區(qū)塊鏈技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用探索

金明堂，蔡建清

（南京市江北新區(qū)中央商務(wù)區(qū)建設(shè)管理辦公室）

1 引言

區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式[1]。通過(guò)使用密碼學(xué)連接產(chǎn)生類似數(shù)據(jù)模塊[2]，數(shù)據(jù)模塊中包含交易的信息，用于確定信息的有效性和誕生新的區(qū)塊。區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特性[1]有去中心化、共識(shí)機(jī)制、信息不可篡改、特有激勵(lì)機(jī)制等。區(qū)塊鏈的主要目的是打破信息孤島[3]，便于信息數(shù)據(jù)的隨時(shí)調(diào)用，達(dá)到多方間的信息透明與互相信任。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)可以將所有過(guò)程信息準(zhǔn)確無(wú)誤地記錄在鏈上，能把復(fù)雜工程管理過(guò)程中的所有工程相關(guān)數(shù)據(jù)完整記錄下來(lái)，能夠處理傳統(tǒng)工程管理中存在的數(shù)據(jù)安全性差、單點(diǎn)控制、聯(lián)動(dòng)能力差、數(shù)據(jù)一致性差、數(shù)據(jù)抗抵賴性差等一系列問(wèn)題[4]。

2 工程區(qū)塊鏈平臺(tái)

工程區(qū)塊鏈平臺(tái)是面向工程建設(shè)全過(guò)程管理的信息化管理平臺(tái)，支持區(qū)塊鏈+工程管理的各項(xiàng)應(yīng)用運(yùn)行，服務(wù)管理業(yè)務(wù)的有序開(kāi)展。平臺(tái)以區(qū)塊鏈分布式賬本技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合BIM、大數(shù)據(jù)、人工智能等支撐技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)體系、質(zhì)量安全體系、激勵(lì)體系為主要保障，采集可信數(shù)據(jù)，構(gòu)建具有穿透式管理、公開(kāi)透明、信息共享、考核評(píng)價(jià)的全過(guò)程透明建設(shè)平臺(tái)。基于信用、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)、多方協(xié)同，把區(qū)塊鏈和項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，為工程建設(shè)過(guò)程提供客觀、可信和可追溯支持，并支持多方角色和多方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)接和同步。

工程區(qū)塊鏈平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)打通、歸并、上鏈以及自動(dòng)采集，并進(jìn)行智能監(jiān)管。采用手動(dòng)和自動(dòng)上傳設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)采集的傳輸模式、數(shù)據(jù)格式以及編譯格式的確定，統(tǒng)一接口開(kāi)發(fā)。

工程區(qū)塊鏈平臺(tái)能夠連接各項(xiàng)目的施工企業(yè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院、設(shè)備材料供應(yīng)商等，構(gòu)建互信共贏的集成平臺(tái)，相關(guān)的安全質(zhì)量隱患檢查記錄、質(zhì)量驗(yàn)收記錄、安全技術(shù)交底、設(shè)計(jì)變更、進(jìn)度信息、合同施工過(guò)程資料、照片等均能上鏈管理，實(shí)現(xiàn)透明性、不可篡改、可信和追溯的技術(shù)能力。

3 “區(qū)塊鏈+工程管理”主要應(yīng)用

針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目分散、智慧工地缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、信息傳遞滯后等痛點(diǎn)，圍繞施工全過(guò)程安全、質(zhì)量、成本等生產(chǎn)管理核心業(yè)務(wù)，通過(guò)區(qū)塊鏈構(gòu)建底層的數(shù)據(jù)架構(gòu)，組織形成以安全、質(zhì)量數(shù)據(jù)為主的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，將工程數(shù)據(jù)上鏈管理，逐步擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型進(jìn)而構(gòu)建工程知識(shí)圖譜，對(duì)項(xiàng)目設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行去中心化管理，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程共享、設(shè)備優(yōu)化控制、異常預(yù)警機(jī)制和數(shù)據(jù)備份措施。基于工程區(qū)塊鏈平臺(tái)的架構(gòu)和技術(shù)特征，圍繞施工管理中的質(zhì)量安全、成本管控等核心需求，探索其在施工管理中的潛在應(yīng)用。

