数字经济下区块链赋能供应链研究综述

热比亚·吐尔逊 巴文浩 王 羽 谭林勇

(新疆财经大学,新疆 乌鲁木齐 830012)

区块链技术经历了早期严厉监管的阶段后,逐渐成为当今科技发展最重要的创新技术之一。随着区块链技术在各领域的创新应用引起了国际社会的广泛关注和重视后,各个国家开始大力扶持区块链相关技术的研发。2016年，美国国土安全部(United Satates Department of Homeland Security,简称DHS)对6家服务政府区块链开发的公司补贴了60万美元,以此推动区块链的高速发展。2016年1月19日，英国发布《分布式账本技术:超越区块链》,提出以区块链技术改变传统金融行业,以此减少欺诈、错误，降低成本。2019年10月,区块链技术在我国正式上升到国家战略高度。2021年，全国两会政府工作报告解读了未来区块链技术应用的五大发力点。因此,从现实角度来看,加快区块链技术在各领域的广泛布局,挖掘区块链技术的潜在价值,对我国在国际区块链领域抢占先机具有战略意义。

从学术界关于区块链研究的文献内容来看,国内外研究热点集中在不同的方向。继O'Reilly从理论、哲学和社会影响层面构建了区块链的发展蓝图之后,国外学者开始从区块链技术的信息可追溯、去中介化等核心内涵进行深入探索研究。对比国外,张瀚艺(2017)、金檀顺子和雷霆(2017)则在国内较早研究了银行管理领域区块链技术的应用价值。此后,国内研究主要集中于区块链技术的具体应用,从供应链金融、食品安全溯源、农产品供应链等角度展开实践研究。因此，对比国内外研究的差异,梳理整合国内外关于供应链和区块链的基础知识、研究热点,对于国内在该领域的推进至关重要。目前,国内核心期刊对于该领域的综述类文章仅有1篇,但国外已经有多篇文献综述类论文。本文在研究方法上与国外文献计量法类似,但更侧重于国内的发展研究;在研究内容上,从被引文献总结、研究热点方面对比国内外差异,构建一个研究整合框架,为区块链技术在更多的领域广泛应用提供参考。

一、数据来源与研究方法

(一)数据来源

为了确保数据来源的可靠性和权威性,本文选取Web of Science(以下简称WoS)中的核心数据库与中国知网数据库(以下简称CNKI)。鉴于区块链在供应链领域文献从2016年开始出现,因此本文将时间跨度设置为2016—2021年,检索时间为2021年4月25日。在WoS数据库中选用核心合集SCIE、SSCI、A&HCI、ESCI、CCR、IC等,检索“Block chain”与“Supply chain”,语言为“English”。经过手工筛选以及CiteSpace去重后,最终得到有效文献315篇。在CNKI数据库选择SCI、CSSCI、CSCD、北大核心等,检索的主题词为“供应链”和“区块链”，在手工剔除目录、征稿通知等无效文献后,最终得到有效文献325篇。

(二)研究方法

CiteSpace是一个科学计量学软件,可以用来生成知识领域可视化。与早期的可视化工具相比,它通过多种可视化分析函数提高了可视化的清晰度和可解释性。本文采用信息可视化软件CiteSpace作为研究工具,对区块链在供应链研究中的国内外热点主题与研究前沿进行可视化分析。

二、研究现状分析

(一)时空分布

区块链技术在供应链领域的应用的论文数量是衡量和评析研究发展现状的指标之一。本文通过对基础文献在时间和空间两个层面进行全面的分析制图,可以清楚地了解到该领域的发展阶段、研究力量区域。2016—2021年国内外文献发表的数量和趋势(注:2021年的数据截止到4月25日)，如图1所示。

由图1可以看出，近年来国内外学术界非常重视区块链在供应链领域中的应用。该领域发表的论文从2016年开始出现,2016年到2019年间,国内外文献基本持平,2020年由于国内出现疫情,面临社会、经济等多重问题,国外研究关注度开始领先于国内,但是2021年初国内文献数量大幅增加,这与国内有效控制疫情发展是相映衬的。随着国家大力支持区块链技术的发展,将其列入国家战略发展力量,印证了未来区块链技术在供应链中的应用还会继续上升,研究该领域对于其未来发展是十分必要的。

