2021工业区块链案例集

2021工业区块链案例集INDUSTRIAL BLOCKCHAIN CASE SET区块链是新一代信息技术的重要组成部分，随着区块链技术地快速发展，相关应用已扩展到物联网、智能制造、供应链管理等多个领域，展现出广阔的应用前景。作为新一代信息技术的重要演进，区块链技术为建立跨产业主体的可信协作网络提供了新思路。习近平在主持中共中央政治局第十八次集体学习时强调，要发挥区块链在产业变革中的重要作用，促进区块链和经济社会深度融合，加快推动区块链技术应用和产业发展。2021年6月，工业和信息化部和中央网络安全和信息化委员会办公室联合印发 关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见，提出发挥区块链在优化业务流程、降低运营成本、建设可信体系等方面的作用，聚焦供应链管理、产品溯源、数据共享等实体经济领域，推动区块链融合应用。我国已连续11年位居世界第一制造业大国，工业成功实现了由小到大、由弱到强的历史大跨越。随着传统工业向数字化和网络化加速迈进，工业互联网迅速兴起，并保持活跃创新发展态势。区块链技术可以促进工业行业数据共享、打通数据孤岛，优化工业企业内部生产流程管理、降低运营成本，加速设备安全互联，助推工业企业之间实现产业链协同，构筑可信互联的新型产融协同生态，赋能工业产业数字化、智能化转型升级和产业高质量发展。为进一步推进区块链在工业行业的应用，促进行业内积极交流与经验共享，可信区块链推进计划发起“2021区块链工业行业应用优秀案例征集活动”，从涵盖数百个工业行业应用场景的实践项目和方案中甄选出14个具有较高技术水平，具备较强的代表性、示范性、创新性和可推广性的案例和方案，形成区块链工业行业优秀案例库。本案例集秉承“实践出真知”的理念，聚焦目前国内工业行业已落地的优秀实践及方案，涵盖产品溯源、数据共享、供应链管理等融合应用场景，为区块链与工业行业融合发展提供了有价值的参考。“”序言何宝宏 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长可信区块链推进计划常务副理事长CONTENTS目录基于区块链的冬奥绿电溯源平台 在线租赁管理平台 基于区块链的半导体设备行业生态基于区块链技术的橡胶产业可信数字化船舶供应链管理及协同设计和制造区块链平台某石油化工数字化交付项目玉环市智联阀门产业互联网平台钢材产成品区块链质保书应用面向行业监管的碳排放数据管理系统基于分布式认知工业互联网的汽车零部件质量溯源平台基于区块链的产业园区碳监测平台基于区块链技术的工业互联网标识多系统数据交互一致性校验系统与服务区块链商品溯源服务平台0105 0611121718222327283132353638394445484952535657596064基于区块链的冬奥绿电溯源平台案例提供单位:国网北京市电力公司国网区块链科技（北京）有限公司引言主要痛点及解决方案当前，全球能源格局和治理体系加快重塑，能源清洁低碳发展成为大势所趋。近10年来，我国风电、太阳能发电等新能源快速发展，习近平总书记提出“双碳”目标之后，“十四五”时期，我国年均新增新能源装机预计超过7000万千瓦。2019年6月，北京冬奥组委发布了 北京2022年冬奥会和冬残奥会低碳管理工作方案，为北京冬奥会、冬残奥会的筹办、举办和赛后利用全过程制定了低碳奥运的目标，提出综合实现100%可再生能源满足冬奥场馆及配套设施常规电力消费需求。冬奥100%绿电化，是落实绿色办奥理念、兑现申办承诺的具体举措，也是响应经济绿色可持续发展要求的积极行动。为推动可再生能源快速消纳，国家制定相关政策，积极推动各社会主体参与清洁能源消纳，但现有的技术手段无法做到安全、透明、高效的追踪用户的消纳情况，亟需有效的技术手段为参与绿电交易的市场主体提供权威、可信的绿电消纳证明，支撑绿电交易的有序开展，向社会证明用电主体减排担当。