“GS1+区块链”实现生鲜产品冷链物流防伪溯源

王少然，杨宝双，张艳芝

（河北省标准化研究院省条码管理中心，河北 石家庄 050051）

随着人们生活水平的提高，对高品质生鲜产品的需求不断增加。生鲜产品保鲜期短、易变质、时效性强[1]，在冷链流通过程中对环境温湿度、信息传递、数据管理及第三方监管等方面要求较高，因此统一规范、有序高效的冷链物流对生鲜产品流通极为重要。

近年来，食品安全问题引起人们极大的重视。2018 年年底，国家新修订了《食品安全法》，对食品安全监督、食品安全全程追溯、食品网络交易规范及食品标签标注等作出具体规定，并制定了最严格的食品惩罚性赔偿制度。目前国内外对生鲜产品的追溯研究取得一定的进展，Souza-Monteiro 等[2]将食品安全与可追溯性联系起来，实现从农场大门到消费者餐桌，再反向溯源的过程；卢娜等[3]利用全球统一标识系统（GS1）对畜肉进行编码标识，实现畜肉的可追溯，保证畜肉流通过程中的质量安全；王少然等[4]将GS1 编码体系应用到生鲜产品冷链物流环节，从源头出发记录生鲜产品流通信息。市场上生鲜产品对供应链防伪性能的要求越来越高，利用区块链技术，京东与内蒙古科尔沁牛业股份有限公司实现生鲜牛肉防伪溯源；阿里巴巴对跨境进口商品全链路信息进行跟踪、查证等。本文将“GS1+区块链”应用于生鲜产品冷链物流，在确保生鲜产品采用全球统一、规范化、标准化[5]唯一标识的基础上，有效监控生鲜产品流通全程，保证生鲜产品冷链物流环节透明可溯、数据信息不被篡改，实现高效的信息管理与数据共享，从而实现生鲜产品的防伪溯源，最终满足消费者对食品质量安全的要求。

1 GS1 编码体系

GS1 编码体系是整个GS1 系统的核心部分，为全球产品流通领域中所有产品与服务（包括贸易项目、物流单元、资产、位置和服务关系等）提供标识代码及附加属性代码[6]。将GS1 应用于生鲜产品冷链物流过程，并利用自动数据采集技术，实现产品生产、加工、贮藏、运输、配送及零售等供应链环节自动化识别。GS1 编码体系如图1 所示。

图1 GS1 编码体系Fig.1 GS1 coding system

其中，全球贸易项目代码（GTIN）对不同包装形态的商品进行唯一标识；系列货运包装箱代码（SSCC）为物流单元（运输或储藏）提供唯一标识；参与方位置代码（GLN）对供应链环节法律实体、功能实体和物理实体进行唯一标识；全球服务关系代码（GSRN）为提供服务的组织与服务接收方或提供方之间关系进行标识；可回收资产标识（GRAI）与全球单个资产标识（GIAI）实现资产的标识。附加属性代码不可脱离标识代码独立存在[6]。随着信息技术的发展和深度应用，GS1 编码体系在不断完善与扩充，可不断满足新的市场需求。利用GS1 编码对生鲜产品冷链物流过程中的产品或服务进行标识，将供应链环节实物流与信息流有效链接，可跟踪追溯到生鲜产品整个生命周期，并实现生鲜产品全球流通。

2 区块链技术

2008 年日裔美国人中本聪提出比特币，为人类打开了区块链的大门。区块链是一个去中心化的分布式数据库，“区块”就是信息块，通过网络参与者的信息共享，促成点对点交易[7]。区块链各节点链接图如图2 所示[8]。

