区块链应用之十五：建筑领域BIM+区块链应用初探

[编者按]10月24日中央政治局对区块链技术发展现状和趋势进行集体学习，强调“把区块链作为核心技术自主创新重要突破口 ，加快推动区块链技术和产业创新发展"，再一次引发社会关注，区块链已经上升到国家战略层面。光铭研究院首席研究员陈光教授在《新营造》发表文章，专门探讨区块链的相关技术与传统建筑产业的关系，重点解析区块链技术与传统建筑产业的逻辑关联，发展现状及举例分析。

1、区块链的体系结构

在整个体系结构上，下一代的区块链技术与本代的电子支付技术很像，都包含了上到制度建设、管理流程、下到具体信息化技术的体系化的创新。电子支付是一个庞大的体系，在制度上是由以银联为代表的政府金融系统的力量所构建的一个电子金融体系，同时也在技术上提供了数据后台，到了前台才是由以支付宝、微信支付为代表的互联网公司所组成的面向消费者的互联网服务体系。电子支付并不是一个单一的技术，它在整体运行方式上还需要大量基础的支持，包括物流与基础设施、GIS、4G网络和整个移动互联网的支持，所有这些技术加一起可以理解为整个一代建立在以4G技术为代表的体系。

这个体系已然成为中国突出的新特色的国情，领先于全世界，在其上产生了众多只有在中国才能发挥真正作用的应用，如滴滴打车、美团外卖、共享单车、导航与自动驾驶、掌上办公、红包转账及各类商品的电商化，不胜枚举。这些技术带来了显着的社会整体运作效率的提升，从而形成了新的生产力与生产方式，在整体上则表现为国家竞争力，毫不夸张的说，经过了4G革命之后的中国仿佛变成了一个“互联网之上的国度”，堪比上一次汽车革命给西方发达国家带来的称号“汽车上的民族”，也远远超越互联网早已很发达的时期，因为4G这一轮是移动的互联网。

正在快速发展中的下一代技术则是以5G为代表的，包括了物联网、区块链、大数据、人工智能、机器人等技术，相信这会是国家所主导的“信息化是中华民族伟大复兴千载难逢的机遇”终极之战，因为除了中国没有哪个国家可以建成如此先进的生产方式了。

由上述电子支付体系所造就的生产方式，为能够彻底解决信用机制问题的区块链技术应用打下了坚实的基础，建筑产业弯道超车的机遇就在于此。本文重点解析区块链技术与传统建筑产业的逻辑关联，发展现状及举例分析。

发票、建筑交易与区块链的逻辑关系

我们在《解读建筑营造的信息化革命1：大数据》中探讨过建筑领域大数据的种类主要有三（交易、点云与弱电），建筑交易数据位居其列。（刊载于《新营造》2019年5月刊）

▲建筑交易结构（局部）

建筑交易的主要载体是发票，发票的电子化尚未完成，而今区块链发票技术就已完全成熟。

1.发票

所有的交易都存在票据或凭证，票据是信息的有形载体，被广泛用于整个交易体系的信息运作。建筑交易的整合之困难不仅在于系统的复杂性，也在于这种载体本身的局限。以发票为例，发票在交易中是一个极为重要的元素，从员工报销、企业打款、财务记账到税费等等一系列的操作都依赖于发票这一票据形态。

我国的发票又有其独特的一面，是与整个财税体系、法权体系和行政体系相匹配的，与其相应的特色元素还有公章。所以我国的发票不完全等同于国外的invoice或receipt，还是直接音译比较好：fapiao。

发票上凝聚了单位、项目、金额、税务等一系列信息，发票本身又直接参与采购、合同、支付、税务等核心的交易流程。近似的简化来说，发票=建筑交易。

鉴于发票所处交易体系中的独特地位，以及其居于信用机制的重要载体的特性，如果解决了发票的互联网化问题，则可能在很大程度上就具备了构造一个建筑交易网络平台的基础条件。

2.区块链

在区块链技术体系之中有一个核心的概念：Token（电子凭据、代币）。整个区块链体系就是由一个个的Token及其流程组成的。发票就是一种Token，整个国家强管控的税务体系就是其信用机制。建筑交易的产业链之乱，有很大程度上是没有建立有效的信用机制所致，发票就是其表现之一。

