基于联盟区块链的装配式建筑质量安全追溯体系研究

基于联盟区块链的装配式建筑质量安全追溯体系研究

常有丽 任一凡 张海蓝

南京审计大学 江苏南京 211815

摘要：以装配式建筑为基础的工业化建筑理念日益进入人们的视野，但是其生产、组装、施工等过程中的质量问题也非常突出，而联盟区块链技术的引入可有效解决或避免此类问题。本论文从装配式建筑出发，引入区块链技术，探讨建立追溯体系对装配式建筑未来持久发展的重要作用。

关键词：装配式建筑；区块链；追溯体系

一、引言

相比于传统建筑工艺，装配式建筑的独特性决定其存在更多的信息交流，在设计时需要设计单位和预制构件厂沟通构件要求；在施工时需要预制构件厂、运输单位和施工单位多方协作。此外，由于装配式建筑对预制构件的质量要求高，对构件的生产、运输、现场仓储和吊装过程的信息需要严格管理，传统的信息管理手段难以满足其要求，急需建立一个新型追溯体系，基于联盟区块链的装配式建筑追溯体系应运而生。

二、文献综述

由于土地出让费用的增加、劳动人工价格的不断上升、人们环保意识不断增强等因素，我国建筑行业所面临的国际竞争压力越来越大，为提高核心竞争力，新的行业产业模式——预制装配式建筑应运而生。与传统建筑相比，装配式建筑具有节能环保、建造速度快、生产成本低、功能多样化等优势，但与此同时，装配式建筑的预制一般涉及一系列的活动，包括设计，场外制造，运输，现场装配和建造(Jaillon and Poon, 2009)，在这些活动的任何过程中都可能发生潜在的质量风险，并导致预制构件的质量缺陷。因此提出将区块链技术引入装配式建筑的质量追溯领域以减少或避免产生的质量问题。

区块链是一系列由密码学产生并相互关联的链接数据块，本质上是一个分散的数据库。李等人(2019)扩大了区块链在建筑环境和建筑业中的应用，并将其分为七类:智能能源、智能城市和共享经济、智能政府、智能住宅、智能交通、建筑信息模型(BIM)和建筑管理、商业模型和组织结构。因为装配式建筑质量管理中信息具有复杂性，传统方法难以满足装配式建筑质量管理的信息需求。而区块链技术中有很多先进的技术如数字签名、SHA256、MerkleTree等，确保了区块链技术的安全性、可信性。所以区块链技术可以很好的解决目前装配式建筑追溯体系中存在的问题，如预制构件的设计、生产、以及在工地施工构建安装等过程中存在的问题。

三、追溯体系研究

装配式建筑信息化管理模型将设计、生产、施工和运维多个阶段的信息进行采集，将采集到的信息集成与统一的大数据信息平台上供各个利益相关者共享，再结合BIM、移动互联网技术和物联网技术等，对着四个阶段进行管理以实现装配式建筑的全产业链信息化应用。装配式建筑质量管理模型的多层次性及不同层次具有较明显的分形特征，决定了实现装配式建筑质量管理目标的关键在于从微观到宏观不同层面的逐步集成。同时以BIM技术为核心，集成物联网、大数据和云等其他技术，架构各参与单位、各建设阶段、各过程及反映质量各方面指标全息式的项目级信息系统；并囊括数据上传、储存、提取及应用在内的信息流程，有利于实现装配式建筑质量管理在不同主体、不同过程信息的高效无缝传递。

伴随着互联网和物联网技术的发展，装配式建筑质量安全追溯进入了一个新的阶段。

尽管物联网技术已经足够成熟，装配式建筑的全产业链体系信息涉及主体众多，影响体系的不确定性因素繁琐，资源消耗大等，导致装配式建筑质量安全追溯体系的管理难度大、效率低、特别是数据存储安全方面仍然面临众多挑战与问题。由于装配式建筑质量可追溯系统必须覆盖到生命周期的任何过程，所以与其他行业相比，区块链技术运用到装配式建筑质量安全追溯对物联网数据存储压力更大。而区块链的块生成速度和事务处理能力是有限的，不可能直接运用。因此提出区块链双链结构，利用链式数据结构存储区块链事务散列，并与区块链一并形成区块链。而联盟链介于公有链和私有链之间，由若干机构联合发起，在高可用、高性能、可编程、隐私保护方面更具优势。所以，把联盟区块链技术应用到装配式建筑也是更具优势的。利用联盟区块链技术来构成装配式建筑质量安全追溯体系，可以提高建筑供应链、物流链、管理链等的透明度和可追溯性，同时联盟链不允许所有的用户拥有修改数据的权力，普通用户可以查询质量信息，但不负责直接处理数据，以确保链上数据的稳定性。对由于每笔交易、构件信息在区块链系统中都是可见的，所以很容易追溯到具有真实性的每种产品和服务的来源。例如，在建筑安装和维护阶段，如果发现产品存在严重缺陷，则从构件原材料供应到异地制造、运输、现场建设，直至最终安装调试，都可以获取整个供应链的历史交易管理记录。由于存储在区块链系统中的所有记录都是真实且不可编辑的，因此可以快速识别和确认发生缺陷的责任方，而无需进行繁琐的论证。

四、结论

将联盟区块链技术引入装配式建筑质量安全追溯体系是必要且有优势的。现阶段我国有了丰富的理论知识：先进的质量管理体系、可借鉴的监管经验、成熟的区块链技术……但由于建设基于联盟区块链的装配式建筑质量安全追溯体系本身参与方众多，构建过程复杂，加之我国历来使用传统建筑模式，对这种新型体系了解不深，因此，我国在此方面的实践经验十分稀缺。未来，相关部门若以丰富的理论知识为指导，不断地完善、更新实践知识，则基于联盟区块链的装配式建筑质量安全追溯体系将会越发成熟，为建筑行业乃至整个社会做出卓越贡献。

作者简介：

常有丽（2001-），女，汉族，江苏南京人，南京审计大学经济学院本科生，国际经济与贸易方向。

基金项目：

本文受南京审计大学2019年度大学生实践创新训练计划资助，项目编号：2019AX09001R。

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