區塊鏈技術在工程管理中的應用探索

金明堂，蔡建清

（南京市江北新區中央商務區建設管理辦公室）

1 引言

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式[1]。通過使用密碼學連接產生類似數據模塊[2]，數據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塊。區塊鏈技術的主要特性[1]有去中心化、共識機制、信息不可篡改、特有激勵機制等。區塊鏈的主要目的是打破信息孤島[3]，便于信息數據的隨時調用，達到多方間的信息透明與互相信任。另外，區塊鏈技術可以將所有過程信息準確無誤地記錄在鏈上，能把復雜工程管理過程中的所有工程相關數據完整記錄下來，能夠處理傳統工程管理中存在的數據安全性差、單點控制、聯動能力差、數據一致性差、數據抗抵賴性差等一系列問題[4]。

2 工程區塊鏈平臺

工程區塊鏈平臺是面向工程建設全過程管理的信息化管理平臺，支持區塊鏈+工程管理的各項應用運行，服務管理業務的有序開展。平臺以區塊鏈分布式賬本技術為基礎，結合BIM、大數據、人工智能等支撐技術，以標準體系、質量安全體系、激勵體系為主要保障，采集可信數據，構建具有穿透式管理、公開透明、信息共享、考核評價的全過程透明建設平臺。基于信用、目標驅動、多方協同，把區塊鏈和項目建設相結合，為工程建設過程提供客觀、可信和可追溯支持，并支持多方角色和多方系統的數據對接和同步。

工程區塊鏈平臺可實現物聯網設備數據打通、歸并、上鏈以及自動采集，并進行智能監管。采用手動和自動上傳設備傳感器數據采集的傳輸模式、數據格式以及編譯格式的確定，統一接口開發。

工程區塊鏈平臺能夠連接各項目的施工企業、監理、設計院、設備材料供應商等，構建互信共贏的集成平臺，相關的安全質量隱患檢查記錄、質量驗收記錄、安全技術交底、設計變更、進度信息、合同施工過程資料、照片等均能上鏈管理，實現透明性、不可篡改、可信和追溯的技術能力。

3 “區塊鏈+工程管理”主要應用

針對建設項目分散、智慧工地缺乏統一標準、信息傳遞滯后等痛點，圍繞施工全過程安全、質量、成本等生產管理核心業務，通過區塊鏈構建底層的數據架構，組織形成以安全、質量數據為主的工程數據庫，將工程數據上鏈管理，逐步擴充數據類型進而構建工程知識圖譜，對項目設備及系統進行去中心化管理，實現進程共享、設備優化控制、異常預警機制和數據備份措施。基于工程區塊鏈平臺的架構和技術特征，圍繞施工管理中的質量安全、成本管控等核心需求，探索其在施工管理中的潛在應用。

3.1 區塊鏈與BIM

目前，BIM已在工程管理中得到了廣泛應用，項目的各參與方必須整合BIM，區塊鏈去中心化分類賬本系統的性質就意味著多方都能夠輕松地為BIM模型做出貢獻，讓各方盡責并創造更高程度的透明，這種結合可以實際提高BIM技術的有效性，基于區塊鏈進行實時更新。這種持續地反饋和監視有助于施工過程的透明。

3.2 區塊鏈與工程質量、工程安全

以區塊鏈溯源加密、信任共識、安全隱私、共享融合的四大特性為手段，進行工程管理業務機制的頂層設計和統籌協調。對工程質量、安全管理業務過程的全面數字化，以及數字化后的記錄上鏈管理，實現所有質量安全的管理信息留痕和不可篡改，優化傳統的工程質量安全管理方式，降低質量安全事故發生概率，提高整體的質量安全生產管理水平。

3.3 區塊鏈與工程物聯網

在現有的工程管理傳統平臺下，物聯網數據[5]皆為孤島式存在，缺乏有效地使用和管理。區塊鏈結合工程物聯網，可將工程施工中的物聯網設備數據(高支模、深基坑檢測、大體積混凝土溫度監測等物聯網檢測數據)打通、歸并、上鏈以及自動采集，進行智能監管。在多維度物聯管理中，需要打破傳統的物聯數據存儲模式，在不改變現有工程信息系統的基礎上，運用區塊鏈技術對現有物聯設備的數據進行區塊鏈化，實現所有物聯數據互聯互通、溯源留痕、共享共用。

