MIP.AI 幂派，是基于区块链技术的数字化制造生态协议，致力于将全球的 3D打印机、CNC 机床等数字化制造设备连接起来，建立分布式制造生态链，让每台制造设备都成为全球制造网络的一个节点。根据发展规划和资源部署，生态链率先接入 3D 打印机，因此 MIP.AI 幂派早期又被称为“区块链 3D 打印”。MIP.AI 幂派的愿景是构建全球数字化分布式制造新生态，将设计师、工程师、需求方、设备拥有者关联起来，革命性地重构制造业创新产业模式。
1 项目介绍
分布在全球各地的制造中心都将成为数字化分布式制造链上的一个节点，为全球客户提供定制化的生产服务。为了实现这一目标，团队搭建 MIP.AI 平台 （Make It Product. Artificial Intelligence，旨在结合人工智能和区块链技术，将设计变成产品），中文名“幂派”（意味着指数级增长，幂函数是基本初等函数之一。y=x(α为有理数）的函数，即以底数为自变量，幂为因变量，指数为常数的函数称为幂函数）。我们致力于链接全球的制造终端，将制造业数字化，构架分布式制造网络，
智能化驱动人类的生产活动。
数字化分布式制造链（Digital distributed manufacturing chain），将借助区块链的去中心化思想实现这个转变：例如你想定制一辆汽车模型，只需要在MIP.AI 幂派平台上传你的设计需求，即可实现全球分布式、协同式的设计和制造，随后所有的部件都快递到你家，你即可组装成一辆完整的汽车模型。
随着工业 4.0 及物联网、人工智能技术的逐渐成熟与普及，传统制造业的流程和体系已经难以达到效率最优，我们尝试用第一性原理，来重新解构制造，发现制造环节的基本原理，并利用区块链、物联网、人工智能等技术，重构制造链。未来的制造业，应该满足几个基本原则：
①分布式
从时空效率最优的角度来讲，制造节点离消费者越近越节省时间和成本。以前大工业时代利用高度集中化的厂房来实现生产高效率，但是物料运输和存储环节增加了很多成本。随着生产设备智能化水平越来越高，自治能力越来越强，结合人工智能及大数据对各地产能的预测性调度，未来分布式制造模式将成为更高效更强大的制造体系。
②网络化
网络化是大数据和人工智能发挥巨大价值的基石。利用互联网实现人与人的联通，利用物联网实现 M2M（设备联通），利用区块链实现信息世界与物理世界的价值联通。
③柔性化
个性化、定制化生产会逐渐成为主流，这就要求制造业有更强的柔性化生产能力，能够更快响应生产需求的变更和更聪明的调整生产资源配置。结合物联网技术和区块链提供的边缘计算和感知能力，柔性化将成为智能制造的基础特性。
④透明化
制造业属于典型的多角色、多流程、长周期的复杂业态，角色之间的合作效率和内外部流程运作效率的提升非常依赖信息的高度透明化和可信任。制造业中的透明化需要满足几个要求：数据可信任 、权限可控、实时性 。
⑤智能化
大数据和人工智能将赋能与设计、仿真、制造环节，未来的制造链将充分挖掘万亿级传感器采集的物联网大数据和互联网大数据，实现诸如智能需求预测、智能报价、智能资源匹配、智能制造执行、智能物流等，成为一个可持续进化和迭代演进的智慧制造网络。
2. MIP.AI 幂派的特点
MIP.AI 幂派具有鲜明的特点：
2.1 生产数据安全保障
利用区块链相关技术，生产数据可以在设计、传播、制造的全流程得到安全保障。
例如：用户 A 想制造一个零件，只需要通过区块链的智能合约功能，把生产数据（例如 STL 模型）直接通过网络传输给服务商的 3D 打印机进行打印生产，服务商在没有得到完整生产数据的情况下，即可进行生产，杜绝了数据泄露，保证安全。这种情况下，就从源头上解决了文件容易被盗版、复制、篡改的问题。
2.2 生产数据资产化
把设计师工程师的设计数据，变成一种数字资产，可售卖生产授权，按使用次数收费，实现数据变现和交易。设计师上传自己的设计，经过审核投票后，可以获得系统奖励；也可以通过平台来放心的售卖自己的设计作品，如果有人对其设计感兴趣，可以用 token 支付购买。
2.3 幂派盒子连接分布式制造；3D 打印工作量证明挖矿
