笪如軍
(華電煤業(yè)集團(tuán)有限公司,北京市西城區(qū),100032)
所謂的區(qū)塊鏈技術(shù),即由眾多參與主體一起完成建設(shè)維護(hù)工作的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上,區(qū)塊鏈技術(shù)主要使用的是鏈?zhǔn)郊軜?gòu)來對關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存,而在其底層,則通過密碼學(xué)中的多種密碼方法對已保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密從而保證其傳輸安全,數(shù)據(jù)也是通過相對應(yīng)的共識機(jī)制進(jìn)行生成、保存和更新,從而做到所有數(shù)據(jù)的共同保存和防篡改[2]。區(qū)塊鏈有如下幾個(gè)特點(diǎn)。
(1)分布式存儲。分布式存儲是將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛存儲,而不是像以往信息存儲方式一樣將信息以個(gè)體為單位存在數(shù)據(jù)中心。通過這種存儲方式能夠使得數(shù)據(jù)資源價(jià)值最大化,網(wǎng)絡(luò)存儲體系中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠同步保存數(shù)據(jù),各個(gè)節(jié)點(diǎn)中存儲的數(shù)據(jù)信息都能夠被授權(quán)實(shí)時(shí)跟蹤查看,提高信息數(shù)據(jù)的可獲取性以及可信度[3]。
(2)多方保障。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)信息的輸入并非由單個(gè)節(jié)點(diǎn)確定,而要通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有機(jī)會參加的特殊的共識機(jī)制來確認(rèn)數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)信息也只能經(jīng)過某個(gè)節(jié)點(diǎn)的共同認(rèn)證之后,方可載入?yún)^(qū)塊[4]。
(3)防篡改。區(qū)塊鏈體系上所保存的信息不可以被刪除或修改,由于其鏈型的結(jié)構(gòu),各個(gè)區(qū)塊相互之間聯(lián)系相當(dāng)密切,一旦發(fā)生相應(yīng)的刪除或修改,則需要對其鏈上已有的區(qū)塊都加以修改,這需要耗費(fèi)相當(dāng)大的精力和費(fèi)用,且難以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都接受這個(gè)刪除或修改行為,大大增加了修改時(shí)間和困難[5]。區(qū)塊鏈的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為具有時(shí)間戳的單塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),這使數(shù)據(jù)具備了時(shí)序特性,更易于被驗(yàn)證和跟蹤。
(4)智能合約。區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約是一段代碼,這些代碼提前部署固定在區(qū)塊鏈上,達(dá)到事先約定好的協(xié)議之后,系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行合約,取代了傳統(tǒng)合同的簽署流程,規(guī)避了滯后效益,且合約內(nèi)容公開透明、內(nèi)容無法修改,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中合約的智能化運(yùn)行[6]。
區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)根據(jù)功能不同可以分為3級6層,分別是數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層。
在國家積極推動(dòng)煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與企業(yè)融合發(fā)展的背景下,智慧物流平臺得到快速發(fā)展。同時(shí),在智慧礦山建設(shè)的框架下,為解決傳統(tǒng)煤炭企業(yè)物資供應(yīng)主體分散、信息更新慢以及庫存沉積嚴(yán)重等問題,各大煤炭企業(yè)積極開展智慧物流平臺布局工作,持續(xù)深化智慧物流平臺建設(shè)框架,不斷夯實(shí)經(jīng)營管控的智能化建設(shè)基礎(chǔ)[7],其中智能物流系統(tǒng)的建設(shè)是提高煤炭企業(yè)物資采購效率與效益的重要路徑。