图1 2016—2021年国内外研究文献发表趋势

通过CiteSpace的Country节点功能,时间切片选择1,其它选项默认，得出发文国家可视化知识图谱，如图2所示。该领域的重要学术力量主要以美国为首,共计87篇,占比达到27%；中国紧随其后,发文量为70篇,占比达到22%；位于第三位到第五位的分别是英国、印度、德国。从国家之间的合作连线可以看出,美国与英国、法国、意大利等国家建立了一定的合作关系。但是中国的中心性只有0.08,根据知识扩散理论得出中国出现了孤岛现象。在此情况下,对国内外区块链技术在供应链领域的应用的文献进行整理综述,供国内学者参考和学习,以此寻找未来发展方向是非常必要的。

图2 国外研究国家分布

(二)发文作者与机构分析

作者和发文机构代表领域内的重要学术力量。通过应用CiteSpace软件对国内外核心文献进行作者和发文机构可视化分析,可以明确领域内的核心带头人与团队以及学术机构。使用CiteSpace软件中Author和Institution功能得出可视化知识图谱，如图3、图4所示。图中字符越大,表示该作者和学术机构发表的文章越多,节点之间的线条粗细代表合作强度。

通过分析可知，在国内总样本涉及机构共111个,作者共122人,其中92个高校学术机构,共建立了17个大数据研究所。国外涉及机构共151个,作者共149人,其中有111个高校学术机构,40个供应链机构。从作者角度来看,国内庄新田和唐丹(13篇)发文量最大,叶春明(8篇)紧随其后；国外以Tsanming Choi(13篇)为首。从学术机构角度来看,国内上海理工大学(16篇)发文量最大,排名第二位的是东北大学(13篇)；国外主要发文机构是Hong Kong Polytech Univ(15篇),其次是Univ Arkansas(9篇)。

图3 国外研究作者机构合作网络

图4 国内研究作者机构合作网络

三、文献期刊分析

(一)WoS 与CNKI中关键期刊及文献

国内外相关文献前5名核心期刊来源统计如表1所示。国外期刊收录相关文献占总样本的30.8%,且期刊影响因子均高于2.5,其中International Journal Of information Management达到8.209 4。国内期刊收录相关文献仅占总样本的4.3%,影响因子也均高于2.5,最高为管理世界达到7.597,说明虽然国内近年也出现了质量很高的成果,但是与国外相比,该领域研究的深度和广度层面仍有很多不足,还有很大潜力可挖掘。

表1 国内外相关文献核心期刊来源统计

(二)国外高共被引文献

高共被引文献是区块链技术在供应链领域的重要成果,在推动区块链技术的应用上发挥了重要作用。从知识基础角度来看,高共被引文献的研究成果是该领域内研究前沿的支撑点,代表了该文献在领域内具有重要影响。

基于上述被引文献分析结果,本文将国内外频次前10名文献内容进行汇总，如表2所示。由表2可以发现，国内外相同之处在于,研究集中于区块链技术与智能合约在供应链领域的实践应用，研究初期都比较关注技术的核心优势探讨；不同之处在于国外在基础内涵层面更为深入透彻,偏向于理论构建实践。总体来看,国外研究更偏向于理论深层次挖掘,而国内研究更多的集中于领域内的具体应用。

表2 国内外核心文献关注领域

四、研究热点与前沿分析

(一)关键词聚类角度领域热点分析

关键词代表了文章的核心主题和主要内容。本文利用CiteSpace软件的keywords节点功能,Years per slice选择为1,通过pathfinder与pruning sliced networks对图谱进行优化整合,选择LLR运算法则,得出关键词聚类标签视图,如图5所示。国外图谱聚类模块值(Q=0.654 5)和聚类轮廓值(S=0.726 1)以及国内图谱聚类模块值(Q=0.684 2)和聚类轮廓值(S=0.914)均满足合理聚类图谱的标准,具有一定的信服力。

(a)中文关键词聚类

(b)英文关键词聚类图5 国内外核心文献关键词聚类

通过对聚类标签进一步归纳发现,国内的研究热点主要聚焦于区块链技术在各领域的实践,如#6乡村振兴、#1应收账款融资、#7信息技术等。而国外更多地集中在区块链技术的核心内涵层面,如#3visibility 、#5transparency等。其中，国内外也有很多的相同聚类,如#4供应链、#2区块链技术、#3智能合约,还有#8农产品供应链、#1distributed ledger等热点领域。聚类标签通过算法从核心文献的关键词提取,具有一定的参考性,但不能完全代表聚类标签的特点,仍然需要通过对聚类标签里的关键词进行研读分析。

