区块链和物联网如何在建筑业中开辟新的能力

[[321869]]

物联网正在使建筑行业的资产和流程快速数字化。建设项目一般比较复杂，涉及的法规和标准很多。信任和验证方面存在问题，即是否已开展了合规工作，各方之间也没有标准的沟通方法。因此，除了越来越多的中介机构外，该行业现在拥有越来越多的零散数据存储库。建筑公司应利用区块链和物联网的结合，提高项目成本、时间和范围的透明度。

区块链基础

简单地说，区块链是一种数据库体系结构技术，作为一种分散的、分布式的和公共的数字账本来实现，用于记录许多分散的计算机之间的交易。如果没有所有后续区块的变更和网络的一致意见，则不能追溯更改记录。这使得参与者能够以低成本核实和审计交易，并建立信任和透明度，而且消除了纸面和重复的工作。

有多种实现区块链技术的方法。尽管它们可能具有相同的一般功能，但不同的区块链平台具有不同的安全性和技术风险，并且组织需要在其整个生命周期中评估各种解决方案，以确保其适合其特定需求和风险承受能力。

• 公共区块链(Public blockchain)：访问是开放的; 任何人都可以成为节点并参与区块链。
• 混合区块链(Hybrid blockchain)：一种混合系统的形式，可用于需要白名单访问但所有交易应公开可见的情况。政府应用程序就是这样的例子，在该应用程序中，只有某些人才能写网络信息，但所有交易都可以公开验证。
• 私有区块链(Private blockchain)：通过基于权限的私有网络，访问仅限于特定用户。私有区块链之外的任何人都无法看到或参与区块链交易。

建筑业中的区块链概述

施工过程涉及很多专业人员，他们需要交换信息才能成功设计，实施和运营项目。 监管机构，银行，保险公司，律师等许多中介机构都习惯于对整个过程进行身份验证。需要在所有利益相关者之间建立信任。从传统方法到数字形式的操作过渡为诸如区块链之类的数字工具铺平了道路，这种数字工具可以促进参与者之间的信任。

对于那些想要在不依赖中介的情况下进行开放，可信赖的IoT通信的人来说，私有区块链可以提供解决方案并实现IoT设备之间的数据安全性。区块链的力量在于，它以一种易于采用的方式创建了非常强大的标准，而不会干扰现有流程。

区块链是一种点对点实施，其中系统地管理信任以提供一定程度的透明性，从而提高生产力和简便性。对于与许多不同的分包商，所有者和供应商打交道的承包商，他们都使用不同的系统，区块链允许承包商简化和管理一个不变的分类账中的所有数据。参与者需要聚集在一起并通过每个人登录同一数据库来解决问题的想法是一个受欢迎的发展，尤其是考虑到建筑行业拥有任何行业中最高的诉讼成本。实施区块链可确保所有数据(无论系统或来源)均得到验证和信任。区块链的首要目标是打破数据孤岛，以实时利用信息。区块链不是行业的中心机构，而是一个共享的开放式平台，可保护成员安全，从而推动成员之间的信任，透明和诚信，因此，区块链在业界是必不可少的。

区块链正在开放新的物联网功能，因为它允许参与者之间进行价值和数字资产的无缝交换，而无需中介机构这样做。价值可以是服务、产品或智能合约形式的批准。区块链和物联网的结合旨在改善建筑行业的成果。区块链创建了一个可信赖的事件，交易，资产和关键项目细节链。这样一来，电子邮件，项目管理系统和会计系统就可以集中在一起，为区块链上的所有交易创建经过验证的记录，并确保数据不会丢失。这意味着每个项目都有一个共享的事实真相，这就是行业需要的工作，以消除重复、减少错误并确保数据完整性。

想象一下在结束一个大型建筑项目时面临的挑战; 从所有分包商那里收集数据并将其输入到报告中是一场噩梦。通常，项目数据分散，难以获取且难以验证。由于缺乏项目合作以及使用不同技术解决方案而产生的孤岛，使情况更加复杂。孤立的方法的主要问题在于，它产生的数据通常不准确或不正确。隔离在系统中的数据通常是零散的，并且很少在组织之间共享，因此会失去其价值和可验证性。

如果没有区块链技术，接收组织必须先进行独立投资，以建立对接收到的任何数据的信任，然后再使用它们做出业务决策。但是，区块链允许合作伙伴共享实时数据，该数据的历史记录以及对其的任何修改。区块链旨在通过物联网设备和其他数字系统直接从源中收集数据并能够就哪个版本是事实达成共识，从而提高数据完整性。能够访问可信赖的数据为企业创造了令人兴奋的可能性。

区块链不会取代软件应用程序;它只会让它们更紧密地合作。它可以是在后台组织以促进操作过程的标准。信任数据源也是一个问题，在所有的工作都完成之后，数据最终会在某个地方尘埃落定。使用区块链，可以主动、实时地完成移交。这使区块链成为您可以创建真正的实时操作和维护手册的地方。

区块链在建筑中的可能用例

1. 分散式网络管理

为了成功应用区块链，它需要与“数字原生”资产一起工作，这意味着可以成功以数字格式表示的资产。物联网和其他工具可实现非数字资产的数字化。鉴于建筑业中物联网设备的激增，区块链技术可以构成物联网设备分散网络的骨干。在这些情况下，区块链将充当大量设备的公共分类账，而不再需要中央集线器来协调它们之间的通信。

2. 简化融资和支付

在建设项目中，承包商可以要求预付款，以帮助他们应付在开始建造之前可能需要承担的大量启动或采购费用。在这种情况下，客户应要求支付预付款保证金以防止承包商违约。区块链技术可以消除纸张痕迹，并显著减少文档分发的时间，从十几天缩短到不到24小时。

