區塊鏈技術在制造業供應鏈管理中的應用研究初探

侯媛媛 方憶平

摘要：當前區塊鏈技術與實體經濟領域的融合應用已成為必然趨勢。區塊鏈技術的去中心化、可追溯、防篡改、安全可信等特性，將為制造業供應鏈變革帶來新的發展機遇，特別是在與大數據、物聯網、云計算、人工智能等技術的集成應用中，供應鏈管理的數字化、智能化將被極大推動。本文探討了區塊鏈技術在制造業供應鏈管理中的應用前景，在此基礎上相應提出區塊鏈技術賦能供應鏈的幾點建議。

關鍵詞：區塊鏈；制造業；供應鏈管理

2019年10月，習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時指出，區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用，要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。2020年4月，國家發改委將區塊鏈納入國家新基建范疇，同時商務部等8個部門聯合印發《關于進一步做好供應鏈創新與應用試點工作的通知》，明確“要加快區塊鏈等新興技術在供應鏈領域的集成應用”；工信部《關于加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》強調，區塊鏈與供應鏈管理、產品溯源、數據共享等實體經濟領域的融合應用，是行業數字化轉型和產業高質量發展的重要舉措。中央的要求和國家一系列政策的出臺，為推動區塊鏈在制造業領域的應用指明了方向。

區塊鏈技術最早誕生于次貸危機末期，由日裔美國人中本聰（Satoshi Nakamoto）于2008年在《比特幣：一種點對點的電子現金系統》首次提出。從本質上看，區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸（P2P）、共識機制、非對稱加密、智能合約等計算機技術的新型應用范式，存貯于其中的數據和信息具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護等特征。經過多年發展，區塊鏈技術先后經歷了作為加密數字貨幣基礎支撐技術的1.0時代、以“智能合約（Smart Contract）”為代表的2.0時代和當今具有新應用潛力3.0時代。2.0時代后，區塊鏈“脫虛向實”的特點日益顯著，目前已拓展應用在供應鏈管理、產品溯源、數據流通、金融服務、快遞物流等各個領域，為解決傳統領域難點痛點問題提供了創新性解決思路。

當今大國博弈日益激烈，新冠疫情對制造業的影響持續深入、廣泛，全球供應鏈面臨重組、重構的新形勢，而供應鏈安全穩定已成為我國構建國際國內雙循環發展格局的重要基礎。雖然我國制造業供應鏈正向高端攀升、核心競爭力持續增強，但整體上看仍處在初級階段，供應鏈主導權、安全性、智能化、高效化等方面仍差距明顯。且由于制造業供應鏈覆蓋產品設計研發、原材料和零部件采購、生產制造、售后服務、維修保障等多個環節，涉及供應商、制造商、分銷商、零售商、最終用戶等多類用戶間的信息流、物流、資金流交互，鏈路冗長、信息透明度低、監管難度大、責任追溯難、決策效率不高等問題逐漸凸顯，亟待突破與解決。

區塊鏈的去中心化、點對點的網絡架構，與供應鏈多主體參與、環節繁雜的網鏈結構具有良好的契合度，它的應用將為制造業供應鏈管理拓展新思路、開辟新空間、提升新能力。

（一）區塊鏈在需求和采購管理中的應用

制造業供應鏈的傳統需求管理模式仍較為粗放，在需求預測和匯總往往缺乏有效的數據驗證手段，實踐中較多依靠經驗對需求進行適當放大。在需求逐級放大后，可能會導致庫存呆滯積壓或者缺件情況，增大庫存成本和管理難度。區塊鏈技術可以打通原材料供應商、零部件與分系統生產商、整裝廠等主體間的信息通道，簡化層級式的信息傳遞過程，使需求信息更為明確、透明，進而構建起精細化管理模式。在需求預計和匯總中，基于區塊鏈技術的物資需求信息、倉儲庫存信息已相對明確，有利于制定出更加精準、合理的籌措分工方案、時間進度安排、物資調配計劃。采購管理中，區塊鏈的智能合約機制，可以幫助供應鏈上下游主體之間在沒有第三方信任機構的介入下，建立起信任關系。根據事先約定好的交易內容，可以順利完成制造商自主發布訂單、供應鏈自主承接訂單、訂單自動執行等。

（二）區塊鏈在協同制造中的應用

制造業產業鏈普遍存在制造鏈路長、技術要求高、資源占用多等特點，部分零部件、分系統的生產制造往往需要多個供應商協作。由于涉及到需求預測、生產計劃、能力變更、營銷策略、新產品開發、新技術部署、采購計劃、運輸倉儲等諸多內容，傳統供應鏈管理中不同主體間的交互信息零散分布于各環節內部，鏈上信息透明度低，因而產生了核心節點即“鏈主”的出現。受“鏈主”資源配置能力的限制，難以最大限度發揮供應鏈潛力，供應鏈整體效率將受到影響。