国内外高频关键词汇总如表3所示。通过高频关键词对比发现,国内外在该领域的相同之处在于:第一,在内容上国内外都比较注重区块链技术的供应链内涵、区块链特点、数据安全、智能合约等问题；第二,在方法上都以文献计量法、案例法、理论分析为主。但是从关键词频次和聚类角度可以看出，国外研究在区块链和供应链的基础知识中更加深入。不同之处在于:第一,国内更加注重在供应链金融、食品安全、农产品供应链、中小企业等方面的研究；第二,国外更多地在Challenge(挑战)、sustainability(可持续性)、future(未来)、integration(整合)等概念性理论进行研究；第三,相比于国外对该领域内实践阻碍、未来发展的研究,国内更加注重在各个领域内的实践需求,如生鲜食品、茶叶、粮油、医药等,以期更好地利用区块链技术建立一个健康的生态圈。

表3 国内外高频关键词汇总

(二)演化路径

关键词时区图和突现词图谱代表了领域内研究热点的趋势变化以及未来发展前沿。本文利用CiteSpace中的Timezone View和Brust Term功能,时间切片选择1,其他选项保持不变，运行得出区块链技术在供应链领域的关键词时区图谱、突现词图谱，分别如图6、表4所示。为了更好地把握区块链技术应用的演化路径,本文通过对图谱进行梳理调整,将区块链在供应链领域的演化路径分为三个阶段。

图6 国内关键词时区图

1.技术探索阶段(2016—2018年)。此阶段主要以“供应链”“区块链技术”“智能合约”的核心内涵“去中介”“共识机制”“不可篡改”“产品溯源”等为主。在这一阶段，国内外大多数文献以供应链领域所遇到的问题为主,从基础理论角度出发探讨引入区块链技术的效果和模式,核心议题也大多集中于区块链技术给供应链领域带来的价值层面。

表4 国内外供应链领域突现词

2.领域探索阶段(2019—2020年)。在此阶段,国际纷纷将区块链技术纳入国家发展规划中,为各领域的改革发展带来了机遇,物联网、区块链、人工智能等成为行业提高服务效率、推动深化改革、扩大组织边界的支撑点。从技术理论视角来看,区块链技术的应用由供应链管理延伸到了具体领域中，如“医疗健康”“商品溯源”“食品安全”“金融”“数字化转型”等。从实践角度来看,研究热点也转向了各行业应用区块链技术的具体方案。

3.创新规划阶段(2020至今)。自2020年以来,国家高度重视区块链行业的发展,加快推动区块链技术在各领域的创新,各地区也陆续发布政策规划区块链应用蓝图,不断延伸区块链技术的应用广度和深度。此外,由于新冠肺炎疫情的原因,区块链技术也被应用到重大事件的应急供应链管理与公共危机领域。

采用相同的方法对国外文献进行趋势演化研究发现,国外基础理论一直跟随实践的变化而不断扩展深化,以多案例研究法和访谈法为主,推导区块链技术引入的价值、阻碍和前景等,研究视角更注重国际间不公平、可持续、人道主义等问题。

五、整合框架

基于前文关于国内外核心文献以及关键词聚类分析,本文构建了一个供应链领域引入区块链技术的整合框架，如图7所示,对区块链技术引入的内在驱动力、基础理论、核心议题、障碍以及发展前景等问题进行详细阐述。

(一)供应链内在驱动力

供应链管理是从终端用户到原始供应商的业务流程的集成,这些供应商提供产品、服务和信息,为客户增加价值。近年来,随着市场环境日益复杂与消费者需求提升,供应链网络中参与方越来越多，组织间合作边界越来越大，供应链结构也随之越来越复杂。因此,对供应链各参与方的交互提出了更高的要求。在这种情况下,供应链领域面临信息不对称、交易成本上升、纠纷难以界定、产品真假难辨等诸多问题。因此信息不对称成为供应链领域急需引入区块链技术的内在驱动力之一。从供应链安全视角来看,区块链的作用在于提供整体可见以确保供应链的安全性,据中国社会科学报报道,2008—2017年十年间主流网络报道的食品安全事件多达40万起,其中绝大部分问题源于食品产供销环节缺乏监管导致安全隐患不断积累而爆发。通过使用区块链技术追溯产品信息，对各环节进行有效监管,可以抑制安全问题的产生。因此,区块链部署的另一个驱动因素是安全性。

