區塊鏈應用之十五:建築領域BIM+區塊鏈應用初探

買賣虛擬貨幣

[編者按]10月24日中央政治局對區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行集體學習,強調“把區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口 ,加快推動區塊鏈技術和產業創新發展",再一次引發社會關注,區塊鏈已經上升到國家戰略層面。光銘研究院首席研究員陳光教授在《新營造》發表文章,專門探討區塊鏈的相關技術與傳統建築產業的關係,重點解析區塊鏈技術與傳統建築產業的邏輯關聯,發展現狀及舉例分析。

1、區塊鏈的體系結構

在整個體系結構上,下一代的區塊鏈技術與本代的電子支付技術很像,都包含了上到制度建設、管理流程、下到具體資訊化技術的體系化的創新。電子支付是一個龐大的體系,在制度上是由以銀聯為代表的政府金融系統的力量所構建的一個電子金融體系,同時也在技術上提供了資料後臺,到了前臺才是由以支付寶、微信支付為代表的網際網路公司所組成的面向消費者的網際網路服務體系。電子支付並不是一個單一的技術,它在整體執行方式上還需要大量基礎的支援,包括物流與基礎設施、GIS、4G網路和整個移動網際網路的支援,所有這些技術加一起可以理解為整個一代建立在以4G技術為代表的體系。

個體系已然成為中國突出的新特色的國情,領先於全世界,在其上產生了眾多隻有在中國才能發揮真正作用的應用,如滴滴打車、美團外賣、共享單車、導航與自動駕駛、掌上辦公、紅包轉賬及各類商品的電商化,不勝列舉。這些技術帶來了顯著的社會整體運作效率的提升,從而形成了新的生產力與生產方式,在整體上則表現為國家競爭力,毫不誇張的說,經過了4G革命之後的中國彷彿變成了一個“網際網路之上的國度”,堪比上一次汽車革命給西方發達國家帶來的稱號“汽車上的民族”,也遠遠超越網際網路早已很發達的時期,因為4G這一輪是移動的網際網路。

正在快速發展中的下一代技術則是以5G為代表的,包括了物聯網、區塊鏈、大資料、人工智慧、機器人等技術,相信這會是國家所主導的“資訊化是中華民族偉大復興千載難逢的機遇”終極之戰,因為除了中國沒有哪個國家可以建成如此先進的生產方式了。

由上述電子支付體系所造就的生產方式,為能夠徹底解決信用機制問題的區塊鏈技術應用打下了堅實的基礎,建築產業彎道超車的機遇就在於此。本文重點解析區塊鏈技術與傳統建築產業的邏輯關聯,發展現狀及舉例分析。

發票、建築交易與區塊鏈的邏輯關係

我們在《解讀建築營造的資訊化革命1:大資料》中探討過建築領域大資料的種類主要有三(交易、點雲與弱電),建築交易資料位居其列。(刊載於《新營造》2019年5月刊)

             ▲建築交易結構(區域性)

建築交易的主要載體是發票,發票的電子化尚未完成,而今區塊鏈發票技術就已完全成熟。

1.發票

所有的交易都存在票據或憑證,票據是資訊的有形載體,被廣泛用於整個交易體系的資訊運作。建築交易的整合之困難不僅在於系統的複雜性,也在於這種載體本身的侷限。以發票為例,發票在交易中是一個極為重要的元素,從員工報銷、企業打款、財務記賬到稅費等等一系列的操作都依賴於發票這一票據形態。

我國的發票又有其獨特的一面,是與整個財稅體系、法權體系和行政體系相匹配的,與其相應的特色元素還有公章。所以我國的發票不完全等同於國外的invoice或receipt,還是直接音譯比較好:fapiao。

發票上凝聚了單位、專案、金額、稅務等一系列資訊,發票本身又直接參與採購、合同、支付、稅務等核心的交易流程。近似的簡化來說,發票=建築交易。

鑑於發票所處交易體系中的獨特地位,以及其居於信用機制的重要載體的特性,如果解決了發票的網際網路化問題,則可能在很大程度上就具備了構造一個建築交易網路平臺的基礎條件。

2.區塊鏈

在區塊鏈技術體系之中有一個核心的概念:Token(電子憑據、代幣)。整個區塊鏈體系就是由一個個的Token及其流程組成的。發票就是一種Token,整個國家強管控的稅務體系就是其信用機制。建築交易的產業鏈之亂,有很大程度上是沒有建立有效的信用機制所致,發票就是其表現之一。

