区块链技术在农产品冷链物流中的应用分析

2023-07-17双海军陈金迪赵芷静

物流科技 2023年15期

双海军陈金迪赵芷静

摘要：随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，新鲜农产品越来越受到大家青睐。由于农产品易腐烂，季节性、时令性较强，需要从采购、包装、运输、存储和销售全过程的冷链物流保障。在上述过程中，由于存在信息不对称，某一冷链物流环节出现弄虚作假或管控不严就会造成农产品质量出现问题，影响到消费者和农户的利益。区块链技术具有的数据可追溯性和不可篡改性，以及智能合约和共识机制，有助于农产品冷链物流形成一个所有环节成员间相互信任，共同努力，比较完善的农产品冷链物流系统。文章分析了目前农产品冷链物流存在的问题，并分析了区块链技术的特点和在农产品冷链物流的中应用前景，得出了区块链技术能有效帮助农产品供应链实现冷链物流全链条温度可控、过程可视、源头可溯，提升仓储、运输、配送等环节一体化运作和精准管控能力。

关键词：区块链技术;农产品;冷链物流

中图分类号：F304.3 文献标志码：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.15.030

Abstract： With the development of social economy， the improvement of people's living standards， fresh agricultural products are more and more favored by everyone. As agricultural products are perishable and have strong seasonality and seasonality， they need to be protected by cold chain logistics in the whole process of procurement， packaging， transportation， storage and sales. In the above process， due to information asymmetry， fraud or lax control in a cold chain logistics link will lead to problems in the quality of agricultural products， affecting the interests of consumers and farmers. Blockchain technology has data traceability and non-tampering， as well as smart contract and consensus mechanism， which helps to form a relatively perfect cold chain logistics system for agricultural products with mutual trust and joint efforts among members of all links. This paper analyzes the problems existing in current agricultural cold chain logistics， and analyses the characteristics of block chain technology and application prospect in agricultural cold chain logistics， it is concluded that the block chain technology can effectively help agricultural products supply chain to realize the cold chain logistics chain all visual， source can be traced back to the temperature control， process， enhance integration of warehousing， transportation， distribution operation and precision control ability.

Key words： blockchain technology; agricultural products; cold chain logistics

0 引言

隨着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对新鲜蔬菜、水果、肉、蛋、奶等农产品的需求越来越旺盛。由于农产品易腐烂，季节性、时令性较强，需要从采购、包装、运输、存储和销售全过程的冷链物流保障。国家近些年对冷链物流越来越重视，2021年11月26日国务院办公厅专门印发《“十四五”冷链物流发展规划》，明确提出要推动冷链物流高质量发展，减少农产品产后损失和食品流通浪费，扩大高品质市场供给，更好地满足人民日益增长的美好生活需要。农产品冷链物流将农户或农产品生产企业、采购商、第三方物流公司、销售商、检测检疫部门等多参与主体联通起来，它的运作质量决定了农产品的质量。冷链物流运作过程中，由于存在信息不对称，某个参与主体弄虚作假或管控不严者除造成农产品质量问题，难以追溯，最后影响到消费者和农户的利益。区块链技术具备数据的可追溯性和不可篡改性，其智能合约和共识机制，有助于形成一个由所有成员间相互信任，且比较完善的农产品冷链配送系统，为实现冷链物流全链条温度可控、过程可视、源头可溯，提升仓储、运输、配送等环节一体化运作和精准管控能力提供了有力支撑，倍受人们关注。

