區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧建造中的應(yīng)用研究探析

殷利建 竇安華 魏飛龍 孫洪磊 王鵬飛

【摘要】近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、醫(yī)療、經(jīng)濟(jì)、教育等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用不斷豐富。而作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)，盡管其不斷提升新技術(shù)的應(yīng)用力度，但信息化程度依然比較低。最近，隨著新基建的提出和深化，對(duì)建筑行業(yè)信息化提出了更高的要求。為進(jìn)一步提高建筑業(yè)信息化水平，本文通過對(duì)區(qū)塊鏈的典型技術(shù)特點(diǎn)分析，探討其在建筑業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)地應(yīng)用場(chǎng)景。以期達(dá)到降本增效、高度智能、安全環(huán)保的效果。優(yōu)化建筑業(yè)業(yè)務(wù)模式和服務(wù)方式，以期為建筑業(yè)新發(fā)展提供動(dòng)力和參考。

【關(guān)鍵詞】區(qū)塊鏈技術(shù);智慧建造

1、區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)最早由中本聰在其發(fā)表的《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》提出。被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的能夠改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活形態(tài)的又一里程碑變革技術(shù)。有望為銀行、零售、機(jī)械、制造業(yè)等諸多傳統(tǒng)領(lǐng)域帶來深刻變革。

1.1概念

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種沒有任何中心控制點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分布式系統(tǒng)。其交易數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)所有權(quán)的轉(zhuǎn)讓，并按發(fā)生順序依次存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。類似于銀行賬戶的每筆提款、存款和轉(zhuǎn)賬記錄的對(duì)賬單，區(qū)塊鏈交易更好地代表類似于以太坊等的價(jià)值在系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)移。該價(jià)值可能是一種服務(wù)，一個(gè)產(chǎn)品或一個(gè)智能合約的許可。換句話說，區(qū)塊鏈技術(shù)相當(dāng)于一個(gè)去中心化的分類賬本，它具有不可篡改、可追加數(shù)據(jù)、可追溯、開放和證明等特性，可提高所應(yīng)用行業(yè)在操作過程中的可信任性。

1.2特征

區(qū)塊鏈技術(shù)具有存儲(chǔ)信息記錄價(jià)值的交換、監(jiān)管智能合約、提供后臺(tái)數(shù)字身份確認(rèn)等功能。其主要基礎(chǔ)特征如下：

（1）去中心化性;每個(gè)節(jié)點(diǎn)高度自治，節(jié)點(diǎn)之間彼此相互連接，形成新的鏈接單元。使系統(tǒng)具有強(qiáng)計(jì)算能力、低成本、高可靠性、自增長(zhǎng)能力等優(yōu)勢(shì)。

（2）共識(shí)機(jī)制;系統(tǒng)中的參與者都能通過公開透明的方式設(shè)定并執(zhí)行規(guī)則。減少仿冒交易，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)鏈條的唯一性和數(shù)據(jù)的唯一性。

（3）對(duì)外開放性;區(qū)塊鏈上每次交易信息都自動(dòng)共享到其所有節(jié)點(diǎn)。

（4）可擴(kuò)展性;隨著交易數(shù)量和交易參與方的增加，區(qū)塊鏈上的節(jié)點(diǎn)對(duì)于交易的記錄呈現(xiàn)出幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)。

（5）不可篡改性;利用區(qū)塊鏈內(nèi)部的哈希函數(shù)技術(shù)，任何交易數(shù)據(jù)的修改或者篡改，都會(huì)影響到后面交易數(shù)據(jù)，輕易識(shí)別改動(dòng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而保證原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

2、區(qū)塊鏈在智慧建造過程中應(yīng)用場(chǎng)景

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的自身特征，其具有將商業(yè)邏輯全部自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。基于此，能夠預(yù)測(cè)區(qū)塊鏈技術(shù)可應(yīng)用在眾多建筑行業(yè)場(chǎng)景中：

2.1 構(gòu)建智慧工程變更系統(tǒng)

在項(xiàng)目工程實(shí)施過程中，由于受到多方面因素的制約，如建設(shè)單位需求、不可抗力、突發(fā)情況等往往導(dǎo)致施工工程常常需要進(jìn)行必要變更。但是，從提出變更需求到變更完成，并不是一次性完成，周期往往較長(zhǎng)。因此，為使變更需求方變更達(dá)到滿意，常常需進(jìn)行多次溝通協(xié)調(diào)，耗費(fèi)大量人力、物力與財(cái)力。如果引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)， 利用其對(duì)外開放性，每一次變更信息，各需求方都能實(shí)時(shí)獲取變更信息進(jìn)度，高效完成變更需求。

