基于区块链技术的 物流电子单据方案设计与研究

孙嘉馨 李勤

摘  要：以物流企业物流单据为研究对象，在调研企业物流单据现状的基础上，运用学科知识及技术特征，对物流电子单据方案进行设计和研究，提出一种替代纸质单据耗材，降低耗材成本，安全可信的电子单据方案，并在X企业物流单据上进行实例分析，论证了方案的合理性。

关键词：区块链;电子单据;物流

中图分类号：F253.9    文献标识码：A

Abstract： Taking the logistics documents of logistics enterprises as the research object， based on investigating the status quo of logistics documents of enterprises， using subject knowledge and technical characteristics， design and research the logistics electronic document plan， and propose an alternative to paper documents and consumables， reducing the cost of consumables and ensuring safety the credible electronic document plan， and the case analysis on the X enterprise logistics document demonstrates the rationality of the plan.

Key words： blockchain; electronic documents; logistics

区块链的起源：由中本聪的文章《比特币：一种点对点的电子现金系统》介绍，是独立的且结合多种技术包括密码学、经济学博弈、分布式共识等，允许交易双方直接进行点对点交易的电子现金交易系统。自提出以来，区块链技术得到广泛普及并逐渐从加密数字货币领域延伸到各行各业的创新应用中[1]。电子签单可以应用在很多物流场景，如物流仓储/服务协议、货运物流电子回单、供应链金融服务协议、网点/司机加盟合作协议。电子签约助力“无纸化物流”从发货方下单开始，到仓储中心分拣，到运输公司制定运输计划，到配送公司运输执行，到在途跟踪，直至结算，都可以通过云端电子签名，统一进行身份认证。即保证了客户体验，又保证签署过程具有法律效力[2]。

我国也十分关注区块链的发展，在2019年10月中央政治局第十八次集体学习中，习近平总书记强调相关部门及其负责的领导同志需注意区块链技术发展现状和趋势，提升使用和管理区块链技术的能力。使区块链技术充分发挥作用，比如建设网络强国、发展数字经济、助力经济社会发展等。

1  企业物流单据管理存在的问题

本次调研选定X企业某库房（以下简称X库房），X企业在国内电商物流企业中极具代表性，是集信息流、资金流、商流、物流于一身的物流企业，拥有库房面积远超国内其他物流企业，路由广仓网下沉度高，时效快、最后一公里末端配送快递上门服务深受消费者的喜爱。国内首个开启自动化仓，目前全球唯一拥有中小件、大件、冷链、跨境、B2B、众包6大网络的物流企业。大件和中小件网络100%覆盖中国大陆行政区县街道。物流仓储网络覆盖华南、华中、华北、东北、西北、西南及华东7大区域，流通商品SKU涉及家电、手机、电脑、母婴、消费品、服装等13大品类，超过百万种商品。搭建了中国8大物流枢纽和全国30大供应链节点。近千条国际运输线路（包括中欧专列、跨境卡车、中国四大航战略合作）。

虽然X企业拥有庞大的物流基础设施，但在当前纸质货物单据管理上，存在如下问题：纸质单据打印成本高：纸质单据需要A4纸打印，每日收货量大，企业需要花费纸张及打印机耗材成本。单据整理及保存难度大：企业检查及异常处理需要查看单据信息时，查找单据较困难。单据返还成本高：送货人员需要把《入库货物交接单》返还给供应商，返还物流成本高且供应商不能快速拿到单据。纸质单据代签风险高：签署纸质单据的人员文化水平普遍较低，存在冒签和代签的情况，无法管控。

1.1  单据打印成本

纸质单据耗材成本主要包含单据打印所需纸张成本、打印机成本、硒鼓耗材成本及耗电成本。其中企业使用的打印纸张一般为厚度在100微米左右的A4规格复印纸，采购价在0.03元/张左右。打印机为普通黑白激光打印机，市场价1 000元左右，使用年限5年，残值率是5%。X企业有500个库房，每个库房购置1台打印机。硒鼓使用标准版硒鼓，打印覆盖率在5%点的情况下，采购成本0.15元/张。打印机耗电成本0.0002元/张。因此：单据打印成本=纸张成本+打印机成本+硒鼓耗材成本+耗电成本=0.03（元/张）+0.006（元/张）+0.15（元/張）+0.0002（元/张）=0.19元/张。通常情况下，一个交接单需打印一式两份，因此合算为单据成本为：0.38元/单。

