基于区块链的电力物资供应链数据协同共享管理探究

程栋CHENG Dong

（国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司物资部，绍兴 312000）

1 电力物资供应链的特点及协同管理方法

1.1 电力物资供应链的特点

电力物资包括发动机、输变电设备、用电设备及电力电子设备等多种类型，目前的电力建设过程中，相关企业通常会采取集中采购的措施，来确保各类电力物资的规模化和标准化采购，从而增强电力建设项目质量的稳定性。相对于其他行业而言，电力物资供应链在物资供应商方面数量较多，且分散特征突出，物资的供应链一般是以订单为驱动力，在物资供应过程中存在较强的齐套性需求。首先，电力行业规模较大，各个区域对物资的需求均存在差异，为了保证需求得到有效满足，则势必形成供应商数量繁多且分散的现象，而这种情况则容易导致物资的供应与需求之间的矛盾和难以协调的问题产生[1]。其次，电力物资的种类、数量、规格和型号不同是电力行业本身的特征所决定的。为了确保物资供应的充分性，相关过程中通常是根据项目需求，形成对应订单，来满足各种种类、型号和数量物资的需求。最后，在电力工程之中，对物资的使用是基于对不同设备部件进行合理组装，使之成为完整的设备来发挥功能的，由此可见相应的电力物资在齐套性特征方面也比较突出。

1.2 供应链协同管理的方法

供应链协同管理在本质上是要求相关物资供应主体之间，形成战略协同、信息协同、信任协同和业务协同，通过这些方式来达到对电力物资分配的协同。在传统的电力物资供应链协同管理过程中，所采取的方法有如下几种：①电子数据交换。这一方法是通过标准化的数据信息来针对现阶段各个业务流程之中产生的数据进行传输和交换，达到彼此协同的作用。这种技术在供应链管理之中应用极为广泛，通过借助计算机技术可以大大地提升信息传输和处理效率，有效地降低电力物资供应的错误可能性。但是这种方法在应用的时候，仍然无法完全排除人员干扰，且电子数据交换过程中也可能面对各个信息安全问题。②基于Intranet/Internet 的信息集成系统。该管理方法是依托互联网来搭建供应链信息交互的渠道，能够有效提升数据传输和数据分析的效率，因此应用也比较广泛[2]。但是随着当前供应链数据量的增大，该技术的数据处理能力越来越不足，同时供应链之中的各个主体，可能在信息系统的搭建过程中并未充分考虑与其他主体之间相互兼容的问题，从而也可能对数据的转换和利用效率形成影响。此外，这种技术也面对着互联网安全问题的影响，在供应链协同管理过程中的价值逐步降低。③数据中心化管理模式。这种供应链管理方法是通过对数据进行系统性收集、处理、分析、输出来实现协同管理的，而该过程中的参与方则仅为核心企业，因此整体效率低，所具有的协同能力较弱。

2 基于区块链的电力物资供应链协同共享管理

2.1 区块链的特征及架构

区块链可以实现多主体去中心化、去信任化管理。首先，在去中心化管理过程中，其可以让每个主体代表一个区块链节点，且每个节点之间均相互平等，进行供应链管理的时候，可以确保相应的物流、资金流、信息流等都在相同的机制之下进行传输，从而能够有效地解决以往供应链管理之中存在的信息孤岛效应。其次，区块链之中的各个主体均依靠分布式共享数据库和加密算法来完成技术背书，在各项活动之中，只需遵守共同的智能合约即可，有效地对传统的信任体系进行打破，可以增强对各方的约束效果[3]。此外，区块链的分布式记账特征也对当前的电力物资供应链管理具有促进作用，该过程中，各个区块链节点都存在自身的交易信息和非交易信息，其中交易信息包括资金流和交易本身，而非交易信息则主要为业务的形成过程与最终结果，这些信息通过智能合约触发共识机制，可以对各个节点进行同时记账。在架构方面，区块链主要包括P2P 网络、非对称加密、智能合约和共享机制，相关技术能够在应用过程中实现对数据的收集、信息的共享、共识的达成以及智能合约的管理等方面。在层次划分方面，通常可以将其分为应用层、合约层、激励层、共识层、网络层和数据层（如图1 所示）。

图1 区块链基本架构

2.2 区块链在电力数据供应链协同管理中应用的可行性

传统的电力物资数据供应链协同管理过程中，不同节点的企业之间，存在着比较突出的信息沟通不畅、运行效率低下的问题，阻碍了电力物资供应的有效性提升。分析这些问题产生的原因，主要是由于供应链各个主体之间的信息共享程度较低，以及供应链主体之间的信任关系薄弱所导致[4]。首先，传统电力物资供应链之中，各个主体均需要将自身的利益放在首位，对整体的利益缺乏认识，最终可能造成参与主体既无法充分保障自身利益，又导致其他供应链节点利益受损的现象出现。同时传统供应链管理体系之中，电力物资需求方与供应方之间难以进行对采购、仓储、生产、配送等信息进行及时的共享，供应链的风险抵抗能力相对较弱，势必会导致在进行相关物资供应活动的时候，各个节点优先考虑自身利益的现象[5]。其次，供应链的稳固需要不同主体之间的充分信任，传统供应链管理之中并不存在具有极强效力的信任体系约束，从而可能导致各个主体之间相互信任在不同的意外之中逐步丧失，进而逐渐摧毁供应链的稳定性。

