基于區(qū)塊鏈的電力物資供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)協(xié)同共享管理探究

程棟CHENG Dong

（國(guó)網(wǎng)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(yīng)鏈的特點(diǎn)及協(xié)同管理方法

1.1 電力物資供應(yīng)鏈的特點(diǎn)

電力物資包括發(fā)動(dòng)機(jī)、輸變電設(shè)備、用電設(shè)備及電力電子設(shè)備等多種類型，目前的電力建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)通常會(huì)采取集中采購(gòu)的措施，來(lái)確保各類電力物資的規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化采購(gòu)，從而增強(qiáng)電力建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量的穩(wěn)定性。相對(duì)于其他行業(yè)而言，電力物資供應(yīng)鏈在物資供應(yīng)商方面數(shù)量較多，且分散特征突出，物資的供應(yīng)鏈一般是以訂單為驅(qū)動(dòng)力，在物資供應(yīng)過(guò)程中存在較強(qiáng)的齊套性需求。首先，電力行業(yè)規(guī)模較大，各個(gè)區(qū)域?qū)ξ镔Y的需求均存在差異，為了保證需求得到有效滿足，則勢(shì)必形成供應(yīng)商數(shù)量繁多且分散的現(xiàn)象，而這種情況則容易導(dǎo)致物資的供應(yīng)與需求之間的矛盾和難以協(xié)調(diào)的問題產(chǎn)生[1]。其次，電力物資的種類、數(shù)量、規(guī)格和型號(hào)不同是電力行業(yè)本身的特征所決定的。為了確保物資供應(yīng)的充分性，相關(guān)過(guò)程中通常是根據(jù)項(xiàng)目需求，形成對(duì)應(yīng)訂單，來(lái)滿足各種種類、型號(hào)和數(shù)量物資的需求。最后，在電力工程之中，對(duì)物資的使用是基于對(duì)不同設(shè)備部件進(jìn)行合理組裝，使之成為完整的設(shè)備來(lái)發(fā)揮功能的，由此可見相應(yīng)的電力物資在齊套性特征方面也比較突出。

1.2 供應(yīng)鏈協(xié)同管理的方法

供應(yīng)鏈協(xié)同管理在本質(zhì)上是要求相關(guān)物資供應(yīng)主體之間，形成戰(zhàn)略協(xié)同、信息協(xié)同、信任協(xié)同和業(yè)務(wù)協(xié)同，通過(guò)這些方式來(lái)達(dá)到對(duì)電力物資分配的協(xié)同。在傳統(tǒng)的電力物資供應(yīng)鏈協(xié)同管理過(guò)程中，所采取的方法有如下幾種：①電子數(shù)據(jù)交換。這一方法是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)信息來(lái)針對(duì)現(xiàn)階段各個(gè)業(yè)務(wù)流程之中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和交換，達(dá)到彼此協(xié)同的作用。這種技術(shù)在供應(yīng)鏈管理之中應(yīng)用極為廣泛，通過(guò)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)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(yīng)的錯(cuò)誤可能性。但是這種方法在應(yīng)用的時(shí)候，仍然無(wú)法完全排除人員干擾，且電子數(shù)據(jù)交換過(guò)程中也可能面對(duì)各個(gè)信息安全問題。②基于Intranet/Internet 的信息集成系統(tǒng)。該管理方法是依托互聯(lián)網(wǎng)來(lái)搭建供應(yīng)鏈信息交互的渠道，能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分析的效率，因此應(yīng)用也比較廣泛[2]。但是隨著當(dāng)前供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)量的增大，該技術(shù)的數(shù)據(jù)處理能力越來(lái)越不足，同時(shí)供應(yīng)鏈之中的各個(gè)主體，可能在信息系統(tǒng)的搭建過(guò)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(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和利用效率形成影響。此外，這種技術(shù)也面對(duì)著互聯(lián)網(wǎng)安全問題的影響，在供應(yīng)鏈協(xié)同管理過(guò)程中的價(jià)值逐步降低。③數(shù)據(jù)中心化管理模式。這種供應(yīng)鏈管理方法是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性收集、處理、分析、輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理的，而該過(guò)程中的參與方則僅為核心企業(yè)，因此整體效率低，所具有的協(xié)同能力較弱。

2 基于區(qū)塊鏈的電力物資供應(yīng)鏈協(xié)同共享管理

2.1 區(qū)塊鏈的特征及架構(gòu)