今天區塊鏈技術已經成熟到了這種程度:深圳成全國區塊鏈電子發票首個試點城市。

其電子發票就如上圖一樣,只是整個開票、報銷和稅務的流程全部電子化了,這不是簡單的讓報銷和財務人員降低工作量的事兒,而是一件改變整個交易體系的大事兒。這是劃時代鉅變的冰山一角。

3. 區塊鏈作用於建築交易過程

區塊鏈技術將會直接改造發票及其流程體系,進而改變整個交易體系的形態。一個實名制的交易單位資料庫即將從中形成,區塊鏈發票開得越多,就有更多的企業被捲入,最終形成一個淘寶網也夢寐以求的建築企業、交易行為的網路資料庫。進而網路招投標、採購和支付這些流程的區塊鏈化也順勢完成,雖然其電子化的技術手段早已具備,但信用機制一直無法被傳統手段解決,即便是支付寶的信用證機制也幾乎不同可能解決建築這種大宗交易的問題,唯有區塊鏈才有可能解決。

至於發工資、拖欠農民工工資等末端勞動力的支付問題,在上述體系下也已經不再成為難題,雖然個人勞動者是開不出發票的,但是他們的網路收款票據一樣可以作為token在區塊鏈之中執行。相比之下,強制讓工程專案存錢到銀行,由銀行按工程進度發放工資給農民工的做法來說,區塊鏈已經接近終極解決方案的地步了。

交易到勞動力行為的電子化,實際上還意味著工程進展過程的電子化也被納入進來了,這件事可能還會將BIM技術、逆向建模技術都被捲入進來,成為區塊鏈交易體系的技術輔助部分,即工程款、扯皮、勞務費發放的啟動點不再是人為的了,而是自動地由系統採集資料並處理的。就像網際網路外賣、網約車那樣的一個龐大的中央組織(實際上區塊鏈是分散式的和去中心化的)在運作一樣。

現在回過頭來看,中國的發票、增值稅和財稅體系,還真的是一種超前的架構呢。難怪國家稅務總局也一起參加第一張區塊鏈發票的誕生:

2018年8月10日上午,深圳國貿旋轉餐廳,國家稅務總局副局長任榮發、深圳市副市長艾學峰、深圳市稅務局局長張國鈞等人站在收銀臺旁邊,在“等”一張發票的誕生

深圳地鐵採用區塊鏈發票所產生的直接社會效益:每天節省幾十萬張紙質發票,及相應的服務工作量。半年之後深圳地鐵正式取消紙質發票,直接進入了全電子發票時代。

區塊鏈能夠從根本上改善BIM

BIM技術是描述建築物件的核心技術,現在已經完全成熟了,這為基於區塊鏈的產業網際網路平臺提供了絕佳的技術組合。

著名的工程公司奧雅納(Arup)於2017年釋出了《BIM區塊鏈報告》,以下摘自報告:建築的交付,運營和服務部門受到高度分散、低利潤和不可預測建築效能的多方面困擾。專家預測,區塊鏈技術的實施——無中間層的可信任網路,允許每個人就單一事實達成一致——將很快實現可觀的運營改進,從而提高質量並降低專案成本。

該報告提供了對該技術的廣泛的行業見解,它介紹了與BIM,智慧城市,供應鏈管理,物聯網和迴圈經濟相關的潛在用例,以及這些用例之間可能的相互作用。

  • 在資料安全性,責任和可轉移性方面,區塊鏈技術可以從根本上改善BIM。將數字構件與建築構件相關聯,可以實現基於BIM模型的實時資料採集。

  • 具有BIM、建築構造或操作軟體介面的智慧合約可以自動執行傳統上由人執行的許多型別的任務,從而減少與傳統“紙質”合同相關的時間、成本和風險。

  • 由區塊鏈技術管理的供應鏈為所有參與者提供有關資產位置,所有權和審計歷史的實時資訊,從而提高整個過程中的透明度和效率。

  • 透過區塊鏈在機器和/或個人使用者之間進行物聯網交易,可以安全地傳輸價值和資訊,例如支付,運營資料甚至命令。因此,區塊鏈可以成為物聯網的物聯網。

  • 透過區塊鏈的物質護照可以恢復和重複使用材料,從而有助於實現真正的迴圈經濟。

            ▲奧雅納BIM區塊鏈報告的解讀

區塊鏈作用於建築交易過程的邏輯大框架

建築交易過程複雜多變,迄今為止還沒有一個很好的大框架(great framework)能夠勝任其資訊化。但是,隨著區塊鏈、BIM技術的逐漸成熟,這種可能性開始出現。