世界各地的数字制造资源，适配并连接幂派盒子后，再通过互联网接入 MIP.AI幂派，并通过链上匹配合适的订单，实现全球分布式制造。
数字制造设备（例如 3D 打印机）适配盒子后，可以通过计算打印工作量进行挖矿，得到 token。产出的不是靠算力来解题得到答案，而是实实在在有使用价值的物品。
2.4 智能化生产，设备智能自治
由于人工智能技术的引入，MIP.AI 幂派能够精准分析用户提交的数据与需求，智能完成图纸可生产性分析、选择合适的制造者和设备、使用最优化的切片参数、生产性风险的规避等；
应用最新的 IOT 技术，可以实现对设备的实时监控、远程控制、预测性设备维保等。区块链的分布式特性非常适合设备的边缘计算和边缘控制，能够在保障设备联网安全性的基础上，实现设备的智能自治，极大的提升生产效率。
2.5 透明工厂，全流程实时查看、生产追溯
生产制造数据，被使用的情况，全部拥有不可篡改的记录。例如一个 3D 模型，被谁哪个节点打印、打印次数等，全部记录在链上。
利用 IOT 技术实现设备联网，在获得授权的情况下，平台上可以实时查看节点生产设备的状态，例如空置、维修、满负荷生产等。
2.6 生产制造服务资格验证
通过区块链对供应商进行验证。供应商的某款型号的 3D 打印机及其可以提供的材料种类、精度、尺寸等信息可以记录在幂派上，客户可以在发送打印订单之前在区块链上验证此信息。证书的证明或验证可由第三方网络协调人或中立组织完成。另外，供应商也可以自己提供证明证书，机器所有权证明和材料，并将其放在幂派上，以便其他用户进行验证。
2.7 智能派单，高效匹配资源
制造业中，资源高效配置的最大难题是，如何匹配快速合适的制造者。这需要对需求进行深度分析，并对制造者的能力进行多维度的量化分析。
利用大数据和人工智能，制造链上的需求可以被按照地区、生产要素、优先级、设计相关性、性能要求等进行自动分类，拆单合单，生成多维度精细化的 BOM 单。链上的制造资源可以按照设备种类、材料种类、地区、历史数据生成的服务水平评分、空闲程度、价格等因素进行归类，由平台将 BOM 单分配给最合适的制造资源，实现客户满意度和资源利用率双高。
2.8 扩展能力强
MIP.AI 幂派日后将加入开放式的智能合约体系，可以很容易扩展更丰富的设备类型和交易类型。
MIP.AI 支持丰富的设备类型，各种 3D 打印机设备，同时很方便扩展成支持其他类型的数字化制造设备；支持丰富的交易类型，包括生产数据交易、版权交易、制造服务租赁、制造设备租赁、生产物料交易等，并可以根据业务需要进行扩展。
3. MIP.AI 幂派的资源和能力
数字化分布式制造链 MIP.AI 幂派拥有一支在互联网、人工智能、大数据存储、物联网、数据加密、3D 模型检索、数字化设计、智能制造领域、区块链技术经验丰富的团队。
MIP.AI 幂派团队从 2012 年开始涉足 3D 打印行业，已经积累全球 2000 多家先进制造企业资源，已与 4 万设计师有过合作，吸引潜在需求的 60 万用户，积累超过百万级别的 3D 模型数据。
随着平台的发展，MIP.AI 幂派将得到工业设计机构、3D 数字化技术提供商、3D 打印机及耗材提供商、3D 打印设备经销商、3D 打印服务商、第三方检测验证支持、金融支持、知识产权保护等领域的支持，获取行业大数据，并将大数据进行深入分析，转化为更高价值的产能。
MIP.AI 幂派平台架构
1. MIP.AI 幂派平台架构
MIP.AI 幂派区块链数字化制造平台总共分为：SaaS 应用层、PaaS 服务层、区块链中间层和物联层，分别承担着不同的职能，全方位的确保区块链技术在数字化制造中的应用，同时在不同的层之间穿插着跨层功能，确保各层之间的完美对接。
平台架构要点：
· 区块链记录文件信息，保证无法篡改，作为识别验证的数据库。对生产数据文件（3D 模型）、厂商、设备、设计师工程师进行识别验证。
· 使用信息隐藏技术，为每个模型嵌入有效的版权隐藏信息，类似给每个模型赋予唯一的“模型指纹”，进而做到对设计师劳动成果的有效保护。哈希索引，对应模型文件。
· 利用 M2M 技术实现 3D 打印机的联网，利用 IOT 技术实现对 3D 打印机的数据采集。
