區(qū)塊鏈技術(shù)在制造業(yè)供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用研究初探

侯媛媛 方憶平

摘要：當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的融合應(yīng)用已成為必然趨勢。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、可追溯、防篡改、安全可信等特性，將為制造業(yè)供應(yīng)鏈變革帶來新的發(fā)展機(jī)遇，特別是在與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的集成應(yīng)用中，供應(yīng)鏈管理的數(shù)字化、智能化將被極大推動。本文探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在制造業(yè)供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用前景，在此基礎(chǔ)上相應(yīng)提出區(qū)塊鏈技術(shù)賦能供應(yīng)鏈的幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；制造業(yè)；供應(yīng)鏈管理

2019年10月，習(xí)近平總書記在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時指出，區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用，要加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2020年4月，國家發(fā)改委將區(qū)塊鏈納入國家新基建范疇，同時商務(wù)部等8個部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步做好供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，明確“要加快區(qū)塊鏈等新興技術(shù)在供應(yīng)鏈領(lǐng)域的集成應(yīng)用”；工信部《關(guān)于加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》強(qiáng)調(diào)，區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品溯源、數(shù)據(jù)共享等實(shí)體經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的融合應(yīng)用，是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。中央的要求和國家一系列政策的出臺，為推動區(qū)塊鏈在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用指明了方向。

區(qū)塊鏈技術(shù)最早誕生于次貸危機(jī)末期，由日裔美國人中本聰（Satoshi Nakamoto）于2008年在《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》首次提出。從本質(zhì)上看，區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸（P2P）、共識機(jī)制、非對稱加密、智能合約等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用范式，存貯于其中的數(shù)據(jù)和信息具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護(hù)等特征。經(jīng)過多年發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)先后經(jīng)歷了作為加密數(shù)字貨幣基礎(chǔ)支撐技術(shù)的1.0時代、以“智能合約（Smart Contract）”為代表的2.0時代和當(dāng)今具有新應(yīng)用潛力3.0時代。2.0時代后，區(qū)塊鏈“脫虛向?qū)崱钡奶攸c(diǎn)日益顯著，目前已拓展應(yīng)用在供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品溯源、數(shù)據(jù)流通、金融服務(wù)、快遞物流等各個領(lǐng)域，為解決傳統(tǒng)領(lǐng)域難點(diǎn)痛點(diǎn)問題提供了創(chuàng)新性解決思路。

當(dāng)今大國博弈日益激烈，新冠疫情對制造業(yè)的影響持續(xù)深入、廣泛，全球供應(yīng)鏈面臨重組、重構(gòu)的新形勢，而供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定已成為我國構(gòu)建國際國內(nèi)雙循環(huán)發(fā)展格局的重要基礎(chǔ)。雖然我國制造業(yè)供應(yīng)鏈正向高端攀升、核心競爭力持續(xù)增強(qiáng)，但整體上看仍處在初級階段，供應(yīng)鏈主導(dǎo)權(quán)、安全性、智能化、高效化等方面仍差距明顯。且由于制造業(yè)供應(yīng)鏈覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、原材料和零部件采購、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)、維修保障等多個環(huán)節(jié)，涉及供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、最終用戶等多類用戶間的信息流、物流、資金流交互，鏈路冗長、信息透明度低、監(jiān)管難度大、責(zé)任追溯難、決策效率不高等問題逐漸凸顯，亟待突破與解決。

區(qū)塊鏈的去中心化、點(diǎn)對點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，與供應(yīng)鏈多主體參與、環(huán)節(jié)繁雜的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)具有良好的契合度，它的應(yīng)用將為制造業(yè)供應(yīng)鏈管理拓展新思路、開辟新空間、提升新能力。

