欧美国家在20世纪90年代已经着手进行工业品的溯源体系建设，目前在产品监管、立法、溯源建设方面已经形成一定规模和特色。相比而言，我国工业产品溯源体系建设尚处于初级阶段，相关的法律基础、监管体制、溯源标准、溯源信息平台等尚待完善。2016年国务院办公厅印发《关于加快推进重要产品溯源体系建设的意见》，部署加快推进全国重要产品溯源体系建设，加快了我国整体产品溯源体系的建立。但是，当前我国工业产品信息溯源缺乏统一的规划和管理，普遍存在解决方案缺乏、溯源方式单一、数据易修改、信任缺失等严重问题。

随着当前我国制造业高质量发展战略持续推进，制造业的提质增效、转型升级行动，促使工业品质量追溯的应用场景和市场需求都大幅增加，特别是结合新一代信息技术，能够覆盖工业品全生命周期的防伪溯源体系建设需求，变得尤为迫切，市场发展潜力巨大。

1.  船用产品质量追溯中的痛点

作为重要的船用产品有发电机、内燃机、燃气轮机等船舶动力相关设备，还有绞车、吊机、锚机等甲板设备，更有较小型的配电板、救生圈等船用产品，构成了种类繁多、涉及领域广的船用产品。这些产品，无论大小，直接关系到输出电力、甲板作业、船员生命安全，及船舶航行稳定，是船舶安全航行、海上作业的重要保障。

由于柴油机、柴油机关键零部件，以及发电机、甲板设备等船舶关键配套设备和部件需要具有在恶劣工作环境下的高可靠性，要求的产品质量水平一般较高。为了增加生产利润空间，部分厂家会在这些设备上弄虚作假以降低成本。目前市场上发电机、柴油机零部件等弄虚作假的现象主要有套牌机、翻新机、以相近厂名混淆试听、换牌以小充大等。

（1）套牌机

不良厂家会使用一些外形一样的仿制机冒充名牌，采用做假铭牌、打真编号、制作假的出厂资料等手段进行套牌，以假乱真，达到大幅降低成本的目的。因为所打编号是真的，所以单纯靠打电话查询真伪是不可靠的。

（2）翻新机

有些厂商或小厂会利用二手旧机、故障机，通过拆装一些原厂二手零件进行翻新后重新出售。

（3）以相近厂名混淆试听

有些不良厂商，不敢做套牌、翻新，就在厂名与产品名称上做名堂，以相近厂名混淆视听。

（4）换牌，以小充大

有一些经销商会将大功率发电机等的产品铭牌换到小一号的产品上，以小充大，达到降低成本的目的。

像发电机这样的专用机电设备，厂家通常会采用防伪码的形式进行防伪，而买家一方面需根据卖家提供的产品防伪码进行防伪认证，另一方面还需专业机构或用户自己的技术人员来鉴别。

传统的产品信息溯源系统对产品溯源信息采用的是中心化储存模式，在这种情况下，信息追溯链条上的全部信息由一个中心点进行维护，这就造成了信息孤岛问题，各种信息系统间、数据间很难交互，难以确保集中管理的产品溯源信息不会被恶意篡改或删除。

随着互联网技术的不断发展成熟，基于区块链产品信息溯源，逐渐成为产品质量追溯手段的升级版本。由于区块链的分布式记账、密码学以及智能合约等技术，且具有弱中心化、公开透明、不可篡改及可溯源等特点，刚好契合了产品质量溯源的需求，同时弥补了传统防伪技术存在的局限性。

为了规避目前产品质量追溯上的信息链条不完整、部分信息不真实等的漏洞，通过对产品及构成产品的关键零部件构建完整的溯源信息链，从零部件与整机装配的一致性、生产信息与检验信息的一致性等多维度对产品质量信息进行验证，达到产品质量追溯的目的。