· 区块链系统提供自动审计跟踪，使用户能够跟踪和追踪资产的状态，这也有助于防止设计盗窃。智能合约会维护所有的 3D 打印使用日志。
· 当涉及到全球范围分布式组件的生产时，必须保证只有授权人员才能访问数据，只有原始数据被打印，并且这些数据在授权使用后不会被滥用来制造盗版副本。
· 整个加工制造过程的端到端安全解决方案，从创建 3D 打印数据（模型）到与3D 打印服务提供商及其特殊保护的 3D 打印机交换数据。
· 用户只要上传或者选择任意的模型文件之后，可选择任意适合自己的节点或由系统智能分配最优节点进行制造。
· 每个节点注明自己的制造能力范围，例如是 3D 打印、CNC 或者其他技术，还有颜色、材料性能、尺寸大小、精度、速度等限制性因素。
2. 区块链技术在数字化制造中的应用点（以 3D 打印为例）
①CAD 设计软件、3D 打印模型文件：文件的产生和迭代、知识产权完整性、数字版权管理等，区块链技术可用于追踪每个设计文件的起源及其演变。
②生产数据传输：设备匹配。3D 打印机的打印能力和参数，储存在区块链上，订单预先验证。
③生产准备：文件完整性验证，确保是可以执行的打印命令数据。
④上机生产：机器运行的实时数据，机器的日志不可篡改，如果产品出现问题，可查看区块链中的数据进行取证和追溯。
⑤配送环节：供应链和物流跟踪，产品生产好之后，一旦开始配送，就可以对包裹进行跟踪，确保达到正确的顾客手里。
⑥支付环节：智能合约保证产品交付和资金支付如约安全履行。
3. 技术实现
· 网络析取：众所周知，大数据已经不简简单单是数据大的事实了，而最重要的现实是对大数据进行分析， 只有通过分析才能获取很多智能、深入、有价值的信息。那么越来越多的应用涉及到大数据，而这些大数据的属性，包括数量、速度、多样性等等都是呈现了大数据不断增长的复杂性，所以大数据的分析方法在大数据领域就显得尤为重要，可以说是决定最终信息是否有价值的决定性因素。三维模型大数据依靠对数据属性的分析，通过网络析取的方式自动获取三维模型。
· 用户上传：用户通过三维模型大数据管理与交易平台登录账户，上传自己的三维模型数据，平台记录上传模型的数据量，记录用户的贡献值，给予相应的奖励。
· 模型分类：通过网络析取以及用户上传等方式，我们获取了海量的三维模型数据，对三维大数据的管理至关重要。深度学习在各个领域都取得了瞩目的成绩，在三维模型分类的问题上，我们采用基于深度学习理论方法，学习三维模型相同类间的共性以及不同类间的特性，通过这些信息将海量的三维模型进行智能化自动分类，对数据进行有效的管理。
· 数据加密：3D 打印设计模型，可以在模型标记 3DID 码，将创作者的信息、创作时间加密成为模型内部的密码，形成缩略数字信息，记录在区块链中，用于证明模型的原创性。当模型通过平台流动和打印的时候，平台就可以识别并对作者进行奖励，对盗版者进行惩罚。
· 分布式存储：随着互联网的不断发展，数据呈现指数式的增长，将所有的数据集中存储在一个或者若干个大型机的体系结构已经越来越不能满足大数据的发展。分布式存储应运而生，简单的来说，就是将数据分散存储到多个数据存储服务器上。采用分布式存储架构来存储三维大数据不仅可以提高存储容量，读写效率同时对于采用块 SAN 架构时，可以提高传输速度与读写速率，这对于三维模型数据单个文件较大的特点来说，加速了数据的传输过程，降低了等待时间。利用区块链技术在制造节点之间建立一个数据共享保护机制，以便在加工制造现场之间安全的共享数据，以及帮助确保设计和生产数字线程的安全。
· 在线绘制：用户除了可以上传模型外，也可以在客户端或者网页前端进行设计，创建新的三维模型。同时还可以绘制简单的三维模型来搜索数据库中相似的模型，将设计好的模型插入到自己的设计中，节约设计的时间成本。
· 3D 模型检索：用户通过绘制简单的三维模型来搜索数据库中已有的模型，搜索到所需的模型后，可以插入到自己的设计场景中，也可以下载该模型进行打印等后续操作。
· 区块链交易：以区块链架构来进行交易。区块链具有不可篡改、安全可靠的分布式记账特性。其基于密码学、分布式共识协议、点对点网络通信和智能合约等技术保障，使用区块链账本系统的多个参与者，无需额外的第三方担保机构，即可构成多方交易的信任基础。进而实现低成本、低延迟的信息交换和交易处理，实现数字价值的高效流通。
