基于区块链技术的供应链管理体系构建

胡玉洁，李春花

（西安欧亚学院，陕西 西安 710065）

0 引言

供应链是围绕核心企业，对工作流、信息流、物料流、资金流的协调与控制，将供应商、制造商、分销商、零售商，直至最终用户连成一个整体的功能网络结构。理论上的供应链结构并不复杂，但随着市场发展，供应链节点越来越多元化，不同元素间的互通效率逐渐降低，如何提高供应链运营效率成为行业发展的瓶颈。而伴随信息化的快速发展，区块链技术凭借去中心化、可验证性和安全开放等特点得到广泛关注。在供应链管理体系中引入区块链技术对研究提升供应链运营效率具有重要的实践价值。

1 现存供应链管理存在问题分析

随着经济全球化，末端用户个性化需求越来越突出，区域跨度越来越大，市场对响应速度的要求也越来越高，在原本这样一个多层级的网络链条上，来自多方的信息相互交错，关系错综复杂，核心企业不能充分发挥其核心作用，协同难度越来越大，仅仅依靠一个核心企业在传统供应链管理体系中进行管理所存在的问题显然易见。

1.1 核心企业对供应链的掌控不足

尽管供应链中核心企业主导的战略联盟关系是供应链关注的重点，但战略中的合作伙伴关系也是非常重要的。而核心企业在企业供应链运营过程中对供应链的实际控制能力有限，特别是对供应链上下游企业进行约束或规范时，容易导致矛盾滋生、冲突显现、成本攀升、效率下滑等现象。同时鉴于加工制造等供应链中间环节与研发设计、品牌管理等两端环节关系松散，各利益主体之间难以形成有效的利益联结和分配机制，弱化了产业整体竞争力。

1.2 数据信息不够透明化

供应链中参与者众多，每个节点将产生数以万计的数据信息，而节点之间虚拟的壁垒导致各节点间对工作流、信息流、物流、资金流等信息情况掌握不对称，形成信息孤岛，不仅影响业务活动的效率，无形之中还提升了供应链潜在的风险。但有效的信息共享是需要建立在隐私安全的基础上，例如对财务信息、交易信息等敏感信息的管理。因此，如何既保证公开信息的开放性，又保护敏感信息的私密性，都对数据信息透明化提出了较高的要求。

1.3 供应链信息难以全程追溯

随着市场需求升级，末端消费者对于产品的品质要求又达到了一个新高度，对消费者而言，产品从源头至终端信息的全流程追溯在一定程度上可以满足了其需求。而供应链众多节点之间存在多重复杂交易，且各节点的地理位置分散，导致交易信息繁杂冗长。如何将这些信息进行统一收录，并实时进行反馈，这对庞大的供应链系统来说是一项不小的挑战。

1.4 信用机制不够完善

供应链管理的目的就在于对市场需求进行快速响应，最终提高整个供应链的市场竞争能力。要达到此目的，加强企业间的合作，培养企业间的信任是供应链管理的核心。但鉴于目前供应链信息安全尚不能得到有效保证，各节点为了降低自身的经营风险，不愿对信息数据进行共享，信息的不对称性愈加明显，导致信用机制无法得到完善。

2 基于区块链技术的供应链管理体系架构

我们发现目前供应链管理存在的问题和区块链技术所具有的特征具有一定的关联性，汪传雷，等也曾提出区块链技术和供应链物流信息资源管理在主体、交易机制和智能合约方面存在耦合关系，因此区块链技术可以解决供应链管理中的相关复杂性问题，以下分别对供应链管理体系的参与主体、体系架构和运作流程方面进行设计。

2.1 参与主体

基于区块链的供应链管理体系参与主体主要包括原材料供应商、制造商、分销商、零售商及末端参与者。供应商通过提供原材料生产信息形成原料链，制造商通过提供产品采购信息、生产信息形成生产链，分销商、零售商和末端消费者通过提供流通销售信息形成销售链，通过区块链技术将这三者链条整合起来，对供应商、制造商、分销商和零售商进行身份验证，认证通过予以授权，共同对链条上的信息进行管理；针对身份验证成功的末端消费者则予以追溯的权利，实现产品追本溯源的需求。

2.2 体系架构

鉴于区块链的基本架构，基于区块链技术的供应链管理体系架构划分为数据层、网络层、共识层、合约层和应用层五个方面，具体如图1所示。数据层通过RFID、NFC、GPS等技术提取供应链各环节信息，并将所涉及到的信息在区块链中进行同步存储；网络层通过P2P协议、身份验证机制和传播机制对数据进行管理，实现不同主体之间的信息共享；共识层封装了整个系统的共识算法，是实现区块链去中心化特性、保证网络不被恶意节点攻击的关键；合约层的核心是智能合约，通过编写合约代码实现，一旦满足预设条件则合约立刻自动触发并执行，提高工作效率并提升机制信任度；应用层是供应链管理体系中各节点成员信息交互的平台，末端消费者也可以通过该平台实现对产品可追溯的目的。

