基于區塊鏈技術的供應鏈管理分布式自治模式研究

張文利

摘要：針對當前供應鏈管理面臨的信任缺失、利益分配不均、追溯監管困難、“牛鞭效應”等問題，構建了基于區塊鏈底層技術的供應鏈分布式自治模式，從分布式記賬、智能合約、三維搜索、企業聲譽、金融支付、身份識別等“區塊鏈+供應鏈”所實現的自治功能進行了具體闡述。總體而言，基于區塊鏈的分布式自治模式具有信任度高、智能性強、安全性牢和擴展性大等特點。

Abstract： Aiming at the problems of lack of trust， uneven distribution of benefits， difficulty of traceable supervision and bullwhip effect faced by supply chain management， a distributed autonomous supply chain model based on the bottom technology of block chain is constructed， which includes distributed accounting， intelligent contract， three-dimensional search， corporate reputation， financial payment， identity recognition and so on. The autonomous function of "block chain+supply chain" is elaborated in detail. Generally speaking， the distributed autonomous model based on block chain has the characteristics of high trust， intelligence， security and expansibility.

關鍵詞： 區塊鏈;供應鏈;分布式;自治

Key words： block chain;supply chain;distributed;autonomy

中圖分類號：F252 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）24-0107-04

0 ?引言

當前我國區塊鏈產業正處于飛速發展階段，區塊鏈技術在金融、貿易、工業、能源、醫療等經濟領域方興未艾，同時在財務管理、精準營銷、商品溯源、版權保護等應用方面效果凸顯。區塊鏈技術正在推動新一輪的商業模式變革，在此變革背景下，供應鏈管理也不例外。供應鏈管理涉及商品生產、商品配送、商品批發和商品銷售等各個環節，供應鏈的整體運營效率，協同管理的數字化、智能化水平已成為衡量鏈上企業是否具備競爭優勢的重要指標。從當前我國知網“區塊鏈”技術在供應鏈管理領域的研究文獻檢索來看，主要涉及區塊鏈技術在供應鏈金融、物流供應鏈、制造供應鏈、供應鏈信息平臺構建等方面，且主要集中在供應鏈金融方面。例如，鄭君宇[1]基于區塊鏈技術對網絡供應鏈金融進行優化。譚征[2]基于區塊鏈將物流供應鏈模式進行了重構設計。楊慧琴和孫磊等[3]建立了以區塊鏈為核心的互信共贏型供應鏈信息平臺。由此可見，區塊鏈技術在供應鏈運行模式方面的研究尚少，基于區塊鏈技術推動傳統供應鏈變革并實現自治功能，提升供應鏈的整體協同管理效率迫切需要加以解決。

1 ?傳統供應鏈管理面臨的主要問題

1.1 信任缺失

供應鏈管理本質上是一種協作管理，需要彼此互信。然而，傳統供應鏈各主體之間由于信息很難真正做到公開透明，且信息在供應鏈傳遞過程中有時滯，缺乏第三方背書，導致信息很容易被供應鏈上的某一個體篡改。因此，會造成傳統供應鏈各主體之間缺乏信任，致使供應鏈運營不順暢，整體效率低下。

1.2 易產生“牛鞭效應”

由于傳統供應鏈上各主體之間的信息不對稱，容易產生“牛鞭效應”，即各主體之間由于彼此缺乏溝通和信息共享，在都希望保障自身利益不受損害情況下引起的需求信息沿著供應鏈層級被逐級放大，并最終導致信息歪曲的現象[4]。供應鏈上的“牛鞭效應”會放大零售商、批發商的訂貨需求，導致其采購成本和庫存成本上升，進而也加大上游供應商或生產商的供應風險。

1.3 利益分配不均

由于供應鏈上各主體的經濟實力和地位不同，會導致利益分配不均衡。例如，以沃爾瑪、家樂福等知名零售商為核心的供應鏈，一方面這些知名零售企業具有很強的吸納能力和輻射能力，在供應鏈上會吸收眾多的批發商、供應商等，形成一定的規模效應。另一方面由于其本身經濟實力突出，具備很強的談判能力，會通過壓低采購價格、延期支付等手段擠占供應鏈其他主體的利益空間，進而導致整個供應鏈上各主體的利益分配不均。

