基于“區塊鏈+物聯網”技術的藥品供應鏈體系分析

徐 婧

（蘇州大學附屬第一醫院，江蘇 蘇州 215000）

黨的十九大報告明確提出“實施健康中國”的戰略，作為國家發展基本方略中的重要內容，要繼續健全藥品供應保障制度，深化藥品流通體制改革和強化藥品監管。藥品的質量安全關系到人民的生命健康、國家醫藥產業的持續健康發展和社會的和諧穩定。2017年，國務院辦公廳印發的《關于進一步改革完善藥品生產流通使用政策的若干意見》中提出了要積極推進“互聯網+藥品流通”，促進藥品供應鏈的完善和發展。

目前不少學者將物聯網技術應用在藥品供應鏈體系的設計中。如孫長國，程紹海，劉峻旭[1]等融合了LA-IOT和物聯網技術設計了醫藥冷鏈物流智能監控系統，真正實現了醫藥冷鏈全程溫控不斷鏈；劉永忠[2]利用物聯網技術，建立了醫院智能藥品物流倉儲系統，實現醫院藥品全流程精益化管理；吳曉坤，章揚[3]基于物聯網的RFID標簽識別技術建立了藥品智能物流監管系統，實現了對藥品的識別、跟蹤和監督，以及問題藥品的溯源。

此外，區塊鏈技術在藥品供應鏈應用方面，王思靜[4]設計基于區塊鏈技術的醫藥冷鏈物流系統新模式，在提高企業信用的同時，為群眾用藥提供了保障。曹國鈞、袁振輝[5]利用區塊鏈技術打造了中藥溯源創新體系，實現中藥產業鏈上的信息不可篡改，并利用“智能合約”實現自動交易和溯源等功能。

由此可見，現有文獻大多單以物聯網技術或區塊鏈技術探討其在藥品供應鏈領域中的應用。然而，將“物聯網+區塊鏈”的融合技術應用到藥品供應鏈體系中尚未有系統性研究。本文嘗試結合物聯網和區塊鏈融合技術的優勢應用到藥品供應鏈體系中，實現技術優勢互補，建立安全可信的新型藥品供應鏈體系。

一、我國藥品供應鏈體系

1.我國藥品供應鏈體系構成

藥品供應鏈（Pharmaceutical Supply Chain， PSC）是藥品供銷體系的重要載體，實現醫藥產品從供應商到最終消費者的流通。藥品供應鏈由原料供應商、藥品生產商、經銷商、醫藥電商、醫療機構、零售商和終端消費者構成的鏈式網絡結構，聯接著醫藥采購、生產、流通和使用等環節（見圖1）。

圖1 我國藥品供應鏈體系構成

2.藥品供應鏈的特殊性

藥品供應鏈有其特殊性：（1）由于藥品需求的價格弱彈性[6]，供應鏈中藥品價格在其資源配置上屬于無效率或低效率狀態；（2）由于藥品的高度專業性，藥品供應鏈上的信息流充滿不對稱性；（3）由于藥品的生命安全關聯性，藥品供應鏈要求保證其安全性、有效性和專用性。

二、基于物聯網技術的藥品供應鏈體系

1.物聯網技術應用于藥品供應鏈體系架構

基于物聯網技術的藥品供應鏈體系包括感知互動層、網絡層和應用層三個層次。感知互動層通過無線射頻識別技術、傳感器技術及無線傳感網絡等技術完成原料或藥品相關信息的采集[7]；網絡層將感知層收集到的信息數據通過網絡技術或通訊技術進行傳輸，實現供應鏈上信息交互；應用層是將收集到的海量信息進行智能化處理，將有價值的信息反饋給藥品供應鏈中利益相關者，為企業決策或國家監管提供數據支撐。

2.物聯網技術下藥品供應鏈體系的優勢及發展困境

物聯網技術應用在藥品供應鏈管理中，實現了藥品識別智能化，藥品信息可視化，提高了藥品質量安全的管理水平。但是其物聯網技術依賴于核心企業的運營和維護，仍存在一些問題，主要表現在以下五個方面：一是藥品供應鏈上各參與者信息交互困難。物聯網技術下的藥品供應鏈信息離散存儲在不同參與主體的系統內部，分屬于不同中央服務器，業務相對獨立，無法實現供應鏈上下游企業信息的高效交換和充分共享。二是傳統物聯網部署和運營成本比較高[8]。面對龐大的物聯網絡和其產生的數量級增長的數據，中心化處理的物聯網的搭建成本和維護成本高且效率低。三是供應鏈上信息可篡改。中心數據庫對數據記錄具有高度控制權，可以隨意進行增刪改查，很難建立供應鏈上各參與者之間的信任。四是信息安全問題難以保障。傳統的物聯網由中心化的數據庫利用無線通訊技術收集和傳輸數據，存在信息泄露的風險。五是藥品供應鏈監管難度大。藥品質量出現問題時，信息的可追溯性低，進而造成追責困難。