3.4 區塊鏈與工程數據存儲

在工程管理的過程中，會產生的大量技術交底、質量、安全、驗收等數據和記錄。在現有工程文件管理的體系下，紙質文件還占有主導地位，但文件電子化的趨勢的日益劇增，基于區塊鏈的數字技術，根據檔案管理、工程管理、工程驗收的要求，項目的所有數據信息都會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，也可供后人觀摩學習。同時，區塊鏈可以與BIM關聯，記錄一系列工期和負責人的問題，一旦出現問題，可以及時追責，甚至是任一時間點、構件點。

3.5 質量安全風險管控

工程質量與安全風險預警可基于BIM、IoT讀取工程質量、安全之間的實時檢測數據，并進行智能分析、隱患排查、風險控制等工程全生命周期管理，并應用AI技術基于區塊鏈進行可信數據分析。在可信狀態下，將工程質量安全數據上鏈后，AI訓練學習模型也可同步運行，結合已知的風險參數閾值，進行對應性的訓練學習。經過長期的數據積累和持續訓練之后，AI可對工程的質量安全作出風險評估、現狀危險即時預警、潛在隱患預測。

3.6 成本管控智能化

基于工程區塊鏈，應用BIM、AI等技術對工程項目成本管理作出相應的預警和判斷。通過不斷導入工程項目成本相關數據，進行全方位的人工智能學習，對控制成本等指標進行多維度分析，發生成本異常時能第一時間自動提醒，并分析成本異常的原因。實現降低工程成本以及減少相應損失，做到工程成本全時段管控的目的。同時，結合區塊鏈的可追溯、公開、透明等特點，讓工程進度透明化、隱蔽工程透明化、質量信息透明化、安全信息透明化，有效避免傳統模式中易出現的工程腐敗現象，助力構建陽光工程。

3.7 陽光化工程招投標

基于區塊鏈的“去中心化”、“開放性”、“獨立性”、“安全性”等重要特征，通過分布式核算和存儲，各個區塊節點實現信息自我驗證、自行傳遞和管理，不受第三方影響。可在工程招標初期制定好規則，規定好哪些數據加密，也可選擇性的進行數據開放和有限傳播。同時，所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據，不受任何機構和個人的干預。區塊鏈技術可以有效避免主觀人為的數據變更，陽光下的招投標可以讓建設單位匹配到最符合客觀條件的供應商，也有利于資信高的供應商獲得更多更好地發展機會，為工程建設保駕護航。

3.8 透明化合約管理

工程合約管理關系著工程建設與管理中多個角色的切身利益，基于區塊鏈的工程合約管理應用是值得探索的。通過將工程合同、工程進度、工程審計、工程支付數據等內容上鏈后，可以成為工程合約的重要憑證。經財務系統支付的任意工程款項將自動與鏈上合同、審計等數據，并進行比對，確保每筆款項透明、可追溯、易審計，可減少潛在風險。

3.9 自動化工程支付

區塊鏈在工程支付方面可解決工程款挪用、層層分包、工程款支付不及時與不到位等問題。工程款的支付涉及建設單位、承建單位、設計單位、監理單位、分包單位等節點[6]。把所有相關付款節點都流程化，做到智能合約上，并把所有支付鏈上下游單位作為區塊鏈上的節點，通過智能合約的自動執行，第一時間進行所有款項的結算，及時解決一系列工程款支付慢、支付難、支付不足等問題。

4 結語

本文基于工程管理的常見需求和區塊鏈技術的主要特征，介紹了工程區塊鏈平臺，探索了區塊鏈技術+工程管理的主要應用，旨在為工程管理人員提供新的管理思路，并為區塊鏈等新技術研發人員提供工程領域的管理需求參考。但是由于區塊鏈技術剛剛起步，相關落地應用也較少，而且施工管理領域的信息化程度較低，可以預見，未來工程管理+區塊鏈技術領域還需要更深入的研究，對需求進行深度剖析，開發成熟度更高的應用，滿足日益增長的信息化管理需要。

區塊鏈作為一種全新的技術，發展才十年左右。當前，雖然不能清晰描繪區塊鏈產業未來發展的路線，但可以肯定的是，隨著交叉學科以及融合技術的發展，越來越多的區塊鏈探索和落地應用案例會出現。特別是隨著新一輪信息技術基礎設施建設大潮的到來，區塊鏈技術在可信工程領域也必將有更多的融合創新應用。