（一）區(qū)塊鏈在需求和采購管理中的應(yīng)用

制造業(yè)供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)需求管理模式仍較為粗放，在需求預(yù)測和匯總往往缺乏有效的數(shù)據(jù)驗(yàn)證手段，實(shí)踐中較多依靠經(jīng)驗(yàn)對需求進(jìn)行適當(dāng)放大。在需求逐級放大后，可能會導(dǎo)致庫存呆滯積壓或者缺件情況，增大庫存成本和管理難度。區(qū)塊鏈技術(shù)可以打通原材料供應(yīng)商、零部件與分系統(tǒng)生產(chǎn)商、整裝廠等主體間的信息通道，簡化層級式的信息傳遞過程，使需求信息更為明確、透明，進(jìn)而構(gòu)建起精細(xì)化管理模式。在需求預(yù)計(jì)和匯總中，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的物資需求信息、倉儲庫存信息已相對明確，有利于制定出更加精準(zhǔn)、合理的籌措分工方案、時間進(jìn)度安排、物資調(diào)配計(jì)劃。采購管理中，區(qū)塊鏈的智能合約機(jī)制，可以幫助供應(yīng)鏈上下游主體之間在沒有第三方信任機(jī)構(gòu)的介入下，建立起信任關(guān)系。根據(jù)事先約定好的交易內(nèi)容，可以順利完成制造商自主發(fā)布訂單、供應(yīng)鏈自主承接訂單、訂單自動執(zhí)行等。

（二）區(qū)塊鏈在協(xié)同制造中的應(yīng)用

制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈普遍存在制造鏈路長、技術(shù)要求高、資源占用多等特點(diǎn)，部分零部件、分系統(tǒng)的生產(chǎn)制造往往需要多個供應(yīng)商協(xié)作。由于涉及到需求預(yù)測、生產(chǎn)計(jì)劃、能力變更、營銷策略、新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)部署、采購計(jì)劃、運(yùn)輸倉儲等諸多內(nèi)容，傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理中不同主體間的交互信息零散分布于各環(huán)節(jié)內(nèi)部，鏈上信息透明度低，因而產(chǎn)生了核心節(jié)點(diǎn)即“鏈主”的出現(xiàn)。受“鏈主”資源配置能力的限制，難以最大限度發(fā)揮供應(yīng)鏈潛力，供應(yīng)鏈整體效率將受到影響。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)可以搭建協(xié)同制造和資源共享平臺，通過可信的、自動的訂單驅(qū)動，將分散的制造力量聚合起來實(shí)現(xiàn)按需分配和并行制造，一方面有利于降低庫存成本，另一方面將顯著提升制造的敏捷程度。基于區(qū)塊鏈的分布式架構(gòu)，每一個主體既是信息提供者，又是信息使用者，基于事先確定的共識算法，各節(jié)點(diǎn)可以自動生成和更新數(shù)據(jù)；通過智能合約，可實(shí)現(xiàn)與任意節(jié)點(diǎn)之間的自動交易。在這種自組織模式下，交易不再需要經(jīng)過特定的核心節(jié)點(diǎn)，縮短了信息鏈路，降低了信息傳輸周期，協(xié)同效率將顯著提升。另外，智能合約支持根據(jù)應(yīng)用場景靈活編程，可以較好地應(yīng)對外部環(huán)境的影響和內(nèi)部戰(zhàn)略變革引起的動態(tài)性變化，使協(xié)同制造管理具有更強(qiáng)的可拓展性、敏捷性和柔性。

（三）區(qū)塊鏈在全生命周期管理中的應(yīng)用

制造業(yè)中每一個零部件均會經(jīng)歷從研制生產(chǎn)、倉儲管理、交付使用、故障維修到退役報廢等多個環(huán)節(jié)，作為主制造商在過程控制、質(zhì)量管理、零件溯源等方面往往會耗費(fèi)較大精力。在零部件倉儲過程中，時常會發(fā)生登記不全、標(biāo)簽丟失導(dǎo)致的零部件不明，或者儲存不規(guī)范導(dǎo)致的未使用先報廢、使用壽命縮短等問題，這些劣質(zhì)零部件若不能及時識別和定位出來，將直接影響到產(chǎn)品制造效率。在零部件使用過程中，由于信息流通不暢、信息更新不及時等原因，常存在分發(fā)調(diào)配不及時的情況，進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)度拖延。

