基于区块链技术的冷链物流供应链管理破壁研究

余建海

摘  要：供给侧结构性改革下，冷链物流供应链由于信息壁垒的存在，导致业态仍然受着三大问题的困扰。供应链协同管理理念，要从联盟企业的管理入手，加强共识、价值和模式的一致性，提高企业对供应链的依赖度、忠诚度;区块链在信息技术上，利用其去中心化、分布式数据、可追溯性、不可篡改的特性，保障了数据的公开、透明和真实。讨论了供应链协同管理理念下的问题解决策略，并从区块链角度分析了节点、链条选择、联盟链架构和信息平台部署。从而，在管理理念和信息技术两方面，确保冷链物流供应链中信息壁垒的击破。

关键词：区块链;供应链;冷链物流

中图分类号：F253.9    文献标识码：A

Abstract： Under the supply-side structural reform， the cold chain logistics supply chain is still troubled by three major problems because of the existence of information barriers. The concept of supply chain collaborative management， starting with the management of alliance enterprises， strengthens the consistency of consensus， value and mode， and enhances the dependence and loyalty of enterprises to supply chain. Block chain in information technology makes use of its characteristics of decentralization， distributed data， traceability and no tamping to ensure the openness， transparency and authenticity of data. The problem solving strategies under the concept of supply chain collaborative management are discussed. The node， chain selection， alliance chain architecture and information platform deployment are analyzed from the perspective of block chain. Thus， in two aspects of management concept and information technology， to ensure the breakdown of information barriers in cold chain logistics supply chain.

Key words： block chain; supply chain; cold chain logistics

0  引  言

供給侧结构性改革下，冷链物流业态仍然存在三大问题：冷链物流业态的低产值和高能耗产业多、冷链资源存量高与利用率低、冷企融债困难。究其原因，关键是信息不畅通、不共享造成的，导致需求侧预判失灵、数据失效、信息延时，供给侧供给失调、资源浪费、资金紧张等现象。这些现象不仅存在于供应链外部，也存在于供应链企业、部门内部。冷链物流活动是一个集物流、资金流、商流和信息流四流合一的整体活动。其中，信息流直接串联和影响着其他三流，是四流中的关键。然而，企业为了追求利润的最大化，故意对信息流进行分割、屏蔽，从而形成了供应链上的一个个信息孤岛。近年来许多行业龙头企业都逐渐意识到了信息在企业乃至供应链中的重要性，都想要占有更多的主动权和信息资源，纷纷打起了信息争夺战，最有影响力的案例就是2017年顺丰与阿里为占领物流业态高地，针对用户数据而挑起的信息攻守大战。因此，供应链信息破壁就成为了当前冷链物流业态必须解决的重要问题。

1  区块链

1.1  区块链与冷链物流供应链管理信息孤岛问题的关系

区块链是一种按照时间顺序，将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式结构，并以密码学方式保证的、不可篡改和不可伪造的分布式账本。每个节点需要将新区块的前一个区块的哈希值、当前时间戳、一段时间内发生的有效交易及其梅克尔树根值等内容打包成一个区块，向全网广播。区块链系统根据应用场景和设计体系的不同，一般分为公有链、联盟链和专有链，公有链是将供应链上所有信息都发布在公网上，任何人、任何组织都得到和共享，成本低、完全去中心化的一种模式;专有链是一种信息高度集中，参与企业个数少，运行成本较高的一种模式;联盟链则是介于共有链与专有链之间的一种部分去中心化、参与企业个数、运行成本适中的一种模式。处于协同模式下的冷链物流供应链管理，信息在各节点企业中流动、公开与共享，并且随着协同管理企业的变化而动态的变化，因此，采用联盟链更能很好地解决冷链物流企业的供应链协同管理中存在的信息孤岛问题，从而达成降本增效的目的。

1.2  区块链在物流金融业供应链管理中的应用分析

朱兴雄、何清素和郭善琪，研究将区块链技术应用于供应链金融，解决核心企业不愿提供信用背书的难题，构建各方共享的联盟平台，智能调整剩余可用的授信额度，通过智能合约实现按时还款和结算，整合商流、物流、信息流、资金流等数据，保证数据的安全性和业务的透明可视化，实现应收账款确权，进行质押物及其价格管理，加强风险管理，完善资金流监控，促进了相关环节的信用、征信业务，提升了整个供应链金融的社会效益和经济效益。朱建明和付永贵，提出了基于区块链的B2B+B2C 供应链各主体交易结构及动态的多中心协同认证模型，最后结合大型煤炭企业实证分析了电子交易流程及认证过程。汪传雷、万一荻、秦琴、汪宁宁等人，针对构建基于区块链的供应链物流信息生态圈模型，促进供应链物流信息资源管理可持续发展。结合区块链定义、基础构架模型、关键技术和特征，研究区块链与供应链物流信息资源在主体、交易机制和智能合约3个方面的耦合关系，并从对象、属性、功能维度，分析了区块供应链物流信息资源的管理措施。