區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)多主體去中心化、去信任化管理。首先，在去中心化管理過(guò)程中，其可以讓每個(gè)主體代表一個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間均相互平等，進(jìn)行供應(yīng)鏈管理的時(shí)候，可以確保相應(yīng)的物流、資金流、信息流等都在相同的機(jī)制之下進(jìn)行傳輸，從而能夠有效地解決以往供應(yīng)鏈管理之中存在的信息孤島效應(yīng)。其次，區(qū)塊鏈之中的各個(gè)主體均依靠分布式共享數(shù)據(jù)庫(kù)和加密算法來(lái)完成技術(shù)背書，在各項(xiàng)活動(dòng)之中，只需遵守共同的智能合約即可，有效地對(duì)傳統(tǒng)的信任體系進(jìn)行打破，可以增強(qiáng)對(duì)各方的約束效果[3]。此外，區(qū)塊鏈的分布式記賬特征也對(duì)當(dāng)前的電力物資供應(yīng)鏈管理具有促進(jìn)作用，該過(guò)程中，各個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)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(yè)務(wù)的形成過(guò)程與最終結(jié)果，這些信息通過(guò)智能合約觸發(fā)共識(shí)機(jī)制，可以對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)記賬。在架構(gòu)方面，區(qū)塊鏈主要包括P2P 網(wǎng)絡(luò)、非對(duì)稱加密、智能合約和共享機(jī)制，相關(guān)技術(shù)能夠在應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的收集、信息的共享、共識(shí)的達(dá)成以及智能合約的管理等方面。在層次劃分方面，通?？梢詫⑵浞譃閼?yīng)用層、合約層、激勵(lì)層、共識(shí)層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)層（如圖1 所示）。

圖1 區(qū)塊鏈基本架構(gòu)

2.2 區(qū)塊鏈在電力數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈協(xié)同管理中應(yīng)用的可行性

傳統(tǒng)的電力物資數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈協(xié)同管理過(guò)程中，不同節(jié)點(diǎn)的企業(yè)之間，存在著比較突出的信息溝通不暢、運(yùn)行效率低下的問題，阻礙了電力物資供應(yīng)的有效性提升。分析這些問題產(chǎn)生的原因，主要是由于供應(yīng)鏈各個(gè)主體之間的信息共享程度較低，以及供應(yīng)鏈主體之間的信任關(guān)系薄弱所導(dǎo)致[4]。首先，傳統(tǒng)電力物資供應(yīng)鏈之中，各個(gè)主體均需要將自身的利益放在首位，對(duì)整體的利益缺乏認(rèn)識(shí)，最終可能造成參與主體既無(wú)法充分保障自身利益，又導(dǎo)致其他供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)利益受損的現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理體系之中，電力物資需求方與供應(yīng)方之間難以進(jìn)行對(duì)采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、配送等信息進(jìn)行及時(shí)的共享，供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力相對(duì)較弱，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致在進(jìn)行相關(guān)物資供應(yīng)活動(dòng)的時(shí)候，各個(gè)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先考慮自身利益的現(xiàn)象[5]。其次，供應(yīng)鏈的穩(wěn)固需要不同主體之間的充分信任，傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理之中并不存在具有極強(qiáng)效力的信任體系約束，從而可能導(dǎo)致各個(gè)主體之間相互信任在不同的意外之中逐步喪失，進(jìn)而逐漸摧毀供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。

針對(duì)相關(guān)問題，區(qū)塊鏈技術(shù)的去信任化機(jī)制、智能合約機(jī)制、協(xié)同管理機(jī)制和安全透明機(jī)制都能夠?qū)鹘y(tǒng)供應(yīng)鏈在運(yùn)行過(guò)程中所可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)、信息壁壘和信任危機(jī)進(jìn)行解決，原因是區(qū)塊鏈?zhǔn)且劳邢鄳?yīng)的機(jī)制來(lái)構(gòu)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(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)局能夠平等地參與到供應(yīng)鏈管理過(guò)程中，確保了信息的全面公開透明[6]。信任機(jī)制的存在可以保證供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息在沒有任何可信第三方或信用中心機(jī)構(gòu)擔(dān)保下，進(jìn)行數(shù)據(jù)的可信任交換與存儲(chǔ)，有效地消除了以往供應(yīng)鏈中信息不對(duì)稱的問題（如圖2 所示）。智能合約機(jī)制，則可以將相關(guān)參與主體之間形成的共識(shí)制定成為智能合約，通過(guò)預(yù)設(shè)條件，智能合約將能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、觸發(fā)、執(zhí)行條約內(nèi)容，具有一定的強(qiáng)制性，可以有效地降低合約執(zhí)行過(guò)程中不誠(chéng)信問題的發(fā)生率。

圖2 區(qū)塊鏈與電力物資供應(yīng)鏈的契合程度

3 基于區(qū)塊鏈的電力物資供應(yīng)數(shù)據(jù)協(xié)同共享設(shè)計(jì)

3.1 區(qū)塊鏈類型的選擇

針對(duì)當(dāng)前電力物資供應(yīng)數(shù)據(jù)協(xié)同管理，可供選擇的區(qū)塊鏈類型包括公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈三種架構(gòu)，公有鏈?zhǔn)侨_放性系統(tǒng)，任何主體或是個(gè)人都可以通過(guò)注冊(cè)之后進(jìn)入，并成為節(jié)點(diǎn)之一，當(dāng)然公有鏈也可以讓所有參與其中的主體或個(gè)體進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)信息的平等獲取，這種情況可能帶來(lái)相對(duì)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。而私有鏈則是封閉系統(tǒng)，在使用過(guò)程中僅僅針對(duì)特定的企業(yè)或是組織進(jìn)行開放和使用，數(shù)據(jù)獲取、上傳等都有著較為嚴(yán)格的條件。聯(lián)盟鏈則可以針對(duì)相關(guān)的協(xié)議用戶進(jìn)行開放，對(duì)應(yīng)主只需通過(guò)注冊(cè)成為節(jié)點(diǎn)，即可獲取參與的權(quán)利。不同區(qū)塊鏈的特征見表1。