1 农产品冷链物流与区块链技术

1.1 农产品及其特点。2022年9月2日新修订并将在2023年1月1日施行的《中华人民共和国农产品质量安全法》中将农产品定义为：来源于种植业、林业、畜牧业和渔业等的初级产品，即在农业活动中获得的植物、动物、微生物及其产品。农产品具有需求普遍性、多样性、季节性、易腐性。一是农产品属于必需品，与生活密切相关，需求具有普遍性，因此农产品的供给是关乎每个居民的民生大事，非常重要。二是农产品类型多种多样，不同地域饮食文化上不同，在一定程度上影响着农产品的需求类别，且不同种类的农产品对运输要求存在差别。三是农产品供给的季节性强，短期总供给缺乏弹性，反季销售能有效提升产品价格，使得很多农产品当季冷藏存储，反季销售。四是农产品是容易腐烂的物品，且农产品的价值取决于新鲜程度。因此，为保证农产品质量，在生产流通过程中，需要专门的设备，比如冷藏车、温度控制器、特殊的包装物等。同时还需要严苛的温度测量与监管，确保货品是在适合的温度下配送。农产品的特性决定了农产品的供给离不开冷链物流，冷链物流的运营质量也决定了农产品的质量。

1.2 农产品冷链物流及其特点。根据《“十四五”冷链物流发展规划》中有关冷链物流的涵義，我们可将农产品冷链物流定义为利用温控、保鲜等技术工艺和冷库、冷藏车、冷藏箱等设施设备，确保冷链农产品在初加工、储存、运输、流通加工、销售、配送等全过程始终处于规定温度环境下的专业物流。农产品冷链物流具备如下四大特征：一是建设成本高，范围广，专业性要求高。农产品生产、加工、包装、仓储、销售等各环节都需要专用的冷藏车、冷藏库、冷藏柜等冷藏设施和设备，而且冷链运输系统在设计和施工中存在着较大的难度，这些设备设施价格较为高昂，造成冷链物流成本高，投资回报周期长。二是对网络技术的需求。冷链配送系统需要通过网络技术对农产品的全流程监控和追踪，从而减少产品的损失，确保系统的高精度和灵活性。三是各个部门之间的组织度要求更高。由于农产品的多个生产环节的主体作用各异，对农产品的时间需求也较高，因此冷链物流的各个方面都要保证较高的组织化程度。四是对能源消耗的控制水平很高。冷链物流各个环节都要求将农产品全程控制在低温环境中，对水电等的能源消耗非常大。

1.3 区块链技术及特点。习近平总书记在2019年10月24日中央八次集体会议上，特别提到了“以区块链技术为核心技术是自主创新的关键”。自此，区块链及区块链技术开始广泛进入人们的视线。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数据结构，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[1]。区块链技术利用区块链型数据结构进行数据的校验与存储，采用分布式节点一致性运算进行数据的产生与更新，采用密码学的方法确保数据的安全和安全的传递和访问，利用自动化的脚本码构成的智能合同进行数据的编写和处理[2]。区块链技术有5个核心特征，这为它的发展和创新奠定了扎实的信任机制，使各方的网络数据变得更加安全。一是安全性。为避免非法修改互联网数据的情形发生，区块链技术具备了不可篡改的高安全性，可以防止人为修改数据并将其更改。二是去中心化。区块链技术则能够做到完全不借助第三方机构，省略中心化的模式，用户与用户之间可以自由地进行点对点交易，实现分布式处理信息和数据，使各个区块都能实现数据传递、管理。三是开放性。区块链的主要内容是对所有人进行开放，当然，除交易中各方加密的信息以外，人们都能够查看区块链的相关数据与应用，令交易各方的整个流程变得透明化[3]。四是独立性。区块链系统不需要依靠第三方，每个节点独立平等，能够自主地在不同区域内进行测试和共享信息，不容其他人干预。五是匿名性。从技术层面上来看，区块链中的所有节点的消息都能够通过匿名传输，而各个区块的所有身份信息都无须经过认证和公布。区块链技术作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用，已延伸到物联网、智能制造、供应链管理等多个领域，一些企业如京东应用该技术对生鲜、奶粉等产品进行溯源追踪，效果明显[4]。

