基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理體系構(gòu)建

胡玉潔，李春花

（西安歐亞學(xué)院，陜西 西安 710065）

0 引言

供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@核心企業(yè)，對工作流、信息流、物料流、資金流的協(xié)調(diào)與控制，將供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商，直至最終用戶連成一個整體的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。理論上的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但隨著市場發(fā)展，供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)越來越多元化，不同元素間的互通效率逐漸降低，如何提高供應(yīng)鏈運(yùn)營效率成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。而伴隨信息化的快速發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)憑借去中心化、可驗(yàn)證性和安全開放等特點(diǎn)得到廣泛關(guān)注。在供應(yīng)鏈管理體系中引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)對研究提升供應(yīng)鏈運(yùn)營效率具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

1 現(xiàn)存供應(yīng)鏈管理存在問題分析

隨著經(jīng)濟(jì)全球化，末端用戶個性化需求越來越突出，區(qū)域跨度越來越大，市場對響應(yīng)速度的要求也越來越高，在原本這樣一個多層級的網(wǎng)絡(luò)鏈條上，來自多方的信息相互交錯，關(guān)系錯綜復(fù)雜，核心企業(yè)不能充分發(fā)揮其核心作用，協(xié)同難度越來越大，僅僅依靠一個核心企業(yè)在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理體系中進(jìn)行管理所存在的問題顯然易見。

1.1 核心企業(yè)對供應(yīng)鏈的掌控不足

盡管供應(yīng)鏈中核心企業(yè)主導(dǎo)的戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)系是供應(yīng)鏈關(guān)注的重點(diǎn)，但戰(zhàn)略中的合作伙伴關(guān)系也是非常重要的。而核心企業(yè)在企業(yè)供應(yīng)鏈運(yùn)營過程中對供應(yīng)鏈的實(shí)際控制能力有限，特別是對供應(yīng)鏈上下游企業(yè)進(jìn)行約束或規(guī)范時(shí)，容易導(dǎo)致矛盾滋生、沖突顯現(xiàn)、成本攀升、效率下滑等現(xiàn)象。同時(shí)鑒于加工制造等供應(yīng)鏈中間環(huán)節(jié)與研發(fā)設(shè)計(jì)、品牌管理等兩端環(huán)節(jié)關(guān)系松散，各利益主體之間難以形成有效的利益聯(lián)結(jié)和分配機(jī)制，弱化了產(chǎn)業(yè)整體競爭力。

1.2 數(shù)據(jù)信息不夠透明化

供應(yīng)鏈中參與者眾多，每個節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的數(shù)據(jù)信息，而節(jié)點(diǎn)之間虛擬的壁壘導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)間對工作流、信息流、物流、資金流等信息情況掌握不對稱，形成信息孤島，不僅影響業(yè)務(wù)活動的效率，無形之中還提升了供應(yīng)鏈潛在的風(fēng)險(xiǎn)。但有效的信息共享是需要建立在隱私安全的基礎(chǔ)上，例如對財(cái)務(wù)信息、交易信息等敏感信息的管理。因此，如何既保證公開信息的開放性，又保護(hù)敏感信息的私密性，都對數(shù)據(jù)信息透明化提出了較高的要求。

1.3 供應(yīng)鏈信息難以全程追溯

隨著市場需求升級，末端消費(fèi)者對于產(chǎn)品的品質(zhì)要求又達(dá)到了一個新高度，對消費(fèi)者而言，產(chǎn)品從源頭至終端信息的全流程追溯在一定程度上可以滿足了其需求。而供應(yīng)鏈眾多節(jié)點(diǎn)之間存在多重復(fù)雜交易，且各節(jié)點(diǎn)的地理位置分散，導(dǎo)致交易信息繁雜冗長。如何將這些信息進(jìn)行統(tǒng)一收錄，并實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋，這對龐大的供應(yīng)鏈系統(tǒng)來說是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。

1.4 信用機(jī)制不夠完善

供應(yīng)鏈管理的目的就在于對市場需求進(jìn)行快速響應(yīng)，最終提高整個供應(yīng)鏈的市場競爭能力。要達(dá)到此目的，加強(qiáng)企業(yè)間的合作，培養(yǎng)企業(yè)間的信任是供應(yīng)鏈管理的核心。但鑒于目前供應(yīng)鏈信息安全尚不能得到有效保證，各節(jié)點(diǎn)為了降低自身的經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，不愿對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，信息的不對稱性愈加明顯，導(dǎo)致信用機(jī)制無法得到完善。

2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理體系架構(gòu)

我們發(fā)現(xiàn)目前供應(yīng)鏈管理存在的問題和區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的特征具有一定的關(guān)聯(lián)性，汪傳雷，等也曾提出區(qū)塊鏈技術(shù)和供應(yīng)鏈物流信息資源管理在主體、交易機(jī)制和智能合約方面存在耦合關(guān)系，因此區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決供應(yīng)鏈管理中的相關(guān)復(fù)雜性問題，以下分別對供應(yīng)鏈管理體系的參與主體、體系架構(gòu)和運(yùn)作流程方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 參與主體