為了減少脫硝系統(tǒng)逃逸氨對鍋爐設(shè)備的結(jié)垢、堵塞、腐蝕影響和對大氣環(huán)境的危害,環(huán)保部門和環(huán)保規(guī)范都制定了氨逃逸限定值,本項(xiàng)目是8mg/Nm3。顯然,氨逃逸限定值越低,則能夠達(dá)到的脫硝效率越低。
煤炭企業(yè)智慧物流平臺系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)主要采用B2B平臺結(jié)構(gòu),并根據(jù)煤炭行業(yè)長年累積的物料采購管理經(jīng)驗(yàn),形成與實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)深度契合的煤礦物料采購管理第三方服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺[8]。平臺系統(tǒng)包括采購、合同追蹤、交易平臺等功能,滿足現(xiàn)代化大型煤炭集團(tuán)物資采購管理需要。煤炭企業(yè)智慧物流功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 煤炭企業(yè)智慧物流功能架構(gòu)
煤炭企業(yè)智慧物流功能架構(gòu)主要分為六大模塊,分別是交易參數(shù)設(shè)置模塊、主數(shù)據(jù)平臺模塊、采購需求管理模塊、合同跟蹤模塊、電子招投標(biāo)模塊與平臺交易模塊。其中,領(lǐng)導(dǎo)層與平臺管理者將根據(jù)實(shí)際的平臺交易模式和煤炭企業(yè)自身的運(yùn)營情況設(shè)置招標(biāo)、詢價(jià)、競價(jià)及網(wǎng)上超市交易參數(shù),并提供或接入企業(yè)主數(shù)據(jù)平臺,結(jié)合供應(yīng)商管理和物料編碼管理等主數(shù)據(jù),輔助業(yè)務(wù)流程持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,結(jié)合煤炭企業(yè)在日常經(jīng)營管理中涉及產(chǎn)品管理和排產(chǎn)計(jì)劃管理等的采購需求管理模塊,包含招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)管理和招標(biāo)方管理等的電子招投標(biāo)模塊與涵蓋訂單、物流、發(fā)貨等過程的合同跟蹤模塊,合力為煤炭企業(yè)日常物資的運(yùn)營管理與平臺交易提供保障。智慧物流平臺提供第三方交易平臺接口與集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互,不僅為煤炭企業(yè)決策提供輔助,也為智慧物流的集團(tuán)化管控創(chuàng)造了條件。
智慧物流平臺建設(shè)使用遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RMI)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)層與層間服務(wù)與數(shù)據(jù)資源的快捷調(diào)度;運(yùn)用Mycat信息技術(shù),即開源的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),進(jìn)行同、異步混合處理,以適應(yīng)大數(shù)據(jù)處理量和對復(fù)雜性異構(gòu)的服務(wù)要求;運(yùn)用Redis緩存信息技術(shù)以及Hadoop分布式計(jì)算平臺部署資源等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對運(yùn)算性能的需求[8]。將供應(yīng)商的信息管理、訂貨信息管理等共性業(yè)務(wù)下沉至中臺,提供前臺使用的共享服務(wù)支持等。智慧物流平臺技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智慧物流平臺技術(shù)架構(gòu)
智慧物流平臺的技術(shù)框架以客戶為中心,可大體分為前臺、業(yè)務(wù)服務(wù)與基礎(chǔ)服務(wù)組成的中臺、支付平臺和以私有云平臺與數(shù)據(jù)源組成的后臺。私有云平臺提供資源集群服務(wù)與運(yùn)營保障服務(wù),結(jié)合煤炭企業(yè)自身數(shù)據(jù)源為煤炭企業(yè)智慧物流平臺運(yùn)營提供專業(yè)化支持與有力保障,管控風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)為整個(gè)煤炭企業(yè)日常運(yùn)行賦能。智慧物流平臺中的中臺服務(wù)涵蓋供應(yīng)商管理、需求管理中心等業(yè)務(wù)服務(wù)與權(quán)限服務(wù)、消息服務(wù)等基礎(chǔ)服務(wù)內(nèi)容,成熟的流程設(shè)置與完善的部門管理為前臺業(yè)務(wù)開展與迭代創(chuàng)新提供幫助。