我們首先拆解建築交易過程的各方面因素,結合區塊鏈和BIM的技術原理,一探究竟。

1.基礎庫

涉及到建築交易的幾個基礎資料庫:專案、企業與人員。個人不能開發票,所以經常不被視作企業,其實個人與企業一樣,都是專案這個標的的實施方和法律主體。

1). 專案庫

全國專案資料庫,是行業夢寐以求的,迄今仍無實現的可能性,唯有區塊鏈的發票流行起來之後,倒逼專案資訊“上鍊”,從而形成與企業庫、人員庫、交易庫一樣重要的專案庫——這個工程界特有的交易節點元素。

進而形成的是一個全國專案管理大資料平臺。類似美國R.S.MEANS那樣的全國造價定額資料庫順理成章在其中生成,BIM資料分類標準得以在其中被強制實施,工業時代沒有來得及完成的基礎架構和積累,現在則在區塊鏈平臺上被首次積累,若干年可成世界首屈一指的富有意義的專案大資料庫,可供未來更多的應用所呼叫。

實際上國內相當大比例的專案是國有投資的,按各種招投標和工程法律,招標都要上網,這些網的後臺就有一個基本的專案、企業資料庫。只是這些資料庫並沒有得到認可,資料庫裡面的名稱甚至於都沒有統一,同一個政府的兩次招標可能會被錄成了兩個甲方,蓋因全手工錄入導致。

從各級政府和國資招標開始要求上鍊,專案庫就容易建立起來,這個事情民間是很難做起來的。也許不久就會出現:基於區塊鏈的全國招投標網。

一個特定的專案,由以下主資料是需要上鍊的(即它們都需要被區塊鏈化,從而成為系統中的唯一物件):

(1)交易的核心因素:企業

參建方一般包括甲方(建設方)、設計院、總包等各級施工單位、材料裝置供應商等等。大型專案可涉及到的企業多達幾千家,最小的家庭裝修也有兩三家,這是建築工程的專業分工日漸細密導致的。

(2)工程核心因素:造價、面積、高度等核心工程指標

其中工程建築物本身的描述結構,無疑是BIM技術。其原理、方法和技術已經非常成熟,只是在中國的普及度尚極低。

BIM技術的“一個個構件”的核心特徵,為交易的結構化帶來了很大的方便,統一編碼的構件分類體系使得工程內容進行大規模的資訊化成為可能。這種思想本身就是工業化的,中國的建築工業正在告別過去、迎來工業化時代,此時區塊鏈的成熟可謂是正逢其時,這是一個有望彎道超車的領域——從工業化1.0直接跳級到3.0資訊化,甚或工業4.0。

交易的跳級飛躍,有點像手機掃碼買烤紅薯,雖然烤紅薯的供應鏈尚未被捲入大商品經濟體系,但作為重要組成部分的交易過程卻完全的領先於世界了。這是騰訊微信和阿里支付寶兩家地推出來的結果,各級政府給予了相當程度的配合(不禁止就算是很配合了),小額交易在過去幾年都被席捲進去了。

烤紅薯這樣的極小額度的交易,手機支付都降低了其交易成本(中心化的),區塊鏈化的交易過程(非中心化)就更加容易推行在工程領域了。工程專案是標準的大宗交易,在企業財務上一般都專門列項為“資本性支出”(capital),意即大項開支、投資回報週期超過一年。

在各類工程專案中,裝飾工程專案常會涉及到個人消費者的建議,即家裝領域。家裝是可以納入到專案庫的,但其交易工程非常不同於工程,更像是日常消費,雖然很大宗,幾萬十幾萬。

2)基礎庫新建工程與既存建築(NB&EB)

上述交易主要是指新建工程,對於既存建築的專案,無論是房地產交易還是工程改造,區塊鏈和BIM技術都更加適用。

現在買房子都是幾十幾百萬的,在房地產交易中心過戶登記時也非常謹慎小心,核驗大量資料。除了商品房之外,國家不動產登記工作已經完成(幾千年來第一次)。這些都是極為中心化的做法,成本昂貴,全國專門做不動產登記的工作人員就有8萬,這還不算房地產交易中心的。

接著就是不動產本身的變化管理,這就需要動態的記錄,現在只有商品房記錄的還可以,改造工程就幾乎沒有被納入統一管理。而一個建築的不斷變化,產權首要,使用其次、變動量更大。大概也只有區塊鏈這種去中心化的平臺才有可能實現,其建築細節的描述要用上BIM技術。