今天区块链技术已经成熟到了这种程度：深圳成全国区块链电子发票首个试点城市。

其电子发票就如上图一样，只是整个开票、报销和税务的流程全部电子化了，这不是简单的让报销和财务人员降低工作量的事儿，而是一件改变整个交易体系的大事儿。这是划时代巨变的冰山一角。

3.区块链作用于建筑交易过程

区块链技术将会直接改造发票及其流程体系，进而改变整个交易体系的形态。一个实名制的交易单位数据库即将从中形成，区块链发票开得越多，就有更多的企业被卷入，最终形成一个淘宝网也梦寐以求的建筑企业、交易行为的网络数据库。进而网络招投标、采购和支付这些流程的区块链化也顺势完成，虽然其电子化的技术手段早已具备，但信用机制一直无法被传统手段解决，即便是支付宝的信用证机制也几乎不同可能解决建筑这种大宗交易的问题，唯有区块链才有可能解决。

至于发工资、拖欠农民工工资等末端劳动力的支付问题，在上述体系下也已经不再成为难题，虽然个人劳动者是开不出发票的，但是他们的网络收款票据一样可以作为token在区块链之中运行。相比之下，强制让工程项目存钱到银行，由银行按工程进度发放工资给农民工的做法来说，区块链已经接近终极解决方案的地步了。

从交易到劳动力行为的电子化，实际上还意味着工程进展过程的电子化也被纳入进来了，这件事可能还会将BIM技术、逆向建模技术都被卷入进来，成为区块链交易体系的技术辅助部分，即工程款、扯皮、劳务费发放的启动点不再是人为的了，而是自动地由系统采集数据并处理的。就像互联网外卖、网约车那样的一个庞大的中央组织（实际上区块链是分布式的和去中心化的）在运作一样。

现在回过头来看，中国的发票、增值税和财税体系，还真的是一种超前的架构呢。难怪国家税务总局也一起参加第一张区块链发票的诞生：

2018年8月10日上午，深圳国贸旋转餐厅，国家税务总局副局长任荣发、深圳市副市长艾学峰、深圳市税务局局长张国钧等人站在收银台旁边，在“等”一张发票的诞生

深圳地铁采用区块链发票所产生的直接社会效益：每天节省几十万张纸质发票，及相应的服务工作量。半年之后深圳地铁正式取消纸质发票，直接进入了全电子发票时代。

区块链能够从根本上改善BIM

BIM技术是描述建筑对象的核心技术，现在已经完全成熟了，这为基于区块链的产业互联网平台提供了绝佳的技术组合。

着名的工程公司奥雅纳（Arup）于2017年发布了《BIM区块链报告》，以下摘自报告：建筑的交付，运营和服务部门受到高度分散、低利润和不可预测建筑效能的多方面困扰。专家预测，区块链技术的实施——无中间层的可信任网络，允许每个人就单一事实达成一致——将很快实现可观的运营改进，从而提高质量并降低项目成本。

该报告提供了对该技术的广泛的行业见解，它介绍了与BIM，智慧城市，供应链管理，物联网和循环经济相关的潜在用例，以及这些用例之间可能的相互作用。

在数据安全性，责任和可转移性方面，区块链技术可以从根本上改善BIM。将数字构件与建筑构件相关联，可以实现基于BIM模型的实时数据采集。

具有BIM、建筑构造或操作软件接口的智能合约可以自动执行传统上由人执行的许多类型的任务，从而减少与传统“纸质”合同相关的时间、成本和风险。

由区块链技术管理的供应链为所有参与者提供有关资产位置，所有权和审计历史的实时信息，从而提高整个过程中的透明度和效率。

通过区块链在机器和/或个人用户之间进行物联网交易，可以安全地传输价值和信息，例如支付，运营数据甚至命令。因此，区块链可以成为物联网的物联网。

通过区块链的物质护照可以恢复和重复使用材料，从而有助于实现真正的循环经济。

▲奥雅纳BIM区块链报告的解读

区块链作用于建筑交易过程的逻辑大框架

建筑交易过程复杂多变，迄今为止还没有一个很好的大框架（great framework）能够胜任其信息化。但是，随着区块链、BIM技术的逐渐成熟，这种可能性开始出现。

