区块链技术在石油石化行业物资管理中的应用
戴征宇 中国石油天然气集团有限公司
王冠群 中国石油集团经济技术研究院
李中平 中国航油集团通用航空发展有限公司
石油石化行业是资金和技术密集型行业，面临上中下游业务领域投资巨大，以及各产业价值链之间的较高关联程度的发展现状，数字化技术的应用和数字化的转型在很大程度上影响着油气企业甚至整个石油石化行业的竞争能力。区块链技术作为一项新兴技术，对于促进传统行业，特别是石油石化行业的数字化转型、提升行业的综合竞争力和管理效能都具有积极的意义。
01、区块链技术正在改造传统行业的物资管理
区块链技术通过运用时间戳、密码学方法、共识机制和代币激励等技术手段，为企业管理各节点之间提供了一种无须经过互相信任便可以进行点对点交易与合作的技术。因此，该技术为解决传统中心化机构所面临的高成本、高风险、低效率和数据存储不安全等问题提供了可能。
区块链技术有助于降低物联网应用的成本。由于区块链技术有去中心化、开放性高、自治性强以及信息匿名的特点，其任意节点的权责都是一致的，系统中的数据块需要整个系统中具备维护功能的节点进行共同管理，节点之间的交换要使用固定的算法，而且数据交互是不需要信任的，信息经过验证之后添加至区块链就能得到永久保存，信息高度透明，一旦人为干预就无法生成正确数据链。加上区块链自身分布式和抗攻击的特点能够很好解决物联网设备新增、转移、消减等一系列管理问题，在很大程度上降低系统的购买成本和与供应商的沟通成本，进而使得物联网应用成本实现有效的控制。
区块链技术有助于降低物资供应的成本。物资供应涉及物流、资金流、信息流等环节，需要各环节的有效协作才能完成物资的顺畅供应。在传统的物资管理模式下，每个环节都有各自的供应链信息，自成闭环透明度低，成为信息孤岛无端增加了时间和资金成本，一旦出现问题也很难溯源。有了区块链技术的加持，信息的透明度进一步提升，各环节可以在同一平台上获取信息。物资不仅会生成编码，物流供应商可在不同接驳点扫描编码加入数据链确定货物到达约定地点，系统自动扣除相关费用，让物流和资金流同步进行，收货方也可实时关注物流状态，追溯物品生产和运送的全过程，进而有效提升物资供应的效率，降低物流成本，而且如果发生纠纷，追查信息也会更加高效。
区块链技术有助于诚信机制和监督机制的建立。区块链技术可以使很多认证服务变得更加简洁流畅，电子证照、电子材料、电子签章和电子档案等一系列应用，有效解决了诚信机制问题。在石化行业的相关监管部门及各环节组织中，依法依规对石化行业各市场主体的失信行为作出处理和评价的基础上，通过信息共享，推动市场性、行业性、社会性约束和惩戒措施。
02、石油石化行业应用区块链技术的五大场景
内部管理仓储私有链
目前，各石化企业仓储管理信息化程度均显著提高，然而其根本管理理念还未改变，使得工作效率依然无法大幅提高，影响企业运作效率。建立石化行业内部物资管理仓储私链，是提升物资管理效率的有效途径。
具体而言，建立石化企业内部仓储私链要实现三大目标：一是加强石化企业账款控制；二是增强原材料管理，做到动态零库存、降低存货成本；三是各部门信息透明化，提高供货效率。其实，实施方案需要完成以下关键步骤：第一步是搭建石油企业内部的仓储私链；第二步是产品信息录入并备份至各节点，进行产品仓储调度；第三步是选定记账节点，自行背书。
供应链管理
从供应链角度，石油行业中的产品具体表现为成品油、天然气和化工产油。针对这一特点，石油行业中油气产品的生产、运输和销售这一供应链涉及生产商、供应商、承包商、分包商、炼油商和零售商等诸多环节。在整条供应链中，各环节之间关系比较复杂，联系沟通不畅通，管理跨度大，缺乏相应的溯源能力。
