区块链赋能电梯业新一轮创新
1 前言
区块链技术，目前正在以前所未有的势头深刻影响着全球范围内的经济技术发展和社会变革，被业界称为“触发第5轮颠覆性革命浪潮”的创新技术。区块链技术的核心是分布式数据存储、点对点传输、共识机制以及基于密码学原理的时间戳技术。根据维基百科和百度百科，狭义的区块链是一个“数据结构”，是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一个计算机数据结构，是一种加密的存储结构，安全、可验证、防篡改。广义来讲，区块链技术是一种利用块链式计算机数据结构来存储与验证数据，利用点对点传输、共识算法生成和更新数据，利用密码学方法保证数据传送和访问的安全性，利用智能化合约进行编程和操作数据的分布式计算机架构和计算方法。通俗来说，区块链就是相关方平等参与、共同维护的一个计算机数据库。作为一项被认为是引领世界新一轮科技进步与产业变革的的全新技术，区块链技术是一种分布式架构、共识算法支撑的计算机“账本”，这个账本对于电梯业信息化创新驱动具有3个重要的意义：分布式结构、共识机制、智能合约。区块链技术为解决电梯物联网管理系统“信息孤岛”、电梯供应链以及电梯生产过程的数据可追溯，包括这些活动中的数据安全及诚信问题，提供了一种技术解决方案。区块链技术必定赋能电梯行业的创新，带来新一轮电梯行业、电梯产品创新的浪潮。在本文中，笔者将从技术角度探讨“区块链+电梯”的几种应用场景，期盼区块链技术能够在电梯行业尽快“场景落地”，并成为引领行业转型升级、提高效益的重要技术手段。
2 区块链在电梯领域的场景应用初探
2.1 区块链+电梯物联网
电梯物联网目前在整个行业已经得到不同程度的推广和应用，应用场景主要是电梯应急救援、电梯维保管理、电梯安全评价管理以及电梯与智慧楼宇、智慧城市的互联互通。采用物联网、大数据、云计算、5G通信等综合技术，现代电梯已成为智慧城市的一个节点。随着电梯在用数量的不断增加，全社会对电梯安全质量愈发关注。故此，电梯运行、安全、质量数据信息的真实性、有效性、关联性，尤其是可追溯性对于如电梯运行状况、使用寿命、故障救援、证据采集等具有重要的意义。传统的信息数据系统往往存贮在使用单位、厂家、维保单位、监管部门、检验机构的数据库里，各为中心、各成体系，这种“信息孤岛”给电梯监管、数据追溯、证据采信造成数据隔离和信任风险，并带来一定的社会资源浪费。现有技术的物联网电梯信息系统基本架构见图1、图2。
由图1、图2可见，现有电梯物联网管理系统是一个集中式网络架构。在这个架构中，所有数据和活动都通过中央管理模块，没有这个中心就不能部署或存储任何信息，具有“中心化”的技术特征。随着数据信息量的大量、非对称涌现，所有数据集中到一个数据中心进行存储和处理，对于数据安全以及诚信问题提出了挑战，而且由于区域、品牌的不同，“信息孤岛”、技术壁垒更限制了数据信息的互联互通。电梯全过程生命周期涉及设计、制造、安装、维护、使用、检验、管理等诸多环节，产生的信息来自相关各方(网络架构的节点)，面广量大。例如，电梯维护见证问题，在中心化结构下，各节点信息互不连通，其数据的关联性、有效性和真实性在需要时往往需要质证。如维护项目是否到位、是否在规定的周期之内以及各方签字的真实性问题，导致产生大量查证、监管等工作。区块链技术为这些问题提供了一种解决方案，即基于区块链的电梯物联网架构(见图3)。