區(qū)塊鏈技術(shù)使供應(yīng)鏈具有可追溯性，可以輔助實(shí)現(xiàn)對全生命周期的管理。一是區(qū)塊鏈具有唯一標(biāo)識性，為可追溯奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。每個區(qū)塊頭通過散列算法獲得唯一的散列特征（哈希）值，在發(fā)生交易時，區(qū)塊鏈通過加蓋時間戳（TimeStamp）的方式保證了記錄唯一。二是區(qū)塊鏈具有防篡改性。由于每一條交易均會同步到所有節(jié)點(diǎn)中，若想篡改其中一條交易信息，需要修改鏈上后面所有區(qū)塊塊頭的哈希值，這無疑是極大的工作量。區(qū)塊鏈的共識機(jī)制和強(qiáng)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，保證了節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)基本無法被篡改。三是基于區(qū)塊鏈的歷史交易信息不可撤銷。由于區(qū)塊鏈每個節(jié)點(diǎn)均擁有完整賬本，數(shù)據(jù)一旦上鏈，將難以刪除。采用集體驗(yàn)證和維護(hù)方式，將建立起不可變更、偽造和撤銷的數(shù)據(jù)庫，與射頻識別（RFID）、對象識別符（OID）、電子結(jié)算和語音視頻等物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)結(jié)合起來，可以快速、動態(tài)查詢到零部件的所在位置、保存情況等，形成零部件出廠、入庫、分發(fā)、調(diào)配等環(huán)節(jié)的全鏈條完整信息鏈，形成覆蓋多主體的追溯鏈，監(jiān)管部門可以通過設(shè)定較高的訪問權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)的全生命周期監(jiān)管，這將有利于查清問題和明晰責(zé)任。

（四）區(qū)塊鏈在工業(yè)數(shù)據(jù)采集和使用中的應(yīng)用

目前制造業(yè)供應(yīng)鏈管理存在信息孤島的問題，隨著供應(yīng)鏈規(guī)模日益擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)日趨繁雜，信息傳遞延遲、信息傳遞不準(zhǔn)確的情況也在增加；部分供應(yīng)商基于商業(yè)保密、隱私保護(hù)和信息安全的考慮，不愿意暴露所有的供應(yīng)渠道，不愿意與他人共享信息。使用者對信息的分辨能力不足，使提供虛假信息的主體更能獲得額外回報，即出現(xiàn)“檸檬市場”，鏈上信息完整性和真實(shí)性受到極大影響。

使用區(qū)塊鏈技術(shù)，信息可以直接、實(shí)時地反饋給各主體，使各主體快速全面了解信息流、物流、資金流，便于更好地協(xié)調(diào)目標(biāo)。同時區(qū)塊鏈加密解密授權(quán)、零知識證明機(jī)制，有效緩解了數(shù)據(jù)隱私和共享價值間存在的矛盾，保障了信息提供者的權(quán)益，在一定程度上緩解了數(shù)據(jù)共享的后顧之憂。數(shù)據(jù)采集時，區(qū)塊鏈系統(tǒng)為每個終端設(shè)備分配一個身份地址，保證終端設(shè)備的唯一性數(shù)據(jù)，防止設(shè)備的隨意接入和惡意替換；數(shù)據(jù)生成后，區(qū)塊鏈系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理和打包簽名，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)來源的管控、異常數(shù)據(jù)的定位；數(shù)據(jù)使用時，通過對等網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的直接信息傳輸和互動。除此之外，區(qū)塊鏈技術(shù)為確保數(shù)據(jù)的安全可信也提供了途徑：通過非對稱加密算法、角色權(quán)限設(shè)定，將訪問范圍限定在合理范圍內(nèi)；采用分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少核心節(jié)點(diǎn)故障或受攻擊時帶來的損失；節(jié)點(diǎn)間信息傳遞采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式，可抵擋一般網(wǎng)絡(luò)竊聽方式的攻擊；當(dāng)少數(shù)節(jié)點(diǎn)被攻擊時，區(qū)塊鏈的驗(yàn)證功能可幫助快速定位入侵的節(jié)點(diǎn)位置，并通過隔離或恢復(fù)手段來維持供應(yīng)鏈的健壯性。