1.2  单据管理成本

单据管理成本主要包含单据存储成本、整理成本及查找成本。纸质单据打印一式两份后，企业需要保留一份，储存单据需要按时间、业务类型等区分存储在货架上，平均储存成本0.001元/单。整理成本包含单据签字后对签字是否合规的检查耗时成本、单据整理归档成本，平均整理成本0.025元/单。查找成本是指企业存在查找单据历史信息需求时，从历史单据中查找所需纸质单据所花费的成本。企业需要查找历史单据的概率在0.5%左右。平均查找成本0.006元/单。因此单据管理成本=单据存储成本+整理成本+查找成本=0.001（元/单）+0.025（元/单）+0.006（元/单）=0.032（元/单）。

1.3  单据流转时效

由第三方承运商从商品完成交付，打印单据开始计算，承运商需要将纸质单据，返还给供应商品的企业（提货方）。一般情况第三方承运商在下次提货时，返还上次交货的单据。或者快递到供应商品的企业（提货方）。单据流转时效平均需要72小时左右。

2  物流电子单据方案设计

通过对企业现有纸质单据现状调研，得到企业主要在商品交付后需要签署物流单据，此单据作为双方货物交接的凭证。为了能满足企业对单据方式及法律效力上的需求，且最大化降低企业成本投入。设计基于区块链技术的企业物流单据方案如下：

2.1  企业物流电子单据方案概述

适合企业在业务运作上能够正常使用的电子单据需要满足：（1）无纸化交接，无需打印纸质单据。（2）电子单据能够在系统中查看、保存及传输共享。（3）电子单据有法律效力，能够作为商品交接的法律依据。鉴于以上企业业务需求，方案概述如下：

物流电子单据方案包含实名认证、电子签署、区块链存储、电子单据管理4个部分。首先商品交付方和接收方需要完成实名认证，确保签署电子单据是本人操作。然后企业收货系统将单据上展示的必要信息按固定的模板形成电子单据，双方在实名认证的情况下确认签署此电子单据，并将签署后的电子单据回传给第三方数字认证机构进行认证，并颁发相应的数字认证证书。最后形成一张包含交接信息、实名签署及三方认证信息的电子单据。电子单据储存在区块链中，方便由双方进行查找，且防止篡改。

2.2  线上实名认证

送货人和收货人需要在签署电子单据前完成线上实名认证，以确保电子单据签署人為本人当面签署。目前线上实名认证方式主要有4种方式：

（1）手机验证码实名认证：通过填写手机号码及实时验证码验证本人身份;（2）银行卡“四要素”验证：姓名+身份证号码+银行卡号+手机号：通过填写本人信息及银行卡信息，通过与银行登记的个人信息验证本人身份。（3）运营商“四要素”验证：姓名+身份证号码+手机号+验证码：通过与注册手机号码时登记的个人信息比对核验本人身份。（4）人脸识别验证：姓名+身份证号码+人脸信息：通过填写的姓名及身份证号码，与国家人脸信息数据库比对核验本人身份。

送货人员一般为货运司机，企业收货人员为普通操作工人，考虑物流现场实名认证需要操作简便，且签署电子签单需记录本人姓名及身份证号码，因此选择采用：运营商“四要素”验证方法进行实名认证（如图1所示）。

2.3  电子单据签署

（1）云打印：业务流程上，完成商品交付后，业务系统将在电子签单展示的，需要双方签署确认的内容，回传给云打印端，由云打印输出图片/PDF格式的电子签单。云打印需要打印出的样式可提前配置，按实际业务需求规定固定的模板。

（2）意愿表达：云打印生成的电子签单，通过电子单子签署客户端或网页进行展示，由签署人确认签单内容。确认内容无误后，点击“签署”，由签署系统将实名认证的签署人手机发送短信验证码，由签署人填入短信验证码完成签署。输入的短信验证码等同于签署人本人表达同意签署的意愿。

2.4  数字认证

签署系统接收到电子签单内容及签署人信息及意愿表达信息3项信息后，将信息回传给第三方数字认证机构进行数字认证，电子签单一方为个人证书，另一方为机构（企业）证书。数字认证结果可通过电子水印图片+超链接的方式展示在PDF版的电子签单中。数字认证后的电子签单才符合《电子签名法》，签署内容才具有法律效力。

2.5  区块链存证及单据管理

（1）区块链存证：完成云打印、签署及数字认证的电子签单，由签署系统回传到区块链上进行存证，电子签单存储到区块链上，能够追溯商品交付数据是否被篡改及篡改记录，以达到防止篡改的目的，保证签单内容合法性。

（2）单据管理：在区块链上存储的单据，可以随时通过业务系统调取查看，因此数据不仅可以展示在企业库房管理系统，而且可以同步到供货商/物流商系统进行查看。电子单据的实时回传及下载能够在很大程度上节省线下的单据流转成本。在单据审计上，审计部门可以直接从线上进行审计，无需再线下审核，审计效率大幅提升。