本项目依托国家电网公司区块链公共服务平台“国网链”进行建设，“国网链”以联盟链架构为基础，形成包含主链、数据侧链、交易侧链及从链的“一主两侧多从”架构，并实现与国家级区块链基础设施星火链网、互联网法院天平链、央企电商联盟链等平台的跨链互通，形成了规模庞大、行业领先的区块链链群。为行业内各类业务提供数据存证、智能合约等基础服务，全面支撑60余类区块链应用。本项目具有广泛的市场空间和应用前景，到2030年，我国风电、太阳能发电装机预计达到12亿千瓦以上。为绿电消纳打造溯源平台，全方位支撑国家低碳可持续发展。案例充分利用区块链共识机制、分布式账本、可信点对点交换、智能合约等技术特点，结合电网企业在绿电交易业务中平台和枢纽作用，加速推进我国清洁能源发展，依托冬奥绿电溯源等实践，开展区块链在全国范围的应用与推广，同时，依据试点和规模应用情况，结合电力行业业务发展及平台功能的不断升级完善，逐步向其它领域推广应用，面向行业提供丰富、可靠、便捷、易用的区块链绿电溯源服务，全面推动我国“双碳”目标的实现。本案例依托区块链技术贯通绿电生产、传输、交易、消纳全链条信息流，打造可信高效的绿电溯源管控平台，实现全流程可观、可控、可追溯。助力冬奥场馆100%绿电供应及可信溯源，积极服务“碳达峰、碳中和”目标。本案例自运行以来在冬奥场馆全绿电供应取得显著成效。现已在世界奥运史上首次实现竞赛场馆100%绿电供应，践行了我国“绿色办奥”的庄严承诺，基于区块链的绿电消纳认证获得国际奥组委认可。自2019年6月首次交易以来，总交易电量达3.18亿千瓦时，覆盖场馆建设期、测试赛期间全部涉奥用电，减少标煤燃烧10万吨，减排二氧化碳25万吨。1项目参与人员：王艳松，王栋，王伟贤，李香龙,王雷，潘鸣宇，郑尚卓，王刚鹏本平台面向有关政府主管部门、监管机构及相关企业，能够有效支撑冬奥绿电从生产到消纳关键流程链上监控，降低数据传递丢失、被篡改的风险，为冬奥场馆百分百绿电全覆盖提供可信证明，实现政府、人民、奥组委对北京绿色冬奥的实时、可视化、多维度感知，提高社会公众乃至全世界对低碳冬奥的可信度。平台整体包括基础层、平台层、数据层、服务层和展示层，通过与外部系统集成完成业务数据的获取,通过算法分析进行数据计算，通过图形、实时数据在可视化界面进行结果的输出。平台层基于国网链服务，封装了数据交换服务。国网链主要提供基础从链接口调用以及冬奥绿电数据上链存证服务；在数据交换平台，完成对冬奥绿电数据的集成、抽取和质量管理等；方案详述总体架构本成果首先应用于2022北京冬奥绿电溯源，针对北京冬奥场馆进行绿电溯源试点应用。案例保障北京冬奥会将在奥运史上首次实现奥运场馆绿电全覆盖。此外，案例在提升区块链技术支撑能力，拓展可再生能源电力溯源消纳、绿证交易等多业务支撑能力的同时，逐步向全国范围进行扩展，现已在绿电供暖方面进行推广应用，为保障民生、促进全社会节能减排、保障京津冀地区绿水蓝天做出积极贡献，积极服务双碳目标的实现。数据层包含对数据的建模、清洗和数据资产的形成，向服务层输送标准数据；服务层主要包含数据上链、数据统计、数据分析、数据开发、数据接口等服务；展示层以城市沙盘的形式，展示冬奥绿电发-输-交易结算-消纳的全过程，完成冬奥绿电信息的前端展示，实现民众、奥组委对冬奥会绿色能源生产、传输、消纳全链条的动态实时感知。调度系统清洁能源管理基于区块链的冬奥电力运行保障政府公众奥组委100%绿色建筑100%绿电覆盖100%绿电溯源基于区块链的冬奥绿电溯源平台绿色发电绿电输送绿电用电绿色场馆冬奥环境信息可再生能源发电厂信息冬奥场馆用电信息绿电场馆建设信息新能源电厂冬奥场馆国家电网场馆方案管理电力终端管理环境监测2本平台主要包括区块链冬奥绿电溯源系统后台管理及可视化两大模块。区块链冬奥绿电溯源可视化模块通过集成相关业务系统，获取冬奥绿电业务数据，在区块链冬奥绿电溯源后台管理模块反馈数据的基础上，提供零碳感知展示、绿电输送展示、绿电交易展示、绿电环保效益、区块链元素等信息的展示，为政府、社会公众乃至全世界提供冬奥绿电信息直观可视化展示。