· 幂派盒子：通过一个硬件或者软件。控制 3D 打印机等制造设备、链接云平台，计算价值币、识别原创。通过盒子，其他用户可以自行调用 3D 打印机资源，自动生产打印。
· 防作弊：和各大 3D 打印机厂商合作，适配固件，无法篡改。
· 可使用的制造技术包括选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、熔融沉积成型（FDM）、PolyJet 3D 打印、直接金属激光烧结（DMLS）、金属EDM 3D 打印、CNC 和主轴车床制造等。用户只要上传 3D CAD 文件，就可以针对上述任何技术进行询价。支持不同的文件类型。比如 obj、stl、step、stp、iges、igs、x_t、x_b 和 sldprt 等。当一个 3D 文件上传之后，系统软件会根据该部件用途、时间要求、成本限制以及特定的材料要求自动生成几个服务选项。
· 模型存储。由于模型较大，占用空间多，将会存储在 IPFS 区块链上， MIP.AI只保存文件的哈希值，IPFS 可以通过哈希值直接索引到对应的文件，并且因为它分布式存储的特点，可以让用户就近获得模型文件。
· 数据修复。用户上传设计的模型数据到平台，平台可自动提示模型设计缺陷，并得到用户授权后自动修复，再保存为数据。
· 自动报价。用户上传模型后，可以选择需要打印的材料种类、精度、后处理工艺等，平台根据制造商旗下 3D 打印机等设备设定的参数，自动计算制造价格。用户支付相应的费用（token）后，制造商将实物制造出来并给到用户。
MIP.AI 幂派区块链技术
1. 分布式结构
MIP.AI 幂派的区块链根据系统确定的开源的、去中心化的协议，构建了一个分布式的结构体系，让价值交换的信息通过分布式传播发送给全网，通过分布式记账确定信息数据内容，盖上时间戳后生成区块数据，再通过分布式传播发送给各个节点，实现分布式存储。具体来说，分布式结构体现在 3 个方面：
· 分布式记账。MIP.AI 幂派通过自愿原则来建立一套人人都可以参与记录信息的分布式记账体系，从而将会计责任分散化，由整个网络的所有参与者来共同记录。
· 分布式传播。区块链中每一笔新交易的传播都采用分布式的结构，根据 P2P网络层协议，消息由单个节点被直接发送给全网其他所有的节点。
· 分布式存储。让数据库中的所有数据均存储于系统所有的电脑节点中，并实时更新。完全去中心化的结构设置使数据能实时记录，并在每一个参与数据存储的网络节点中更新，这就极大的提高了数据库的安全性。
通过分布式记账、分布式传播、分布式存储这三大“分布”，系统内的数据存储、交易验证、信息传输过程全部都是去中心化的。在没有中心的情况下，存证数据在区块链节点中授权和共享，智能交易，协同共享；并接入司法鉴定、数据公证、在线仲裁的服务机构，在线完成信息对接，出具各类报告。
2. 数据区块结构
区块链就是区块以链的方式组合在一起，区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链的网络中来。每一个区块的块头都包含了前一个区块的交易信息压缩值，这就使得从创世块（第一个区块）到当前区块连接在一起形成了一条长链。由于如果不知道前一区块的 HASH 函数值，就没有办法生成当前区块，因此每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后。这种所有区块包含前一个区块引用的结构让现存的区块集合形成了一条数据长链。“区块+链”的数据存储结构如下图所示。
3. 共识机制
无需消耗额外算力即可实现产块后的权益分配，它还能会根据网络的交易状态动态决定由代理或全体节点验证智能合约的执行结果。代理节点由权益人投票选出。票数最多的前 99 个代理依次轮流验证交易，顺序由所有代理节点共同决定，并保证无法被篡改。
在MIP.AI幂派中，上传的模型，3D打印机的打印工作会被评估为具体的工作量，奖励相应的token；同时获得授权下载模型，使用3D打印机打印模型需要消耗所持有的token。