滞纳金及其相关的现金流量问题一直是建筑业中的长期问题。区块链在建筑行业中最适用的用途之一是将基于区块链的平台嵌入到项目执行实践中，该平台可以基于数字化批准的工作，合同条款和智能合约行动来发起付款。

3. 合规简化

提供合规证明(税收，NEC，专业注册等)通常是困难、耗时且昂贵的。将与证明相关的信息放到区块链上将大大降低成本和管理负担，并且通常有助于提高招标和项目实施过程中信息的可访问性。此外，将区块链技术与诸如AI和IoT之类的新兴技术绑定在一起可以实现实时数据收集和处理，从而提高整体合规性。连同记录在区块链上的项目信息一起，可以轻松证明合规性。

4. 来源和可追溯性

可持续性问题使客户要求证明产品的合法性和真实性。在整个供应链中跟踪货物和资产已成为改善运营影响力的重要方法。知道产品的整个过程会带来一些好处，例如提高产品安全性，减少欺诈行为以及提高行业内预测和协作计划的准确性。如果公司的供应链出现故障或交付的最终产品有问题，将对公司产生财务影响。

资产来源是质量保证和质量控制的一个重要方面。它是通过从物联网设备、不同供应商及其系统中提取的数据，使用API集成来实现的。结构材料的出处和经验证的监管链的建立确保了供应链各方的透明度，并提高了建筑部门的可持续性得分。可以认可和激励具有高质量产品的值得信赖的供应商保持质量证书，从而建立长期关系。

5. 智能合约

智能合约本质上是一种计算机代码，可以自动执行并强制执行法律协议中规定的条款和条件。例如，如果承包商已达到建造结构的商定阶段，则他要求进行检查。 如果负责检查工作的主管部门批准，则承包商将获得报酬。

• 如果合同条款和条件准确地记录在智能合约上，则条件的执行和监视非常准确。
• 每次付款，交易，业务交互和执行都可以在区块链上注册，从而使整个过程透明且可追溯。
• 智能合约网络可以确保整个建筑采购的透明度并降低复杂性。这样，可以减少延迟付款的风险和纠纷的数量。
• 在日常管理费用、行政管理和项目控制方面可以实现显著的成本节约。此外，项目采购信息以可追踪的方式记录，从而开启项目评估和成本优化。
• 通过智能合约支持并自动执行的合约协作可以显著减少索赔和争议的数量，从而改善与利益相关者的关系。

物联网传感器可以作为智能合约的封闭数据源，消除潜在的人为错误，例如用于登录现场工人、测量天气状况、结构元件GPS、交付物资的RFID等的访问控制系统。

6. BIM和现场资产跟踪

施工人员聚集了大型团队来设计和塑造建筑环境。随着技术的发展，尤其是物联网和建筑信息模型(BIM)的日益普及，整个行业内对协作和新想法的开放性也在增加。可以利用这种势头来推动区块链技术的使用。BIM是一种计算机模型，其中包含有关资产的各种信息，例如3D几何图形，施工管理信息(如时间表和成本或运营和维护指标)。BIM和区块链技术可以结合起来用作单一事实来源。

BIM技术作为数据的单一真实来源，同时将设计批准、数据验证和项目管理决策的审计跟踪放在区块链上，将产生涵盖项目所有方面的综合真实来源。

BIM可以结合来自区块链的信息，例如供应链信息，材料来源，付款明细等，尤其是在施工期间。它还可以将信息分配给区块链，例如设计决策，数据源或模型修改订单。以后，智能合约可以使用此信息来启动进一步的操作，例如付款或物料订单。

区块链、物联网和BIM提供了通往数字孪生和智能资产管理的基础，因为项目不仅会在交付资产时就停止，而会进行转型并一直持续到建筑生命周期的尽头。

7. 新型建筑部件的3D打印

3D打印和“附加制造”(即通过在材料上逐层添加来构建3D对象)是高度技术驱动的过程，只需单击鼠标即可轻松传输所涉及的数字文件。因此，零件和产品更易于共享和跟踪-导致更智能的数字供应网络和供应链。

使用区块链来支持这些不断发展的基础设施，可以消除安全漏洞，保护知识产权不受盗窃，并简化项目管理，最终帮助3D打印和附加制造行业实现增长和规模化。

8. 安全性

隐私和安全是物联网面临的两大挑战。由物联网设备组成的僵尸网络发起的分布式拒绝服务(DDoS)攻击，以及安全漏洞损害用户数据的看似连续不断的新闻报道等事件，都让许多开发者开始寻找解决方案。物联网隐私和安全挑战的一个潜在解决方案是使用区块链技术。随着对工厂和人员风险很大的施工现场安装连接传感器，Xage、Guardtime和Filament等公司正在采用区块链技术提供安全解决方案。

Briq，Probuild，ULedger，Hunter Roberts OEG&Gartner Builders，Costain的Lifechain，Tata Steel和BIMCHAIN是一些致力于实施区块链和物联网以改善建筑业成果的公司。已经开始发现专门针对建筑环境的区块链机会的合作伙伴组织包括建筑区块链联盟(Construction Blockchain Consortium)。

小结

建筑业是一个受到严格监管的行业，通常为复杂的项目雇用各种各样的参与者。 验证其身份，工作质量及其可靠性可能既困难又耗时。基于区块链的生态系统可以使总承包商更容易验证身份并跟踪多个团队的进度，从而帮助解决这一难题。区块链技术还可以帮助确保从正确的地方采购建筑材料并具有适当的质量，而智能合约可以使自动发行与项目里程碑相关的及时付款变得更加容易。

区块链的全部价值可以通过建筑行业内各方的合作来实现。因此，通过伙伴关系和共同的试点项目共享最佳实践和实施经验是有利的。