基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈管理體系參與主體主要包括原材料供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商及末端參與者。供應(yīng)商通過提供原材料生產(chǎn)信息形成原料鏈，制造商通過提供產(chǎn)品采購信息、生產(chǎn)信息形成生產(chǎn)鏈，分銷商、零售商和末端消費(fèi)者通過提供流通銷售信息形成銷售鏈，通過區(qū)塊鏈技術(shù)將這三者鏈條整合起來，對供應(yīng)商、制造商、分銷商和零售商進(jìn)行身份驗(yàn)證，認(rèn)證通過予以授權(quán)，共同對鏈條上的信息進(jìn)行管理；針對身份驗(yàn)證成功的末端消費(fèi)者則予以追溯的權(quán)利，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追本溯源的需求。

2.2 體系架構(gòu)

鑒于區(qū)塊鏈的基本架構(gòu)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理體系架構(gòu)劃分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、合約層和應(yīng)用層五個方面，具體如圖1所示。數(shù)據(jù)層通過RFID、NFC、GPS等技術(shù)提取供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息，并將所涉及到的信息在區(qū)塊鏈中進(jìn)行同步存儲；網(wǎng)絡(luò)層通過P2P協(xié)議、身份驗(yàn)證機(jī)制和傳播機(jī)制對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)不同主體之間的信息共享；共識層封裝了整個系統(tǒng)的共識算法，是實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈去中心化特性、保證網(wǎng)絡(luò)不被惡意節(jié)點(diǎn)攻擊的關(guān)鍵；合約層的核心是智能合約，通過編寫合約代碼實(shí)現(xiàn)，一旦滿足預(yù)設(shè)條件則合約立刻自動觸發(fā)并執(zhí)行，提高工作效率并提升機(jī)制信任度；應(yīng)用層是供應(yīng)鏈管理體系中各節(jié)點(diǎn)成員信息交互的平臺，末端消費(fèi)者也可以通過該平臺實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品可追溯的目的。

圖1 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理體系架構(gòu)圖

（1）數(shù)據(jù)層。在數(shù)據(jù)層，供應(yīng)鏈上產(chǎn)生的每條過程信息嚴(yán)格按照區(qū)塊格式進(jìn)行分布式存儲，包括區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分，區(qū)塊體存放交易數(shù)據(jù)，區(qū)塊頭存放Merkle根、前塊哈希、時(shí)間戳等數(shù)據(jù)。若想要改變鏈上某一個區(qū)塊內(nèi)的交易數(shù)據(jù)，就要從需要改動的地方逐一改動哈希引用，直到改完整條鏈上最新區(qū)塊中的哈希引用為止?？芍^牽一發(fā)而動全身，可有效實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上數(shù)據(jù)的不可篡改性，實(shí)現(xiàn)從原材料供應(yīng)，到生產(chǎn)制造、產(chǎn)品分銷、零售直至到達(dá)最終消費(fèi)者手中全程信息數(shù)據(jù)的安全。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的P2P協(xié)議主要用于節(jié)點(diǎn)間傳輸交易數(shù)據(jù)和區(qū)塊數(shù)據(jù)。各節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)接收相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)來的新交易區(qū)塊信息，首先需要通過身份驗(yàn)證機(jī)制和授權(quán)機(jī)制等技術(shù)對該區(qū)塊信息的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，包括交易中的數(shù)字簽名、時(shí)間戳、共識機(jī)制等，只有驗(yàn)證通過的交易和區(qū)塊才會被處理（新交易被加入正在構(gòu)建的區(qū)塊，新區(qū)塊被鏈接到區(qū)塊鏈）和在區(qū)塊鏈中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，以防止無效數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳播。

（3）共識層。在去中心化的區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈體系中，不存在只通過中心化的企業(yè)負(fù)責(zé)統(tǒng)一記賬，以保證每一筆交易在供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)信息的一致性。在共識層，就是通過共識機(jī)制，來保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)中對供應(yīng)鏈上不同節(jié)點(diǎn)發(fā)生的交易數(shù)據(jù)達(dá)成共識。供應(yīng)鏈上各主體成員經(jīng)過嚴(yán)格的資質(zhì)審核后進(jìn)行聯(lián)盟，作為節(jié)點(diǎn)成員加入?yún)^(qū)塊鏈，基于區(qū)塊鏈技術(shù)達(dá)到共識機(jī)制，構(gòu)建供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，包括原材料質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)體系、原材料采購標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)品倉儲運(yùn)輸?shù)任锪鳂?biāo)準(zhǔn)體系。利用區(qū)塊鏈共識機(jī)制，能夠有效指導(dǎo)供應(yīng)鏈上各主體企業(yè)的有效經(jīng)營，建立互信共贏的共信機(jī)制，形成供應(yīng)鏈動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟。

