区块链技术在工程设备管理中的应用分析

朱宪慧

（四川中医药高等专科学校，四川 绵阳 621900）

目前，随着工程建设领域的不断深入，需要对设备进行科学有效的管理。传统的设备管理方式已经不适应发展需求，区块链技术以其去中心化、不变性和透明性的基本原则，已成为重塑工程设备管理方式的革命性技术。本文深入研究从实时资产跟踪到风险管理的具体应用，展示区块链如何提高工程设备管理这个领域的效率、透明度和安全性。

1 区块链技术的概述

1.1 区块链技术的原理说明

区块链技术是一种去中心化的分布式账本数据库系统，可以实现安全、透明和防篡改的记录保存。从本质上讲，区块链是多个区块，其中每个区块都包含一个交易列表，这些区块使用加密哈希链接在一起，创建一个连续且不可更改的链。

区块链技术的基本原则包括去中心化、不变性、透明度和共识。去中心化是区块链的一个关键方面，消除了对中心机构的需要，网络上的多个节点维护和验证账本，确保没有任何一个实体拥有控制权；不变性是通过加密哈希实现的，一旦信息记录在区块链上，就很难更改信息；透明度源于整个交易历史记录对网络中的所有参与者都可见，从而促进信任和问责制；共识机制，例如工作量证明或权益证明，确保参与者对交易的有效性达成一致。

1.2 区块链技术的主要特点

在工程设备管理方面，区块链技术的应用具有以下几个关键特征：（1）权力下放以增强问责制。权力下放在工程设备管理中特别有利，因为它消除了中心机构监督交易的需要。设备数据和交易分布在节点网络中，降低了单点故障的风险，并增强了责任感。每个参与者都可以平等地访问分布式账本，确保系统更加公开和透明。（2）防篡改记录的不变性。区块链的不变性确保设备信息一旦记录就无法更改，此功能对于维护准确且可靠的设备历史记录（包括其来源、所有权和维护活动）至关重要。防篡改记录对于合规性、审计和确保设备相关信息的真实性具有重要意义。（3）实时可见性的透明度：透明度是工程设备管理的一个显著优势，可以提供设备整个生命周期的实时可见性。利益相关者可以访问区块链来跟踪资产、监控所有权变化，以及查看维护和维修历史记录。这种透明度可以最大限度地减少错误，减少争议，并促进参与设备管理的不同各方之间的协作。（4）可信交易的共识机制。区块链中的共识机制，确保所有参与者都同意交易的有效性。在工程设备管理中，这种共识有助于在利益相关者之间建立信任。无论是资产转移、维护更新，还是供应链交易，共识机制都提供了一种安全可靠的方式，可以验证和确认数据的完整性。（5）自动化流程的智能合约。智能合约是具有预定义规则和条件的自动执行合约。在工程设备管理中，智能合约可以自动化各种流程，例如，维护计划和服务历史更新，这些合约可以根据预定义的标准触发操作，简化操作并减少人工干预的需要。

2 区块链技术在工程设备管理中的具体应用

2.1 资产追踪和来源验证

（1）使用区块链进行实时资产追踪。传统的资产跟踪系统通常依赖集中式数据库，这很容易出现错误、操纵或数据差异。区块链以其去中心化和透明的性质，解决了这些挑战，并为实时资产跟踪提供了可靠的框架。在基于区块链的资产跟踪系统中，每项资产都表示为区块链上唯一的数字令牌或记录。这些数字表示可以包括有关设备规格、所有权历史、维护记录和当前位置的信息。当资产经历其生命周期的各个阶段时，网络中的参与者会更新区块链，为每笔交易创建防篡改且带有时间戳的记录。区块链的去中心化性质，确保没有任何一个实体能够控制整个资产跟踪系统，网络上的多个节点验证和记录交易，降低错误或欺诈活动的风险。去中心化还提高了跟踪系统的可靠性和弹性，因为没有中心故障点。