首先，区块链基于点对点网络架构的“记账”方式，点对点账本构成“许可制”区链(见图4)，所有参与节点上的信息都会通过“广播”的方式公告于其它节点，通过“全网见证”实现数据信息的真实、有效，并被记录，这将大大提高管理效率和各方信任程度，调查取证和监督检查也许不再有必要。
第二，“共识机制”解决“信任”问题。共识机制是区块链技术的重要组件，其技术特征是系统保证了所有节点有效数据的一致性和诚实节点所发布的信息被其它所有节点记录在自己区块中，以实现整个区链数据的真实有效性。共识机制软件架构的设定规则是，任何一个节点无需信任系统中的另外任何一方，也无需信任中心化的机构，只需凭借上述“共识机制”技术特征下的规则即可实现数据的信任和互信。换句话说，区块链技术中的共识机制是在机器间建立“信任”网络，通过技术背书而非行为人来进行信用建设。目前基于区块链的计算机共识模块能够支持多种共识算法实现。第三，“智能合约”实现数据信息的“共享”和“协作”。智能合约是区块链技术的重要组成部分，智能合约是运行在区块链上的一段计算机程序。由计算机编程语言编写，不需要人为干预，其约定只要满足事物的规律、逻辑和规则智能合约代码所列出的条件即可。当然这些条件基于数据分析和机器自学习，通俗说就是摆事实、讲道理，找出最大公约数。它允许参与者在不需要第三方的情况下，采用完全自动化的流程执行合约并不可逆转。区块链通过“智能合约”实现多主体之间的协作和信息共享，协同各主体的一致行动，提高协作效率，降低协作成本，使得即便是离散程度大的主体仍能够有效协作，比如电梯用户、生产者、管理部门由于诉求关系的离散，协作成本高、调整周期长，通过“智能合约”，能够实现“机器合约”下的电子信息共享和高效协作。
2.2 区块链+供应链管理
区块链“去中心化”“共识机制”“智能合约”以及密码学原则的技术特点，非常适合于电梯生产供应链的信息化变革。电梯产品由众多的材料和零部件组成，制造企业通过建立采购系统和采购流程与各供应商之间建立供需关系，实施采购。一般情况下，电梯生产供应链是这样的：设计-寻找供方-供方评价-建立合格供方名录-采购计划-采购合同-实施采购。交易的双方还要考虑对方资质、信誉、交货期、价格、资源条件变化等项目要素。通常来说，电梯生产的重头戏在于配套或采购。故此，采购效率、质量、价格直接影响到电梯生产企业和其供应商的生存发展。目前现状是，制造企业和供应商均具备人数众多的供应链团队，甚至很多供应商长期在生产单位驻扎或频繁往返于驻地与生产单位之间，造成极大的资源浪费。传统电梯生产供应链的实现有3个要素：其一，要有合同、计划、往来账、原始凭证、调查分析报告等各种账本；其二，要有人员来处理这些资料；其三，有一个基于信任的交易规则。在供需各方基本情况没有太大变化的情况下，这些工作需要重复的循环，其中最大痛点在于，相关信息的呈现一般落后于经济活动，因信息不对称产生的相关方互不信任甚至纠纷时有发生。基于区块链技术的供应链管理，重新定义了电梯供应链，是一种全新的解决方案。如前所述，区块链是一种分布式共享数据库，本身就是一个基于计算机语言的账本，具有多方参与、共识机制和智能合约的特征，能够准确地描述、采集、共享供应链上参与各方的有效数据，增强信息透明度、保证数据安全(不可篡改)。图5是基于区块链技术构成的一个联盟链架构。相关生产商(需方)、相关供应商(供方)和有限的第三方(如银行或监管部门)按照区块链规则建立“联盟链”(区块链规则下的联盟链相对于公链，其“链”是去中心化的，但是联盟链的管理是中心化的)。各方经济活动在源头即被各方所记录，这些数据并不在各方自己的资料库里，而是被加密并记录在“链”上，参与各方都有自己的“副本”且不可篡改，供需方的交易活动通过“智能合约”自动完成，“智能合约”是编程语言写就的合约，当预定条件达成时，“代码即法律”。如此，各方能够在开放、公平、信任的环境下完成交易。整个交易活动基于区块链平台的数据控制，且按照时间顺序形成可查证、可追溯且不可篡改的区块数据记录。图5中时间戳表示一个数据在某个特定事件发生时之前已经存在的、完整的、可验证的数据。