其與支付平臺通過網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)容系統(tǒng)、外部商場、支付渠道以及稅務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通,完善服務(wù)系統(tǒng)功能,充分調(diào)用平臺外部信息輔助業(yè)務(wù)運(yùn)行。中臺、支付平臺、后臺的構(gòu)建與完善為智慧物流平臺的前臺運(yùn)營創(chuàng)造良好條件,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商、采購單位、平臺運(yùn)營順利通過Web端、微信端與App端進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。
現(xiàn)階段煤炭企業(yè)物流系統(tǒng)在不斷發(fā)展中遇到一些瓶頸,而區(qū)塊鏈技術(shù)能夠?yàn)槲锪飨到y(tǒng)提供高效解決方案。基于區(qū)塊鏈技術(shù)對煤炭企業(yè)物流系統(tǒng)運(yùn)行的架構(gòu)、流程、數(shù)據(jù)存儲、共享機(jī)制與計(jì)算等進(jìn)行再設(shè)計(jì)。例如,傳統(tǒng)物流系統(tǒng)中存在的信息存儲過度中心化的問題,而區(qū)塊鏈技術(shù)的一大特征——分布式存儲,便能夠有效解決此問題。利用區(qū)塊鏈分布式存儲的特點(diǎn),可以有效防止傳統(tǒng)物流信息存儲過度集中;對于加密信息的簽名和驗(yàn)證方式可以采用無證書簽名方案,這種方法可以確保數(shù)據(jù)信息源頭的可追溯性,解決了傳統(tǒng)物流信息溯源難的問題,降低了溯源成本,并且有利于供應(yīng)鏈商的動(dòng)態(tài)監(jiān)督與管理[9]。區(qū)塊鏈技術(shù)的另一大特征——智能合約,能夠顯著提升物流交易的效度和信度。此外,智慧物流平臺中主數(shù)據(jù)信息全程可追溯的特征也有利于提高整個(gè)系統(tǒng)中利益相關(guān)者對有關(guān)信息的監(jiān)督與審計(jì),提高監(jiān)管效率。
在煤炭智慧物流平臺體系中,各個(gè)參與主體、各種物資以及各個(gè)環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照區(qū)塊鏈的格式輸入并進(jìn)行分布式存儲,在數(shù)據(jù)傳輸過程中,通過加密技術(shù)保障信息的安全。
數(shù)據(jù)層是煤炭物流系統(tǒng)中的基礎(chǔ)層級,職能主要是收集數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行初步數(shù)據(jù)處理。而區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)層的主要信息內(nèi)容包括煤炭物料需求信息、倉儲信息、銷售信息、定價(jià)信息等。采用了區(qū)塊鏈信息技術(shù)后的企業(yè)數(shù)據(jù)并不是全部進(jìn)行共同儲存,而是按照服務(wù)類別在各個(gè)私有鏈上進(jìn)行了分布式存儲。在煤炭企業(yè)物流供應(yīng)系統(tǒng)中的某條服務(wù)私有鏈上,企業(yè)物流供應(yīng)鏈上的主體主要按照各自職責(zé)范圍和所具備的權(quán)限對數(shù)據(jù)信息校對核實(shí),確保數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確。待有關(guān)主體進(jìn)行信息處理之后,系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)時(shí)間加蓋時(shí)間戳,從而提供該項(xiàng)服務(wù)全部實(shí)現(xiàn)的重要證據(jù),提升數(shù)據(jù)信息安全性[10]。而區(qū)塊鏈的獨(dú)立性又保證了在某一節(jié)點(diǎn)的信息可以自行封存,而不至于因?yàn)楹推渌?jié)點(diǎn)交錯(cuò)而造成信息混亂。
另外,區(qū)塊鏈共識機(jī)制以及非對稱加密算法使其更加可靠。盡管煤炭企業(yè)物流供應(yīng)鏈上的各主體都能查詢物資、運(yùn)輸、融資等數(shù)據(jù),但由于非對稱加密使得各主體無法進(jìn)行數(shù)據(jù)修改,從而充分保障了數(shù)據(jù)信息的安全性。當(dāng)供應(yīng)鏈上一方試圖調(diào)整或刪除原始數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)就會同時(shí)向所有節(jié)點(diǎn)提出修改請求,只有51%或以上的節(jié)點(diǎn)同意時(shí)方可實(shí)施,從而減少了數(shù)據(jù)偽造的可能性。