2 农产品冷链物流现状及存在的问题

近年来，我国农产品冷链物流市场增长迅速，国家骨干农产品冷链物流基地、产地销地冷链设施建设稳步推进，冷链装备水平显著提升，全链条温控、全流程追溯能力持续提升，形成的农产品冷链快递、冷链共同配送、“生鲜电商+冷链宅配”、“中央厨房+食材冷链配送”等新业态新模式日益普及，一定程度满足了人民对新鲜农产品的需要。但是，由于我国农产品冷链物流起步较晚，基础较低，跨季节、跨区域调节农产品供需的能力不足，冷链物流体系还存在成本高、效率低、发展不平衡不充分等问题，加上冷链物流监管制度还不健全、有效监管不够，全链条监管体系有待完善，农产品产后损失和流通浪费较多，与发达国家相比还有较大差距。

2.1 农产品冷链物流各环节遇到的问题。农产品冷链物流，涉及采购、加工、运输、仓储、流通、包装、配送、农贸市场、超市和消费者等诸多环节。通过文献调研和到有关地区实地考察，发现这些环节还存在相应的一些问题，需要解决。

在采购环节，由于农业场地分散，农产品集聚距离较远，费时较大，对产品的新鲜程度有一定影响，加上农产品冷链物流“最先一公里”产销冷链集配中心较为缺乏，无法很好地确保采购商品的新鲜与否，影响到“从农田到餐桌、从枝头到舌尖”的生鲜农产品质量安全体系的形成。

在流通包装环节，农产品包装较为简易，包装过程自动化程度低，不能保证严格的温度要求;包装信息化程度较低，对所包装的农产品缺乏完整清晰的标识，很难较好地进行溯源追踪。

在装卸运输环节，由于农产品装卸机械化程度低，大多是人工操作，导致速度较慢，费时增多，大大降低了商品流通速度，且在装卸流程中不能保持严格的低温环境，损害了农产品质量。而在运输过程中，由于缺乏冷藏车辆或即使有冷藏车辆却缺乏相应技术手段进行运输过程温度监控，造成许多冷链农产品损坏。

在仓储配送环节，存在冷藏仓库较少，分布不够合理，仓库的冷冻设施设备落后，智能化水平较低，温度监控不严等现象;农产品配送信息化程度低，配送设施配套低，自动化分拣、配送还有待加强，物流配送效率不高等问题。

在过程监管和检测检疫环节，对于农产品的冷链物流环境、主要作业过程，设备设施管理还较为粗放，可视化、规范化、溯源性、可追查性还很弱;对于检测检疫方法还较为传统，信息化、自动化程度不高，还没有建立起现场和非现场监管方式的有机结合，还没有能够建立起科学、可靠、高效的冷链物流检验检测检疫体系。

2.2 农产品冷链物流运作效率偏低。我国的农产品冷链物流起步较晚，产地预冷、冷藏和配套分拣加工等设施建设滞后;冷链运输设施设备和作业专业化水平有待提升，新能源冷藏车发展相对滞后，冷链物流效率较低，与国外有较大差异。农产品易坏易损，对于物流环境的要求较高，目前每年果蔬类食品损耗量高达15%，发达国家的损耗量约为5%，损耗价值超过500亿元，造成巨大的浪费[5]。同时，由于冷链物流企业专业化、规模化、智能化发展程度不高，信息化、自动化技术应用不够广泛，下游企业与企业的信息化水平相差很大，信息孤岛、信息断层现象较为明显，使得信息的流通和精确性受到阻碍。

2.3 农产品冷链物流体系尚不完善。当前，虽然我国农产品冷链物流发展较快，城乡冷链物流基础设施建设加速推进，冷库库容、冷藏车保有量、冷链加工能力、冷链监管技术都有了显著提高，以“冷链物流+交易市场”为主，冷链加工、运输、仓储为支撑的冷链物流体系初步形成，但还不够完善，农产品冷链物流仍然呈现“散、弱、小”的特点，智能化、信息化、现代化的农产品冷链物流还有待持续推进。其中，“散”是指由于各地区发展不均衡，对农产品冷链物流的认识不一，缺乏统一协调性，区域结构失衡，农产品冷链物流呈零散状态，全国整体性农产品冷链物流还没有形成。“弱”和“小”是指农产品冷链物流公司规模一般不大，冷藏技术水平不高，冷藏库、冷藏车、冷冻机等设施较少，缺乏对农产品冷链物流规模化、智能化、现代化的技术和能力保障。