图7 供应链领域引入区块链技术的整合框架

(二)供应链基础理论

第一,从委托代理理论和信息不对称理论来看,委托方和代理方在利益和信息不对称的情况下,会产生有害选择和道德风险问题。在供应链领域中,两个主体之间单边信息不对称会导致诚信度降低，协作机制难以协调。第二,从交易成本理论角度来看,核心在于围绕节约交易费用分析应该使用什么样的组织结构来协调。即假设交易各方都有共同利益,应以经济、有效的方式组织交易以增加价值创造。供应链网络中由于各组织间规模、距离、结构等不同,导致机会主义行为、环境的不确定,而这些不确定又推动了交易成本的上升。因此,供应链关系中的信息共享和透明度是减少不确定性、减少协调努力和降低成本的首选举措。第三,社会网络理论是指人与人之间通过物质、环境等形成的间接或直接的社会关系,在供应链领域,企业为了更具有竞争力,就必须与外部建立稳定的社会关系促进信息交流、合作和协调。因此优化社会网络结构使供应链各方能够相互信任,同时考虑许多供应链网络的长度和复杂性是至关重要的。

(三)区块链技术的核心议题

首先,区块链技术建立了一个包含供应链中所有交易成员和环节的平台,将信息流、物流、资金流打包并入统一的平台自动管理,确保整个流程处于安全、透明的状态,有效解决了各组织与个体之间信息不对称的问题。信息的透明、可追溯是区块链技术的最大核心议题。区块链技术对供应链有着举足轻重的作用,通过降低信息不对称性,缩小信任鸿沟,最大限度地降低了欺诈行为,进一步推动了供应链的“传送带”,加固了供应链的“底盘”。其次,从社会网络视角来看,通过区块链技术的去中介化可以有效解决组织间关系问题,去中介化意味着区块链中的数据完整性是由整个网络而不是中介来保证的。Michelman指出，对于金融交易来说,这意味着P2P(点对点)资产转移和交易支付不需要第三方即可完成。杨兆廷等(2021)从农户融资出发,精简了农业经营主体、金融机构和中介机构的流程,解决了融资困境问题。去中介化还被应用在跨境国际贸易中,国际贸易被认为是最复杂的供应链实践,因为它涉及到大量的供应链利益者，而且大多数流程是基于纸张的,不仅减慢了物流速度,而且阻碍了货物的有效流通。最后,从交易成本理论来看,智能合约使传统的组织之间交互变成了人与智能合约交互,由机器去自动化完成业务部分,极大地降低了交易成本，并且智能合约减少了中介数量,需要更少的人工干预,从而降低了运营成本。随着区块链的逐步发展,智能合约的技术应用涉及到了各个领域,如金融、管理、医疗、物联网等。智能合约的采用从根本上改变了供应链成本治理,因此是未来进一步规范供应链管理的核心技术。区块链引入供应链流程模型如图8所示。

图8 区块链引入供应链流程模型

(四)供应链引入区块链技术的障碍

尽管区块链技术在近几年发展较快,但任何具有颠覆性、破坏性的新系统技术在实施和应用时都会面临各种各样的障碍和挑战。本文立足于组织,从三方面提出引入区块链将遇到的一系列障碍。从组织内部角度来看,可以分为管理层和员工两个层次。成功实施供应链实践的关键因素在于最高管理层的支持,但有些管理者缺乏对供应链管理的认识,在采用新技术和坚持可持续发展方面并没有长期的认识和支持,因此会阻碍区块链技术的引入,并且组织内部专业员工的缺乏也阻碍了区块链技术的应用。从组织之间角度来看,由于运营目标、优先级、地域、文化等的不同,会导致缺乏平衡、可靠的信息共享规则,从而造成沟通协调成本的不对等,并且组织之间的企业并不愿意分享一些有价值和关键的信息,因此进一步影响了组织之间的协作,甚至造成相互之间的矛盾,最终导致这些组织可能会限制或阻碍区块链技术的应用。从组织外部角度来看,缺乏政府政策指导和利益相关者的支持是实现区块链技术广泛应用的障碍,但随着国际社会对区块链技术的政策扶持力度不断加大，大众对区块链技术认可越来越高,这一层面的阻碍变得微不足道。

(五)区块链技术在供应链领域的发展前景

随着商业和社会的不断融合,可持续和高质量发展成为未来各行各业发展的战略方向,可持续发展强调具有环境意识、可持续性和社会责任感的经济发展, 而区块链技术的潜力特性是解决可持续性三重底线的“灵丹妙药”,因此本文从可持续供应链角度,对区块链技术在供应链中的应用从经济、社会与环境三个层面分析其未来的发展前景。根据前文核心文献以及关键词聚类,经济层面主要集中于供应链金融、食品安全和农产品供应链等,社会层面有反腐败和药品追溯等,环境层面集中于温室气体排放、碳足迹和回收等。