2.2構(gòu)建物料全生命周期監(jiān)管體系

首先，將物料各個(gè)環(huán)節(jié)信息完整保存到區(qū)塊鏈中，包括物料的生產(chǎn)、出廠、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、堆放、使用等所有信息。利用區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制切實(shí)反映物料相關(guān)信息，保障物料的安全性和可靠性。有效降低各參與方的信息差而產(chǎn)生不必要的糾紛。其次，利用大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)定位物料各個(gè)環(huán)節(jié)所有信息，達(dá)到精準(zhǔn)化物料過程信息。最后，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，利用人工智能自學(xué)習(xí)算法對(duì)物料各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目物料需求分析，為項(xiàng)目后續(xù)物料配送進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)輸資源，提高物資匹配效率，降低物流成本，同時(shí)，有效監(jiān)督建筑固廢垃圾的處理，從而實(shí)現(xiàn)物料全生命周期智能化管控。

2.3 實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)數(shù)據(jù)積累和傳遞

通過區(qū)塊鏈技術(shù)的加密算法幫助工程造價(jià)數(shù)據(jù)的積累與分析，將單個(gè)工程項(xiàng)目的鋼材、水泥、人工以及機(jī)械等生產(chǎn)要素的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行脫敏處理后，在保護(hù)項(xiàng)目業(yè)主隱私的情況下提供分布式造價(jià)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，這種存儲(chǔ)機(jī)制下的數(shù)據(jù)可以用來進(jìn)行價(jià)值工程分析和改進(jìn)，通過造價(jià)數(shù)據(jù)的流通和整合推動(dòng)建筑工程成本的降低，也有助于建筑行業(yè)數(shù)據(jù)積累及價(jià)值提升。

2.4 促進(jìn)建筑行業(yè)自由職業(yè)者的發(fā)展

利用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特性，可以看到一個(gè)更加直接的與業(yè)主的合同關(guān)系。建筑行業(yè)可加速進(jìn)入零工經(jīng)濟(jì)時(shí)代，出現(xiàn)一部分工作量不多的建筑行業(yè)自由職業(yè)者，這部分人通過利用網(wǎng)站和APP應(yīng)用程序在網(wǎng)上簽訂合同，有助于彌補(bǔ)行業(yè)中的技能短缺。這樣使公司結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，可能會(huì)同更多規(guī)模較小的公司或機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行合作。它還將使那些從事該項(xiàng)建筑工作的人更好地反映和輸出他們?cè)诼殬I(yè)生涯中所獲得的真實(shí)經(jīng)驗(yàn)。

2.5 提高企業(yè)信用價(jià)值

區(qū)塊鏈技術(shù)通過對(duì)接國(guó)家權(quán)威數(shù)據(jù)庫，將建筑企業(yè)經(jīng)營(yíng)行為、資質(zhì)認(rèn)證、履約能力、經(jīng)典工程等信息同企業(yè)電子名片關(guān)聯(lián)起來，作為數(shù)字世界的企業(yè)名片，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式和不可篡改的特點(diǎn)，為企業(yè)數(shù)字身份認(rèn)證和管理提供了重要的技術(shù)支撐。助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)企業(yè)信息化發(fā)展，有效提升企業(yè)信用價(jià)值。

2.6精細(xì)化勞務(wù)管理

利用區(qū)塊鏈的分布式特征實(shí)現(xiàn)每次交易在各個(gè)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)背書。利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改性，確保數(shù)據(jù)的存證可溯源，使數(shù)據(jù)流向可被全程追蹤。可將勞務(wù)相關(guān)信息進(jìn)行精細(xì)化管理，如勞務(wù)實(shí)名制、人員考勤、人臉識(shí)別，人員信息、身份健康碼等。另外，利用區(qū)塊鏈可解決管理難點(diǎn)，如在雄安新區(qū)，有些項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)農(nóng)民工工資支付難題，對(duì)農(nóng)民工人員信息、勞務(wù)工資撥付情況、撥付時(shí)間、撥付金額等信息全程留痕，有效地保障農(nóng)民工權(quán)益，使信息更加公正透明。快速便捷，一目了然。使企業(yè)管理更加智能化，節(jié)省管理人員，降低運(yùn)營(yíng)成本，進(jìn)一步提升企業(yè)決策水平及辦公和運(yùn)營(yíng)效率。

3、展望

區(qū)塊鏈技術(shù)長(zhǎng)期發(fā)展的重要方向主要有自動(dòng)化、提高處理速度、降低成本、信任協(xié)議和共識(shí)、提高技術(shù)意識(shí)等方面，區(qū)塊鏈技術(shù)或是繼互聯(lián)網(wǎng)之后人類歷史上又一個(gè)重大的技術(shù)創(chuàng)新，將會(huì)對(duì)社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系產(chǎn)生重大影響。目前，建筑業(yè)還處于科技轉(zhuǎn)型關(guān)鍵階段，信息化程度還較低，具有較大發(fā)展空間。隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的快速發(fā)展，能夠預(yù)測(cè)到區(qū)塊鏈技術(shù)在建筑行業(yè)的各個(gè)方面將會(huì)有更多應(yīng)用場(chǎng)景，重塑建筑行業(yè)信用體系。

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