3 区块链技术在农产品冷链物流中的应用分析

针对目前农产品冷链物流遇到的问题，应该加大推广现代冷链物流管理理念、标准和技术，建设覆盖农产品加工、运输、储存、销售等环节的冷链物流集散中心和全程冷链物流体系，引导农产品冷链物流企业按照规范化、标准化要求配备冷藏车定位跟踪以及全程温度自动监测、记录设备，在冷库、冷藏集装箱等设施中安装温湿度传感器、记录仪等监测设备，完善冷链物流温湿度监测和定位管控系统，推动冷链物流全流程、全要素数字化、信息化、可视化，实现对到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各作业环节数据自动化采集与传输，形成全链条追溯体系，提升冷链监管效能。这一过程中，区块链技术在冷链物流智慧监测追溯系统建设中的应用，对于提高追溯信息的真实性、及时性和可信度，促进农产品冷链物流发展具有重要的意义[6-8]。

3.1 可追溯性、不可篡改性，保障农产品质量。农产品的冷链物流是一种特殊的物流系统，它的核心内容就是要保证农产品的品质。任何一个环节、一个重要因素的缺失，都会影响到食品的安全。因此，利用区块链技术构建农产品的全流程品质和安全追溯系统显得十分必要，即通过构建即时监控、即时追踪、不可篡改的完整的信息链，确保每一个环节和要素都能清晰的追踪，从而确保从田间到消费者的食品品质和安全性。区块链信息技术可以完成对每一项农产品的信息跟踪，通过运用电子标签、条形码、射频技术等先进技术手段，可自动采集农产品生产日期、生产批号、货物数量、温湿度等进、存、出的实际物流信息，并存储到区块链农产品冷链物流系统中，以减少人为因素造成最初区块链数据的差错。同时，农产品质量保证书和检测检疫部门的检测结果也可加入到区块链的信息共享网络中，实现共同监督。无论是供货商、批销店、零售商，还是普通消费者，都能够利用网络和手机APP查看到从农产品購买、冷藏、运输和进入到平台，以及门店经营的整个过程，并能有效保证数据的真实性、有效性，一旦数据信息被撤销或者更改，该区块链的所有主要参与者均能察觉到。这样，就能够做到对农产品质量的双向追踪：一个是正向追踪，也就是说在农场、农产品提供者→加工商→运输商→经营者→销售点，通过这个方式就能够用来判断问题产品的去向;另一个是反向追踪，也就是说在下游环节中出现了任何农产品质量问题以后，能够向上追踪，最后判断出现了产品质量问题的地方及原因。具体流程图如图1所示。

3.2 去中心化、公开透明，促进农产品冷链物流效率提升。农产品冷链物流的各个参与者间存在复杂的协作关系，且包含农产品采摘、分拣、仓储、运输、冷藏等多个环节，由于信息的不对称性，如果在某一个环节发生了差错就很难界定是谁的问题并难以进行责任追究。而区块链技术具有特殊的稳定性和不可篡改特性，能够形成一种透明可信的各方共用的数据基础，实现信息共享，任何参与者都可追溯商品的来源和配送的全部流程，即时查询商品情况，这既能够减少物流成本，也减少了责任归属不一的问题，一旦商品质量发现异常后，追溯和举证将更加轻松。这样农品冷链物流的各个参与者都会尽量将自己的事做好，加强沟通协调，从而有助于提高农产品冷链物流的效率。