1.供应链应用区块链技术对经济的影响。首先，传统金融行业在适应新时代发展时面临很多问题,从社会和经济主体两个角度出发,区块链技术可以深刻改变其行为习惯,以此加快金融科技的创新活动,切实提高经济的高质量、可持续发展。对于供应链金融交易环节中存在的信用风险和信息不对称等问题,储雪俭等(2018)提出可以通过区块链的数据可储存、可追溯、无法随意修改等核心特征加以解决。其次,在农产品领域,目前区块链技术可以实现的四个方面分别是跨境农产品交易联盟链、跨境农产品物流联盟链、农产品溯源联盟链和农业融资区块链。于丽娜等(2017)通过分析农产品物流、供应链等概念和内涵,利用区块链技术进一步明确农产品供应链业务逻辑。最后，对于食品安全,国家市场监督管理总局提出应该加大探索“区块链+食品安全”等领域的应用,建立食品智慧监控,构建可持续的安全保障体系。李明佳等(2019)认为我国目前的食品溯源系统面临信息不标准、数据不安全、系统易受攻击等问题,未来应结合具体场景与实际案例论证利用区块链技术解决食品溯源系统中的问题。

2.供应链应用区块链技术对社会的影响。区块链技术对于社会供应链的可持续性有很多贡献。首先,信息不变性是构建可持续社会的一种方式。因此,区块链技术可以防止个人、组织或政府攫取他人或国家的财产,陈怡(2021)借助智能合约的数字化平台建立“区块链+政府审计”模式,从权利保障、腐败事前预警、腐败协同惩处、治理反馈等四方面治理腐败，真正提升政府审计能力。其次,医疗保健是区块链技术和智能合约发展前景的另一个重要领域,在医疗记录管理中，区块链技术可以防止处方和医疗欺诈,并促进召回不安全的缺陷药品。曹允春等(2020)从参与对象、体系架构和运作流程等三个维度构建了药品追溯体系,并从国家政府、社会企业和消费者等三个层面探讨了实现路径，为我国未来“可溯源、知去向、易追责”医疗体系健康发展营造了良好的环境。

3.供应链应用区块链技术对环境的影响。区块链技术在环境供应链可持续性方面起着很重要的作用,同时涉及到多个领域,是区块链技术未来应用的前沿方向。首先,绿色产品信息一般无法获得且难以核实,如果产品在资源消耗和温室气体排放水平被证实是绿色的,那么有环保意识的消费者可能更愿意购买绿色产品。其次,在工业4.0和碳减排的大背景下,区块链技术有改变碳资产交易的潜力。在过去系统中产品的碳足迹很难测量,而现在通过区块链技术可以对公司产品的碳足迹进行追踪,会促使公司重新测评和重组其供应链以达到消费者和市场要求。最后,区块链可以改善回收。例如，Social Plastic是一个基于区块链技术将塑料转化为金钱的项目,旨在减少塑料浪费。而在国内，曹允春等(2020)利用系统动力学构建过期药品逆向供应链模型,提高了对药品的回收能力,降低了药品对公众健康的危害。

六、结论

通过对国内外核心文献梳理分析,本文构建了一个引入区块链技术的整合框架,并且系统性地总结了现阶段该领域的研究进展。目前关于区块链技术的研究已经取得了较为丰富的成果,本文遵循供应链转变的起点、过程和展望的逻辑梳理了相关研究。从发展现状来看，该领域研究体系庞大,内容丰富，通过对作者、文献、关键词、领域、专利等进行知识图谱分析可知，研究涉及领域约20余种,国内外作者近300人,关键词近500个,所采用的模型方法有10余种。随着时代的发展以及技术的不断进步,研究的深度仍然在不断地延伸,体系会更加复杂。从研究内容来看，智能合约、分布式账本技术、供应链治理、信息安全等是近五年来区块链技术研究的基础问题,同时供应链金融、食品安全、信息不对称、加密机制、溯源等成为了近年来的研究前沿,一些结合时代背景的关键词如反腐败、人道主义、公共安全、医疗保健、二手回收等所占比例在逐渐上升,是今后研究领域的新方向。

以上研究结论表明,国外区块链技术在供应链领域的应用和研究热点对国内的相关研究具有重要的参考作用。需要强调的是,国内研究在基础理论与案例深度和广度层面与国外研究仍存在一定差距,要想进一步提高我国在该领域的竞争力和影响力,必须不遗余力地打好理论基础,在此层面上不断拓展分支以及技术,在合作创新方面,加强国内外机构、作者之间的知识碰撞,改善我国在国际上的“孤岛情况”以及国内小而集中的现象。