區(qū)塊鏈的去中心化分布式形式能夠讓供應(yīng)鏈各方主體直接進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)交流,而不是通過某個(gè)專門的中間機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)溝通,從而減少了復(fù)雜的信息傳輸層級,讓物資供應(yīng)鏈上下游之間信息傳輸更加便捷,物資供應(yīng)可以精確對接企業(yè)的生產(chǎn)需要[11]。
另外,區(qū)塊鏈技術(shù)有助于克服傳統(tǒng)物流信息化平臺建設(shè)中容易產(chǎn)生的“數(shù)據(jù)孤島”和“牛鞭效應(yīng)”,消除信息扭曲、需求數(shù)據(jù)變異放大等現(xiàn)象,最終實(shí)現(xiàn)物資供給與需求高效匹配。由圖1可知,信息從物資需求的提出,到詢價(jià)交易、招投標(biāo)管理、訂單管理、配送管理、出入庫、驗(yàn)收、支付以及金融等環(huán)節(jié)都要進(jìn)行核對和區(qū)塊鏈上鏈存證,而物資經(jīng)過的各個(gè)環(huán)節(jié)均在區(qū)塊鏈上顯示,借助區(qū)塊鏈上信息實(shí)時(shí)共享,協(xié)同可視化運(yùn)行模式,賦能物資需求和供給的高效匹配[12]。
為了保障煤炭企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的高質(zhì)量完成,物資的質(zhì)量安全至關(guān)重要,而精準(zhǔn)溯源對于物資質(zhì)量的保障發(fā)揮重要作用。因?yàn)閭鹘y(tǒng)物流信息系統(tǒng)集成度差、數(shù)據(jù)隔離繁雜,難以對不良商品實(shí)現(xiàn)溯源和高效召回。可追溯性也是區(qū)塊鏈的關(guān)鍵特征之一,與煤炭企業(yè)物資供應(yīng)的質(zhì)量控制要求一致。通過區(qū)塊鏈的物流信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)將無法進(jìn)行修改,而供應(yīng)商的所有物流活動(dòng)記錄將被永遠(yuǎn)保存。物資原料在何處購買,半成品和成品在何處制造、加工和包裝,由哪些企業(yè)承運(yùn),由何物流中心配送,配送到達(dá)的庫房、制造基地和作業(yè)場所等,物流中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)都被企業(yè)即時(shí)掌握,所需物料能夠被精確跟蹤,問題物料也可被企業(yè)迅速識別并準(zhǔn)確查找來源,從源頭加強(qiáng)了供應(yīng)鏈管理,確保了煤礦企業(yè)物資供應(yīng)的安全可控性。
使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建智能物流平臺的煤炭企業(yè),關(guān)鍵是合約層中的智能合約技術(shù)[13]。智能合約能夠被認(rèn)作自主履行的電子契約,其具有智慧的原因即在觸及約定條款時(shí)會自主履行條款,不需要人工操作。智能合同系統(tǒng)也可觸發(fā)預(yù)先約定好的任何條件。智能合約其實(shí)是對一段代碼進(jìn)行編程,合約所包含的內(nèi)容可以是某個(gè)數(shù)值、某種狀態(tài),比如某特定協(xié)議包括的時(shí)間、動(dòng)作或者資金數(shù)量等。通過區(qū)塊數(shù)據(jù)層對合約內(nèi)容進(jìn)行存儲,識別出觸發(fā)合約相應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn),繼而自動(dòng)執(zhí)行交易[10]。在這種情況下,區(qū)塊鏈充當(dāng)著智能合約的保險(xiǎn)柜,是合約執(zhí)行的理想平臺。
在訂單流程中,基于區(qū)塊鏈技術(shù),智慧物流平臺通過代碼的形式將煤炭的品種、價(jià)格以及庫存數(shù)量等信息儲存到智能合約中,并且設(shè)定相應(yīng)的合約生成條件。進(jìn)行交易時(shí),客戶的訂單信息中如果符合條件代碼,系統(tǒng)將會按照訂單信息自動(dòng)完成相應(yīng)的合約匹配與簽署,同時(shí)平臺在進(jìn)行資金交易時(shí)可以不受地理位置和時(shí)間的限制。
在運(yùn)輸流程中,智慧物流信息平臺一方面將采購配備好的產(chǎn)品信息輸入智能合約中,包括產(chǎn)品種類、數(shù)量等;另一方面,平臺將物流企業(yè)的運(yùn)輸線路、配送裝備以及成本等信息輸入智能合約中。在信息平臺的基礎(chǔ)上,合約信息經(jīng)過智能化運(yùn)算,自動(dòng)為平臺規(guī)劃出相對應(yīng)的物流運(yùn)輸方式。除此之外,在物流配送過程中還可以即時(shí)記賬,從而保證公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保持一致。
