基于區塊鏈的電力物資供應鏈數據協同共享管理探究

程棟CHENG Dong

（國網浙江省電力有限公司紹興供電公司物資部，紹興 312000）

1 電力物資供應鏈的特點及協同管理方法

1.1 電力物資供應鏈的特點

電力物資包括發動機、輸變電設備、用電設備及電力電子設備等多種類型，目前的電力建設過程中，相關企業通常會采取集中采購的措施，來確保各類電力物資的規模化和標準化采購，從而增強電力建設項目質量的穩定性。相對于其他行業而言，電力物資供應鏈在物資供應商方面數量較多，且分散特征突出，物資的供應鏈一般是以訂單為驅動力，在物資供應過程中存在較強的齊套性需求。首先，電力行業規模較大，各個區域對物資的需求均存在差異，為了保證需求得到有效滿足，則勢必形成供應商數量繁多且分散的現象，而這種情況則容易導致物資的供應與需求之間的矛盾和難以協調的問題產生[1]。其次，電力物資的種類、數量、規格和型號不同是電力行業本身的特征所決定的。為了確保物資供應的充分性，相關過程中通常是根據項目需求，形成對應訂單，來滿足各種種類、型號和數量物資的需求。最后，在電力工程之中，對物資的使用是基于對不同設備部件進行合理組裝，使之成為完整的設備來發揮功能的，由此可見相應的電力物資在齊套性特征方面也比較突出。

1.2 供應鏈協同管理的方法

供應鏈協同管理在本質上是要求相關物資供應主體之間，形成戰略協同、信息協同、信任協同和業務協同，通過這些方式來達到對電力物資分配的協同。在傳統的電力物資供應鏈協同管理過程中，所采取的方法有如下幾種：①電子數據交換。這一方法是通過標準化的數據信息來針對現階段各個業務流程之中產生的數據進行傳輸和交換，達到彼此協同的作用。這種技術在供應鏈管理之中應用極為廣泛，通過借助計算機技術可以大大地提升信息傳輸和處理效率，有效地降低電力物資供應的錯誤可能性。但是這種方法在應用的時候，仍然無法完全排除人員干擾，且電子數據交換過程中也可能面對各個信息安全問題。②基于Intranet/Internet 的信息集成系統。該管理方法是依托互聯網來搭建供應鏈信息交互的渠道，能夠有效提升數據傳輸和數據分析的效率，因此應用也比較廣泛[2]。但是隨著當前供應鏈數據量的增大，該技術的數據處理能力越來越不足，同時供應鏈之中的各個主體，可能在信息系統的搭建過程中并未充分考慮與其他主體之間相互兼容的問題，從而也可能對數據的轉換和利用效率形成影響。此外，這種技術也面對著互聯網安全問題的影響，在供應鏈協同管理過程中的價值逐步降低。③數據中心化管理模式。這種供應鏈管理方法是通過對數據進行系統性收集、處理、分析、輸出來實現協同管理的，而該過程中的參與方則僅為核心企業，因此整體效率低，所具有的協同能力較弱。

2 基于區塊鏈的電力物資供應鏈協同共享管理

2.1 區塊鏈的特征及架構

區塊鏈可以實現多主體去中心化、去信任化管理。首先，在去中心化管理過程中，其可以讓每個主體代表一個區塊鏈節點，且每個節點之間均相互平等，進行供應鏈管理的時候，可以確保相應的物流、資金流、信息流等都在相同的機制之下進行傳輸，從而能夠有效地解決以往供應鏈管理之中存在的信息孤島效應。其次，區塊鏈之中的各個主體均依靠分布式共享數據庫和加密算法來完成技術背書，在各項活動之中，只需遵守共同的智能合約即可，有效地對傳統的信任體系進行打破，可以增強對各方的約束效果[3]。此外，區塊鏈的分布式記賬特征也對當前的電力物資供應鏈管理具有促進作用，該過程中，各個區塊鏈節點都存在自身的交易信息和非交易信息，其中交易信息包括資金流和交易本身，而非交易信息則主要為業務的形成過程與最終結果，這些信息通過智能合約觸發共識機制，可以對各個節點進行同時記賬。在架構方面，區塊鏈主要包括P2P 網絡、非對稱加密、智能合約和共享機制，相關技術能夠在應用過程中實現對數據的收集、信息的共享、共識的達成以及智能合約的管理等方面。在層次劃分方面，通常可以將其分為應用層、合約層、激勵層、共識層、網絡層和數據層（如圖1 所示）。

圖1 區塊鏈基本架構

2.2 區塊鏈在電力數據供應鏈協同管理中應用的可行性

傳統的電力物資數據供應鏈協同管理過程中，不同節點的企業之間，存在著比較突出的信息溝通不暢、運行效率低下的問題，阻礙了電力物資供應的有效性提升。分析這些問題產生的原因，主要是由于供應鏈各個主體之間的信息共享程度較低，以及供應鏈主體之間的信任關系薄弱所導致[4]。首先，傳統電力物資供應鏈之中，各個主體均需要將自身的利益放在首位，對整體的利益缺乏認識，最終可能造成參與主體既無法充分保障自身利益，又導致其他供應鏈節點利益受損的現象出現。同時傳統供應鏈管理體系之中，電力物資需求方與供應方之間難以進行對采購、倉儲、生產、配送等信息進行及時的共享，供應鏈的風險抵抗能力相對較弱，勢必會導致在進行相關物資供應活動的時候，各個節點優先考慮自身利益的現象[5]。其次，供應鏈的穩固需要不同主體之間的充分信任，傳統供應鏈管理之中并不存在具有極強效力的信任體系約束，從而可能導致各個主體之間相互信任在不同的意外之中逐步喪失，進而逐漸摧毀供應鏈的穩定性。