区块链供应链颠覆了传统供应链“合同”“人员”“流程”等人工管理要素，能够完全自动地实现供应链流转。更加重要的是，各方经济活动信息的前置，将使得交易信任维度增强，避免了互相猜忌导致的纠纷。随之而来的是企业架构的精简和整个经济社会运行成本的降低。2.3 区块链+生产过程控制
如前所述，区块链由一串使用密码学算法产生的计算机数据区块连接而成。每一个区块记录了不可篡改的数据信息，区块按时间顺序依次形成链状，从而形成一个数据账本。由此可见，区块链技术同样适用于制造(工艺)过程的管理控制。电梯生产具有规模化定制生产的特点。规模化，就是说产品生产过程只有用规模化集约控制才能实现效益。定制生产指电梯使用于唯一的建筑之中，由于建筑风格、尺寸迥异，个性化定制生产成为必然。电梯生产包括钣金制作、结构制作、焊接、电气系统制作、组装以及装箱发运、施工等工艺过程。传统生产厂管理一般采用以订单为主轴的采购、制作、发货、施工过程，整个控制过程一般采用人工控制或企业计算机数据中心辅助统计、评价、计划和调度，大多是一个中心化指挥架构，一旦某个环节出现失误或滞后，整个订单面临试错、纠错的结果，给品牌和效益带来负面影响。“单点发起、全网广播、交叉验证、共同记账”的区块链技术架构对生产过程进行控制，各策划的节点基于区块链平台实现点对点的连接，过程信息互联互通，部件从源头到出厂完整的身份信息、生产者和设备情况等完全被记录在案，具有可查证、可追溯、不能篡改的特点，整个生产流程可以从传统串行控制变革为并行控制，大大提高管理效率，简化控制体系，缩短生产周期。设计思路和架构见图6。
图6中，全部策划的过程点对点数据连接，生产指令并行发布，过程、人工、材料、周期、质量情况上链被记录并广播至全组网每个节点，每完成一批订单，自动形成一个可追溯、可查证、不可篡改的数据区块，最终构成一种按照时间顺序将数据信息顺序组合而成的一个可查证、可追溯、不可篡改的计算机数据结构。3 结语
自从2008年区块链概念被提出，在经历了十个年头的热身之后，区块链成为数据信息化时代的新宠。近期，我国以中央集体学习形式，给予区块链技术高度关注，提出：“要把区块链技术作为核心技术自主创新重要突破口。”区块链被提到“下一代颠覆式创新技术”的地位，可见其意义的重大和影响力的深远。区块链通过去中心化，综合运用数据加密、时间戳、分布式机制、共识机制、智能合约等技术形成全新的数据构架，可实现全新的信任机制和高效协同机制，能够应用于很多实体经济场景，而更多地应用场景有待人们逐渐发现和挖掘。其实，区块链的诸多构成并不是新技术，都曾经被人们所熟知。区块链只是一种数字时代、网络时代顺势而出的技术创意组合，是一种数据度量的行为艺术。它解决的关键问题是社会活动中价值的互联与信任，解决的是把现有“信息物联”提升到“信任物联”的程序。电梯业在经历了数十年火热发展之后，目前面临规模过剩、效益下滑的局面，换种思路，也许能够找到新的前路。据说，特斯拉汽车在公司内部一直把自己定位成一个数据驱动公司而不是制造公司，它们把产品视作一种智能终端，通过数据分析来确定技术方向。它们在数据丛林中消无声息地重新定义着汽车行业，也把自己打造成了行业巨人。