三、“物聯網+區塊鏈”

1.區塊鏈概述

自2008年化名中本聰的學者提出比特幣交易系統后，作為比特幣的底層核心支撐技術，區塊鏈逐漸受到社會各界的關注。隨著區塊鏈技術研究的深入，區塊鏈的應用已經從機密數字貨幣領域逐步延伸到其他各領域中。2016年，區塊鏈首次被國務院列入“十三五”國家信息化規劃，確定其為國家戰略性前沿技術。2018年3月，工信部發布《2018年信息化和軟件服務業標準化工作要點》，提出推動組建全國信息化和工業化融合管理標準化技術委員會、全國區塊鏈和分布式記賬技術標準化委員會。2018年6月，工信部印發《工業互聯網發展行動計劃（2018-2020年）》，鼓勵推進邊緣計算、深度學習、區塊鏈等新興前沿技術在工業互聯網的應用研究。

2.區塊鏈特征

從本質上講，區塊鏈就是一種高度安全的分布式數據庫。區塊鏈技術是融合了分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法、智能合約等多重計算機技術的創新應用模式。具體而言，區塊鏈技術具有去中心化，去信任化，透明開放性，安全可信，可追溯性和匿名性等特征[9]。

3.區塊鏈技術系統和物聯網技術系統對比

區塊鏈技術作為一項顛覆性技術，打破了互聯網的傳統理念，并解決了傳統互聯網技術不能解決的問題。區塊鏈技術和物聯網技術系統的對比見表1。

表1 區塊鏈和物聯網技術系統對比

四、基于“區塊鏈+物聯網”技術的新型藥品供應鏈體系

1.新型藥品供應鏈體系的提出

物聯網和區塊鏈技術的融合，可以從根本上解決物聯網的數據管理、信任及隱私安全的等難題。在保證數據安全性的同時實現業務數據的透明可視化。此外，區塊鏈中的密碼算法、數字簽名，共識機制等技術，為物聯網的應用擴展提供強大的技術支持。區塊鏈的加入，促使供應鏈轉換為多節點共同協作，數據透明共享的高效模式。

基于物聯網和區塊鏈融合技術的優勢，本文提出了“區塊鏈+物聯網”技術融合下的新型藥品供應鏈體系。根據藥品供應鏈結構特點并結合區塊鏈技術中公有鏈、私有鏈和聯盟鏈三種類型的適用條件，可以選擇聯盟區塊鏈作為藥品供應鏈的技術架構。利用區塊鏈技術構建包括原料供應商、藥品生產商、物流服務商、藥品銷售商、患者等在內的聯盟區塊鏈，形成生態聯盟。藥品供應鏈聯盟企業共同維護并共享一個藥品信息平臺，見圖2。

圖2 “物聯網+區塊鏈”應用于藥品供應鏈

在新型藥品供應鏈體系中，每件藥品都擁有獨一無二的ID身份證，從原料的獲取到成品的銷售、運輸和使用等供應鏈環節，所有的藥品信息都可以通過電子ID存儲在區塊鏈上。藥品信息的收集通過物聯網的二維碼、射頻識別標簽技術和其傳感設備進行識別并將其存儲在藥品信息共享平臺上。每一件藥品的真實信息應用區塊鏈的分布式存儲和共識機制技術確保不可偽造和篡改，提高了藥品供應鏈的安全性。聯盟企業和最終消費者可以根據約定的權限，查閱到該藥品在供應鏈上流轉的所有信息，明顯降低了各參與者的信任成本，實現藥品可溯源。在藥品流轉信息流層面，區塊鏈利用非對稱加密算法，實現供應鏈數據匿名傳輸，保護交易者隱私安全的同時實現了信息共享。

2.新型藥品供應鏈體系的優勢

（1）藥品供應鏈網絡信息一體化。基于“區塊鏈+物聯網”融合技術下的藥品供應鏈體系中，每個參與者都是區塊鏈上獨立的節點，在獨立操作的同時存儲信息，共同維護著區塊鏈。各參與者共同協作和互相監督，避免藥品供應鏈的單方控制，降低單一企業供應鏈的成本，提高供應鏈上下游的協同水平。