3.1 區(qū)塊鏈與BIM

目前，BIM已在工程管理中得到了廣泛應(yīng)用，項(xiàng)目的各參與方必須整合BIM，區(qū)塊鏈去中心化分類賬本系統(tǒng)的性質(zhì)就意味著多方都能夠輕松地為BIM模型做出貢獻(xiàn)，讓各方盡責(zé)并創(chuàng)造更高程度的透明，這種結(jié)合可以實(shí)際提高BIM技術(shù)的有效性，基于區(qū)塊鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。這種持續(xù)地反饋和監(jiān)視有助于施工過(guò)程的透明。

3.2 區(qū)塊鏈與工程質(zhì)量、工程安全

以區(qū)塊鏈溯源加密、信任共識(shí)、安全隱私、共享融合的四大特性為手段，進(jìn)行工程管理業(yè)務(wù)機(jī)制的頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。對(duì)工程質(zhì)量、安全管理業(yè)務(wù)過(guò)程的全面數(shù)字化，以及數(shù)字化后的記錄上鏈管理，實(shí)現(xiàn)所有質(zhì)量安全的管理信息留痕和不可篡改，優(yōu)化傳統(tǒng)的工程質(zhì)量安全管理方式，降低質(zhì)量安全事故發(fā)生概率，提高整體的質(zhì)量安全生產(chǎn)管理水平。

3.3 區(qū)塊鏈與工程物聯(lián)網(wǎng)

在現(xiàn)有的工程管理傳統(tǒng)平臺(tái)下，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)[5]皆為孤島式存在，缺乏有效地使用和管理。區(qū)塊鏈結(jié)合工程物聯(lián)網(wǎng)，可將工程施工中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)(高支模、深基坑檢測(cè)、大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù))打通、歸并、上鏈以及自動(dòng)采集，進(jìn)行智能監(jiān)管。在多維度物聯(lián)管理中，需要打破傳統(tǒng)的物聯(lián)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，在不改變現(xiàn)有工程信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)現(xiàn)有物聯(lián)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)塊鏈化，實(shí)現(xiàn)所有物聯(lián)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、溯源留痕、共享共用。

3.4 區(qū)塊鏈與工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在工程管理的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生的大量技術(shù)交底、質(zhì)量、安全、驗(yàn)收等數(shù)據(jù)和記錄。在現(xiàn)有工程文件管理的體系下，紙質(zhì)文件還占有主導(dǎo)地位，但文件電子化的趨勢(shì)的日益劇增，基于區(qū)塊鏈的數(shù)字技術(shù)，根據(jù)檔案管理、工程管理、工程驗(yàn)收的要求，項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)信息都會(huì)被完整地永久保存在鏈上，這不僅可以讓建造者作為建筑物糾察，也可供后人觀摩學(xué)習(xí)。同時(shí)，區(qū)塊鏈可以與BIM關(guān)聯(lián)，記錄一系列工期和負(fù)責(zé)人的問(wèn)題，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，可以及時(shí)追責(zé)，甚至是任一時(shí)間點(diǎn)、構(gòu)件點(diǎn)。

3.5 質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)管控

工程質(zhì)量與安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可基于BIM、IoT讀取工程質(zhì)量、安全之間的實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行智能分析、隱患排查、風(fēng)險(xiǎn)控制等工程全生命周期管理，并應(yīng)用AI技術(shù)基于區(qū)塊鏈進(jìn)行可信數(shù)據(jù)分析。在可信狀態(tài)下，將工程質(zhì)量安全數(shù)據(jù)上鏈后，AI訓(xùn)練學(xué)習(xí)模型也可同步運(yùn)行，結(jié)合已知的風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)閾值，進(jìn)行對(duì)應(yīng)性的訓(xùn)練學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累和持續(xù)訓(xùn)練之后，AI可對(duì)工程的質(zhì)量安全作出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、現(xiàn)狀危險(xiǎn)即時(shí)預(yù)警、潛在隱患預(yù)測(cè)。