以目前各大廠商的技術儲備來看,一個由投資方驅動、由參與各方必須使用的、使用BIM技術描述的建築區塊鏈交易網路,就要形成。

2.企業庫

由於註冊管理制度,工商局有非常完善的企業資料庫,企業資質在認證機構的資料庫中。所以企業基本資料,區塊鏈從中讀取即可。其餘的像工程資質、業績等等都需要在區塊鏈不斷執行的過程之中自動聚集,尤其是專案庫,每增加一個專案、就增加了一批企業的業績經驗。

3.人員庫

中國的身份證制度已經實現了多年,微信支付也是要使用者繫結實名制的銀行卡才能使用,這相當於呼叫了國家在維護的實名資料庫。兩個都是中心化的,成本極高,根本不是小公司能夠維護得起的。

人員之於建築職業領域有許多相關因素:資質、經驗、從事過的專案等等。這些資訊都可以在區塊鏈不斷執行的過程中會自動的聚集。

至於農民工欠薪問題,則在其中會被徹底解決。

BIM技術之於技術、管理、投資

1.BIM不僅可以用於技術,還可以用於管理,更可以用於投資

BIM+區塊鏈技術的聯合使用將會給工程的投資方帶來終極的解決之道,這一點是BIM技術普及過程所無法達到的,因而也困難重重,尤其在中國當前的工程界,管理水平與信用機制遠遠比不上發達國家。

2.投資方的要求

諸如資產證券化(REITs)模式下的工程專案監管可能會極大推動專案上鍊,且BIM技術成為工程過程監管的剛需。國內在金融政策上對REITs是嚴管的,操作手法也都是非常傳統的,相比於國外的情況來看,國內實際上還遠遠沒有發展起來,而未來一個時期的大爆發又逢區塊鏈技術成熟,兩者的融合將會成為一個基礎架構級的全新模式。

過去我們論證了“BIM不僅用於技術,還可以用於管理”,今天我們還會發現:BIM更加可以用於投資。從技術到管理,再到投資層面,BIM技術的價值就越來越大了。

投資方的嚴格要求會帶來兩個後果:

  1. 工程專案全外包給專業團隊,不再有甲方團隊;

  2. 工程審計更加嚴格,事先和事中控制的地位空前提高,不再侷限於事後被動處理。

而國內工程界各種現實情況導致這兩條很多年來都難於實現,歸根結底是因為這是一種管理模式上的提升,需要一個漫長的過程,它不像技術那樣可以快速提升。所以目前來看唯有透過科技時代的拉動作用,才有可能實現彎道超車,跳過漫長的積累過程。這種技術的組合即:BIM+區塊鏈。

BIM技術解決的是建築工程技術與管理問題,區塊鏈解決的是信用問題。

這一點頗似支付寶建立交易過程中的信用體系(支付寶在國內貿易中使用了國際貿易常用的信用證機制),中國就一步跨入了電商時代;否則買賣雙方在遙遠的異地如何建立信用機制呢,靠傳統方式是非常漫長的演化過程,即便是政府也無能為力。阿里巴巴-支付寶在這一輪建築交易的區塊鏈建設中應該是最富有經驗的,如果支付寶還沒有做這件事,那麼其他家就多還在儲備技術之中。

3.舉例:進度款支付的過程控制

BIM技術的核心架構是將工程拆分成標準化的“一份份”,而這一份份的工程量就是造價與進度的基礎,當進度款支付與進度的記錄可以一一對應時,區塊鏈的信用機制就可以進一步侵入到工程量的“量子”層級,即近乎完全的控制住專案的開展程序了。除卻工程質量和安全之外。

在BIM技術集合中,進度的描述方式即BIM的4D作業方法,相應的成本造價即5D,都是業已成熟的技術,相應的計算方法、管理過程與軟體工具都已經就緒,只待與區塊鏈平臺融合。

此時,每一份來自施工單位的請款報告(無論是進度款、還是變更款項),都可以自動追溯到相應的合乎約定的進度計劃上。原先要藉助大量的工程管理人員進行嚴格的過程管控才能達到的效果,現在相當大比例上可由資訊系統自動完成。投資方於是可以信任每一筆付款,就像以前信任每一個管理人員的簽字確認一樣,所有這些款項的彙總即工程造價。

在工程質量得到保證的情況下(主要透過工程質量本身的體系,類似於製造業的ISO質量保證體系),利用BIM技術的工程量、進度與造價的合一處理,進而上鍊得到全真的信用保證,這已經是投資人夢寐以求的理想狀態了。何況,審計就在專案運作過程之中就同步開展起來了,更不用得等到專案竣工了才知道要花多少錢。

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