（2）藥品供應鏈信息透明化。在新型藥品供應鏈體系下，供應鏈上的數據在權限范圍內公開透明。供應鏈上各參與主體既相互支持又相互獨立，共享藥品供應鏈上的必要信息的同時保護企業的核心機密。供應鏈上必要數據的共享實現了全鏈透明化管理，打破了各參與方信息壁壘，推動藥品供應鏈信息資源有效整合和流程優化。例如：醫藥生產企業能更準確監測到市場銷售情況并做出市場判斷，及時調整生產計劃和合理配置庫存；患者可以根據自己的需要便捷地獲取其購買的藥品相關信息，從而購買到更安全、更放心的藥品。新型藥品供應鏈體系兼顧了生產者和患者雙方的利益，實現多方共贏，有利于建立誠信的藥品市場。

（3）藥品供應鏈流程電子化。在新型藥品供應鏈體系中，利用物聯網終端設備將藥品信息記錄到供應鏈上；利用區塊鏈智能合約和共識機制，自動執行和控制藥品供應鏈的相關流程；利用區塊鏈數字簽名和加密技術，實現供應鏈上數據的可靠傳輸和高效交互。藥品供應鏈信息電子化，減少人為操作失誤，保障信息安全的同時提高了供應鏈運營效率。

（4）藥品信息可視化。通過物聯網的智能識別和跟蹤系統，藥品供應鏈體系上能夠準確無誤地記錄藥品資金流、信息流和實物流信息，實時進行藥品供應鏈原料采購、藥品生產、銷售和使用等所有環節信息動態的跟蹤，形成完整的信息流，構造覆蓋藥品全生命周期網絡。

（5）藥品供應鏈監管智能化。政府監管部門可以通過智能合約訪問并監控藥品供應鏈所有環節，建立“事前預警——事中防御——事后追溯”的藥品安全風險閉環監督機制。如果發生藥品安全事件時，可迅速切斷藥品來源并及時召回問題藥品，減少問題藥品的危害，監管部門可以通過區塊鏈鏈式結構對藥品進行溯源，找到發生問題的環節，界定和追究責任，避免各主體之間的糾紛。新型藥品供應鏈體系調動了供應鏈各參與方的積極性和主動性，將傳統的政府單中心的藥品監管模式轉化為全鏈共治共管模式。

（6）藥品供應鏈生態信任化。藥品供應鏈上信息流真實透明，不需要第三方機構提供擔保。隨著藥品供應鏈的持續健康運營，各參與者之間的信任會日益堅固，構建包含政府監管部門、藥品供應鏈聯盟企業和最終消費者在內的可信任供應鏈生態，進而提高消費者對藥品質量安全的信息。

3.“區塊鏈+物聯網+藥品供應鏈”技術產業融合面臨的挑戰

區塊鏈是互聯網的一個價值體現，因此將區塊鏈和物聯網技術結合起來應用在藥品供應鏈上將成為未來發展的趨勢。但從目前來看，其發展之路上還面臨著挑戰。在技術方面，隨著近年來的通信技術、傳感技術和射頻技術等物聯網核心技術的快速發展，物聯網技術已趨于成熟。而區塊鏈的出現時間比較晚，區塊鏈技術目前還處于概念形成或開發階段，國內標準化還在摸索，各行業和場景的應用還有待成熟。區塊鏈和物聯網技術的融合在藥品供應鏈中的應用還存在很多技術問題有待解決。因此，如何利用“物聯網+區塊鏈”技術創造安全可信、多方共贏的醫藥商業環境，還需要供應鏈上的企業、政府和研究機構等多方共同研究和探索。

五、結語

區塊鏈技術的相關研究和推廣在學術界和產業界已掀起了一股熱潮，但區塊鏈在藥品供應鏈中的應用目前仍處于初始階段。我國藥品供應鏈存在中心化管理成本高、參與主體間因信息缺失而產生信任危機、數據安全性無法保障等問題。為此，本文提出了基于“物聯網+區塊鏈”藥品供應鏈體系：采用物聯網技術來采集數據和信息，并利用區塊鏈技術保證信息真實有效并保障隱私安全。物聯網和區塊鏈技術的融合，實現兩者優勢互補，有效實現采購、生產、物流、銷售、使用和監管整個流程的信息流通，實現供應鏈一體化管理，提高藥品供應鏈運作效率，同時也保證了藥品質量安全性，對藥品供應鏈的升級和創新性突破具有重大意義。可以預見的是，在藥品供應鏈上應用區塊鏈和物聯網融合技術將成為主流，并徹底改變當下藥品供應鏈運作模式。但目前區塊鏈技術還未成熟定型，很多區塊鏈和物聯網融合技術案例還在概念驗證階段，兩者的融合將會是一個長期的發展過程。不過隨著物聯網和區塊鏈技術的發展和應用探索，我國藥品供應鏈體系也將不斷得到完善和發展，進而穩步推進我國醫藥行業的創新健康發展。