我们首先拆解建筑交易过程的各方面因素，结合区块链和BIM的技术原理，一探究竟。

1.基础库

涉及到建筑交易的几个基础数据库：项目、企业与人员。个人不能开发票，所以经常不被视作企业，其实个人与企业一样，都是项目这个标的的实施方和法律主体。

1）. 项目库

全国项目数据库，是行业梦寐以求的，迄今仍无实现的可能性，唯有区块链的发票流行起来之后，倒逼项目信息“上链”，从而形成与企业库、人员库、交易库一样重要的项目库——这个工程界特有的交易节点元素。

进而形成的是一个全国项目管理大数据平台。类似美国R.S.MEANS那样的全国造价定额数据库顺理成章在其中生成，BIM数据分类标准得以在其中被强制实施，工业时代没有来得及完成的基础架构和积累，现在则在区块链平台上被首次积累，若干年可成世界首屈一指的富有意义的项目大数据库，可供未来更多的应用所调用。

实际上国内相当大比例的项目是国有投资的，按各种招投标和工程法律，招标都要上网，这些网的后台就有一个基本的项目、企业数据库。只是这些数据库并没有得到认可，数据库里面的名称甚至于都没有统一，同一个政府的两次招标可能会被录成了两个甲方，盖因全手工录入导致。

从各级政府和国资招标开始要求上链，项目库就容易建立起来，这个事情民间是很难做起来的。也许不久就会出现：基于区块链的全国招投标网。

一个特定的项目，由以下主数据是需要上链的（即它们都需要被区块链化，从而成为系统中的唯一对象）：

（1）交易的核心因素：企业

参建方一般包括甲方（建设方）、设计院、总包等各级施工单位、材料设备供应商等等。大型项目可涉及到的企业多达几千家，最小的家庭装修也有两三家，这是建筑工程的专业分工日渐细密导致的。

（2）工程核心因素：造价、面积、高度等核心工程指标

其中工程建筑物本身的描述结构，无疑是BIM技术。其原理、方法和技术已经非常成熟，只是在中国的普及度尚极低。

BIM技术的“一个个构件”的核心特征，为交易的结构化带来了很大的方便，统一编码的构件分类体系使得工程内容进行大规模的信息化成为可能。这种思想本身就是工业化的，中国的建筑工业正在告别过去、迎来工业化时代，此时区块链的成熟可谓是正逢其时，这是一个有望弯道超车的领域——从工业化1.0直接跳级到3.0信息化，甚或工业4.0。

交易的跳级飞跃，有点像手机扫码买烤红薯，虽然烤红薯的供应链尚未被卷入大商品经济体系，但作为重要组成部分的交易过程却完全的领先于世界了。这是腾讯微信和阿里支付宝两家地推出来的结果，各级政府给予了相当程度的配合（不禁止就算是很配合了），小额交易在过去几年都被席卷进去了。

烤红薯这样的极小额度的交易，手机支付都降低了其交易成本（中心化的），区块链化的交易过程（非中心化）就更加容易推行在工程领域了。工程项目是标准的大宗交易，在企业财务上一般都专门列项为“资本性支出”（capital），意即大项开支、投资回报周期超过一年。

在各类工程项目中，装饰工程项目常会涉及到个人消费者的建议，即家装领域。家装是可以纳入到项目库的，但其交易工程非常不同于工程，更像是日常消费，虽然很大宗，几万十几万。

2）基础库新建工程与既存建筑（NB&EB）

上述交易主要是指新建工程，对于既存建筑的项目，无论是房地产交易还是工程改造，区块链和BIM技术都更加适用。

现在买房子都是几十几百万的，在房地产交易中心过户登记时也非常谨慎小心，核验大量资料。除了商品房之外，国家不动产登记工作已经完成（几千年来第一次）。这些都是极为中心化的做法，成本昂贵，全国专门做不动产登记的工作人员就有8万，这还不算房地产交易中心的。

接着就是不动产本身的变化管理，这就需要动态的记录，现在只有商品房记录的还可以，改造工程就几乎没有被纳入统一管理。而一个建筑的不断变化，产权首要，使用其次、变动量更大。大概也只有区块链这种去中心化的平台才有可能实现，其建筑细节的描述要用上BIM技术。