針對相關問題，區塊鏈技術的去信任化機制、智能合約機制、協同管理機制和安全透明機制都能夠對傳統供應鏈在運行過程中所可能出現的風險、信息壁壘和信任危機進行解決，原因是區塊鏈是依托相應的機制來構建第三方信任管理與約束策略，其去中心化特征可以確保所有的供應鏈節點局能夠平等地參與到供應鏈管理過程中，確保了信息的全面公開透明[6]。信任機制的存在可以保證供應鏈各個節點的數據信息在沒有任何可信第三方或信用中心機構擔保下，進行數據的可信任交換與存儲，有效地消除了以往供應鏈中信息不對稱的問題（如圖2 所示）。智能合約機制，則可以將相關參與主體之間形成的共識制定成為智能合約，通過預設條件，智能合約將能夠實現自動識別、觸發、執行條約內容，具有一定的強制性，可以有效地降低合約執行過程中不誠信問題的發生率。

圖2 區塊鏈與電力物資供應鏈的契合程度

3 基于區塊鏈的電力物資供應數據協同共享設計

3.1 區塊鏈類型的選擇

針對當前電力物資供應數據協同管理，可供選擇的區塊鏈類型包括公有鏈、聯盟鏈和私有鏈三種架構，公有鏈是全開放性系統，任何主體或是個人都可以通過注冊之后進入，并成為節點之一，當然公有鏈也可以讓所有參與其中的主體或個體進行對數據信息的平等獲取，這種情況可能帶來相對較大的安全風險。而私有鏈則是封閉系統，在使用過程中僅僅針對特定的企業或是組織進行開放和使用，數據獲取、上傳等都有著較為嚴格的條件。聯盟鏈則可以針對相關的協議用戶進行開放，對應主只需通過注冊成為節點，即可獲取參與的權利。不同區塊鏈的特征見表1。

表1 不同區塊鏈的特性對比

3.2 基于聯盟鏈的供應鏈協同管理架構

針對傳統的電力物資供應鏈管理所存在的問題，在進行架構設計的過程中應當以保證供應鏈參與方的數據共享高效，以及信任關系穩定為核心，在具體的架構設計過程中，可以按照區塊鏈的基本層次結構，分為應用層、合約層、共識層、網絡層和數據層5 個層面，具體實現和功能闡述如下：①作業層。作業層是該供應鏈信息來源的基礎，在信息獲取的過程中通過電力生產的現場作業，以及物資規劃制定與需求契合的采購、倉儲、物流計劃，形成數據信息。在信息獲取的過程中，也可以通過條形碼、RFID 以及傳感器等，進行對信息的系統化采集，并將電力物資需求信息上傳至數據層。②合約層。合約層通過算法、代碼和智能合約共同組成，作用在于降低人員因素對供應鏈管理的干預和影響，促進供應鏈管理的自動化與智能化水平。智能合約在選擇過程中可以根據電力工程的建設需求，分為物資采購條例、質量標準、訂單、物流4 項，采購條例根據物資與標準契合的程度，進行自動執行；質量標準則根據驗收結果，自動執行處罰條約；采購訂單則根據當前的物資庫存水平，自動編制和傳輸訂購條約；物資配送則根據供應方的配送需求，自動執行物流調配條約。③共識層。以計算機算法進行授權代表篩選，并以授權代表進行對各接點的管理。④網絡層。區塊鏈供應鏈管理需借助P2P 網絡協議、身份驗證機制和信息傳播機制，形成對應的網絡架構，在這些機制之下，可以將所獲取的各類信息存儲于各個節點之中，形成對數據的分布式存儲。同時不同的供應節點也可以直接與其他節點進行信息的交互，讓所存儲的信息始終處于持續更新的狀態，從而將能夠提升信息傳播的速度，以及對持續變化的需求的滿足程度。⑤數據層。數據層主要應用于對各類數據信息的存儲，當獲取數據并傳輸至數據層之后，可以采取相應的算法對數據進行加密，并加蓋對應的時間戳，打包至數據區塊。在合約條件滿足之后，通過調用這些數據，即可觸發智能合約，實現對合約的自動執行。

3.3 基于區塊鏈的物資溯源系統設計

區塊鏈技術具有數據不可篡改的特點，這一特點可以為當前電力物資供應鏈管理之中的溯源問題提供支持。在設計過程中，溯源系統的架構可以設計為應用層、基礎設施層、數據接入層3 個層級。應用層是以企業、市場監督部門接入，從而查詢相關物資生產制造過程、運輸信息的入口，基礎設施層則是為整個溯源系統提供基礎技術支持，通過智能合約將關鍵數據信息傳輸到區塊鏈數據層的設施，而數據接入層則與區塊鏈整體架構之中的作業層重合，通過相應的傳感設備來對物資的加工、物流信息數據進行采集，并分布式存儲到區塊鏈數據存儲層之中（如圖3 所示）。

圖3 區塊鏈物資溯源流程

4 結語

綜上所述，在當前的電力物資供應鏈管理過程中，傳統的供應鏈管理方法在應用的時候面臨著比較突出的數據共享及時性和有效性差，無法靈活滿足當前電力物資的多樣化需求。針對這種情況，進行對區塊鏈技術的合理應用，將能夠比較有效地解決數據信息共享，以及信任問題，從而充分地保障電力物資供應的充分性和及時性。