此外，通过区块链的透明和共享性质，实时资产跟踪变得可行。参与者（包括制造商、供应商、维护提供商和最终用户）可以访问资产位置和状态，这种透明度可以最大程度地减少延迟，改进决策流程，并促进设备管理系统中涉及的利益相关者之间良好协调。

（2）通过区块链确保设备的真实性和可追溯性。区块链的不变性，确保一旦有关资产的信息记录在区块链上，就无法更改或篡改。此功能在验证设备的真实性方面特别有价值，因为利益相关者可以相信记录的详细信息（例如序列号、规格和所有权历史记录）是准确且未更改的。区块链通过记录资产从制造来源到最终用户的旅程来增强可追溯性。与设备相关的每一笔交易，如生产、运输、收货等，都记录在区块链上。透明且可追溯的供应链信息，有助于识别设备的来源，验证其是否符合标准。区块链的去中心化性质，确保供应链中的每个参与者都对其向区块链贡献的信息负责。如果发现任何差异或不准确的情况，区块链的透明和防篡改特性有助于轻松识别责任方，这种问责制进一步加强了设备来源验证过程的信任和完整性。

2.2 维护和维修管理

（1）利用区块链实现透明的维护记录。维护和维修管理是工程设备生命周期管理的组成部分。确保维护记录的透明度和准确性，对于维护设备的可靠性、合规性和安全性至关重要。区块链技术提供了一种创新的方案，可以解决与传统维护记录保存系统相关的挑战。在基于区块链的维护记录系统中，每个维护活动，无论是预防性的还是纠正性的，都被记录为区块链上的交易，包括维护的性质、更换的零件、服务日期以及执行维护的实体等详细信息。一旦记录，该信息将被安全地存储在防篡改的去中心化账本中。区块链的透明度，确保所有利益相关者，包括设备所有者、维护提供商和监管机构，都可以实时访问维护记录。这种透明度促进了信任和问责制，减少了维护历史中出现争议或差异的风险。设备所有者可以轻松验证维护记录的真实性，确保设备符合监管标准并经过必要的维修。区块链的不变性对于维护记录的完整性特别有价值。维护交易一旦记录，就无法追溯更改。此功能消除了未经授权更改记录的可能性，增强了维护数据的可靠性并有利于审核和合规性检查。

（2）使用智能合约自动化维护计划和服务历史记录。智能合约是具有预定义规则和条件的自动执行合约，在自动化维护计划和服务历史管理方面发挥着关键作用。通过将智能合约嵌入区块链，可以根据预定义的标准自动触发维护活动，从而实现更高效、更主动地维护管理。具体包括对智能合约进行编程，根据设备使用情况、运行时间或特定时间间隔等预定条件，启动预防性维护任务。例如，嵌入区块链的智能合约，可以在设备的运行时间达到一定阈值时自动安排日常维护，这种主动方法有助于防止设备故障、延长资产的使用寿命并减少停机时间；通过智能合约实现维护计划和服务历史记录的自动化，提高了运营效率。此外，智能合约可以与设备中嵌入的物联网设备集成，从而实现实时监控和数据收集。这些设备可以与区块链进行通信，根据设备的实际使用情况和性能指标触发智能合约，这种集成为维护计划和服务历史管理增加了另一层精确性和适应性。例如下面这样一个场景：工业设施采用区块链驱动的智能合约，根据使用指标或预定义条件自主安排设备维护。这些合同在触发时执行维护任务，借助资产设备管理系统，将每个关键资产单位作为系统中的一个节点，采用区块链方式存储关键资产数据，这样可以简化维护工作流程，减少停机时间，并优化整个设备的生命周期（图1 所示）。

