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產業技術評析

區塊鏈技術與汽車產業應用趨勢
發表日期:2022-09-28
作者:沈怡如(工研院)
摘要:
區塊鏈(Blockchain)技術起源於虛擬貨幣,由密碼學、數學、演算法及經濟模型所組成,使用點對點(Peer-to-peer, P2P)網路架構,以分散式技術及共識演算法建立信任機制,成為不需仰賴單一中心化機構就能夠運作的分散式系統。

全文:

一、區塊鏈技術與網路類型
 

區塊鏈(Blockchain)技術起源於虛擬貨幣,由密碼學、數學、演算法及經濟模型所組成,使用點對點(Peer-to-peer, P2P)網路架構,以分散式技術及共識演算法建立信任機制,成為不需仰賴單一中心化機構就能夠運作的分散式系統。技術特色包含去中心化、不可竄改、交易透明、安全加密機制等。

區塊鏈已發展超過十年,歷經幾個不同階段;從比特幣(Bitcoin)開始進入區塊鏈1.0時代,實現數位貨幣的去中心化與交易系統功能;區塊鏈2.0增加了數位資產與智慧合約等貨幣外的交易行為;區塊鏈3.0又更進一步將區塊鏈應用由金融及經濟拓展到政府、醫療、科學等產業領域。

區塊鏈有四種主要的網路類型,分別為公有區塊鏈(Public blockchain)、私有區塊鏈(Private blockchain)、混合區塊鏈(Hybrid blockchain)及聯盟區塊鏈(Consortium blockchain),每種網路有不同的適用領域。

(一)公有區塊鏈

屬於公有網路,任何人都無須經過許可就可加入,參與成員擁有相同權限,可讀取、傳送、驗證交易、參與共識等;優點是不可竄改、匿名公開、技術門檻低。應用領域如比特幣及以太坊(Ethereum)等加密貨幣,比特幣交易不需要經過銀行授權、政府審核等程序,只需要礦工驗證後就能傳送給擁有地址的人;而參與的礦工不須綁定電子郵件、不用設定帳號或經過其他人同意,就可成為區塊鏈節點之一,共同維護,這也就是區塊鏈去中心化的關鍵。

(二)私有區塊鏈

相較於公有區塊鏈,私有區塊鏈用於單一組織內部,由授權單位決定成員資格及權限,屬於部份去中心化;優點為速度快(因節點數量較少)、成本低、仍保有不可竄改性,但從外部觀點仍是集中化管理,可能有人為操作或被駭客入侵的風險。

(三)混合區塊鏈

為公有區塊鏈及私有區塊鏈的結合,可在公有鏈旁建立經許可的私有鏈,可針對區塊鏈資料進行權限劃分,對於特定資料可限定存取權,但維持其他資料的公開。在交易未公開情況下仍可在需要時進行查核,企業或組織在運用時,確保資料同樣透明、安全且隱私不受威脅。

(四)聯盟區塊鏈

介於公有區塊鏈與私有區塊鏈之間,屬於部分去中心化,本質上傾向私有鏈延伸,參與者須經過許可後加入,由多個組織共同維護,適用於同類型企業或產業間的協作,可訂定相同的規則,有共同目標,促進彼此效率並降低交易成本。
 

二、汽車產業區塊鏈發展趨勢
 

智慧車輛產業正在轉型,從使用者行為、產品型態到複雜共構的生態系統,強化與夥伴、供應鏈或使用者間的信賴關係及多元數據取得與應用安全性受到重視;區塊鏈技術的加密、分散式系統、點對點傳輸、智慧合約等方案,對應產業需求帶來應用價值。

國際車廠區塊鏈布局從數年前即展開,2018年初BMW、Ford、GM、Renault等車廠主導,成立汽車開源區塊鏈倡議組織(Mobility Open Blockchain Initiative, MOBI),為非營利組織,希望在多領域企業合作下,加速車用區塊鏈技術並為產業提供技術框架與標準體系。目前該組織已發布標準如車輛身分證明(Vehicle Identity, VID)、電動車電網互聯(Electric Vehicle Grid Integration, EVGI)、供應鏈(Supply Chain, SC)、電池健康狀態(Battery State of Health, SOH)、可充電電池識別碼(Rechargeable Battery Identification Number, BIN)等。