2.  船用产品质量溯源需求

传统的船用产品制造所涉及的参与方主要有制造商、销售商、物流企业、消费者等。船用产品信息溯源，就是要通过物联网在各企业内部采集产品相关的信息，按照产品生产的原材料和零部件的供应、船用产品制造、产品销售、物流运输，到最终产品的安装调试、投入使用的过程，将船用产品相关信息存证到区块链上，形成一条可信的产品生命周期质量信息链。这条链上不但有产品整机的质量表现信息，还包括产品的关键部件信息，以达到产品构成信息的不可篡改的目的。

图 1 船用产品质量信息溯源验证流程

第一：运用工业互联网标识对产品、零部件、中间产品，以及质检信息等有形和无形的对象进行识别，生产企业通过企业内部的ERP系统或者MES系统，结合物联网终端，将生产过程中所产生的信息，包括物料批次号、操作人员、检验人员、检验信息、出厂编码、出厂日期等信息进行记录，并与从溯源平台获取的工业互联网标识行关联。

作为质量信息追溯索引的对象标识确保了产品质量追溯各环节能够按照共通的信息识别方式对信息进行共享、集成。

第二：产品用户购买该产品后，通过扫码登录到溯源平台，并将相关交易记录进行保存。

第三：销售商或生产企业在溯源平台将某个或者多个产品或关键零部件的标识编码与物流单号关联，可以关联到物流企业的系统查询产品的运输、配送，车辆等信息，并可以实时监控，也可将物流信息存入溯源平台。

第四：生产企业、销售商、物流企业以及消费者共同参与到包含产品生产、仓储、配送、交易等信息的区块链系统中，共同完成产品质量信息区块共识机制及信息认证。

第五：溯源平台提供平台查询、溯源客户端，用户通过扫码来查询所产品的质量信息。

3.  船用产品质量追溯的意义

（1） 船用产品质量追溯促进企业自身质量水平提升

船用产品质量追溯机制促进企业完善经营制度，在企业的整个生产经营过程中，在监控产品质量方面，产生的作用巨大，使得企业内部对产品质量信息追溯成为企业质量管理机制的一部分。没有有效的质量信息溯源，企业的产品质量管理容易出现漏洞，产品出现问题没人主动承担，或是找到责任人后，由于没有证据而无法追究责任。不论是为了减少自身的质量损失、完善管理制度，还是为了达到客户的质量要求，企业都有充分的需要建立产品质量信息追溯机制。

（2） 船用产品质量追溯有助于提升国产品牌

船用产品质量追溯机制的建立将有助于提升自主品牌工业品的信誉度，提升用户关于产品的信任度，起到维护品牌利益，消除假冒伪劣产品的作用。通过全流程的产品质量信息追溯避免工业产品被仿冒导致品牌信誉受损影响产品销售的问题，为自主品牌产品挽回经济损失。良好的产品质量是树立企业品牌的根基，产品质量信息追溯为企业品牌起到保驾护航的作用，助力夯实企业品牌基础。

4.  基于区块链的船用产品质量追溯

把船用产品产业链中各方所进行的产品质量信息共享交换活动作为数据交易，利用区块链的智能合约使各企业间产品质量信息的共享交换能够得到安全、可靠的管控，将产业链间质量信息的共享交换管理以区块链共识机制加以验证、管控，运用区块链的数据存证、信息加密等技术特点，实现船用产品产业链质量信息共享的数据链条。

基于区块链的船用产品质量追溯平台整体架构如下图所示，主要分为五个层次六个部分，自下而上分别为：数据采集层、IaaS层、工业PaaS层（包括：通用PaaS层、容器集群、区块链底层平台、标识解析、大数据），以及SaaS层的应用示范。

图 2 系统总体架构图

数据采集层：船用产品质量溯源平台的数据采集层，利用协议转换实现各类庞大工业数据的互联互通，主要用于与标识识读、生产加工、检验检测等设备以及企业ERP、MES等系统对接，从企业的生产、流通环节获取质量溯源信息，并对信息进行初步处理、加工，应用标识解析对数据进行识别关联，以便区块链存证、大数据分析和质量信息追溯应用的使用。

