基于區塊鏈的農產品供應鏈管理模式優化研究

謝俊

（陽泉煤業集團國際貿易有限公司，山西 太原 030006）

隨著經濟的發展，居民對農產品的品質要求逐漸提高，我國的農產品銷售逐漸對接商超，但農產品流通環節多、運輸成本高、存儲難度大等問題始終沒有解決。我國社會化供應鏈成本占GDP比重高達18%，遠高于發達國家的平均水平，這就造成了資源的浪費。社會大環境對供應鏈發展的關注和支持給相關企業帶來機會的同時也形成了新的挑戰，因而構建一個安全性高、敏捷性好、信息共享的農產品供應鏈管理模式是當下促進我國農產品市場健康發展的關鍵所在。

一、區塊鏈概述

（一）去中心化

區塊鏈采用P2P網絡架構，設置了多個權責對等的節點，以實現去中心化的組織架構。具體來說，在區塊鏈系統中數據的傳輸、存儲、驗證、維護不再需要第三方中介或設備，而是系統節點共同執行完成的。在區塊鏈中任意節點宕機不會影響系統運行。相對中心化而言，區塊鏈擺脫了中介的束縛，不僅可以降低由中介導致的交易費用，還極大地降低了中心化數據傳輸、存儲導致地信息延誤與失真，實現了點對點地信息與價值交換。

（二）去信任

區塊鏈運用算法和加密技術建立節點間信任，顛覆了傳統機構式、中心化的信任結構，以加密技術、塊鏈式數據結構、時間戳等技術完成對交易的信用背書，實現數字信任替代機構信任。技術上來說，一方面，區塊鏈采用塊鏈式數據結構、時間戳、Merkle樹等數據存儲技術，增加了數據的時間維度和關聯性；另一方面，區塊鏈系統呈分布式體系，系統節點獨立參與數據錄入與驗證并擁有完整數據庫，而節點之間信息透明，數據可追溯，打破中心化數據庫的信息不對稱。

（三）安全性

哈希算法、非對稱加密、時間戳等數字加密技術在區塊鏈中的集成式應用，由技術特性保證的數據單向性、抗擾性、隱私性以及時間維度的信用背書，從多個維度保證了區塊鏈數據的不可篡改、真實、安全可靠。對于區塊鏈的分布式數據庫來說，由于共識機制及算法的應用，在單個節點進行數據庫的修改是無效的，這也在一定程度上保證了數據的真實安全。

（四）智能交易

智能合約可以理解為通過算法完成的契約交易。區塊鏈為智能交易的實現提供了可靠的數字信任環境。技術上，區塊鏈可以靈活的嵌入腳本代碼，將合約條款轉換成智能編碼從而實現智能交易；智能合約無需第三方監督執行，觸發閾值可自動執行，降低人為因素，減少交易成本；時間戳、共識機制等技術記錄每筆交易，有效解決“雙花”問題，使智能交易具備可追溯、不可篡改等特性。

二、區塊鏈的農產品供應鏈管理中存在的問題

由于農產品自身易腐爛、難儲存的特性，加上消費者對農產品的高品質要求，決定了農產品的存儲、運輸以及保存的高難度和高成本。

（一）參與者過多

農產品供應鏈由多個不同的環節構成，在各個環節都有很多的參與者，尤其是我國傳統的農產品生產模式是小規模的個體種植，這就加大了供應鏈源頭的監管難度，難以形成統一的生產標準。從價值的角度來說，由于冗多的中間環節導致成本上升，從而降低了各個企業的盈利水平，影響了供應鏈的整體收益。同時由于農產品供應鏈的結構復雜，影響了渠道的靈活性，所以產品到達消費者手中的時間也增長，降低了供應效率。