4. 安全加密算法
MIP.AI幂派涉及的安全加密算法及相关定义如下：
对称加密：对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于 256 bit。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。
非对称加密：非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管， 不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。
私钥（private key）：非公开，是一个 256 位的随机数，由用户保管且不对外开放。私钥通常是由系统随机生成，是用户账户使用权及账户内资产所有权的唯一证 明，其有效位长足够大，因此不可能被攻破，无安全隐患。
公钥（public key）：可公开，每一个私钥都有一个与之相匹配的公钥。 ECC公钥可以由私钥通过单向的、确定性的算法生成，目前常用的方案包括：
secp256r1（国际通用标准）、 secp256k1和 SM2（中国国标）。
在区块链网络中，账户地址是为了安全交换而设计出来的方案，其中的账户、公钥、私钥生成过程存在如下关系：私钥—>公钥—>账户地址，这三者都使用了安全散列算法（Secure Hash Algorithm，简称SHA），可确保足够的安全。散列是信息的提炼，通常其输出要比输入小得多，且为一个固定长度。以目前的技术手段，加密性强的散列一定是不可逆的。即通过用户的账户地址，无法推导出用户的私钥信息。
5. 智能合约协议
智能合约是区块链平台的基础。借助智能合约，可以在处理交易时安全地应用规则。可以使用它们自动执行验证步骤，对过去包含在已签署的物理合约中的条件进行编码。
智能合约意味着区块链交易远不止买卖货币这些交易，将会有更广泛的指令嵌入到区块链中。传统合约是指双方或者多方协议做或不做某事来换取某些东西，每一方必须信任彼此会履行义务。而智能合约无须彼此信任，因为智能合约不仅是由代码进行定义的，也是由代码强制执行的，完全自动且无法干预。
6. 去中心化自治
在去中心化自治系统中，任何决定都要在一个固定时间内完成投票，这个时间根据提议内容不同而发生改变。当且仅当收集到足够高权益的投票，提议才会执行，否则提议将会关闭。在去中心化自治系统中，并不是权益高者的一言堂，权益低者可以联合在一起制衡权益高者。
7. 可追溯性
区块链让全网所有节点都在每一个区块上盖一个时间戳来记账，表示这个信息是这个时间写入的，形成了一个不可篡改、不可伪造的数据库。时间戳可以证明某人在某天确实做过某事，可以证明某项活动的最先创造者是谁。任何事情的“存在性证明变得十分简单，区块链上的每一条交易数据，都可以通过链式结构追本溯源。因此，区块链上的每一笔交易都具有可追溯性。
8. 不可篡改
一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，数据稳定性和可靠性极高。在 MIP.AI 幂派区块链中，所有的交易信息都是不可篡改的。
9. 工作量证明
MIP.AI 采用 3D 打印工作量证明的挖矿方式，也就是说连接在区块链上的 3D打印机的打印工作量会得到相应的 token 奖励。
根据不同的需要，采用 FDM、SLA、DLP、SLM、SLS 等增材制造（也就是3D 打印）技术工艺，CNC 机床等减材制造工艺，注塑、MIM 等等材制造工艺，选用不同的材料种类、加工精度、零部件结构，制作出不同价值的零部件，会奖励相应的 token 。
关于更多MIP.AI信息：http://www.mip.ai/
更多区块链项目介绍：http://www.qukuaiwang.com.cn/news/xiangmu
风险提示：区块链投资具有极大的风险，项目披露可能不完整或有欺骗。请在尝试投资前确定自己承受以上风险的能力。区块网只做项目介绍，项目真假和价值并未做任何审核。
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