當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用尚處于發(fā)展階段，與供應(yīng)鏈的結(jié)合仍面臨著一些挑戰(zhàn)，推廣應(yīng)用仍需一個漸進(jìn)過程，為此提出如下建議。

（一）加快區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與突破

明確主攻方向，著力增強(qiáng)智能合約、共識機(jī)制、加密算法等關(guān)鍵核心能力，提升區(qū)塊鏈在系統(tǒng)吞吐量、信息安全防護(hù)、隱私保護(hù)等方面的技術(shù)成熟度，推動區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)的融合應(yīng)用，解決節(jié)點(diǎn)規(guī)模、性能、容錯性三者之間的平衡難題。形成協(xié)同攻關(guān)機(jī)制，聯(lián)合重點(diǎn)企業(yè)、科研院所、高校和應(yīng)用單位，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)突破，建立健全區(qū)塊鏈相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（二）推動區(qū)塊鏈在供應(yīng)鏈管理的試點(diǎn)示范應(yīng)用

選擇具有典型示范意義的骨干單位進(jìn)行先行先試，明晰區(qū)塊鏈賦能供應(yīng)鏈管理的適用場景，結(jié)合區(qū)塊鏈的優(yōu)勢，根據(jù)不同的行業(yè)和應(yīng)用場景，細(xì)化區(qū)塊鏈在具體業(yè)務(wù)流程中應(yīng)用的真實(shí)需求，選擇區(qū)塊鏈應(yīng)用的合理模式和策略，如明確信息共享范圍、制定適合的供應(yīng)鏈分片策略、確定各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲需求等。試點(diǎn)示范后形成可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，在更廣范圍內(nèi)復(fù)用推廣，形成點(diǎn)面結(jié)合的綜合示范效應(yīng)。

（三）建立基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈管理和安全監(jiān)管機(jī)制

加強(qiáng)區(qū)塊鏈技術(shù)支撐下的供應(yīng)鏈管理機(jī)制設(shè)計(jì)，包括供應(yīng)鏈各參與方的激勵機(jī)制和價值共享機(jī)制，以及管理監(jiān)控和責(zé)任追溯相關(guān)規(guī)則的設(shè)計(jì)等，為區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理的融合奠定基礎(chǔ)。同時加強(qiáng)對區(qū)塊鏈安全風(fēng)險的研究和分析，建立適應(yīng)區(qū)塊鏈技術(shù)機(jī)制的安全保障體系，探索構(gòu)建安全監(jiān)管手段。

（四）發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)在推進(jìn)供應(yīng)鏈現(xiàn)代化中的作用

通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)一步提升供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)和流程優(yōu)化，為專精特新“小巨人”等潛力或者優(yōu)勢企業(yè)進(jìn)入關(guān)鍵制造業(yè)供應(yīng)鏈提供機(jī)會?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建資源共享機(jī)制，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化。以替代卡脖子技術(shù)為導(dǎo)向，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)在提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平的作用，并圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，推動實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的有效銜接。

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（作者簡介：侯媛媛，國家國防科技工業(yè)局信息中心，研究方向?yàn)榭萍紕?chuàng)新研究；方憶平，國家國防科技工業(yè)局信息中心，研究方向?yàn)檐娛聦W(xué)研究）