图2 区块链各节点链接图Fig.2 Link diagram of nodes in block chain

由图2 可以看到，区块链是由端到端组成的网络，没有第3 方机构的介入，可降低端到端的信任成本，使各节点间不存在欺骗，保证数据真实可靠[9-10]。利用区块链的分布式账本记录每个节点信息，并永久保存，一旦数据写入到区块链，便无法修改，可有效防止节点信息被篡改，保证供应链参与方的信息安全，从而实现防伪功能[11]。除了交易各方私有信息被加密外，区块链上各节点信息共享，数据对所有节点公开透明。通过图2 中区块链的去中心化，可克服中心化监管方式的局限，从而通过区块链平台实现对供应链流通过程参与方的全程监督。

3 将“GS1+区块链”应用于生鲜产品冷链物流过程

3.1 生鲜产品冷链物流关键节点

图3 绘制了生鲜产品冷链物流流程及供应链关键节点，生鲜产品供应链关键节点作为重要参与方参与产品的流通与信息的交换。在生鲜产品流通过程中，除了有冷链的支撑，同时相关的信息流、商流贯穿其中，以保证各相关信息在参与方之间实时传递。生鲜产品从生产者到消费者手中，需经过种植或养殖、预冷处理、冷链加工、冷链运输、冷库存储、冷链配送、冷藏或冷冻销售等环节，在冷链流通过程中涉及多个供应链参与方，其中供应商、生产商、承运商、经销商及零售商作为供应链关键节点，其“作为与不作为”对生鲜产品安全、温/湿度环境、质量控制等起到关键作用[12]。

图3 生鲜产品冷链物流流程及关键节点Fig.3 Cold chain logistics process of fresh products and key nodes

生鲜产品流通过程的任一环节把控不严、关键节点管理不当、信息处理滞后或监管缺失等都可能导致生鲜产品腐烂变质。由于我国生鲜产品在流通过程中存在标识不统一、来源难查、假冒伪劣及冷链断链等问题，导致生鲜产品质量安全难以得到保证。同时，第三方监管存在固有的局限性，使得生鲜产品在冷链流通过程中无法摆脱“人为”因素的干扰。所以对生鲜产品冷链物流关键节点的控制及保证信息的有效传递至关重要。

3.2 将区块链技术应用于生鲜产品冷链物流

传统生鲜产品冷链物流信息存储于各节点信息系统中，信息系统的互不兼容导致各节点间信息孤岛的产生，难以实现信息共享与信息沟通，信息安全性和真实性无法得到保障。在冷链流通过程中利用区块链基础平台，真实、安全、可靠地记录和传递生鲜产品流通过程中的物流、资金流、信息流，保存并管理整个供应链流通数据，防止任何环节数据被篡改[13]。如图4 为冷链物流关键节点及其他相关节点在区块链平台上链接示意图。

由图4 可以看出，各节点信息在区块链平台可实现充分共享，保证流通环节信息透明，克服中心化监管的局限，防止任一节点数据被篡改，从而实现冷链物流防伪溯源[14]。

图4 冷链物流关键节点在区块链平台链接示意图Fig.4 Link diagram of key nodes of cold chain logistics in block chain platform

3.3 “GS1+区块链”技术在冷链物流的应用

传统生鲜产品冷链物流过程没有一套完整的、统一的编码标识，标识的不统一及信息系统的互不兼容导致信息流断链，温湿度无法得到有效控制，不利于生鲜产品全程自动化识别，降低冷链流通效率。GS1可以为生鲜产品冷链物流提供一整套完整的用于标识生鲜单品、位置或服务的编码体系，在实现信息流有效传递的基础上，保证生鲜产品实现不断链全球流通。

“GS1+区块链”利用GS1 对生鲜产品贸易项目、物流单元、物理位置及服务关系进行唯一编码标识，并采用区块链技术监控管理生鲜产品从生产者到消费者手中全流程信息，实现产品的防伪溯源。