图1 基于区块链技术的供应链管理体系架构图

（1）数据层。在数据层，供应链上产生的每条过程信息严格按照区块格式进行分布式存储，包括区块头和区块体两部分，区块体存放交易数据，区块头存放Merkle根、前块哈希、时间戳等数据。若想要改变链上某一个区块内的交易数据，就要从需要改动的地方逐一改动哈希引用，直到改完整条链上最新区块中的哈希引用为止。可谓牵一发而动全身，可有效实现供应链上数据的不可篡改性，实现从原材料供应，到生产制造、产品分销、零售直至到达最终消费者手中全程信息数据的安全。

（2）网络层。区块链网络的P2P协议主要用于节点间传输交易数据和区块数据。各节点通过网络接收相邻节点发来的新交易区块信息，首先需要通过身份验证机制和授权机制等技术对该区块信息的有效性进行验证，包括交易中的数字签名、时间戳、共识机制等，只有验证通过的交易和区块才会被处理（新交易被加入正在构建的区块，新区块被链接到区块链）和在区块链中进行转发，以防止无效数据的继续传播。

（3）共识层。在去中心化的区块链供应链体系中，不存在只通过中心化的企业负责统一记账，以保证每一笔交易在供应链各节点信息的一致性。在共识层，就是通过共识机制，来保证区块链系统中对供应链上不同节点发生的交易数据达成共识。供应链上各主体成员经过严格的资质审核后进行联盟，作为节点成员加入区块链，基于区块链技术达到共识机制，构建供应链标准体系，包括原材料质量验收标准体系、原材料采购标准体系、产品生产标准体系、产品仓储运输等物流标准体系。利用区块链共识机制，能够有效指导供应链上各主体企业的有效经营，建立互信共赢的共信机制，形成供应链动态企业联盟。

（4）合约层。根据供应链各环节不同场景需求，利用区块链的智能合约，在供应链体系中通过编写代码的方式录入约定好的交易规则和条款等电子合约，例如供应链采购智能合约、货到付款智能合约、仓储控制智能合约、运输配送规划智能合约等。因此，供应链上各成员之间的交易信任由智能算法确定，当涉及该规则或条款时，合约将自动触发并执行，从而解决了供应链成员在匿名化交易过程中彼此信任的问题。同时鉴于智能合约的灵活性，可实现后期政策、法律、交易环境等外部环境发生改变时，合约内容也能够及时进行更新处理。

（5）应用层。应用层对供应链的各种应用场景实现封装，为供应链各节点成员提供信息交互平台，也是在供应链管理方面提供了诸多业务服务。例如在提供信息交互方面，供应链上的节点企业、末端消费者甚至是后期政府监管部门均可通过应用层实现信息录入和查询、产品质量实时监管及物流信息的实时追溯；在供应链管理方面，可提供客户管理、交易信息管理、采购管理、生产管理、售后管理、授信融资、仓单质押融资等具体业务内容。同时依托区块链平台，可以实现具体服务内容的数据可视化，并实现相应的后台管理功能。

2.3 运作流程

基于区块链技术的供应链管理运作中将涉及三种不同属性的对象，分别是企业、产品和消费者，具体的运作流程如图2所示。

图2 基于区块链技术的供应链管理运作流程

供应链上的各方参与企业与第三方区块链服务企业进行合作，搭建基于区块链的供应链管理体系架构，根据供应企业、制造企业、分销企业等对货物及资金交易过程相关协议进行约定，即签订智能合约。在原材料采购、产品生产、产品分销过程中，通过RFID、NFC等技术手段对生产、物流等环节信息进行采集，同步至区块链系统。智能合约根据所采集数据信息判断是否满足协议要求，若满足则自动按约定履行产品及资金交付，降低失信违约的风险。在组织生产过程中，通过实时提取生产、物流等数据信息，例如原材料采购量、生产量、销售量及库存情况制定生产及销售计划。最终消费者通过区块链系统实现对已购买产品的订单信息、产地信息、物流配送等信息进行全程追溯管理。

3 结语

未来供应链参与主体将逐渐呈现数量多、类型广、分布散等特点，为了应对这些变化带来的挑战，本文首先对现存供应链管理存在的问题进行分析，随后依据区块链技术的基础架构模型和特性搭建了基于区块链的供应链体系架构，对参与主体、体系架构和具体运作流程进行了分析。分析表明，供应链体系通过区块链技术的应用，可以提高供应链运作效率，解决供应链信息不透明、信任机制不健全等问题，有助于建立互信共赢的供应链管理体系。但是，从实践角度来看，区块链技术作为新兴事物，在供应链管理具体的应用中仍然会面临一些挑战和障碍，例如，涉及的主体多，应用落地周期长、开发与运营成本大、从业人员技术水平等问题，随着这些问题在实践中不断的解决，相信区块链技术将在供应链领域发挥更大作用。