区块链冬奥绿电溯源后台管理模块通过对接国网链，实现关键业务数据的哈希加密上链，并提供门户、绿电信息查询、存证管理、查证验伪、用户管理等功能。业务架构数据架构技术架构本平台采用定时调用、文件导入的方式集成源端系统，主要集成的业务系统包含：国网北京电力数据中台、全国统一电力市场交易平台、国网北京电力调度云、电力调度系统等。在获取源端业务数据后，通过调用国网链API接口实现业务数据上链存储。同时，国网链将交易哈希、区块高度、时间戳等返回本系统。本平台系统业务数据库部署在管理信息大区，国网链部署在互联网大区。通过安全隔离装置将内网数据穿透到外网上链，实现内外网交互。体采用微服务的技术架构，对接SG-UAP3.0提供的服务注册中心、服务配置中心以及网关等基础套件。着重开发数据信息处理（包括信息获取、信息存证和数据分析）的“微服务”。整体技术架构分为四层：接口层、服务层、资源层、展示层。展示层：使用3D实时渲染可视化引擎，进行绿电可视化展示。接口层：主体对展示层及其他业务提供服务接口，具体包括网关服务、授权、会话管理、密钥管理和通用RESTFUL接口。服务层：主要微服务框架、数据服务、上链服务，以微服务为基础，结合数据服务，获取冬奥绿电溯源数据，通过触发式上链实现绿电数据上链，在国网链实现分布式存储。资源层：提供冬奥绿电系统所需的服务资源、计算资源、存储资源等。3创新亮点源数据可信上链冬奥绿电溯源数据上链是将冬奥绿电生产、传输、交易结算、消纳等关键数据进行哈希加密，实时调用国网链上链服务，实现业务数据哈希值上链存储。国网链将数据储存的哈希地址、时间戳、区块高度等普通业务数据，实时推送到本平台。通过“数据上链管理功能”进行查看与管理，确保绿电数据的实时性、有效性、不可抵赖性。一是实时计算、比对、展示参与冬奥绿电交易的可再生能源电厂发电、交易及冬奥场馆及配套设施用电等数据，证明可再生能源电厂发电量及交易电量完全满足冬奥场馆实际用电量，与前端专题展示界面做接口集成，向社会公众展示北京2022年冬奥会、冬残奥会100%使用清洁能源供电。二是通过与用电信息采集系统、营销业务应用系统等的集成，实时获取冬奥场馆及配套设施用电数据，计算冬奥绿电二氧化碳减排量、节约标煤量、二氧化硫减排量、氮氧化物减排量等环保效益评价指标；计算包括各场馆实时用电负荷、累计用电量、结算电量、结算电费、绿电红利等经济指标，传递绿色发展理念。零碳感知绿电回溯应用区块链智能合约技术搭建“100%绿电校验模型”，以上链业务数据为模型变量进行多重交叉比对，回溯还原绿电从生产至消纳全流程，严谨证明冬奥场馆100%使用绿电。当国网链接收到预置触发条件（即接收到模型业务数据：比如：交易电量、结算电量、电能表示值等）、预置响应规则（比如，按月触发或实时触发）后，便会自动执行计算，并将计算结果推送至待验证队列。待验证的合约结果会扩散至每一个节点进行签名验证，以确保有效性。整个合约的处理过程都由区块链底层内置的智能合约系统自动完成，公开透明，不可篡改。通过区块链智能合约完成冬奥绿电溯源验证结果后，系统会向各冬奥场馆出具相关区块链证明，提升用户的感知度以及参与度。通过国网链与北京市政府主导成立，7部委联合指导，27家企事业单位共同组成的国家级区块链平台“长安链”实现跨链存证，打造冬奥绿电数据共享应用典范，并为冬奥绿电溯源数据及冬奥场馆100%使用绿电提供更加可信的证明，丰富“长安链”应用场景，提高能源政务服务能力。基于三维数字孪生引擎的冬奥绿电溯源信息可视化模块，直观展现绿电交易、绿电传输、数据上链等复杂抽象场景，为政府、社会公众乃至全世界提供冬奥绿电来源、绿电交易、绿电结构、绿电传输、绿电使用、数据上链等溯源信息的可信、实时、多维度可视化展示。以数字孪生引擎为支撑技术，对绿电交易、绿电溯源、数据上链、零碳感知等各个场景进行专题展示。数据跨链共享绿电余量智能预警前端可视化展示冬奥场馆与可再生能源发电企业签订电力交易合同时，会在预估电量的基础上予以上浮，保证来年所购电量能够满足冬奥场馆用电需求。但依旧存在可再生能源不稳定、场馆用电激