基于区块链的材料质量溯源信息管理

郑燕

［摘要］建筑材料作为建筑的重要基础，其质量直接影响建设工程安全。根据建筑工程材料管理需求，以区块链技术为核心，基于软硬件协同优化的区块链基础平台，建立绿色建材溯源管理应用平台，为建材在生产、交易、检测、使用及管理等环节，提供全链条信息化服务，建立多链跨链的建设材料管理溯源互联链体系，通过共识机制和激励机制，解决不同组织的协作问题，形成绿色建设材料追溯管理的长效机制。

［关键词］材料质量;区块链;信息溯源管理;

引言

建筑业是国民经济的支柱型产业之一，同时建筑也是人们工作和生活的空间载体，建设工程质量直接关系到人民的生命财产安全和社会和谐稳定发展。建材产品作为建筑实体的重要组成部分，建材产品质量、建材检测的管理和控制，是影响建设工程项目质量和安全的关键因素。

1.区块链的材料管理体系设计

围绕建设工程材料追溯及监管技术难题，以区块链技术为核心，基于软硬件协同优化的区块链基础平台，为建设材料在生产、交易、检测、使用及管理等环节，提供全链条信息化服务，建立多链跨链的建设材料管理溯源链体系，通过共识机制和激励机制，解决不同组织的协作问题，形成绿色建设材料追溯管理的长效机制，并建立良性的产业生态，实现对绿色建设材料管理规范化、服务信息化、监管透明化。

1.1基于多链跨链技术的建材溯源链体系

区块链溯源系统通常多采用基于单链技术的联盟链来打造，可以在一定的范围内解决防篡改和溯源的问题，但建材全生命期覆盖生产、交易、运输、检测、使用、管理等多个环节，涉及建筑材料生产方、建设单位、检测机构、施工单位、建材行业协会及政府监管部门等，整个过程会跨越多个不同的实体及机构和地理区域，而不同的地区和不同的组织往往都有特定的商业规则，基于区块链单链技术打造的溯源系统无法很好地解决多个地区的不同商业组织的交互合作问题。本文基于布比区块链研发的跨链交易架构———互联链，该架构支持任意区块链间实现互联互通，并保障跨链交易的有效性与隐私性，从而实现建材产品的全过程追踪溯源，能很好地满足不同监管机构，商业组织的合理诉求。互联链网络所有节点都可以动态地加入或者退出网络。全流程溯源区块链平台网络结构主要节点功能如下:区块链节点:运行着区块链客户端程序的节点。互联链节点:运行着互联链程序的节点。包含数据收发节点，验证节点，监管节点。数据收发节点:数据收发节点既属于平行区块链内部，即区块链节点，又属于互联链节点。其主要功能是负责收集平行区块链内部的交易数据并将其传输到验证节点进行验证。因为数据收发节点角色具备双重性，所以数据收发节点可以接收平行区块链的交易，并与平行区块链进行互动。验证节点:验证节点只在互联链内部，不属于平行区块链的一部分。其主要功能包括从平行区块链中取得交易数据以及验证交易有效性，并在互联链网络内同步、共识交易。监管节点:监管节点也只是在互联链内部。其主要负责监管验证节点的交易验证功能，并在发现有验证节点不正确的行为时对验证节点进行惩罚。

1.2绿色建材溯源管理应用平台

根据建筑工程材料管理需求，基于上述区块链基础平台，通过串联建设工程材料各方责任主体，构建绿色建材溯源管理应用平台，为建设工程材料管理提供全面、可靠、透明、安全的信息服务支撑，从源头上解决工程质量安全问题，达到工程材料质量可溯源，从而防范和杜绝弄虚作假行为。基于区块链的绿色建材溯源管理平台重点需要解决上层业务系统与区块链底层基础平台的技术对接和数据打通、平台数据的可视化查询和应用，并研究与物联网边缘计算等技术的结合，实现业务数据快速准确地搜集和展示。