3.6 成本管控智能化

基于工程區(qū)塊鏈，應(yīng)用BIM、AI等技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目成本管理作出相應(yīng)的預(yù)警和判斷。通過(guò)不斷導(dǎo)入工程項(xiàng)目成本相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行全方位的人工智能學(xué)習(xí)，對(duì)控制成本等指標(biāo)進(jìn)行多維度分析，發(fā)生成本異常時(shí)能第一時(shí)間自動(dòng)提醒，并分析成本異常的原因。實(shí)現(xiàn)降低工程成本以及減少相應(yīng)損失，做到工程成本全時(shí)段管控的目的。同時(shí)，結(jié)合區(qū)塊鏈的可追溯、公開(kāi)、透明等特點(diǎn)，讓工程進(jìn)度透明化、隱蔽工程透明化、質(zhì)量信息透明化、安全信息透明化，有效避免傳統(tǒng)模式中易出現(xiàn)的工程腐敗現(xiàn)象，助力構(gòu)建陽(yáng)光工程。

3.7 陽(yáng)光化工程招投標(biāo)

基于區(qū)塊鏈的“去中心化”、“開(kāi)放性”、“獨(dú)立性”、“安全性”等重要特征，通過(guò)分布式核算和存儲(chǔ)，各個(gè)區(qū)塊節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息自我驗(yàn)證、自行傳遞和管理，不受第三方影響。可在工程招標(biāo)初期制定好規(guī)則，規(guī)定好哪些數(shù)據(jù)加密，也可選擇性的進(jìn)行數(shù)據(jù)開(kāi)放和有限傳播。同時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)能夠在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)安全地驗(yàn)證、交換數(shù)據(jù)，不受任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人的干預(yù)。區(qū)塊鏈技術(shù)可以有效避免主觀人為的數(shù)據(jù)變更，陽(yáng)光下的招投標(biāo)可以讓建設(shè)單位匹配到最符合客觀條件的供應(yīng)商，也有利于資信高的供應(yīng)商獲得更多更好地發(fā)展機(jī)會(huì)，為工程建設(shè)保駕護(hù)航。

3.8 透明化合約管理

工程合約管理關(guān)系著工程建設(shè)與管理中多個(gè)角色的切身利益，基于區(qū)塊鏈的工程合約管理應(yīng)用是值得探索的。通過(guò)將工程合同、工程進(jìn)度、工程審計(jì)、工程支付數(shù)據(jù)等內(nèi)容上鏈后，可以成為工程合約的重要憑證。經(jīng)財(cái)務(wù)系統(tǒng)支付的任意工程款項(xiàng)將自動(dòng)與鏈上合同、審計(jì)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行比對(duì)，確保每筆款項(xiàng)透明、可追溯、易審計(jì)，可減少潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.9 自動(dòng)化工程支付

區(qū)塊鏈在工程支付方面可解決工程款挪用、層層分包、工程款支付不及時(shí)與不到位等問(wèn)題。工程款的支付涉及建設(shè)單位、承建單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、分包單位等節(jié)點(diǎn)[6]。把所有相關(guān)付款節(jié)點(diǎn)都流程化，做到智能合約上，并把所有支付鏈上下游單位作為區(qū)塊鏈上的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)智能合約的自動(dòng)執(zhí)行，第一時(shí)間進(jìn)行所有款項(xiàng)的結(jié)算，及時(shí)解決一系列工程款支付慢、支付難、支付不足等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于工程管理的常見(jiàn)需求和區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特征，介紹了工程區(qū)塊鏈平臺(tái)，探索了區(qū)塊鏈技術(shù)+工程管理的主要應(yīng)用，旨在為工程管理人員提供新的管理思路，并為區(qū)塊鏈等新技術(shù)研發(fā)人員提供工程領(lǐng)域的管理需求參考。但是由于區(qū)塊鏈技術(shù)剛剛起步，相關(guān)落地應(yīng)用也較少，而且施工管理領(lǐng)域的信息化程度較低，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)工程管理+區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域還需要更深入的研究，對(duì)需求進(jìn)行深度剖析，開(kāi)發(fā)成熟度更高的應(yīng)用，滿足日益增長(zhǎng)的信息化管理需要。

區(qū)塊鏈作為一種全新的技術(shù)，發(fā)展才十年左右。當(dāng)前，雖然不能清晰描繪區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的路線，但可以肯定的是，隨著交叉學(xué)科以及融合技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的區(qū)塊鏈探索和落地應(yīng)用案例會(huì)出現(xiàn)。特別是隨著新一輪信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大潮的到來(lái)，區(qū)塊鏈技術(shù)在可信工程領(lǐng)域也必將有更多的融合創(chuàng)新應(yīng)用。