3  基于区块链技术的物流电子单据方案评价

基于区块链的电子单据方案，能够提升单据管理效率，降低企业成本投入。但实现电子单据管理，也需要企业付出一定的成本，成本包含实名认证成本、短信网关成本、数字认证成本、云存储成本。

3.1  实名认证成本

实名认证成本为送货人签署电子签单前，实名认证调用运营商数据进行比对，运营商收取的费用，当前市场价格0.15元

/次，用户第一次需要认证，认证后无需再次认证，该成本取决于人员流动频率，测算X企业需认证的新用户每年在16万个左右，单子单据15 000 000单/年，因此，实名认证成本=160 000（个）*0.15（元/次）/15 000 000=0.0014元/单。

3.2  短信网关成本

短信网关成本为签署人在签署意愿表达时，给签署人本人手机发送短信验证码，使用短信网关应付的费用，短信网关成本为0.05元/单。

3.3  数字认证成本

数字认证成本为签署的电子签单需要由第三方数字认证机构进行认证时，由认证机构收取的费用，市场价0.15元/单。

3.4  服务器成本

服务器成本包含电子签单需存储在区块链上的存储成本、上传和下载服务成本，折合后，计0.005元/单。综上，电子签单方案单均总成本=单均实名认证成本+单均短信网关成本+单均数字认证成本+单均服务器成本=0.0014（元/单）+0.05（元/单）

+0.15（元/单）+0.005（元/单）=0.2064元/单。

相比纸质单据方案成本0.412元/单，电子签单方案成本节省0.2074元/单。

4  基于区块链技术的物流电子单据方案SWOT实例分析

4.1  SWOT分析概述（如表1所示）

4.2  优势和劣势分析

X企业在电子单据方案上存在的优势（S）：（1）企业较成熟的业务管理系统支持。X企业在国内物流行业内已有多年管理经验和能力积累，企业业务管理系统每日在运营千万级别的商品交付，因此在电子单据签署时，能够提供稳定的业务数据支持。（2）企业内部各项无纸化资源接口。因X企业内部存在金融产品运营，能够提供安全、稳定、标准实名认证、数字认证及短信网关系统接口，支持电子签单解决方案快速落地。

X企业在电子单据方案上存在的劣势（W）：企业在电子单据上无运营经验。X企业内外部当前的签单基本为纸质单据，在电子单据的推广、管理以及审计上，无足够丰富的运营经验，需不断完善电子单据管理机制。

4.3  机遇和挑战分析

X企业在电子单据方案上潜在的機会（O）：（1）国家对区块链技术的扶持。国家从2019年起，开始大力倡导区块链技术在各个行业及领域内的应用，在区块链相关的资源以及相关电子签名法律法规健全上面快速推动发展。因此企业能够借助外部资源搭建无纸化体系。（2）电子签单解决方案可打包后对外销售。物流电子单据解决方案适用性高，能够应用于零售、运输、销售、制造等多个行业，因此企业在形成成熟的电子签单解决方案后，可打包成解决方案对外部企业赋能。

X企业在电子单据方案上潜在的威胁（T）：物流行业内对电子签单的认可度低。当前电子签单在国内刚刚兴起，没有完全在行业内普及，因此商家侧对电子签单的认可度以及商家内部对电子签单的管理体制参差不齐，电子签单需要按商家逐渐推广。

5  结  论

物流单据作为物流管理中的重要单元，对物流单据电子化管理研究成为物流管理的重要组成部分。本文借助前沿互联网信息技术，以电子信息回传取代纸质单据，减少纸张使用量，在提高物流单据管理效率、降低企业运营成本的同时，顺应全球“低碳经济”时代的需要。研究主要工作内容如下：

首先，对现有X企业物流单据现状进行了实际调研，梳理出现有X企业物流单据签署过程，以及调研分析得到现有纸质单据在各环节产生的成本。其次，在现有企业物流单据流程及管理现状的基础上，基于区块链技术，结合无纸化技术，对现有物流单据的签署流程优化设计，得出企业物流电子单据方案， 然后，对电子单据进行成本分析评价，得出企业电子单据方能够降低企业成本并且提升单据流转时效，最后，以X企业为实例，通过SWOT分析验证物流电子单据方案的合理性。

参考文献：

[1] 张瑶，张海涛. 基于区块链的供应链管理系统设计与实现[J]. 现代计算机（专业版），2019（1）：86.

[2] 彭玉群. 智慧签约助力供应链金融创新[J]. 中国物流与采购，2018，565（24）：73.