区块链技术的链式结构、P2P网络、共识机制和智能合约等特征为石油行业的油气生产、运输和销售的整个供应链管理提供了一种新思路和方法。区块链的供应链管理可以使供应链上每个环节受益，提升供应链的管理效率。
同时，区块链的链式结构和时间戳为整个供应链管理提供了真实完整、带有时间节点的信息和数据流，这些信息和数据流都会记载在区块链的账本中。石油公司通过加入区块链系统中，作为区块链中某一节点便可以实时跟踪和管理供应链上的信息和数据流，进而实现油气产品数据信息的协同处理与合作，并使油气产品的信息和数据流达到安全、透明和可追溯。
油气交易平台
在利用区块链技术搭建油气交易平台中，平台架构的设计可以以联盟区块链为基础进行架构设计，用户在进入平台之前首先需要进行身份验证与注册。只有当联盟机构认证通过后，才会允许用户加入联盟链。在油气交易平台中，联盟链中的智能合约和共识机制将会对联盟链中的联盟节点进行初始化。初始化后，进入平台的用户会接入联盟节点，然后作为子节点的用户将会遵守预先设定好的智能合约，在该平台中进行油气交易。每一次交易记录都会被记录下来，该平台中的共识节点会对其进行验证和排序，然后打包进区块链中，最后区块链会把这些交易全部存储在区块链的账本中。区块链技术的公开透明、不可篡改和安全可信等特点，为石油公司日后每一笔交易的查询和检验提供了方法与途径。
区块链技术的P2P网络、共识机制和智能合约保障了石油行业中油气交易的安全进行。通过利用区块链技术搭建的油气交易数字平台，可以支持全球各方之间的油气交易，加快石油公司和零售商等交易双方的交易，降低交易成本。
石化行业联盟链
目前，石化企业间仍然存在着联系与沟通不足的问题，严重阻碍了石化企业的正常发展，制约着石化企业交易的活力。因此，区块链技术还可以行业联盟链的方式，加强行业企业间信息交流与共享，增加企业间信息的透明度，明确石油化工行业中商品货物所有权归属，摒弃企业间供应链管理问题造成的库存无法及时响应需求。
行业链的总体设计框架遵循部分去中心化、信息共享、集体维护的原则，包括参与者、信任机制、记账人、激励机制、中心化程度、突出优势等方面。行业联盟链实施方案包含以下实施步骤：一是发起建立请求，二是建立技术基础，三是建立信任机制，四是建立激励机制，五是设立2/3 通过原则，六是实施部分去中心化、部分公开原则，七是签订入盟协议，八是后期维护改进。
石化行业数据管理：
勘探开发数据共享联盟链
石油行业每天都会产生大量有关石油业务的数据信息，其中大部分数据受到国家和行业的保护和监管。传统油气行业的数据存储在一个相对中心化的数据库中，会受到外部的挑战与威胁。区块链技术的出现为石油行业的数据管理提供了巨大的应用潜力。
以石油勘探开发数据共享现状、区块链的适用性分析以及典型场景为基础，可以开发形成石油勘探开发数据共享联盟链。以各油田公司为单位建设区块链节点，收集生产经营数据、人力资源数据、地面工程数据、勘探开发数据等各类数据，形成勘探开发数据共享数据源，达成数据资产化管理、数据安全共享和完善的激励机制服务建设，提供数据资产管理、人员组织激励、岗位责任清晰等支撑能力。
综合来看，石油产业从上游勘探与开采，到中游储存与运输，再到下游加工及销售，链条长、节点多、过程复杂，而区块链技术因其独特的去中心化、防篡改、去信任等特性，在应用于油气产业链上具备天然的适应性和契合性。通过利用区块链技术优势，进一步推动油气行业走向数字化业务革新与发展。