2019年日本豐田汽車(Toyota Motor)與豐田金融服務公司(Toyota Financial Services)成立一跨組虛擬組織豐田區塊鏈實驗室(Toyota Blockchain Lab),聚焦區塊鏈技術,透過示範試驗累積經驗與探索可能性,同時拓展產業合作夥伴關係加速技術實現。陸續將區塊鏈技術整合至車輛認證流程、全球供應鏈、金融系統等業務中,例如記錄車輛生命週期內的維護、里程、所有權等數據,利用這些數據更準確的進行車輛估價。

Volkswagen於2020年與德國區塊鏈公司Minespider合作,將區塊鏈技術導入原物料供應鏈,應用於鉛電池原物料,標記並追蹤原產地、提煉廠、加工廠到進入汽車產線等過程,該系統跨越數個供應商,協助Volkswagen確保採購合法性並提高供應鏈透明度。2021年與非營利組織Energy Web建立夥伴關係,Energy Web為一透過開源技術實現能源轉型的全球性平台,此合作將開發Volkswagen電動車之智慧充電解決方案,使其電動車與充電站無縫整合至能源市場。

車廠透過如上述成立聯盟、自主開發或合作夥伴等方式布局汽車區塊鏈技術與應用,無非是想在現有基礎上,透過技術加值發揮更大影響力與創造能量;除獨立的區塊鏈解決方案外,亦可與自動化、物聯網、人工智慧、大數據等技術相互融合,進一步建立系統性解決方案或基礎協議,成為智慧車輛產業轉型過程的助力。
 

三、汽車區塊鏈產業應用與個案
 

德勤(Deloitte)針對近五年汽車產業區塊鏈應用之代表性案例進行分析,觀察到整體展業發展由2018至2019年以概念驗證(Proof of Concept, POC)開始,自2020年起進入試點計畫並投入應用。並提出汽車區塊鏈應用分類與市場潛力預估(如圖1)。
 

圖1 汽車區塊鏈產業應用與市場潛力

資料來源:德勤研究、工研院產科國際所整理(2022)
圖1 汽車區塊鏈產業應用與市場潛力
 

根據各類型應用,以下簡述三大類應用概況與方向及目的分為五大類型,分別為追蹤與可見性、溯源與驗證、流程自動化、V2X、數據應用等。以下分述各類型應用概況與代表性個案。

(一)追蹤與可見性

汽車產業供應鏈相較於其他產業相對複雜,過去由車廠、各階供應商及零組件廠商等組成,未來朝向跨產業跨領域生態系統架構;供應鏈廠商遍佈世界各地,為確保整體供應鏈的穩定、安全與可靠度,全球車廠積極導入區塊鏈技術於供應鏈管理。

BMW運用PartChain解決方案於生產用零件與原物料供應鏈,為每個零組件建立身分(產地、供應商名稱等),從生產開始便將數據上傳,供應商在節點上各自運作,利用分散式分類帳技術,當物料或零件在供應商間移動時,自動更新至分類帳中;未來若發生品質異常等問題,亦可馬上進行識別,紀錄在區塊鏈上的數據,提供跨組織的自動化流程,提高透明度及信任度。

(二)溯源與驗證

汽車生命週期內發生的事件對於車廠、車商或消費者都至關重要,車廠須確保零件品質、識別真偽;車商須清楚認證機構、汽車履歷;消費者在交易時更擔心里程詐騙或是事故紀錄。過去汽車數據的取得與使用,常有資訊不對稱的狀況發生,導致交易上的不信任;片段的資訊也成為產業痛點;區塊鏈不可竄改的特色應用於汽車數據溯源與驗證上,有效解決此狀況。