2.材料信息溯源管理系统

系统通过区块链架构提供了对支撑整个建设工程材料的下单、生产、加工、运输、浇筑、质检、监理的数据记录和追溯，在生产企业、施工单位、监理单位、施工单位、建材行业协会、政府监管机构等之间，让工程材料信息共享，形成共识。区块链平台还可以对间接发生关系的上下游企业进行有效的连接，并对供应链条的所有权与上下游关系进行连接。使得整个产业关系更加紧密，同时政府主管机构和部门、行业协会能够从平台获取有效的生产数据，从而实现高效的管理和监管。主要功能模块如下:

（1）信息采集

建材全生命周期的节点动态数据收集到信息的收集，包含了生产、交易、检测、使用等各个阶段信息的输入。主要包括商品名称、规格型号、执行标准、成分组成、容量、分级、材料性能(如蒸压加气混凝土砌块要含有抗压力、强度、吸水率、干密度等信息)、生产批号、出厂日期、商品描述(如选用要点或施工注解)、产品质量检验状态(生产是否合格)、产品信息的采集和设置；厂商所提供的合格证、加工车间资料等，都要在生产者的信息采集和设定中；建设管理方提供的信息包括项目定义、预期目标等基本信息;施工方提供包括进场材料种类、级别规格、数量、厂家、出厂合格证号、时间、检验报告编号、结论等基本信息;检测资料设置送检和见证人员资料、检测机构资料等质量检测报告、性能检测报告、材料设备采样；主管部门如质监站、建材行业协会则会提供最新的政策，同时获取建材管理的相关信息。以明文或加密的形式将工程材料获取的关键信息记载到区块链中，并将不可篡改的区块链属性公之于众，杜绝伪造数据。

（2）信息跟踪

建筑项目材料的物品编码信息是惟一的字串，又称为“一物一码”，在平台的平台上识别出一种物品。可以自动识别物品的商品编码、透明的共享流程、与商品的所有权、传递等联系起来，例如使用智能手机、便携、大型射频、传感器设备等。该企业不但能可靠地掌握上下游企业，建立交易关系，跟踪交易情况，更好地了解间接环节，直至终生消费者的情况，根据区块链开放、共识和多中心网络信任的特征，为政府市场监管提供监管人员的介入界面。

（3）信息查询基于信息收集模块，在生产、运输、检测、使用记录等各环节分别对有关词段进行记录，并向需要了解相关信息的使用方、管理方等人或主体提供生产方、检测方、管理方等信息记录，供其查询、跟踪，一旦发现建材质量有问题，可对相应问题所在节点进行实时跟踪落实。

3.材料质量动态管理系统

建材质量的管理，可以利用区块链技术，对人财物等数据实现从源头的信息采集记录、合同签订、作业指令、跨组织间协同过程等上链，实现过程可追溯。建材生产企业在建材质量动态管理系统上进行生产信息登记后，系统自动生成生产流水号和二维码，在给施工单位输送建材时候，必须提供查询单。施工单位在接收货物时候进行扫描查询单上的二维码信息，获取建材的生产数据及质量等级等信息通过对预拌混凝土生产企业搅拌楼各电子称重设备进行称重，搅拌楼生产投料控制系统进行信息采集和生产任务单(原材料检验情况、设计配合比、生产配合比、工程名称、浇筑部位、混凝土强度等)对搅拌楼生产投料控制系统进行信息采集，实现预拌混凝土质量从原材料检验到配合比设计到生产配合比到实际投料到出厂检验到交货检验(标养)到跟踪预警同等条件下的试块检验。做到生产过程有记录，质量问题可追溯。

4.结语

目前，区块链技术在建设行业内的应用刚起步，随着应用不断深入，将对区块链技术提出更多的要求，促进区块链技术发展，逐步与建设行业的应用深度融合。未来，随着建材信息数据的不断完善上链共享，可以为互联网仲裁提供数字化证据链，打造在线争议解决平台，保障各方权益，有效推进建立“企业负责、社会监督、政府督促”闭环管理机制，促进建筑行业持续健康发展

参考文献

［1］张佳莹．建筑材料质量安全可追溯数据平台研究［J］．建筑经济，2018，39(12):71－75．

［2］陈龙强．区块链技术:数字化时代的战略选择［J］．中国战略新兴产业，2016(06):56－58．