综上所术，区块链技术在供应链金融、电子商务的成功应用，以及物流信息生态圈模型的研究，说明其被转移和复用至冷链物流的供应链管理之上是可行的。

2  区块链在冷链物流供应链管理中的问题解决

2.1  供应链的协同管理

供应链管理的目标是最大化所产生的总价值，如何评价供应链管理水平的高低，主要通过供应链响应度和效率，供应链响应度就是指供应链处理各类事项的能力：（1）响应大量的产品需求;（2）实现较短的交货期;（3）处理各种各样的产品;（4）开发高度创新性的产品;（5）實现很高的服务水平。而供应链效率是指为顾客制造和递送产品的成本。因此，可推测影响供应链响应度和效率的因素也就是供应链管理的关键要素，主要有：库存、运输、设备和信息四个方面。由于信息直接影响着其他每一种要素，因而它是潜在的供应链绩效的最大要素，为供应链管理提供了响应更迅速、效率更高的机会。

供应链管理思想的核心是协同，供应链管理从传统线性管理模式，经过B2B2、S2B2C，已经进入供应链协同时代。供应链协同是从20世纪90年代初期的ERC、VMI、CR发展起来，到20世纪90年代中期产生的协同计划、预测和补货CPEP，标志着供应链协同概念的诞生，咨询界和学术界正式提出供应链协同管理的概念。供应链协同管理是指供应链上的核心企业，借助信息技术和各种管理方法，集成供应链上分布的各种资源，对供应链各节点间的协调同步和无缝对接实施动态管理，以抑制和减弱供应链的不良涨落，激励和放大其良性涨落，实现供应链的价值创新。

供应链管理的协同可分为企业内部协同和企业外部协同，企业内部协同是指企业内部不同部门之间、不同层次之间的协同，如企业生产与流通过程中涉及的采购部门、生产部门、仓储部门、运输部门、配送部门、销售部门等之间的协同，包括公司战略、战术、运作层次之间的协同等，是整合企业内部各种资源，消除信息孤岛，使企业沿着既定的战略方向迈进;企业外部协同是多企业之间的协同，是基于整个供应链的协同，在经济全球化及市场不确定因素增强的情况下，单个企业已很难应付当前复杂多变的市场环境，这就要求多个企业之间进行协同合作，以市场为导向充分发挥各自的优势，使供应链企业达到共赢。为实现冷链物流供应链管理的协同发展，必须找到制约整个供应链发展的因素，加强企业管理创新与业务流程再造，强化供应链企业、组织的更新与改造。

区块链是一项从事网络虚拟货币金融的特点。以其为核心信息技术，结合智能合约机制、共识机制、安全透明机制、共享机制、协作机制、自治机制和分层结构机制等各种管理机制，打破信息壁垒，实现供应链协同管理。

2.2  问题解决的策略

冷链物流供应链管理的信息破壁是在冷链业态中，利用区块链这一具有去中心化、安全、透明、共享、不可篡改和不可伪造的新型信息技术，能有效地保证供应链协同管理策略的实现，并解决供应链中的信息孤岛问题。以下是三个解决问题的策略：

2.2.1  建立基于区块链技术的供应链信息协同管理平台，便于供应链信息的交流与共享

完成基于区块链技术的供应链平台建设，建立分布式数字平台、平台架构、联盟权限、组织结构等，实现企业信息交流的网络化、横向化、制度化、规范化、灵活化和安全化，使各节点企业能够得到及时、灵活、可操作的信息资源，完善并整合供应链信息流传递通道，建立供应链信任体系，消除信息企业间流转的不透明，打破企业之间、部门之间的壁垒。

2.2.2  利用自定义脚本系统，实现可编程智能合约，加强供应链信息的管理

建立供应链管理的协同基础和机制，协同基础包括：达成一致观念、建立相互信任、确定共同目标和行动计划、规定战略合作关系准入退出机制;协同机制包括：供应链伙伴选择机制（评价标准和方法）、激励机制（利益分配机制、参与机制、信任机制和信息共享机制）、约束机制（风险分担机制——风险识别/评估/控制/管理、合同约束机制、监督处罚机制和退出约束机制）等，利用区块链技术的自定义脚本系统，完成供应链管理的协同管理智能合约，使得信息平台中签订、公示、发布和续约，加强冷链物流供应链企业的协同管理响应率与效率。