IaaS层：在架构的最底层是云端基础设施，为上层区块链平台、支撑软件以及工业App提供硬件和基础软件资源的支撑并对资源进行管理。

工业PaaS层：作为整个平台的基础设施管理和应用支撑层，提供应用托管、资源管理、微服务，以及容器服务、云数据库等基础软件功能，是整个平台的软件基础设施。

容器集群层：为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能。

区块链底层平台层：为上层应用提供数据上链存证与溯源服务，区块链底层平台为应用提供共识、P2P网络、交易执行、账本存储、隐私保护、消息订阅、区块链治理、成员管理、数据管理、硬件加速和多级加密等诸多功能。以船舶行业龙头企业的产品质量信息共享原则为共识机制，在区块链底层平台建立行业质量信息验证、存证的共识机制。在行业产品质量信息溯源体系的框架下，制定产品质量追溯信息共享交换的智能合约，在产业链各方间建立质量信息存证数据通道，形成产品质量信息追溯链，以支撑上层的船用产品质量信息溯源应用服务。

标识解析层：用于为船用产品质量信息追溯过程中所管理对象（船用品、关键零部件、生产设备、数据资源等）提供身份识别。标识解析管理为应用提供标识发码、标识解析服务，同时标识解析管理还为异构标识体系提供互操作服务。

产品质量大数据平台：对采集到的产品质量数据进行清洗、管理、分析、可视化等处理，为大数据分析、挖掘加工采集到的原始数据，使这些数据能够适合关联、挖掘等处理需要。

产品质量数据建模和分析：主要用于基于采集的产品质量信息，运用大数据平台的机器学习功能训练出结合行业特点的定制化产品质量分析模型，为产品质量信息溯源应用提供数据分析支撑。系统提供可视化数据操作和分析结果展示工具，便于应用开发。

SaaS层：主要以工业App的形式为船舶行业提供船用产品质量信息追溯的各种基础功能模块，帮助用户结合具体产品质量追溯需求定制化开发产品质量信息溯源应用服务，并对行业应用提供托管服务。

5.  船用发电机的质量追溯应用示范

以发电机的生产、销售、安装应用，以及相关关键零部件的供应管理为对象，开展机电行业产品防伪溯源应用示范。

一、机电产品质量信息存证溯源流程

图 3 发电机制造质量追溯示意图

机电行业产品质量信息存证溯源链过程如下：

（1）采集发电机制造所用关键零部件信息，上链存证，确保产品所用零部件信息的不可篡改。

（2）进入流通环节，上链存证零部件的物流运输信息和到货验收信息。

（3）在发电机生产阶段，由发电机制造企业从零部件出库开始，将零部件装配等发电机生产过程信息、质检信息等上链存证。

（4）整机生产完成后，在产品销售、运输环节也将记录发电机的相关信息（以标识编码进行辨识），对这些产品信息上链存证。

（5）标识读取设备（RFID终端、车辆号牌读取设备等），以及企业（零部件供应商、发电机生产企业、物流运输企业、销售企业等）的ERP等系统的数据，都可以通过入网、接口调用等形式与船用产品质量追溯平台进行数据对接。

（6）用户在发电机使用过程中的维护保养记录上链存证

（7）发电机在使用过程中的故障、损坏、修理信息上链存证

（8）发电机进行的检验信息上链存证

（9）发电机到达使用生命周期后报废信息上链存证。

二、机电产品信息采集流程

图 4 发电机生产、安装信息采集示意图

以发电机生产为例说明发机质量信息采集流程：

（1）零部件采购

发电机生产企业按照用户订单或合同，向零部件生产厂发出零部件采购申请，以备发电机生产之用。零部件采购信息上链存证。

（2）零部件生产过程的信息记录、存证

零部件生产厂根据生产订单及产品标识要求，向标识解析管理系统申请标识授码，针对生产出来的零部件按照要求赋予标识编码，并记录生产批次、零部件技术指标/规格、检验证书信息等，并由零部件生产企业对该批次零部件生产信息上链存证，以便于发电机生产企业、最终用户对关键零部件信息的查询（参见下图）。