（二）供應鏈企業缺乏協同能力

我國的農產品生產還未達到規模收益，交易成本相對較高，雖然近幾年產地直銷的模式逐漸流行開來，但傳統的批發模式仍然占據我國農產品銷售模式約70%的份額，這就造成由于多次的流轉，各項成本持續上升，農產品的價格在最終面向消費者時大幅增長。我國現有大小農產品批發市場5000多家，仍然是農產品銷售的主導形式，并且農產品生產有比較強的地域性，運輸過程中需要經過多次的周轉和分撥，這就使得供應鏈企業之間信息不通暢、不透明、不及時，非集約化的生產方式導致供應鏈各節點尤其是不相鄰個體之間銜接不暢，特別是在不相鄰的環節主體之間（例如種植地和倉庫）存在嚴重的信息不對稱，彼此之間缺乏信任的現象。

（三）金融服務不完善

供應鏈企業和金融機構之間存在一些信息交流阻礙，由于工商、稅務等相關的政府監管部門對企業的集成管理以及企業和券商、保險等金融機構進行的業務往來一直沒有被綜合起來考慮，所以農產品供應鏈中的現金流的穩定、信息流的真實性和準確性都難以得到保證。金融機構在進行市場調研時往往無法獲取準確全面的投資者信息，從而忽略有效的金融需求。此外在資金流通過程中往往需要通過繁雜的手續來保障資金的安全，但這也降低了交易效率。

（四）供應鏈監管難度大

由于不同的環節之間的監管政策和標準要求各有不同，所以沒有一個覆蓋全面的數據庫系統來記錄供應鏈各個環節的數據信息，現行的計算機技術水平下經常發生信息丟失和信息篡改的問題，導致監管部門的監督管理效率低下且監管難度大，在農產品產生質量安全問題時經常無法對問題企業進行準確定責。

（五）農產品信息不可溯源

如今消費者對于農產品的質量安全問題越來越關注，農產品從產地到消費者的餐桌過程中需要經過多個環節，但是各個核心企業之間的信息不透明，沒有形成一個完善的、開放性的信息系統來保障農產品的質量，這就造成了消費者無法獲取完整的產品信息，從而在消費過程中存在質疑和擔憂。大部分的農產品信息都是依靠靜態標識進行追溯，缺乏供應鏈全周期的動態實時追溯商品基本信息。

（六）農產品流通腐損率嚴重

由于農產品具有鮮活性的特點和高的質量管控，所以在加工運輸過程中需要采取真空包裝、冷鏈運輸等方式，來防止農產品污染和變質，這些都需要企業具備比較完善的專業技術和設備。我國農產品物流專業化、工業化程度較低，并且即便采取了相關的優化方式，也無法避免一定比例的浪費，這就使得農產品的物流成本較高，再加上農產品一般利潤空間較小且體積較大，對企業設備的投入也有很大的限制。

三、供應鏈管理模式優化模型的構建

（一）參與主體

供應鏈企業聯盟。農產品供應鏈企業聯盟一般包括種植主體、農資供應商、種植地、加工企業、檢測中心、倉庫、物流挑撥中心等。金融機構。金融機構主要包括商業銀行、券商、互聯網金融、保險平臺、會計審計等。政府監管機構。政府監管機構主要包括工商管理部門、稅務管理部門、交警部門等。

（二）基于區塊鏈的農產品供應鏈優化模型

針對傳統農產品供應鏈管理模式中的信息不透明、監管難度大、金融服務不完善等問題，該優化模型主要從農產品信息可溯源，相關部門的監管效率以及為供應鏈參與個體提供金融服務三個方面提出了優化方案。

