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            電力公司物資供應管理中區塊鏈的運用
            發布時間:2020-05-09

              摘    要: 隨著電力物資采購規模不斷擴大,現有的物資管理模式已不能適應現代化電力發展的需要。將區塊鏈技術應用于電力物資供應管理,在供應商、物資公司、物資使用單位之間搭建聯盟鏈,既可將電力物資全壽命周期內的活動全部上鏈,實現物資設備的精細化管理,還可利用區塊鏈技術實現無紙化合同簽訂和單據流轉,避免紙質合同簽訂、單據流轉的繁瑣,實現電力物資供應管理的全程透明化、可視化、可追溯化。

              關鍵詞: 電力物資供應管理; 區塊鏈技術; 聯盟鏈; 全壽命周期管理; 無紙化合同簽訂和單據流轉;

              一、電力物資供應管理的現狀

             。ㄒ唬┪镔Y設備管理現狀

              目前,對電力物資的管理主要集中于倉儲管理,而并未對物資設備入庫前的信息和出庫后的情況進行統計。全壽命周期管理著眼于物資設備整個生命周期,對物資設備的生產、倉儲、配送、安裝、檢修、改造直至報廢整個生命周期的全部信息進行記錄和分析,這樣做帶來的好處是多方面的。一方面,根據記錄的信息可以對物資設備進行狀態評估,輔助決策設備定期檢修的時間間隔,從而提高物資設備的利用率、降低物資設備的維修成本;另一方面,有助于對物資設備進行科學化分析,通過對同一種類的設備進行全壽命周期成本的比較,選擇最優的設備進行采購[1]。因此,如果將全壽命周期管理應用在電力物資管理中,將會在很大程度上降低企業的生產成本,提高經營效益。
             

            電力公司物資供應管理中區塊鏈的運用
             

              在常規的供應鏈管控系統中,物資設備的信息以離散的數據行記錄在數據庫中,存儲的信息不能進行回溯,無法觀察物資設備全壽命周期內的情況。此外,供應鏈中任意一方都可以通過修改數據庫的內容而對供應鏈中某一環節的信息進行篡改,無法保障信息的真實性。

              (二)合同簽訂、單據流轉現狀

              目前,物資采購合同大部分為紙質,少量是電子合同的形式。由于供應商分布在全國各地,紙質合同的簽署可分為當面簽署、快遞簽署、掃描件簽署。當面簽署,安全性高,但便捷性差、效率低;快遞簽署,耗時較長,需要額外的快遞費用,同時有偽造簽名的風險;掃描件簽署,雙方都需要具有相應設備的支持,同時也存在偽造簽名的風險。電子合同的簽署方式比紙質合同更加多樣,在簽訂效率、存儲成本、環保價值等方面都優于傳統的紙質合同,但因其大多被存儲在中心化服務器中,存儲設備的故障和“黑客”的攻擊都容易造成合同數據的丟失或篡改,存在安全隱患[2]。

              電力物資供應中涉及的單據大部分為紙質,也存在被偽造和丟失的風險。同時,供應商經常月末扎堆持單據辦理結算業務,致使合同結算人員的工作量極不平衡,高峰期合同結算人員業務多、供應商排隊等待時間長,這種困境亟需改善。

              二、區塊鏈技術的特點及應用區塊鏈技術的可行性分析

              區塊鏈技術是近年來興起的一種全新的去中心化基礎架構和分布式計算范式[3],具有五個重要特點,并且區塊鏈技術可應用于物資設備管理。

              (一)去中心化

              這是指整個區塊鏈網絡沒有控制中心,網絡中的每個節點都具有相同的權利和義務。由于數據在很多節點互為備份,所以任意節點的數據損壞或異常都不會影響到整個區塊鏈系統的運行。因此,若將區塊鏈技術應用于物資設備的精細化管理和無紙化合同簽訂、單據流轉中,數據儲存將具有較高的可靠性和魯棒性,任意節點發生存儲器損壞或被“黑客”惡意攻擊的情況都不會影響整個系統的正常運作。

             。ǘ┩该骰

              這是指除了一些用戶的隱私數據被加密外,區塊鏈系統中的數據對所有人公開,用戶可通過相關數據接口訪問區塊鏈系統中的任何數據信息,整個系統的數據信息高度公開透明。

              在本研究提出的利用區塊鏈技術實現無紙化合同簽訂場景中,為了保證合同內容不被簽署雙方以外的人看到,利用加密算法保障合同的私密性。

              (三)安全性

              這是指區塊鏈系統中的數據不可篡改。信息一旦通過驗證并記錄在區塊鏈上,就不能夠被任何一方隨意更改,除非他能夠控制系統中50%以上的節點,否則單個節點上的信息修改是無效的,從而使所記錄的信息不可更改。因此,若將區塊鏈技術應用于物資設備的精細化管理和合同簽訂、單據流轉中,安全性能夠得到保障,任何一方都不能為了追求自己的利益而隨意篡改數據。