以目前各大厂商的技术储备来看，一个由投资方驱动、由参与各方必须使用的、使用BIM技术描述的建筑区块链交易网络，就要形成。

2.企业库

由于注册管理制度，工商局有非常完善的企业数据库，企业资质在认证机构的数据库中。所以企业基本数据，区块链从中读取即可。其余的像工程资质、业绩等等都需要在区块链不断运行的过程之中自动聚集，尤其是项目库，每增加一个项目、就增加了一批企业的业绩经验。

3.人员库

中国的身份证制度已经实现了多年，微信支付也是要用户绑定实名制的银行卡才能使用，这相当于调用了国家在维护的实名数据库。两个都是中心化的，成本极高，根本不是小公司能够维护得起的。

人员之于建筑职业领域有许多相关因素：资质、经验、从事过的项目等等。这些信息都可以在区块链不断运行的过程中会自动的聚集。

至于农民工欠薪问题，则在其中会被彻底解决。

BIM技术之于技术、管理、投资

1.BIM不仅可以用于技术，还可以用于管理，更可以用于投资

BIM+区块链技术的联合使用将会给工程的投资方带来终极的解决之道，这一点是BIM技术普及过程所无法达到的，因而也困难重重，尤其在中国当前的工程界，管理水平与信用机制远远比不上发达国家。

2.投资方的要求

诸如资产证券化（REITs）模式下的工程项目监管可能会极大推动项目上链，且BIM技术成为工程过程监管的刚需。国内在金融政策上对REITs是严管的，操作手法也都是非常传统的，相比于国外的情况来看，国内实际上还远远没有发展起来，而未来一个时期的大爆发又逢区块链技术成熟，两者的融合将会成为一个基础架构级的全新模式。

过去我们论证了“BIM不仅用于技术，还可以用于管理”，今天我们还会发现：BIM更加可以用于投资。从技术到管理，再到投资层面，BIM技术的价值就越来越大了。

投资方的严格要求会带来两个后果：

工程项目全外包给专业团队，不再有甲方团队；

工程审计更加严格，事先和事中控制的地位空前提高，不再局限于事后被动处理。

而国内工程界各种现实情况导致这两条很多年来都难于实现，归根结底是因为这是一种管理模式上的提升，需要一个漫长的过程，它不像技术那样可以快速提升。所以目前来看唯有通过科技时代的拉动作用，才有可能实现弯道超车，跳过漫长的积累过程。这种技术的组合即：BIM+区块链。

BIM技术解决的是建筑工程技术与管理问题，区块链解决的是信用问题。

这一点颇似支付宝建立交易过程中的信用体系（支付宝在国内贸易中使用了国际贸易常用的信用证机制），中国就一步跨入了电商时代；否则买卖双方在遥远的异地如何建立信用机制呢，靠传统方式是非常漫长的演化过程，即便是政府也无能为力。阿里巴巴-支付宝在这一轮建筑交易的区块链建设中应该是最富有经验的，如果支付宝还没有做这件事，那么其他家就多还在储备技术之中。

3.举例：进度款支付的过程控制

BIM技术的核心架构是将工程拆分成标准化的“一份份”，而这一份份的工程量就是造价与进度的基础，当进度款支付与进度的记录可以一一对应时，区块链的信用机制就可以进一步侵入到工程量的“量子”层级，即近乎完全的控制住项目的开展进程了。除却工程质量和安全之外。

在BIM技术集合中，进度的描述方式即BIM的4D作业方法，相应的成本造价即5D，都是业已成熟的技术，相应的计算方法、管理过程与软件工具都已经就绪，只待与区块链平台融合。

此时，每一份来自施工单位的请款报告（无论是进度款、还是变更款项），都可以自动追溯到相应的合乎约定的进度计划上。原先要借助大量的工程管理人员进行严格的过程管控才能达到的效果，现在相当大比例上可由信息系统自动完成。投资方于是可以信任每一笔付款，就像以前信任每一个管理人员的签字确认一样，所有这些款项的汇总即工程造价。

在工程质量得到保证的情况下（主要通过工程质量本身的体系，类似于制造业的ISO质量保证体系），利用BIM技术的工程量、进度与造价的合一处理，进而上链得到全真的信用保证，这已经是投资人梦寐以求的理想状态了。何况，审计就在项目运作过程之中就同步开展起来了，更不用得等到项目竣工了才知道要花多少钱。

本文来源：链注少
原文标题：区块链应用之十五：建筑领域BIM+区块链应用初探

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编译者/作者：链注少

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