù)管理模式、技術(shù)通報(bào)管控模式、技術(shù)資料分發(fā)模式、用戶培訓(xùn)模式、航材支援模式、客戶支援模式以及產(chǎn)品電子履歷等方面有廣闊的應(yīng)用前景，如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景

區(qū)塊鏈技術(shù)的航空應(yīng)用匯總

數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理模式將應(yīng)用于運(yùn)行數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控與健康管理、可靠性分析與決策診斷、使用與維修數(shù)據(jù)的智能排故分析與壽命預(yù)測(cè)等方面。航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)數(shù)據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀是存儲(chǔ)于各地用戶以及承研、承制單位中，形成數(shù)據(jù)孤島，無(wú)法全面掌握外場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)外場(chǎng)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全生命周期追溯。通過(guò)數(shù)據(jù)跨鏈或共鏈等形式，建設(shè)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺(tái)，打造安全可信的數(shù)據(jù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)用戶、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠所、修理廠、零部件廠的數(shù)據(jù)互通，解決發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立、跨單位協(xié)作權(quán)責(zé)不清的問(wèn)題；建設(shè)外場(chǎng)數(shù)據(jù)管理通道，為發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)管控、性能趨勢(shì)分析、健康管理和機(jī)隊(duì)管理提供安全可信的數(shù)據(jù)支撐。區(qū)塊鏈技術(shù)數(shù)據(jù)交互應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)想如圖2和圖3所示。

圖2 數(shù)據(jù)共鏈交互應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)想

圖3 數(shù)據(jù)跨鏈交互應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)想

技術(shù)通報(bào)管控

傳統(tǒng)的技術(shù)通報(bào)管控形式是由用戶或服務(wù)代表執(zhí)行完畢后通過(guò)快遞的形式將反饋單寄回管控單位，由管控人員登記上賬。實(shí)際工作中，反饋單在傳遞和歸檔過(guò)程中容易丟失，導(dǎo)致產(chǎn)品查閱歷史檔案準(zhǔn)確性差，技術(shù)通報(bào)執(zhí)行過(guò)程中涉及多個(gè)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)點(diǎn)，管控過(guò)程繁瑣，風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多，溯源難度大。通過(guò)區(qū)塊鏈分布式賬本、信息傳遞加密、共識(shí)機(jī)制以及智能合約等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化跟蹤管控，對(duì)按期未執(zhí)行的技術(shù)通報(bào)進(jìn)行預(yù)警，對(duì)已執(zhí)行的技術(shù)通報(bào)進(jìn)行臺(tái)賬更新，自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)通報(bào)完成率，數(shù)據(jù)溯源簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性高。

技術(shù)資料分發(fā)

技術(shù)資料在實(shí)際使用中常出現(xiàn)換版以及增改單頁(yè)的情況，同時(shí)技術(shù)資料在修改前也需要多輪上報(bào)審批，上報(bào)審批過(guò)程一般占用至少半年以上的時(shí)間，實(shí)際業(yè)務(wù)開(kāi)展與最新要求往往無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)保持一致?；趨^(qū)塊鏈的特性，可以探索技術(shù)資料的換版申請(qǐng)?jiān)趨^(qū)塊鏈技術(shù)資料分發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行。資料正式發(fā)布前的審核環(huán)節(jié)使用區(qū)塊鏈技術(shù)，一方面可以追朔各業(yè)務(wù)專家提出的修改意見(jiàn)，另一方面可以跟蹤技術(shù)資料改版的完成進(jìn)展，敦促各流程節(jié)點(diǎn)快速處理業(yè)務(wù)，從而提升技術(shù)資料分發(fā)效率。

用戶培訓(xùn)

區(qū)塊鏈技術(shù)可應(yīng)用于用戶培訓(xùn)的學(xué)員檔案管理、學(xué)員資質(zhì)管理以及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)輔助培訓(xùn)。常規(guī)開(kāi)展的用戶培訓(xùn)模式一般為前往用戶現(xiàn)場(chǎng)或者用戶來(lái)廠開(kāi)展培訓(xùn)，專業(yè)人員大部分時(shí)間消耗在前往用戶現(xiàn)場(chǎng)的途中?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)可以開(kāi)展遠(yuǎn)程培訓(xùn)，學(xué)員通過(guò)線上培訓(xùn)，完成規(guī)定的課程與預(yù)定考核，完成學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)檔案以及學(xué)員檔案信息自動(dòng)上鏈存儲(chǔ)，提高了工作效率，同時(shí)通過(guò)區(qū)塊鏈遠(yuǎn)程培訓(xùn)技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每位學(xué)員知識(shí)掌握程度的精準(zhǔn)化把控，便于后續(xù)制定針對(duì)性的能力提升課程，提高培訓(xùn)效果。