1.4 追溯監管困難

供應鏈管理尤其是針對零售供應鏈，在產品生產環節涉及生鮮蔬果、零食干貨等的原始生產或加工，在物流配送環節涉及倉儲配送、冷鏈物流等，在商品銷售環節涉及商品的存儲、陳列等。因此，消費者最終購買的商品若出現質量問題，從商品追溯上是很難確定在哪個環節出現問題的。當下農產品農殘檢測不合格、轉基因產品、瘦肉精、塑化劑超標等，在源頭上很難追溯到具體產地或生產廠家。由于缺乏完善的商品溯源體系，不利于消費者或政府部門對供應鏈上商家的監督和管理。

2 ?區塊鏈技術內涵

區塊鏈從本質上是一個由不同對等節點共同參與的“去中心化”的分布式數據庫系統，也是一個開放式的超級賬簿系統。它是由一連串按照密碼學方法產生的區塊（即數據塊）組成的。每一個區塊信息都會自動加蓋時間戳，從而計算出一個數據加密數值，稱為哈希值。每一個區塊都會包含上一個區塊的哈希值，這些區塊從最開始的創世區塊鏈接到當前區塊，從而形成區塊鏈。根據區塊鏈當前已有研究，區塊鏈的內涵特征可以概括為“去中心化”、“開放透明”、“安全性”和“高度自治”四個方面。

2.1 去中心化

區塊鏈的核心是去中心化或者分中心化設計。在當前市場經濟中由于信息不對稱，買賣雙方為了順利完成交易會通過眾多信息中介或信用中介來搭建中心化組織，從而建立有效的信用機制。例如，當下眾多B2C第三方電商零售平臺，為商家及顧客買賣交易提供信用擔保，并收取一定中介費用，商家、顧客及交易信息都存儲在第三方的大型存儲設備中，最終形成中心化網絡架構。區塊鏈技術下則無須通過第三方進行擔?；蛘咛峁┬庞米C明，信息不是保存在傳統的中心化組織的大型存儲設備中，而是通過加密算法分布保存在區塊鏈的每一個節點上。在無須“中心”授權或擔保的情況下實現相互信任和交易，并將交易信息存儲在區塊鏈的分布式賬簿上，計算機黑客們也無法通過入侵某個中心化的數據庫來破壞整個系統。

2.2 開放透明

區塊鏈上信息是開放透明的。在去中心化的節點信任機制下，只要超過51%節點都通過的情況下，任何個人或者機構都可以開啟下一個節點或者參與設計信任機制。同時，除個人信息具有隱匿性外，所有信息分布式存儲在區塊鏈的所有節點上并在全網實現公開，區塊鏈上每一筆交易的來龍去脈都記錄得非常清楚，任何人任何時候都可以查看區塊鏈上的存儲信息。這在傳統中心化網絡結構設計中是很難實現的，例如，作為一般商家或者顧客是沒有權限查詢到B2C第三方電商平臺上的每一筆交易信息的，更不可能參與到平臺交易規則的制定。

2.3 安全性

區塊鏈的安全性主要體現在兩個方面：一個是加密技術，一個是時間戳服務。區塊鏈上的信息雖然是開放透明的，但任何人在執行過程中都要遵循區塊鏈上的加密技術。為有效防止網絡黑客攻擊，區塊鏈采用非對稱加密，即用戶擁有公鑰和私鑰兩個功能不同的密鑰，一個用來加密，一個用來解密。公鑰公開，私鑰是保密的，私鑰加密的信息只有對應的公鑰才能解開，公鑰加密的信息只有對應的私鑰才能解開，因此稱為非對稱加密[5]。時間戳服務是系統給區塊鏈上的每一筆交易都蓋上時間戳，以此來表示交易確實發生，交易所涉及的資產所有權確實已經轉移。時間戳服務一方面可以解決網絡“雙重支付”問題，另一方面也可以防止數據篡改，并實現交易溯源。