图 5 零部件运输到货验收的信息采集示意图

（3）发电机零部件仓储保管信息记录

零部件到货后，管理人员通过扫码识别零部件，并将零部件信息、（零部件）订单信息、验收信息，以及入库信息进行关联、记录，形成零部件仓储信息。当按照生产计划需要出库送上生产线时，管理人员在通过标识识别零部件，并记录出库信息。

（4）零部件标识编码的处理

作为零部件采购后管理单位主要有两种：一种是一个包装箱中有多个零件，一个包装箱只有一个标识编码；另一种是单个零部件为一个包装，包装标识与零部件标识为同一个。在零部件采购运输过程中，通过号牌识别装置获取车牌照，及车载的货物（包装箱标识）一起被获取，上链记录。

当货车卸货入库后，零部件包装箱标识被读取，与存放的货架标识进行关联。在零部件出库使用时，如果零部件为单个包装，则零部件标识直接与整机生产批次相关联；如果多个零部件为一个包装箱时，则系统将根据包装箱标识按照顺序号自动生成每个零部件的标识编码，并与整机生产批次相关联。这样就实现了零部件信息的上链存证溯源，及与整机产品的关联管理。

（5）发电机生产信息上链存证

在生产线上，按照生产计划，向标识解析管理系统申请标识授码，为发电机产品赋予标识编码用以身份识别。

整机生产阶段，将发电机成品与关键零部件间建立关联，完成发电机的生产。

在生产阶段，将根据产品信息溯源的需要，上链存证发电机信息、质检信息、生产批次信息等，与关键零部件信息一起形成产品生产数据链。

（6）产品检验阶段

发电机成品在生产后，将向第三方检验、检测机构提交检验申请，由检验、检测机构按照既定的检验要求进行检验，并将检验记录、检验报告，及检验证书上链存证。  

在检验过程中，同样使用标识对产品进行识别，将检验信息与设备进行关联。

（7）产品销售阶段

集成产品销售信息（订单、产品标识、客户信息等）与产品运输物流信息（运输委托单、运输车牌照、产品标识等）进行关联，并将信息上链存证，以便发现运输所导致的产品问题时对过程进行溯源。

（8）机电产品安装调试和应用阶段的信息存证

在产品安装时，一方面扫码识别发电机产品，记录发电机安装信息，以及安装后调试信息（包含检验信息），上链存证。

（9）在安装后运营过程中，使用方基于标识管理发电机设备的维修情况（如更换的零部件信息等），以共享产品使用过程信息，帮助产品生产企业整合防伪溯源信息链，并对产品安装、使用过程中的技术应用效果进行反馈，以帮助发电机生产企业进一步改进产品性能和生产工艺。

6.  基于区块链的船用产品防伪溯源的意义

区块链技术具有多方共识，共同验证，数据一经上链不可篡改的特点，这天然有利于监督管理部门对工业产品生产制造流程进行监管。相对于传统大量依靠人工参与的生产数据上报过程，利用工业互联网设备进行自动化的数据采集上报，能够大大提高篡改上报数据的难度，为行政主管部门的监管提供了真实数据支撑。

通过船用产品质量追溯平台所建立起来的产品全生命周期信息溯源链，可以容易地掌握企业产品的生产、销售状况，及时发现产品生产、销售过程中潜在的质量风险，有助于企业对质量问题的发现和及时应对，对船舶行业质量体系建设具有支撑作用。有助于促进企业参与方的自我监督，带动企业质量管理、质量溯源体系建设，帮助企业完善产品质量问题溯源机制，以及对上下游机构的互相监督，从而促进整个市场的健康有序发展，提高上链品牌公信力。