             。ㄋ模┛勺匪菪

              這是指區塊鏈系統采用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲信息,這就使得區塊鏈系統中任意一條數據都可通過鏈式區塊結構追溯到其本源;趨^塊鏈的可追溯性,將物資設備全壽命周期的信息上傳到鏈上,用戶在任何時候都可方便地查詢物資設備各個階段的信息,從而進行設備狀態評估或輔助科學決策。同樣,若將區塊鏈技術應用于物資合同簽訂和單據流轉方面,一旦出現問題就可往前追溯,了解是在哪個環節出了問題。

              (五)合約執行自動化

              這是指區塊鏈上可定義復雜的邏輯,實現智能合約?砂岩巹t條款以代碼的形式配置到區塊鏈上,一切將按約定自動執行,由于共識機制的存在,執行過程無需任何外界監督。智能合約的實現能夠保障合約的公平公正執行,避免違約行為,同時大幅度減少人工參與、提高工作效率。

              三、應用區塊鏈技術實現物資設備的精細化管理

              本研究在對應用區塊鏈技術可行性分析的基礎上,提出在供應商、物資公司和電力公司其他下屬單位之間搭建聯盟鏈,實現物資設備的精細化管理和無紙化合同簽訂、單據流轉。聯盟鏈不對外公開,鏈中的節點由供應商、物資公司和電力公司其他下屬單位共同維護。如圖1所示:

              圖1 聯盟鏈架構模型
            圖1 聯盟鏈架構模型

              從圖1可看出,整個聯盟鏈系統由數據層、網絡層、共識層、合約層、應用層組成。其中,數據層封裝了底層的數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密算法[4]。網絡層包含分布式組網機制、數據傳播機制、數據驗證機制等。共識層主要封裝網絡節點的共識算法,由于聯盟鏈僅對特定的機構開放,在參與方式上已經注入了信任,因此在參與聯盟鏈的每個單位都可進行記賬。合約層封裝著各種腳本代碼,是區塊鏈可編程特性的基礎。應用層封裝了區塊鏈的各種應用場景,如查詢物資設備各個階段的信息、在線簽署物資合同單據等。

              圖2 區塊鏈的組織方式
            圖2 區塊鏈的組織方式

              從圖2可看出,每個數據區塊一般包含區塊頭和區塊體兩部分。區塊頭封裝了當前版本號、時間戳、Merkle根、父區塊哈希值、隨機數、目標哈希[3]。區塊體中則封裝的是要記錄的信息,將它們通過哈希運算生成相應的Merkle樹打包放入區塊體,而生成的Merkle根則放入區塊頭。在利用區塊鏈技術實現物資設備的精細化管理中,供應商可將物資設備的設計、生產、出廠試驗等信息上傳到鏈上,物資公司將運輸過程中的震動、撞擊、溫度、濕度等信息進行上傳,此外,物資公司還要上傳電力設備的監造、倉儲等信息;其后,物資使用單位將設備投運、檢修、維護、改造、報廢等各環節的信息上傳至鏈上,借助區塊鏈共識機制將供應商、物資公司和物資使用單位鏈接到同一個平臺上,提供一個共享的分布式數據系統,將物資設備全壽命周期內發生的活動記錄在區塊鏈上,保障信息不可篡改。

              在聯盟鏈中,每個參與單位都可進行記賬,即把要記錄的一段時間內的信息通過哈希算法生成相應的Merkle樹并封裝到一個帶有時間戳的數據區塊中,當經過其他節點驗證有效后,這個新的區塊會在所有節點處鏈接到當前最長的主區塊鏈上。因此,這一系列記錄著物資設備全壽命周期內信息的區塊,構成了一個完整且保證安全的鏈條,任何接入區塊鏈網絡的組織機構都可對某物資設備的信息進行追溯。由于區塊鏈的不可篡改性,從區塊鏈中提取的回溯信息具有非常高的可信度,不會像傳統數據庫那樣很容易在某環節出現信息丟失或惡意篡改等問題,整個供應鏈信息的可靠性能夠得到保障。

              四、應用區塊鏈技術實現無紙化合同簽訂和單據流轉

              在圖1所示的聯盟鏈架構模型上,物資公司和供應商可編輯合同和單據、在線簽署、存儲合同單據及查詢合同單據。物資采購合同的簽訂和單據的流轉涉及大量的簽名手續,可以采用數字簽名技術。數字簽名技術是指通過使用公鑰加密算法對數據電文進行加密、解密變換的一種簽名手段,與區塊鏈技術天然契合[5]。簽名人可用私鑰對數據電文進行簽名,之后將原始數據和簽名發送給整個網絡;網絡中的所有節點則可用公鑰對其有效性進行驗證,這保證了在合同簽訂和單據流轉中的簽名可永久存儲、不可篡改。

              傳統的物資合同簽訂和單據流轉存在便捷性差、耗時長的缺點,基于區塊鏈技術的智能合約有望解決這一問題;趨^塊鏈技術的智能合約的運作機理其實并不復雜,如圖3所示:

              圖3 智能合約的運作機理
            圖3 智能合約的運作機理

              從圖3可看出,智能合約封裝了預定義的幾種合約狀態、觸發合約執行的條件和特定的響應規則等。一旦預先設置好的條件被觸發,便執行對應的規則條款。由于區塊鏈系統中存在共識機制,所以一切將按合同約定的方式執行,參與方在執行過程中無法單方面違約,執行過程無需任何外界監督。

              在中標通知書下達之后,物資公司會與供應商簽訂合同,約定采購物資設備的型號、數量、價格、供貨范圍、供貨期限、付款方式、售后服務、違約責任等。根據項目進度,國家電網公司按照預付款、到貨款、投運款、質保金四個階段支付資金,每個階段的結算都需要提供各方簽署完畢的結算單據作為付款依據[6]。傳統的做法是:當物資合同生效后,供應商憑預付款收據和合同履約保函辦理預付款支付手續;合同物資交貨之后,供應商憑增值稅專用發票、項目單位開具的到貨驗收單辦理到貨款支付手續;完成物資設備的安裝、調試、驗收、投運后,供應商憑項目單位開具的投運單辦理投運款的支付手續;在合同物資質保期期間,如果沒有索賠,項目單位將開具質保單,供應商憑質保單辦理質保金支付手續。在上述每個階段,物資公司的合同結算人員對結算單據紙質文件驗審無誤后,在ERP(企業資源計劃)系統完成付款申請并進行打印。結算人員將紙質付款申請移交財務部門后,由財務部門完成資金支付。

              這一系列流程都部署在聯盟鏈架構模型之上(見圖1),結合數字簽名技術,實現智能合約。

              第一階段,供應商將預付款收據與合同履約保函通過數字簽名技術簽署完畢,聯盟鏈中的其他單位用公鑰對其有效性進行驗證后,自動觸發系統支付預付款。

              第二階段,合同物資完成交貨,由供應商上傳增值稅專用發票,另外,由物資公司、項目單位、監理單位、供應商共同將到貨驗收單數字簽署完畢,隨后聯盟鏈中的其他單位用相應的公鑰對數字簽名的有效性進行驗證后,系統自動支付到貨款。

              第三階段,完成物資設備的安裝、調試、驗收、投運,由項目單位將貨物投運單數字簽署完畢,聯盟鏈中的其他單位用公鑰對數字簽名的有效性進行驗證后,自動觸發系統支付投運款。

              第四階段,質保期滿且期間未發生索賠,由項目單位在質保單上進行數字簽名,聯盟鏈中的其他單位用公鑰對數字簽名的有效性進行驗證后,系統自動支付質保金。

              實現無紙化單據流轉前后合同結算流程的對比,如圖4所示:

              圖4 實現無紙化單據流轉前后合同結算流程的對比
            圖4 實現無紙化單據流轉前后合同結算流程的對比

              從圖4可看出,實現無紙化單據流轉后,整個物資合同結算過程得到極大簡化,省去了供應商線下傳遞結算單據的環節,也無需移交財務人員支付資金。

              需要注意的是,由于區塊鏈技術本質上是一種公開記賬的技術方案,賬簿對所有人公開。在合同管理領域,由于合同的簽訂信息不能對所有人完全透明開放,因此本研究提出,利用同態加密算法保障合同的內容只對簽署合同的雙方可見,保障合同內容不會泄露給第三方。

              五、結論

              物資公司每年都要為項目單位從供應商處采購大量物資設備,物資設備管理之復雜與合同簽訂、單據流轉環節之繁瑣一直以來都是困擾業務人員的一大難題。本研究提出,在供應商、物資公司和電力公司其他下屬單位之間搭建聯盟鏈,力求破解這一難題。

              在不同的階段,由供應商、物資公司和物資使用單位共同將物資設備全壽命周期內發生的活動上傳至鏈上,可實現物資設備的精細化管理,不僅有助于對設備進行狀態評估、輔助決策檢修周期,而且可協助日后對同一種類的物資設備進行科學分析、選擇最優的物資設備進行采購。搭建的聯盟鏈系統,還可編輯物資合同和單據,實現合同、單據在線簽署,并觸發系統自動付款,大幅度減少人工參與、節約紙張用量,同時在提高工作效率、解決供應商月末扎堆辦理合同結算業務方面也有優勢。

              參考文獻

              [1] 王立健,何青,趙曉彤.基于集團級數據庫的電力物資全壽命周期管理方法及應用[J].電力與能源,2018(2):147-150,165.
              [2] 郭欣沅,董思晴,黃文濤,熊志敏.區塊鏈技術在電力行業物資合同管理中的應用[J].計算機系統應用,2019(7):65-71.
              [3] 袁勇,王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報,2016(4):481-494.
              [4] 何蒲,于戈,張巖峰,鮑玉斌.區塊鏈技術與應用前瞻綜述[J].計算機科學,2017(4):1-7,15.
              [5] 羅文華.規則與共識:從電子簽名到區塊鏈[J].中國政法大學學報,2019(2):48-59,206.
              [6] 杜曉平,張勇,李濤,郭淳,杜曉媛.基于OCR和電子簽名技術的結算單據電子化管理系統應用[J].國網技術學院學報,2018(3):31-34.

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