2.4 自治性

區塊鏈2.0下，尤其是以太坊的出現，使得區塊鏈可以通過智能合約實現自治功能。智能合約實質上是一組為交易協議提供保護、執行、結算等的計算機程序。交易雙方將協議或約定寫入智能合約，區塊鏈在技術上可以做到不反悔、不可篡改并且按照協議或約定自動執行，減少因惡意行為或者意外帶來的爭議，從而提高交易執行效率并實現一定的自治功能。

3 ?區塊鏈技術下的供應鏈分布式自治模式

未來區塊鏈3.0下，區塊鏈將突破當前的金融領域，邁向社會各個領域，構建價值互聯網下的融通。在供應鏈管理方面，將會推動供應鏈管理向智能化方向發展，實現高度的分布式自治。所謂分布式自治或分布式自治組織（Distributed Autonomous Organization，簡稱DAO）是指通過一系列共識機制實現“去中心化”自主運行或管理的組織，它可以在無人干預或管理的情況下實現自治功能?？梢园阉茸魇恰昂Ｐ恰笔降膮^塊鏈組織，海星沒有“中心式”的神經中樞，它的神經系統分布在身體各個部位，切掉海星身體一部分甚至還可以再長出另外一個海星。

在供應鏈分布式自治模式下，將徹底打破傳統以某家供應商或零售商為核心的中心化組織，取而代之的是分布式自治組織。供應鏈上某些核心供應商或者零售商退出或者破產后，供應鏈還能繼續自主運行下去。供應鏈上的生產商、物流商、批發商和零售商也都可看作是分布式自治組織的個體，這些組織個體可以通過使用相同的區塊鏈平臺或者接受同一個區塊鏈公有鏈而相互鏈接形成一個區塊鏈聯盟，并且與外部金融機構、政府監管機構（工商、稅務、海關等）相鏈接，如圖1所示，包含底層區塊鏈技術層、中層區塊鏈功能層和頂層區塊鏈應用層三個層次。

3.1 區塊鏈分布式記賬消除信息不對稱

傳統復式記賬法，遵循“有借必有貸，借貸必相等”的原則，對每項經濟業務都以相等的金額在兩個或兩個以上的相互聯系的賬戶中進行記錄。區塊鏈所采用的分布式記賬技術不僅可以讓供應鏈中的每個節點都有機會成為記賬人，而且在每筆交易記錄中都會加上一個時間戳憑證，使得傳統復式記賬變為三式記賬法。賬本會變得更加“活化”和“公共”，隨時具備可審計性、可搜索性和可驗證性，不需要第三方會計師事務所進行審計，所有的交易數據都是可以追溯的，而且是無法篡改的，因此，也可以被視為是一種實時審計的記賬方式。例如，IBM公司基于區塊鏈所開發的超級賬本Fabric，是一個典型的“點對點”分布式賬本，它應用在供應鏈管理，如圖2所示。供應鏈上的生產商、物流商、批發商和零售商都可以用Fabric進行記賬，而且它們在記賬權限上都是對等的，或者彼此稱為“同等節點”。供應鏈上的某一節點進行記賬除了遵循Fabric的共識協議外，要經過其他過半以上對等節點的“認可”，節點上所有終端用戶都可以通過Fabric的身份管理系統進行登錄或查詢。

區塊鏈技術下的分布式記賬模式可以在很大程度上消除供應鏈上各主體之間的信息不對稱，供應鏈上的各個主體都可以參與記賬，并且擁有整個賬本的所有信息（雖然在一定程度上導致信息是冗余的）;都可以參與到智能合約的制定，即對鏈上的買賣合同或者各類交易進行界定;都可以通過搜索技術對鏈上的所有交易信息進行查詢和采集。這將徹底打破傳統類似阿里巴巴、京東等作為第三方信任機構所建立起來的中心化平臺及該平臺下的交易規則、支付方式、會員等級制度等。

3.2 區塊鏈智能合約降低交易費用

智能合約作為一項計算機處理的交易協議，在滿足相應的觸發條件下計算機可以自動執行的相關條款，如支付條款、扣押條款、保密條款等，從而減少因惡意行為或意外帶來的爭議，降低爭議通過協商、仲裁、訴訟等解決方式所產生的交易費用。