（4）合約層。根據(jù)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)不同場景需求，利用區(qū)塊鏈的智能合約，在供應(yīng)鏈體系中通過編寫代碼的方式錄入約定好的交易規(guī)則和條款等電子合約，例如供應(yīng)鏈采購智能合約、貨到付款智能合約、倉儲控制智能合約、運(yùn)輸配送規(guī)劃智能合約等。因此，供應(yīng)鏈上各成員之間的交易信任由智能算法確定，當(dāng)涉及該規(guī)則或條款時(shí)，合約將自動觸發(fā)并執(zhí)行，從而解決了供應(yīng)鏈成員在匿名化交易過程中彼此信任的問題。同時(shí)鑒于智能合約的靈活性，可實(shí)現(xiàn)后期政策、法律、交易環(huán)境等外部環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，合約內(nèi)容也能夠及時(shí)進(jìn)行更新處理。

（5）應(yīng)用層。應(yīng)用層對供應(yīng)鏈的各種應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)封裝，為供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)成員提供信息交互平臺，也是在供應(yīng)鏈管理方面提供了諸多業(yè)務(wù)服務(wù)。例如在提供信息交互方面，供應(yīng)鏈上的節(jié)點(diǎn)企業(yè)、末端消費(fèi)者甚至是后期政府監(jiān)管部門均可通過應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)信息錄入和查詢、產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)管及物流信息的實(shí)時(shí)追溯；在供應(yīng)鏈管理方面，可提供客戶管理、交易信息管理、采購管理、生產(chǎn)管理、售后管理、授信融資、倉單質(zhì)押融資等具體業(yè)務(wù)內(nèi)容。同時(shí)依托區(qū)塊鏈平臺，可以實(shí)現(xiàn)具體服務(wù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)可視化，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的后臺管理功能。

2.3 運(yùn)作流程

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理運(yùn)作中將涉及三種不同屬性的對象，分別是企業(yè)、產(chǎn)品和消費(fèi)者，具體的運(yùn)作流程如圖2所示。

圖2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈管理運(yùn)作流程

供應(yīng)鏈上的各方參與企業(yè)與第三方區(qū)塊鏈服務(wù)企業(yè)進(jìn)行合作，搭建基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈管理體系架構(gòu)，根據(jù)供應(yīng)企業(yè)、制造企業(yè)、分銷企業(yè)等對貨物及資金交易過程相關(guān)協(xié)議進(jìn)行約定，即簽訂智能合約。在原材料采購、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品分銷過程中，通過RFID、NFC等技術(shù)手段對生產(chǎn)、物流等環(huán)節(jié)信息進(jìn)行采集，同步至區(qū)塊鏈系統(tǒng)。智能合約根據(jù)所采集數(shù)據(jù)信息判斷是否滿足協(xié)議要求，若滿足則自動按約定履行產(chǎn)品及資金交付，降低失信違約的風(fēng)險(xiǎn)。在組織生產(chǎn)過程中，通過實(shí)時(shí)提取生產(chǎn)、物流等數(shù)據(jù)信息，例如原材料采購量、生產(chǎn)量、銷售量及庫存情況制定生產(chǎn)及銷售計(jì)劃。最終消費(fèi)者通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對已購買產(chǎn)品的訂單信息、產(chǎn)地信息、物流配送等信息進(jìn)行全程追溯管理。

3 結(jié)語

未來供應(yīng)鏈參與主體將逐漸呈現(xiàn)數(shù)量多、類型廣、分布散等特點(diǎn)，為了應(yīng)對這些變化帶來的挑戰(zhàn)，本文首先對現(xiàn)存供應(yīng)鏈管理存在的問題進(jìn)行分析，隨后依據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)模型和特性搭建了基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈體系架構(gòu)，對參與主體、體系架構(gòu)和具體運(yùn)作流程進(jìn)行了分析。分析表明，供應(yīng)鏈體系通過區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用，可以提高供應(yīng)鏈運(yùn)作效率，解決供應(yīng)鏈信息不透明、信任機(jī)制不健全等問題，有助于建立互信共贏的供應(yīng)鏈管理體系。但是，從實(shí)踐角度來看，區(qū)塊鏈技術(shù)作為新興事物，在供應(yīng)鏈管理具體的應(yīng)用中仍然會面臨一些挑戰(zhàn)和障礙，例如，涉及的主體多，應(yīng)用落地周期長、開發(fā)與運(yùn)營成本大、從業(yè)人員技術(shù)水平等問題，隨著這些問題在實(shí)踐中不斷的解決，相信區(qū)塊鏈技術(shù)將在供應(yīng)鏈領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。