针对相关问题，区块链技术的去信任化机制、智能合约机制、协同管理机制和安全透明机制都能够对传统供应链在运行过程中所可能出现的风险、信息壁垒和信任危机进行解决，原因是区块链是依托相应的机制来构建第三方信任管理与约束策略，其去中心化特征可以确保所有的供应链节点局能够平等地参与到供应链管理过程中，确保了信息的全面公开透明[6]。信任机制的存在可以保证供应链各个节点的数据信息在没有任何可信第三方或信用中心机构担保下，进行数据的可信任交换与存储，有效地消除了以往供应链中信息不对称的问题（如图2 所示）。智能合约机制，则可以将相关参与主体之间形成的共识制定成为智能合约，通过预设条件，智能合约将能够实现自动识别、触发、执行条约内容，具有一定的强制性，可以有效地降低合约执行过程中不诚信问题的发生率。

图2 区块链与电力物资供应链的契合程度

3 基于区块链的电力物资供应数据协同共享设计

3.1 区块链类型的选择

针对当前电力物资供应数据协同管理，可供选择的区块链类型包括公有链、联盟链和私有链三种架构，公有链是全开放性系统，任何主体或是个人都可以通过注册之后进入，并成为节点之一，当然公有链也可以让所有参与其中的主体或个体进行对数据信息的平等获取，这种情况可能带来相对较大的安全风险。而私有链则是封闭系统，在使用过程中仅仅针对特定的企业或是组织进行开放和使用，数据获取、上传等都有着较为严格的条件。联盟链则可以针对相关的协议用户进行开放，对应主只需通过注册成为节点，即可获取参与的权利。不同区块链的特征见表1。

表1 不同区块链的特性对比

3.2 基于联盟链的供应链协同管理架构

针对传统的电力物资供应链管理所存在的问题，在进行架构设计的过程中应当以保证供应链参与方的数据共享高效，以及信任关系稳定为核心，在具体的架构设计过程中，可以按照区块链的基本层次结构，分为应用层、合约层、共识层、网络层和数据层5 个层面，具体实现和功能阐述如下：①作业层。作业层是该供应链信息来源的基础，在信息获取的过程中通过电力生产的现场作业，以及物资规划制定与需求契合的采购、仓储、物流计划，形成数据信息。在信息获取的过程中，也可以通过条形码、RFID 以及传感器等，进行对信息的系统化采集，并将电力物资需求信息上传至数据层。②合约层。合约层通过算法、代码和智能合约共同组成，作用在于降低人员因素对供应链管理的干预和影响，促进供应链管理的自动化与智能化水平。智能合约在选择过程中可以根据电力工程的建设需求，分为物资采购条例、质量标准、订单、物流4 项，采购条例根据物资与标准契合的程度，进行自动执行；质量标准则根据验收结果，自动执行处罚条约；采购订单则根据当前的物资库存水平，自动编制和传输订购条约；物资配送则根据供应方的配送需求，自动执行物流调配条约。③共识层。以计算机算法进行授权代表筛选，并以授权代表进行对各接点的管理。④网络层。区块链供应链管理需借助P2P 网络协议、身份验证机制和信息传播机制，形成对应的网络架构，在这些机制之下，可以将所获取的各类信息存储于各个节点之中，形成对数据的分布式存储。同时不同的供应节点也可以直接与其他节点进行信息的交互，让所存储的信息始终处于持续更新的状态，从而将能够提升信息传播的速度，以及对持续变化的需求的满足程度。⑤数据层。数据层主要应用于对各类数据信息的存储，当获取数据并传输至数据层之后，可以采取相应的算法对数据进行加密，并加盖对应的时间戳，打包至数据区块。在合约条件满足之后，通过调用这些数据，即可触发智能合约，实现对合约的自动执行。

3.3 基于区块链的物资溯源系统设计

区块链技术具有数据不可篡改的特点，这一特点可以为当前电力物资供应链管理之中的溯源问题提供支持。在设计过程中，溯源系统的架构可以设计为应用层、基础设施层、数据接入层3 个层级。应用层是以企业、市场监督部门接入，从而查询相关物资生产制造过程、运输信息的入口，基础设施层则是为整个溯源系统提供基础技术支持，通过智能合约将关键数据信息传输到区块链数据层的设施，而数据接入层则与区块链整体架构之中的作业层重合，通过相应的传感设备来对物资的加工、物流信息数据进行采集，并分布式存储到区块链数据存储层之中（如图3 所示）。

图3 区块链物资溯源流程

4 结语

综上所述，在当前的电力物资供应链管理过程中，传统的供应链管理方法在应用的时候面临着比较突出的数据共享及时性和有效性差，无法灵活满足当前电力物资的多样化需求。针对这种情况，进行对区块链技术的合理应用，将能够比较有效地解决数据信息共享，以及信任问题，从而充分地保障电力物资供应的充分性和及时性。