供應鏈上的智能合約理論上可以盡可能涵蓋供應鏈上買賣雙方在正常情況或非正常情況下的所有交易規則或條款，也包括與政府監管部門或金融部門達成的相關條款。從具體內容上包括供應鏈采購智能合約、付款智能合約、延遲及缺貨損失智能合約、運輸控制智能合約、倉儲智能合約、消費折扣智能合約、融資借貸智能合約和稅收智能合約等。這些智能合約還可以與物聯網、人工智能、大數據及供應鏈上企業內部的生產規劃、ERP、CRM等系統進行對接，并產生有效互動，從而打破信息孤島幫助供應鏈上企業對需求規劃、產品采購、制造周期、庫存控制、配送周期等進行合理調整，將多余的庫存和不必要的運輸進行優化，實現智能化生產或精益生產。因此，智能合約可以最大程度減少供應鏈上的人為干預和不確定性，提升供應鏈的整體運營和協同效率，消除傳統供應鏈上普遍存在的“牛鞭效應”。

3.3 區塊鏈三維搜索實現商品溯源

區塊鏈下的三維搜索是指覆蓋水平維度、垂直維度和時間維度，包含廣度、深度及時間三個維度的搜索，由于區塊鏈對每一筆交易都加蓋時間戳，所以在區塊鏈技術下可以實現時間維度上的搜索。例如，某一零售商在區塊鏈上搜索牛肉干產品，不僅從廣度上可以搜索到所有加工售賣牛肉干的企業，從深度上可以搜索到每一家牛肉干企業的產品系列、銷售業績、商品評價等，而且從時間維度上還可以詳細追蹤搜索到某一款牛肉干產品的所有加工流轉過程，包括上游農場上牛的喂養記錄、給藥記錄、健康記錄、甚至DNA記錄;中游加工企業的屠宰、加工制作記錄，物流企業的運輸、冷藏和中轉記錄;下游零售企業的倉儲、售賣記錄等。通過區塊鏈技術可以構建開放式的供應鏈管理系統，有效保證商品供應的安全性和透明度，解決供應鏈商品質量溯源和監管難的問題。

3.4 區塊鏈聲譽系統實現及時評價與篩選

傳統企業信用等級評價主要依賴第三方信用評級機構，根據企業目前經營狀況及近幾年財務報表，對企業未來現金流進行預測，以此判斷企業的償債能力，并給出一定評價等級。基于央行的征信系統也主要是根據企業歷史債務清償信息、欠稅信息等給出信用報告。而區塊鏈技術下的企業聲譽系統則可以在 “去中心化下”實現對每一筆交易的信用評分，供應鏈上企業在聲譽系統中的等級或表現不是根據第三方機構的打分，而是基于企業一系列鏈上數據，包括交易評價、信貸記錄、償債記錄、責任意識、社會價值等，從而實現了對企業聲譽評價的全面性、客觀性和及時性。同時，區塊鏈聲譽系統可以幫助供應鏈上的企業快速驗證彼此的身份及信譽，降低搜索成本。例如，當某一零售商需要采購某一商品時，通過區塊鏈可以搜索所有的供應商信息、產品信息和聲譽信息，將符合條件的供應商信息過濾顯示出來，這其中包含產品所有的交易記錄和評價記錄等。因此，如果供應鏈上某家生產商破產或退出時，可以根據企業聲譽系統快速篩選并找到合適的其他生產商，然后通過締結新的智能合約以繼續保證供應鏈的分布式自治。