3.3 智能合约、共识机制，促进构建良好的农产品冷链物流体系。智能合约是运行在区块链数据库上的应用程序，在满足预设条件时可以自动执行。智能合约取代了法律明文，以代码的形式定义了承诺条款的合约，合约内容不能修改。合约的参与双方将达成的协议提前安装到区块链系统中，在双方约定的内容完成后，开始执行合约。其最大的优势是利用程序算法替代人为仲裁和合同执行[9]。通过发挥网络节点的作用，对智能合约进行标准化，确保其高效率。基于智能合约的嵌入，促进了冷链合约和存单的顺利完成。同时，区块链技术能够对智能合同的运行状况进行实时监测，对合同条款和节点的义务进行精确的了解，从而提高了合同的实施效率[10]。区块链技术去中心化、开放性、防篡改性、可追溯性，以及智能合约和共识机制等特性为解决传统农产品冷链物流追溯系统和建立良好的农产品冷链物流体系提供了一个新的路径[11]。因此，通过在农产品冷链物流中加大温度传感器、温度记录仪、无线射频识别、电子标签及自动识别终端、监控设备、电子围栏等设备的安装与应用力度，并充分利用区块链技术，可有效实现农产品到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各作业环节数据自动化采集、传输，以及跟踪、监测。从而可以有效推动冷链物流全流程、全要素数字化，建立数据化、信息化、可视化、可追溯性的，安全绿色、智慧高效的现代农产品冷链物流体系。

4 结束语

近来年，我国农产品冷链物流发展迅速，较好地满足了人民群众对新鲜农产品的需求。但是，我国农产品冷链物流发展不平衡不充分问题还较为突出，农产品产后损失和流通浪费较多，与发达国家相比还有较大差距，迫切需要利用现代化的技术加以保障。区块链技术具有的去中心化，信息数据可追溯性、不可篡改性，以及智能合约和共识机制，可以很好地实现产品可追溯，保障产品质量。建立以区块链技术为支撑，无线射频识别、电子标签及自动识别终端、电子监控等设备为基础的数字化、信息化、可视化、智能化的农产品冷链物流系统，实现冷链物流全链条温度可控、过程可视、源头可溯，将会进一步更好地促进农产品冷链物流的发展。

参考文献：

[1] 单进勇，高胜. 区块链理论研究进展[J]. 密码学报，2018，5（5）：484-500.

[2] 白鸥，杨燕燕. 区块链技术在网络安全综合治理中的应用研究[C] // 2019互联网安全与治理论坛论文集，2019：88-93.

[3] 陈美华. 区块链技术在应急物流中的应用探析[J]. 四川职业技术学院学报，2021，31（6）：82-86.

[4] 双海军，田桂瑛，杨佳骏. 基于区块链技术的保税物流双链监管机制设计[J]. 商业经济研究，2019（17）：108-110.

[5] 王春燕，东莎莎，魏晓霞，等. 我国农产品冷链物流的发展现状及对策分析[J]. 中国果菜，2020，40（11）：8-11.

[6] 张崤文，李学工. 区块链在农产品冷链物流领域的应用设想及发展路径[J]. 台湾农业探索，2018（4）：66-69.

[7] 冉蕓. 基于区块链技术的农产品供应链研究综述[J]. 山西农经，2019（14）：1-2.

[8] 梅宝林. 区块链技术下我国农产品冷链物流模式与发展对策[J]. 商业经济研究，2020（5）：97-100.

[9] 许敏. 区块链在农产品冷链物流领域的应用设想及发展措施分析[J]. 物流工程与管理，2019，41（5）：98-99.

[10] 孙艳舫. 区块链技术在农产品冷链物流管理中的运用[J]. 中国物流与采购，2021（2）：55.

[11] 李佳利，杨涵，钱建平. 新冠肺炎疫情下中国农产品冷链物流可信追溯研究[J]. 农业大数据学报，2022，4（1）：14-24.