区块链技术在建筑工程领域中的应用研究
一、建筑工程领域面临的问题与挑战
区块链技术具有可追溯数据信息、不可篡改、不可伪造等特性，而建筑工程行业虽历史悠久，市场规模庞大，在巨大的体量下却掩藏了经年累积的问题，存在大量黑箱流程。本节初步分析建筑工程领域几个关键环节面临的问题，以便进一步探索区块链技术在建筑工程领域的应用方式与积极融合后带来的机遇和变革。
1)建筑工程招投标阶段招投标作为市场经济条件下衍生的规范化交易方式，在实际工程领域中却成为腐败滋生的主要地带。招投标信息渠道不畅、交易过程不透明、盲目追求低报价而不考虑技术质量，对招投标活动进行人为干预等，均造成招投标过程乱象丛生的现状。初期加大对企业及人员资质审核管理的时间与人力成本，导致流程冗长、进展缓慢。
2)建筑工程设计阶段随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对建筑结构、功能和美观的要求越来越高，给建筑设计带来更大的挑战。建筑工程设计阶段涉及建筑、结构、机电等各专业协同合作，实际工程设计中，各小组往往缺少及时有效的信息互通和协调配合，常常返工和改图，提升人力成本，也直接造成材料资源的大量浪费。
3)建筑工程施工阶段施工过程中，由于各施工部门或分包单位交流不畅，反馈机制不完善，彼此间缺少协调配合，导致建筑工程施工进度缓慢、效率低下。管理人员无法完全掌控施工现场，增加安全管控难度，不能有效控制建筑材料使用数量;且逐一查验进场物料，浪费大量人力资源。
4)建筑工程运营阶段在建筑工程运营使用过程中，存在一系列复杂问题，给建筑设备设施和使用安全带来极大干扰。目前投入建筑运营的技术人员大多缺乏专业的学习培训机制和规范化管理制度，不了解建筑设备性能，对设施运行状况监督不足，易导致维护不当或管理缺失，提高设备更换率，大幅缩短建筑有效使用寿命。
二、区块链的认识
2.1核心特点
区块链是依托于多项现有技术，如5G、物联网、人工智能等，加以独特性组合及创新而成的集成型综合技术，在10多年的发展过程中不断更新和完善。技术体系有3大不可缺少的关键机制:密码学原理、共识机制和数据存储结构。
2.2应用场景特征
第46届世界经济论坛达沃斯年会将区块链与人工智能、自动驾驶等列入第四次工业革命，显示出区块链技术的重大意义和极为广阔的发展空间。IBM公司CEO罗睿兰认为区块链对于可信交易的意义正如互联网对于通讯的意义，充分认可区块链技术的重要地位。
正如互联网思维给产业变革带来的生机和创造的机会，区块链思维在各行业中将是可预见的第2轮产业升级。区块链在生产世界中的价值体现在可优化各行业业务流程，降低运营成本，减少信息不对称，提高协同效率。
区块链技术并非适应所有场景，基于区块链技术特性，可分析适应场景的特征。区块链去中心化的特性可应用于需跨主体传递信息和涉及多主体协作的场景中;分布式数据库系统意味着公开透明;不易篡改和极难伪造的性质意味着数据高度可信赖性，基于数学原理和代码技术建立信任机制，表示区块链技术适用于一切需要诚信可靠的交易环境。
建筑工程是数据量庞大且信任度需求极高的领域，往往需要多个参与单位和部门协调合作，相互沟通需基于极高的信任基础，工作流程也需大量资源监督和管控，区块链技术具有的特性及应用场景特征与建筑工程领域当前需求高度契合，目前我国很多企业和科研团队也开启建筑工程领域区块链技术的应用研究。
三、区块链技术在建筑工程领域中的应用场景
内装设计、采购、施工环节脱节，是导致上述问题的关键原因。由于这几部分工作流程所对应的实施主体不同，再加上内装设计团队不具备整合产品和企业资源的能力，由内装设计团队完成信息采集、属性整理、BIM模型建立的工作量大。招采权通常由施工单位和建设单位定夺，导致内装设计团队与厂家在项目上无法直接配合，通常室内设计做完之后，施工单位再根据现场情况，由厂家进行二次深化，深化设计内容也根据厂家自身产品决定最终整体室内效果。这也是导致内装设计BIM模型没有产品属性，被认为是披了BIM形式主义的三维模型的原因。室内设计的BIM模型能做到的仅仅是粗略统计出配件、设备数量及材料面积，而无法转变为产品个数及对应的人工成本、安装工期等真正具有施工预算的数据。
3.1招投标活动
在传统招投标活动前期准备工作中，投标人需编制详实的资格预审文件，而招标人也需付出大量时间和精力审核资质文件。关于企业/从业人员的资信情况依时间顺序记载在区块链平台上，一旦开启招投标程序，该平台可为资质审核提供可信赖的依据，有效节约人力、物力和财力成本，简化流程，提高效率。
解决前期资质预审问题后，进入正式投标竞争环节。材料厂家、供应链及工程管理方都能同时同步建筑材料的数量、质量、规格、型号等数据，全透明过程控制，从源头杜绝假货次品的出现。而此时的竞标过程不再是价格战，投标方更关注于合理优化方案、加强成本管理和细节控制，净化整个建筑工程招投标环境。
3.2工程总承包管理
工程总承包是目前国家大力推行的工程管理模式，建设单位接受业主委托，承担工程项目决策、设计、采购、施工到试运行的全过程工作，并全面负责工程施工质量、施工周期、安全及总造价等。
工程总承包管理存在履约率低的问题，许多合同中无法细节化的过程，如工程款发放时间、施工图纸及相关材料的移交等，并未受到合约有力约束，每个环节微小的拖延将导致整个工程巨大的延迟。
目前，区块链技术已计划引入工程总承包管理应用场景中。中国雄安官网于2019年6月发布的《雄安新区孝义河河口湿地水质净化工程总承包招标公告》表示“项目建设内容应按照雄安新区关于智能城市建设的相关要求，需充分考虑数字化、智能化。要以大数据和区块链为基础，全过程产生的建筑信息模型(BIM)数据需统一接入新区城市信息模型(CIM)管理平台;通过区块链资金管理平台对本项目的全过程资金进行管理，落实雄安新区关于建设者工资保障金等相关规定”。
区块链技术按一定时间步长更新并链接新区块信息，及时收集并录入建筑工程总承包项目各环节数据，各参与者在统一的平台上实现数据共享，去中心化的特性使任意2个参与节点可基于共识机制直接达成一致，完成点对点间的信息互通，有效促进工程管理协调配合与完善信息反馈机制。