3.3.1 生鲜产品贸易项目

生鲜产品经过种植或饲养、采购或批发、预冷或加工后进入流通环节，利用GS1 对生鲜产品品类、批号、生产日期等基本信息进行标识，在区块链平台进行存储，信息一旦写入，便不会被篡改，保证了生鲜产品信息的真实性和完整性。如编码为“（01）06901234567892（17）220524（10）ABC001（21）A495”指代GTIN 代码为“6901234567892”，有效期（应用标识符为“17”）为“2022 年5 月24 日”，批号（应用标识符为“10”）为“ABC001”，序列号（应用标识符为“21”）为“A495”的生鲜产品。同样可继续向后添加附加属性信息，以更详细地标识生鲜产品。基于区块链上信息公开、透明、可查，消费者可以查询生鲜产品从源头到自己手中的整个过程，保证生鲜产品的质量安全[15]。

3.3.2 生鲜产品物流单元

图5 “GS1+区块链”与传统生鲜产品冷链物流作用对比图Fig.5 Comparison of‘GS1+block chain’and traditional fresh products cold chain logistics

生鲜产品在流通过程中需要进行包装、组合以供冷链仓储或运输。可以将包装好的生鲜产品置于保温箱中，或者将几个包装箱置于一个托盘中，作为物流单元进行储存或搬运。此时应选用系列货运包装箱代码对生鲜产品物流单元进行标识。将产品信息存储于区块链上，利用区块链物流的“流向可见”性，记录物流单元的装卸、搬运、运输、配送等基本信息，加强冷链运输、冷藏或冷冻仓储的数据化管理。如编码为“（00）006141411234567890（13）190425”指代SSCC代码为“006141411234567890”包装日期为“2019 年4月25 日”的物流单元。

3.3.3 冷链物流物理位置

生鲜产品冷链物流过程中供应商或承运商等节点的部门、冷库、码头、箱位等作为冷链物流物理位置，选用GS1 系统中全球参与方位置代码进行编码。由于冷链过程中对冷藏或冷冻车、冷库温湿度等有严格要求，所以将位置信息链接到区块链上，并利用RFID 技术、传感器技术等实现对生鲜产品所处环境的监测。如编码为“（410）6929000123455”指代将货物运到或交给物理位置码为6929000123455 的某位置。

3.3.4 冷链物流服务关系

生鲜产品冷链物流过程中涉及多个参与方，利用GS1 系统中的服务关系代码（GSRN）对供应商、生产商、承运商等冷链关键节点进行标识，严格控制各节点温湿度等环境信息，落实问题环节，做到“责任可究”，保证生鲜产品的质量和安全，充分保证冷链物流信息安全并防止信息被篡改。如编码为“（8018）693489020000000118”指代编码为693489020000000 118 的接收方代码。同样，可通过应用标识符继续向后添加接收方其他信息。另一方面，区块链的多维搜索功能可详细跟踪生鲜产品各节点流转过程，查验各节点库存，以供及时补货或产品促销，从而实现冷链物流效率最大化。

3.4 与传统冷链物流的对比分析

本文将“GS1+区块链”模式与传统模式下生鲜产品冷链物流进行对比，如图5 所示。

通过图5 的对比，可以看出“GS1+区块链”生鲜产品冷链物流优势明显。GS1 编码解决了传统代码不规范、不统一、不兼容的问题，区块链技术可代替传统的管理中介，在保证各节点信息安全与隐私的前提下，公开、透明地记录冷链过程中传感器监测数据和节点信息数据，所有数据永久保存于区块链平台，真正实现“来源可查、去向可追、责任可究”，从根本上杜绝篡改数据、产品仿冒等现象，从而实现生鲜产品冷链物流防伪溯源。

4 结语

食品安全重要性日益凸显，消费者对生鲜产品的需求日益增加及生鲜电商与新零售的高速发展等均促使生鲜产品冷链物流实现防伪溯源之路不断向纵深推进。“GS1+区块链”在生鲜产品冷链物流过程的应用，降低了管理和服务成本，提升了供应链环节的规范性与透明度，对不合格产品实现精准定位与召回，实现产品的防伪溯源，最终满足消费者对食品质量安全的要求。

如今，区块链技术已经在物流业崭露头角，加之GS1 编码体系的不断完善，相信“GS1+区块链”必将为生鲜产品冷链物流提供更加高效的平台。