3.5 區塊鏈金融系統提升資金周轉效率

傳統供應鏈在資金管理方面中經常遇到融資難、貨款回款速度慢，資金周轉效率低等問題，而且資金交易過程會產生手續費，用戶也需向第三方透露很多個人信息。區塊鏈下的支付系統可以通過構建開源的“點對點”網絡，在觸發支付智能合約下自動完成支付功能，并且可以實現支付的高效率和低費用。例如，當前Ripple 系統可以做到交易在幾秒內完成，并且沒有異地和跨行支付費用。另外，供應鏈上企業若遇到跨境匯款，由于涉及不同的國家、銀行和監管機構，會導致傳統匯款時間慢且會產生高額交易費用，而區塊鏈金融系統下則可以將各個利益相關方鏈接在一起，并且作為對等節點采用分布式記賬，可以做到實時監督，提升付款效率和安全性。值得說明的是，供應鏈上的企業也可以通過發行代幣的方式募集資金。為了實現相互激勵和相互約束，供應鏈上的其他企業也可以進行認購，但必須要認同發行代幣的相關條款，包括代幣數量、分配方式、激勵方式等。例如，利用以太坊平臺發行的代幣，在完成眾售程序后，投資方會用一定數量的以太幣購買相應的代幣并加密保存在自己的區塊鏈地址中，代幣在加密貨幣交易所上市后，可以自由進行交易并且可以兌換成其他貨幣資產。

3.6 區塊鏈身份識別系統實現精準營銷

區塊鏈上的身份識別系統可以描述為一個身份“黑盒子”，包含顧客在區塊鏈上的永久性的數字ID，包括性別、身份證、社保號碼、學歷信息、出生證明和職業資格等，以及包含一些能夠產生經濟價值的個人信息，例如興趣愛好、身體狀況等。顧客將“黑盒子”中的相關信息可以選擇性地開放給部分商家并可以獲得相應的獎勵，也有利于保護個人隱私。只要顧客在區塊鏈上將自己的身份“黑盒子”中相關信息的訪問權開放給某些商家（顧客也可以選擇匿名交易），商家即可實現身份識別并做到精準營銷。一方面商家可以根據顧客的廣告點擊準確追蹤到顧客的相關信息，解決當前網絡營銷中的虛假流量問題。另一方面可以根據顧客真實可靠的地點、人群分類、興趣愛好和購買歷史等信息為顧客提供個性化的產品或服務，提升流量轉化率。例如，如果顧客將個人身份“黑盒子”中的個人愛好等特定信息的訪問權開放給區塊鏈上的某品牌零售服裝商，當顧客經過該家服裝零售店時，隨身攜帶的手機等移動設備會自動提示顧客喜歡的衣服在這家商店，并且將該衣服的款式、顏色、價格等信息自動推送給顧客。

4 ?結論

本文將區塊鏈技術應用到傳統供應鏈管理，構建了基于區塊鏈的供應鏈分布式自治模式，包含技術層、功能層和應用層三個層次，并重點對功能層所實現的應用進行了分析。理論及實踐表明，區塊鏈在“去中心化”“開放透明”“安全性”“自治性”等方面實現的核心技術，可以推動供應鏈管理在智能生產、商品溯源、信用評價、資金管理和精準營銷等領域實現突破?；趨^塊鏈的供應鏈分布式自治模式可以概括為四個特點：一是信任度高。供應鏈上的企業作為對等節點，采用的是“點對點”信息傳輸和分布式記賬，可以有效消除信息不對稱，實現彼此信任。二是智能性強。區塊鏈上的智能合約可以提升供應鏈上各主體之間的智能協作，實現生產、營銷、采購、支付等功能的自動完成，甚至實現整個供應鏈上各節點功能及數量增減的自動維護。三是安全性牢。區塊鏈可以實現供應鏈上物流、資金流及信息流的集成，并且通過非對稱加密技術、時間戳服務等實現安全性和可靠性，尤其是在供應鏈所涉及的商品溯源、質量監管等方面成效顯著。四是擴展性大。理論上供應鏈上的各節點應該是可以動態調整的，好的企業應該可以通過遴選加入，不好的企業應該自動退出，區塊鏈共識機制下只要在鏈上51%以上節點同意的情況下即可開啟下一個區塊或者關閉某一個區塊，因此可以保證供應鏈節點的可擴展性。

當前，雖然區塊鏈技術在行業標準、能源消耗、法律問題等方面仍然面臨一定挑戰，但是毋庸置疑區塊鏈已成為全球領域的前沿科學。隨著區塊鏈技術的不斷發展，應用環境的不斷優化，區塊鏈在供應鏈管理方面的優勢會越發凸顯。未來，供應鏈分布式自治模式會向更高層次不斷邁進，其內部治理、功能衍化、激勵機制等值得進一步研究和實踐。

參考文獻：

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