Jaguar Land Rover使用區塊鏈技術打造全球第一個皮革供應鏈的數位溯源技術,該計畫與技術供應商Circulor、皮革製造商Bridge of Weir及Nottingham大學合作,建立數位化流程,追溯皮革從農場到成品的相關進展,除確認規格與確保品質外,還能用來評估供應鏈碳足跡。同時計畫也建立原材料的數位分身(Digital Twin),允許現實世界與虛擬世界同時追蹤流程,使用區塊鏈驗證每個移動步驟。

龐大的二手車市場更是受惠於區塊鏈技術,二手車交易平台常強調其認證把關、資訊透明及價格保證,但實際上消費者對於二手車交易仍有相當大的疑慮。目前國內外已有業者將區塊鏈技術用於二手車交易,從銷售、保險、金融到維修等環節加入節點,紀錄使用歷程與交易紀錄,不僅消費者能取得更透明的汽車履歷,銀行、保險公司等也能提供更好的服務。

此外,美國有一州政府將自2022年夏天開始使用新創企業CHAMPtitles的區塊鏈解決方案,以數位化方式紀錄民眾車輛的所有權及註冊流程,將車主、車輛、維修等資訊結合,並以區塊鏈技術達到不可竄改之帳本記錄;未來將有助於保險、轉售、稅收及管理等應用。

(三)流程自動化

數位化基礎下的區塊鏈應用,不僅有助於追蹤、溯源或管理,在物聯網裝置及智慧合約整合下,可實現無紙化、自動化等目標。在物流應用中,由於貨物運送流程中需經手許多參與者,包含如託運方、承運商、集運商、物流運輸業者、交付方等,運用區塊鏈技術,數位化程序不僅減少許多紙上作業與人力成本,還可即時追蹤貨況、確認提貨與交貨、自動結算金額、保險理賠等,大幅提升物流安全與效率。

(四)V2X

V2X為物聯網的關鍵應用,汽車、用路人、基礎設施、雲端裝置等構成規模化運輸網路,數據資訊的交換、傳輸與連接都需考量可靠度、安全性與隱私保護;區塊鏈的分散式架構、加密性、去中心化等,有助於簡化流程、保護數據安全、提升效率,提供更好的環境基礎。電動車滲透率逐年提高,電網應用(Vehicle to Grid, V2G)展開,將電動車視為移動能源載體,與電網整合能更彈性的進行能源調度並優化供需體系;區塊鏈加速實現市場的公平、安全與信任需求。

(五)數據應用

產業積極應用聯網汽車數據,軟體定義汽車驅動產業透過加值分析打造進階服務,如使用者個人化體驗、差異化車險、共享數據等;MOBI聯盟成立目的之一也是為了制訂汽車區塊鏈產業應用標準,加速車聯網數據間的儲存、分享與使用。車載數據採用區塊鏈技術,以差異化車險為例,收集到的行駛數據(時速、路段、里程數等)與駕駛行為(油門、煞車、怠速等)經過區塊鏈技術即時上傳並加密,確保數據的可信度,保險或車廠等獲授權的單位就可作為相關應用的重要參考資訊。
 

四、結論與建議
 

市場調研單位MarketsandMarkets預估汽車區塊鏈市場將從2020年的3.5億美元成長至2030年達52.9億美元,驅動因素包含市場對數據使用的關注、快速交易及降低總成本等。區塊鏈技術對汽車產業的幫助近年來陸續在不同應用中獲得驗證,當汽車數據涉及保密、安全、資產、價值、權益、責任等議題時,區塊鏈成為基礎技術。

現階段技術應用多為車廠主導,多為測試驗證或小規模施行;區塊鏈技術導入仍與數位化程度高度相關,汽車產業供應鏈間眾多參與者目前仍存在數位化程度落差,需花費一定的時間、人力、資金等成本,技術挑戰上也須評估運算能力、通訊能力等,要達到真正的規模化應用仍待時間醞釀。面臨新技術帶來的機會與挑戰,產業宜從自身出發,妥善評估必要性、可行性、經濟價值等要素,發展真正能解決痛點及創造市場價值的汽車區塊鏈應用。
 

(本文作者為工研院產科國際所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


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更新日期:2020-04-08

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