图1 基于区块链技术的资产设备管理系统

2.3 供应链管理

（1）增强供应链透明度和问责制。工程设备领域的供应链管理，涉及制造商、供应商、分销商和最终用户的复杂关系网络。区块链技术提供了一个全面的解决方案，可以增强供应链内的透明度和问责制，解决与信息不对称、信任和数据完整性相关方面的挑战。区块链的分布式账本确保供应链中的每个参与者都可以实时访问单一版本的事实。从零部件的生产到成品的交付，每笔交易都以透明且防篡改的方式记录在区块链上。这种透明度提供了整个供应链的可见性，使利益相关者能够跟踪货物的流动、验证组件的真实性并监控法规的遵守情况。区块链通过将每笔交易归因于网络上的特定参与者，有助于增强问责制，这对于解决延误、质量问题或监管合规等问题至关重要。如果供应链的任何阶段出现问题，区块链的去中心化性质可以快速识别责任方。此外，交易的可追溯性确保可以验证组件和设备的来源，从而降低欺诈或不合格材料进入供应链的风险。另外，区块链还促进了供应链参与者之间的无缝沟通和协作。智能合约可以自动化各种流程，例如，订单确认、发货通知和付款结算，减少了人工干预的需要，最大限度地减少了延误，并提高了供应链的整体效率。改进的沟通和协作，有助于打造反应更快、更敏捷的供应链生态系统。

（2）简化采购流程，降低假冒风险。区块链技术通过提供透明且可审计的交易记录，可以简化采购流程。嵌入区块链的智能合约，可以自动化采购工作流程，包括下订单、发票验证和付款结算，这就降低了错误风险，最大限度地减少了延误，提高了采购整体效率。供应链中的参与者可以信任采购记录的准确性和不变性，从而促进更可靠和简化的采购流程。假冒工程设备会带来重大风险，包括安全隐患和经济损失。区块链通过确保组件和成品的来源和真实性，可以解决这些风险。

2.4 风险管理和数据安全

（1）通过区块链加密提高数据安全和隐私。数据安全和隐私是工程设备管理中最重要的问题，特别是考虑到设备相关信息的敏感性。区块链的不变性基本原则，确保数据一旦记录在区块链上，就无法更改或篡改，这一特性得到了先进加密技术的补充，可保护数据的机密性和完整性。由于设备信息、维护记录和其他敏感数据存储在区块链上，加密增加了额外的安全层，使得未经授权的各方访问或操纵信息变得极具挑战性；传统数据库通常依赖于集中的访问控制系统，这导致容易受到单点故障的影响。在区块链网络中，访问控制是分散的，每个参与者都持有自己的加密密钥。去中心化的访问控制与加密相结合，确保只有授权方才能访问区块链上的特定信息，即使节点受到损害，数据的加密性质也会限制任何未经授权访问的影响。此外，区块链的共识机制有助于提高数据完整性和一致性。当一笔交易被验证并添加到区块链时，它会经历一个共识过程，其中涉及多个节点就其真实性达成一致，确保存储在区块链上的数据在整个网络中是准确且一致的。

（2）实施基于智能合约的保险和风险评估系统。区块链技术中的智能合约，为工程设备管理中的保险和风险评估流程自动化提供了强大的工具。这些自动执行的合约，可以被编程为根据预定义的条件自动触发与保险相关的操作。例如，在设备损坏或故障的情况下，智能合约可以自动启动保险索赔流程，简化并加快风险相关问题的解决。智能合约通过自动化保险索赔的验证和结算，促进透明、高效地索赔处理。当满足预定义条件时，例如，检测到区块链上记录的维护问题，智能合约可以自动触发索赔流程，这减轻了管理负担，最大限度地减少了索赔结算的延误，并提高了风险管理的整体效率。此外，智能合约可以创建针对特定参数和事件的有条件保险单。例如，保险费可以根据区块链上记录的实时维护记录动态调整，这种方法使保险范围与设备实际状况和使用情况保持一致，从而提供更准确、更公平的风险表示。

3 结语

总而言之，将区块链技术集成到工程设备管理中代表了一种模式转变，提供了前所未有的透明度、效率和安全性。随着行业的发展，探索区块链的变革力量，不仅仅是一种技术选择，更是追求卓越的战略必然。