2.2.3  利用区块链可追溯、不可篡改和不可伪造，加强信息的可靠性，解决冷企的融债困难

银行和信贷企业通过联盟区块链公布的信息，了解真实的供应链核心企业、供应商、经销商和冷链物流企业的资金与物流情况，降低了供应商、经销商和冷链物流企业在银行和信贷企业的融资难度与成本，同时，也给核心企业带来了更好的金融服务和信用额度。保证了冷链物流供应链上下游全产业的资金流动和物流信息畅通，优化了现有金融效率和成本。

2.3  基于区块链的问题解决

在冷链物流业态中，利用区块链上数据的分布式、可追溯、不可篡改、不可伪造的特性，利用可编程脚本系统，实现冷链物流供应链的智能合约管理，保证了数据在整个供应链企业之间、部门之间的公开与流动。因此，基于区块链的问题解决需要完成以下四方面的设计：

2.3.1  冷链物流供应链的区块链节点

冷链物流供应链是围绕冷链生产企业这个核心展开的，在同一个目标下，通过合约的形式，联合上下游企业（供应商、经销商）、银行、金融信贷公司和其他社会资源等建立起来的企业联盟。其中各企业为区块链上的节点，如图1所示。

2.3.2  区块链的选择

供应链联盟信息有一部分是对全网公开的，另一部分是在供应链联盟内部公开的，其信息属于半公开式，并且联盟节点数量是可控的，因此，选择区块链时采用联盟链。

2.3.3  区块链的架构

冷链物流供应链的区块链设计不仅是一个数字货币的概念，而是通过可编程脚本系统，完成联盟协同机制的智能合约开发，如供应链伙伴选择合约、利益分配合约、参与合约、信任合约、信息共享合约、风险分担合约、合同约束合约、监督处罚合约和退出约束合约等，具备企业级属性、权限管理、身份认证等，面向行业的应用系统，包括：应用工具、网关控制和核心节点三大部分。其区块链的架构，如图2所示。

2.3.4  基于区块链的冷链物流供应链信息管理平台应用部署

冷链联盟链信息平台的搭建分为公链部分和私链部分。目前，由于公链数据传输速率有三种类型可以选择：①比特币链5-9b/s;②以太访链19-23b/s;③EOS链7kb/s左右，由于冷链联盟链具有企业级特性，因此，公链采用EOS的传输方式为佳。联盟链私链搭建主要是节点的搭建，根据企业的不同角色和需求，有三种方式可以选择：①全数据核心节点，冷链核心企业可自行搭建区块链核心节点，具有数据完整、速度快、运行可靠等优点，但成本高、维护难度大;②云服务节点，租用BATH四家公司的云服务器，搭建区块链节点，具有成本低、维护方便、运行可靠等优点;③弱节点，具有一定計算力的节点，以全网数据备份、数据查询为主。可编程脚本的智能合约由C++编写，前端人机交互可以采用B/S、C/S和APP等方式，编程语言采用JAVA。分布式平台内的积分是各企业在履行合约后，按合约规定的激励与惩罚来取得，作为一种供应链联盟企业信息共享、公开与协同的量化考核指标，保证了冷链物流供应链内部的信息畅通，实现最终的信息破壁。基于区块链分布式冷链物流供应链协同管理信息平台的改造与应用部署，如图3所示。

3  结  论

冷链物流供应链生态在供给侧结构性改革过程中，遇到的三大问题是由于供应链企业对内部信息的不完全公开和透明造成的。现在通过供应链协同管理理念，加强共识、价值、模式上的一致，以联盟协同基础与机制的合约方式，强化各企业对供应链的依赖度、忠诚度，从而解决信息在整个供应链中的信息管理平台上公开、共享、畅通。另一方面，利用区块链去中心化、分布式数据、可追溯性、不可篡改的特性，重构冷链物流供应链信息管理平台，保证供应链联盟企业在平台上的信息公开与真实，并用区块链中的积分，激励和惩罚供应链中的良好行为与恶意操作。从供应链管理理论和区块链技术两个方面，确保能完成击破冷链物流供应链中的信息壁垒。

参考文献：

[1] 中本聪. 比特币白皮书：一种点对点的电子现金系统[EB/OL]. （2008-02-08）[2019-03-20]. https：//www.8btc.com/wiki/bitcoin-a-peer-to-peer-electronic-cash-system.

[2] 蒋勇，文延，嘉文. 白话区块链[M]. 北京：机械工业出版社，2017：166-187.（下转第156页）