表1 不同區(qū)塊鏈的特性對(duì)比

3.2 基于聯(lián)盟鏈的供應(yīng)鏈協(xié)同管理架構(gòu)

針對(duì)傳統(tǒng)的電力物資供應(yīng)鏈管理所存在的問題，在進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以保證供應(yīng)鏈參與方的數(shù)據(jù)共享高效，以及信任關(guān)系穩(wěn)定為核心，在具體的架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以按照區(qū)塊鏈的基本層次結(jié)構(gòu)，分為應(yīng)用層、合約層、共識(shí)層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)層5 個(gè)層面，具體實(shí)現(xiàn)和功能闡述如下：①作業(yè)層。作業(yè)層是該供應(yīng)鏈信息來(lái)源的基礎(chǔ)，在信息獲取的過(guò)程中通過(guò)電力生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，以及物資規(guī)劃制定與需求契合的采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流計(jì)劃，形成數(shù)據(jù)信息。在信息獲取的過(guò)程中，也可以通過(guò)條形碼、RFID 以及傳感器等，進(jìn)行對(duì)信息的系統(tǒng)化采集，并將電力物資需求信息上傳至數(shù)據(jù)層。②合約層。合約層通過(guò)算法、代碼和智能合約共同組成，作用在于降低人員因素對(duì)供應(yīng)鏈管理的干預(yù)和影響，促進(jìn)供應(yīng)鏈管理的自動(dòng)化與智能化水平。智能合約在選擇過(guò)程中可以根據(jù)電力工程的建設(shè)需求，分為物資采購(gòu)條例、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、訂單、物流4 項(xiàng)，采購(gòu)條例根據(jù)物資與標(biāo)準(zhǔn)契合的程度，進(jìn)行自動(dòng)執(zhí)行；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)驗(yàn)收結(jié)果，自動(dòng)執(zhí)行處罰條約；采購(gòu)訂單則根據(jù)當(dāng)前的物資庫(kù)存水平，自動(dòng)編制和傳輸訂購(gòu)條約；物資配送則根據(jù)供應(yīng)方的配送需求，自動(dòng)執(zhí)行物流調(diào)配條約。③共識(shí)層。以計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行授權(quán)代表篩選，并以授權(quán)代表進(jìn)行對(duì)各接點(diǎn)的管理。④網(wǎng)絡(luò)層。區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈管理需借助P2P 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、身份驗(yàn)證機(jī)制和信息傳播機(jī)制，形成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在這些機(jī)制之下，可以將所獲取的各類信息存儲(chǔ)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之中，形成對(duì)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)。同時(shí)不同的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)也可以直接與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息的交互，讓所存儲(chǔ)的信息始終處于持續(xù)更新的狀態(tài)，從而將能夠提升信息傳播的速度，以及對(duì)持續(xù)變化的需求的滿足程度。⑤數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層主要應(yīng)用于對(duì)各類數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)，當(dāng)獲取數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)層之后，可以采取相應(yīng)的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并加蓋對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳，打包至數(shù)據(jù)區(qū)塊。在合約條件滿足之后，通過(guò)調(diào)用這些數(shù)據(jù)，即可觸發(fā)智能合約，實(shí)現(xiàn)對(duì)合約的自動(dòng)執(zhí)行。

3.3 基于區(qū)塊鏈的物資溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈技術(shù)具有數(shù)據(jù)不可篡改的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)可以為當(dāng)前電力物資供應(yīng)鏈管理之中的溯源問題提供支持。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，溯源系統(tǒng)的架構(gòu)可以設(shè)計(jì)為應(yīng)用層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)接入層3 個(gè)層級(jí)。應(yīng)用層是以企業(yè)、市場(chǎng)監(jiān)督部門接入，從而查詢相關(guān)物資生產(chǎn)制造過(guò)程、運(yùn)輸信息的入口，基礎(chǔ)設(shè)施層則是為整個(gè)溯源系統(tǒng)提供基礎(chǔ)技術(shù)支持，通過(guò)智能合約將關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)絽^(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層的設(shè)施，而數(shù)據(jù)接入層則與區(qū)塊鏈整體架構(gòu)之中的作業(yè)層重合，通過(guò)相應(yīng)的傳感設(shè)備來(lái)對(duì)物資的加工、物流信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并分布式存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層之中（如圖3 所示）。

圖3 區(qū)塊鏈物資溯源流程

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的電力物資供應(yīng)鏈管理過(guò)程中，傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理方法在應(yīng)用的時(shí)候面臨著比較突出的數(shù)據(jù)共享及時(shí)性和有效性差，無(wú)法靈活滿足當(dāng)前電力物資的多樣化需求。針對(duì)這種情況，進(jìn)行對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的合理應(yīng)用，將能夠比較有效地解決數(shù)據(jù)信息共享，以及信任問題，從而充分地保障電力物資供應(yīng)的充分性和及時(shí)性。