航材支援

航材支援模式可在航材備件管理方面開(kāi)展應(yīng)用。航材備件資源分布以及數(shù)量一直是制約當(dāng)前裝備完好率提升的重要環(huán)節(jié)，資源分布無(wú)法可視調(diào)配導(dǎo)致用戶資源過(guò)剩或緊張。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)建立一體化虛擬航材資源庫(kù)，隨時(shí)跟蹤管控分布在各地域的航材資源，實(shí)現(xiàn)航材資料的統(tǒng)一調(diào)配，減少企業(yè)與用戶雙方的成本占用，杜絕航材超期報(bào)廢等問(wèn)題[2]。同時(shí)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的存證溯源功能，也可以實(shí)現(xiàn)航材的全生命周期管控。

客戶支援

客戶支援模式可在產(chǎn)品銷售支援管理方面開(kāi)展應(yīng)用。完成產(chǎn)品銷售支援活動(dòng)或服務(wù)支援活動(dòng)，與用戶簽訂一份紙質(zhì)登記證明用以同用戶進(jìn)行賬務(wù)結(jié)算，紙質(zhì)材料數(shù)量大、不宜保管、查找難度大，易造成賬務(wù)不清等問(wèn)題。利用區(qū)塊鏈難篡改、可追溯、數(shù)據(jù)公開(kāi)的特點(diǎn)，通過(guò)使用區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)支援業(yè)務(wù)活動(dòng)鏈上記賬、按單結(jié)算，解決了產(chǎn)品銷售支援業(yè)務(wù)因賬、物不清影響結(jié)款周期的問(wèn)題。

電子履歷管理

通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)型、制造構(gòu)型、實(shí)物裝備構(gòu)型到服務(wù)構(gòu)型之間的信息關(guān)聯(lián)問(wèn)題，構(gòu)建了產(chǎn)品承制方與使用方多方共同參與維護(hù)的電子履歷管理的新模式，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息、使用信息、維護(hù)信息和修理信息高效共享，也解決了企業(yè)修理之外的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型變化信息和故障件信息共享問(wèn)題。同時(shí)基于區(qū)塊鏈自身具備的可追朔性強(qiáng)和難篡改的特點(diǎn)，確保了產(chǎn)品全生命周期電子履歷數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

需要解決的問(wèn)題

區(qū)塊鏈仍處于技術(shù)發(fā)展的初期，技術(shù)成熟度不高，數(shù)據(jù)安全和互信建立在犧牲存儲(chǔ)空間、訪問(wèn)速度和整體效率上，因此區(qū)塊鏈技術(shù)主要適用于低頻度、安全性要求高、時(shí)效性較低、數(shù)據(jù)量較小的應(yīng)用場(chǎng)景，目前仍需研究以下問(wèn)題。

一是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，保證數(shù)據(jù)傳輸安全。在民用領(lǐng)域，全民參與節(jié)點(diǎn)維護(hù)基本可以保證網(wǎng)絡(luò)安全；在裝備保障領(lǐng)域，參與節(jié)點(diǎn)較少，系統(tǒng)安全性急需考慮。2018年以后，比特幣節(jié)點(diǎn)數(shù)量穩(wěn)定在10000個(gè)左右，其網(wǎng)絡(luò)安全受控節(jié)點(diǎn)的比例定在51%，即便如此，2018年5月仍發(fā)生了51% 以上的節(jié)點(diǎn)被惡意控制，比特幣黃金遭遇雙重支付的攻擊。而裝備綜合保障業(yè)務(wù)參與節(jié)點(diǎn)維護(hù)的用戶數(shù)量有限，更易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。因此，必須合理設(shè)定區(qū)塊鏈在裝備保障領(lǐng)域的安全受控節(jié)點(diǎn)比例。

二是建立適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障技術(shù)的支撐平臺(tái)與支撐技術(shù)（見(jiàn)圖4）。區(qū)塊鏈在航空發(fā)動(dòng)機(jī)綜合保障領(lǐng)域尚沒(méi)有落地的應(yīng)用系統(tǒng)，須研究用于支撐開(kāi)展綜合保障業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、支撐數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔鬟f加密技術(shù)、數(shù)據(jù)跨鏈傳輸技術(shù)、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等。

圖4 區(qū)塊鏈應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障的支撐平臺(tái)與支撐技術(shù)

結(jié)束語(yǔ)

區(qū)塊鏈適合于多個(gè)主體參與、跨責(zé)任邊界的復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)建立安全、互信的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)環(huán)境，在存證溯源、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、信任管理等方面可以賦能航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障業(yè)務(wù)應(yīng)用，在外場(chǎng)諸多業(yè)務(wù)中均有應(yīng)用場(chǎng)景，能促進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)綜合保障業(yè)務(wù)向敏捷化、智能化發(fā)展，區(qū)塊鏈有望成為未來(lái)支撐綜合保障業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。