1．基于區塊鏈技術的農產品信息溯源

首先通過區塊鏈共識機制中的工作量證明機制（POW）來保障去中心化環境中的企業、金融部門、政府監管部門等參與者達成共識、統一標準，為后續的信息交流和監管打好基礎。其次上游的種植主體、農資供應商、加工企業以及監測中心分別將采購電子合同、種植地信息、檢測機構信息和農產品質量信息記錄到區塊鏈中，區塊鏈的數據層基于分布式賬本，將供應鏈不同階段的信息分別存儲到不同的區塊中，每個區塊頭中都有一個時間戳來確保有序的數據記錄時間，然后依據非對稱加密技術對交易記錄進行加密，防止數據被篡。通過以上的基于區塊鏈技術為每件農產品形成特有的溯源碼，主要記錄農產品產地、包裝材料、包裝日期等信息。溯源碼生成過程中有這么幾個細節：在種植過程中個體農戶或農產品種植基地首先要經過相關機構的審核，同時要在種植地中安裝檢測設備，實時監測農田的環境參數是否符合作物的生長要求和農作物的生長狀態是否符合正常標準，然后將所得到的種植環境參數記入區塊鏈中。這個環節可以利用區塊鏈技術提前設置一個符合農作物生長的環境參數范圍，一旦發生不適宜的情況，則將詳細信息反饋給種植主體，及時有效地進行調整，以達到農作物的標準化生產，從而提高農產品的品質。在農作物成熟后轉向加工階段，在這兩個環節交接的過程中，種植主體和加工企業可以利用區塊鏈非對稱加密和數字簽名來保障交易信息的安全有效。在農產品的加工過程中，主要是對農作物進行清潔處理和初始包裝，并對完成加工后的農產品進行抽樣檢測，隨機選擇部分產品送到檢測中心進行質檢，檢測中心將檢測結果信息輸入到區塊鏈中，最終生成一個溯源碼。

農產品在下游企業之間的流通也要經過多個環節，在完成農產品加工后將其運輸到冷庫中進行存儲，倉庫將相關信息和農產品的倉儲狀態實時同步到區塊鏈信息系統中。超市通過消費者的產品喜好向上游物流挑撥中心發送訂單，訂單信息再反饋給倉庫，倉庫會根據訂單要求指定包裝中心進行產品包裝，包裝完成后進行投遞和冷鏈跟蹤，最后再配送到超市。配送過程中，物流配送員和超市之間采用非對稱加密和數字簽名防止虛假訂單的產生。這個過程中，超市的交易訂單、包裝信息以及冷鏈的物流信息都要記錄到區塊鏈產品信息文檔中，通過區塊鏈的分布式賬本實現去中心化管理，并加蓋時間戳確定信息的發表順序，保證各環節構建的分布式數據庫中信息的真實性。

2．基于區塊鏈技術的農產品供應鏈監管

供應鏈中的參與個體需要將信息真實地記錄到區塊鏈中，并通過時間戳技術來確定責任依據，去中心化的信息管理使得企業處于相同的地位，數據的完整和準確需要所有供應鏈參與者的共同維護，因而相互之間可以進行農產品質量監督，避免了部分企業為自身利益而“渾水摸魚”的情況產生。區塊鏈技術加強了企業之間的溝通，提高了內部監管力度，從根本上保障了農產品的品質。傳統的政府監管部門作為供應鏈的外部監管渠道，通常是在發生農產品質量安全問題以后才會介入對相關企業的問責，這一階段產生的時間差可能會使事態嚴重化，造成監管效率低下。由于供應鏈多個環節涉及眾多的企業，傳統的供應鏈監管過程中由于信息不透明，很難直接定位到問題企業并進行整改。該模型中的政府監管機構通過擁有的權限獲取供應鏈信息，包括供應鏈中的農產品種植過程、技術、加工設備和運輸工具等信息。利用區塊鏈合約層的智能合約將相關的法律法規、市場管理條例寫進區塊鏈中，只要達到規定條件，所有的企業交易都可以自動履行，提升了管理效率，實現對農產品供應鏈的統一標準化管理。當消費者向政府監管機構進行意見反饋時，監管部門會通過信息平臺追溯到問題企業，并對其相關產品的檢測報告、企業營業資質等進行檢查，并對不合規的生產行為做出相關懲罰和督促整改，做到及時止損，有助于農產品質量的提升，形成良好的市場秩序。

四、結束語

針對我國農產品供應鏈信息不透明、物流成本高以及農產品信息難溯源等問題，本文從已有的供應鏈管理理論和區塊鏈相關理論出發，依據農產品供應中的難題，構建了基于區塊鏈的農產品供應鏈管理模式優化模型。利用區塊鏈分布式賬本和時間戳去解決農產品溯源難問題。通過智能合約和共識機制提高企業運營效率，降低監管成本，并根據非對稱加密和數字簽名保障企業之間交易信息的準確性和配送安全，綜合提升農產品供應鏈的效率。