在區(qū)塊鏈中,其應(yīng)用層為供應(yīng)鏈的大量應(yīng)用場景提供技術(shù)支撐。應(yīng)用層不僅為供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)成員提供平臺進(jìn)行信息交互,而且提供了許多物流供應(yīng)鏈管理上的業(yè)務(wù)服務(wù)[14]。區(qū)塊鏈的應(yīng)用層包含了煤炭企業(yè)智慧物流平臺操作流程中通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種應(yīng)用場景。該流程主要包括交易前的資金結(jié)算支付、訂單查詢,交易過程中合同的簽訂以及交易后的資源安排、整個(gè)流程的賬務(wù)處置等。通過區(qū)塊鏈的應(yīng)用層,智慧物流平臺交易的整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)公開化、透明化。因此,交易過程中涉及的上下游企業(yè)可以對整個(gè)流程中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢、獲取以及監(jiān)督。除此之外,在業(yè)務(wù)流程進(jìn)行過程中,完整的賬務(wù)信息可以及時(shí)提供給平臺的相關(guān)利益方,并且保證了信息的真實(shí)可靠,這將極大地賦能物資采購的全程監(jiān)督與審計(jì),在降低人工成本的同時(shí)大幅提高效率。
區(qū)塊鏈既是一種技術(shù)也是一種新設(shè)計(jì)理念、新應(yīng)用模式、新組織形式。煤炭企業(yè)智慧物流平臺可利用區(qū)塊鏈的智能化、自動(dòng)化特征,對煤炭企業(yè)物流中的不同信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理[15]。
區(qū)塊鏈分布賬本、共識機(jī)制、非對稱加密、時(shí)間戳等技術(shù)特性,形成了區(qū)塊鏈去中心化、信息對稱、防偽防篡改、永久儲存數(shù)據(jù)、自動(dòng)化履約等優(yōu)勢,將其引入煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)體系中,將從數(shù)據(jù)安全管理、物資供需精準(zhǔn)匹配、物資供應(yīng)精準(zhǔn)溯源、物流系統(tǒng)各種合約的智能化處理以及全流程的監(jiān)督與審計(jì)5個(gè)主要方面賦能煤炭企業(yè)智慧物流平臺的建設(shè),提升現(xiàn)代煤炭企業(yè)智慧物流平臺的功能與效用,為集團(tuán)公司的物資管控職能提供現(xiàn)代物資技術(shù)的有力支撐,進(jìn)一步促進(jìn)煤炭企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與管理變革。
為了更好揭示區(qū)塊鏈技術(shù)賦能煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)的內(nèi)在邏輯,筆者給出了區(qū)塊鏈與煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)的耦合機(jī)理,如圖3所示。

圖3 區(qū)塊鏈與煤炭物流管理耦合機(jī)理
(1)分析了區(qū)塊鏈技術(shù)及其核心優(yōu)勢,簡述了現(xiàn)代煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)功能與技術(shù)架構(gòu),在此基礎(chǔ)上解析了區(qū)塊鏈技術(shù)如何在煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)中發(fā)揮重要作用,通過技術(shù)賦能提高物流系統(tǒng)運(yùn)作效率。
(2)從5個(gè)主要方面給出了區(qū)塊鏈賦能煤炭企業(yè)智慧物流平臺建設(shè)的耦合機(jī)理,從而更加結(jié)構(gòu)化地揭示了二者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)特征,為未來的智能礦山建設(shè)提供理論借鑒與參考。
(3)在未來的研究中,可進(jìn)一步就區(qū)塊鏈技術(shù)如何為煤炭企業(yè)物流與供應(yīng)鏈金融系統(tǒng)的發(fā)展賦能進(jìn)行探索,揭示其內(nèi)在機(jī)理,為煤炭企業(yè)智慧物流平臺的優(yōu)化升級提供分析基礎(chǔ)。此外,應(yīng)當(dāng)意識到,單純依靠前沿技術(shù)的系統(tǒng)化應(yīng)用無法徹底推進(jìn)煤炭企業(yè)現(xiàn)代物流結(jié)構(gòu)的深刻變革,還應(yīng)將煤炭企業(yè)現(xiàn)代物流運(yùn)作體系優(yōu)化,煤炭行業(yè)物資供應(yīng)平臺商業(yè)生態(tài)再造與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等先進(jìn)技術(shù)深度融合,才是未來的發(fā)展之道,也是有待下一步深入研究的內(nèi)容。