基于區塊鏈技術可以搭建協同制造和資源共享平臺，通過可信的、自動的訂單驅動，將分散的制造力量聚合起來實現按需分配和并行制造，一方面有利于降低庫存成本，另一方面將顯著提升制造的敏捷程度。基于區塊鏈的分布式架構，每一個主體既是信息提供者，又是信息使用者，基于事先確定的共識算法，各節點可以自動生成和更新數據；通過智能合約，可實現與任意節點之間的自動交易。在這種自組織模式下，交易不再需要經過特定的核心節點，縮短了信息鏈路，降低了信息傳輸周期，協同效率將顯著提升。另外，智能合約支持根據應用場景靈活編程，可以較好地應對外部環境的影響和內部戰略變革引起的動態性變化，使協同制造管理具有更強的可拓展性、敏捷性和柔性。

（三）區塊鏈在全生命周期管理中的應用

制造業中每一個零部件均會經歷從研制生產、倉儲管理、交付使用、故障維修到退役報廢等多個環節，作為主制造商在過程控制、質量管理、零件溯源等方面往往會耗費較大精力。在零部件倉儲過程中，時常會發生登記不全、標簽丟失導致的零部件不明，或者儲存不規范導致的未使用先報廢、使用壽命縮短等問題，這些劣質零部件若不能及時識別和定位出來，將直接影響到產品制造效率。在零部件使用過程中，由于信息流通不暢、信息更新不及時等原因，常存在分發調配不及時的情況，進而導致進度拖延。

區塊鏈技術使供應鏈具有可追溯性，可以輔助實現對全生命周期的管理。一是區塊鏈具有唯一標識性，為可追溯奠定了技術基礎。每個區塊頭通過散列算法獲得唯一的散列特征（哈希）值，在發生交易時，區塊鏈通過加蓋時間戳（TimeStamp）的方式保證了記錄唯一。二是區塊鏈具有防篡改性。由于每一條交易均會同步到所有節點中，若想篡改其中一條交易信息，需要修改鏈上后面所有區塊塊頭的哈希值，這無疑是極大的工作量。區塊鏈的共識機制和強關聯的數據結構，保證了節點數據基本無法被篡改。三是基于區塊鏈的歷史交易信息不可撤銷。由于區塊鏈每個節點均擁有完整賬本，數據一旦上鏈，將難以刪除。采用集體驗證和維護方式，將建立起不可變更、偽造和撤銷的數據庫，與射頻識別（RFID）、對象識別符（OID）、電子結算和語音視頻等物聯網感知技術結合起來，可以快速、動態查詢到零部件的所在位置、保存情況等，形成零部件出廠、入庫、分發、調配等環節的全鏈條完整信息鏈，形成覆蓋多主體的追溯鏈，監管部門可以通過設定較高的訪問權限，實現對業務的全生命周期監管，這將有利于查清問題和明晰責任。

（四）區塊鏈在工業數據采集和使用中的應用

目前制造業供應鏈管理存在信息孤島的問題，隨著供應鏈規模日益擴大、結構日趨繁雜，信息傳遞延遲、信息傳遞不準確的情況也在增加；部分供應商基于商業保密、隱私保護和信息安全的考慮，不愿意暴露所有的供應渠道，不愿意與他人共享信息。使用者對信息的分辨能力不足，使提供虛假信息的主體更能獲得額外回報，即出現“檸檬市場”，鏈上信息完整性和真實性受到極大影響。

使用區塊鏈技術，信息可以直接、實時地反饋給各主體，使各主體快速全面了解信息流、物流、資金流，便于更好地協調目標。同時區塊鏈加密解密授權、零知識證明機制，有效緩解了數據隱私和共享價值間存在的矛盾，保障了信息提供者的權益，在一定程度上緩解了數據共享的后顧之憂。數據采集時，區塊鏈系統為每個終端設備分配一個身份地址，保證終端設備的唯一性數據，防止設備的隨意接入和惡意替換；數據生成后，區塊鏈系統會對數據進行加密處理和打包簽名，進而實現對數據來源的管控、異常數據的定位；數據使用時，通過對等網絡，實現節點間的直接信息傳輸和互動。除此之外，區塊鏈技術為確保數據的安全可信也提供了途徑：通過非對稱加密算法、角色權限設定，將訪問范圍限定在合理范圍內；采用分布式的網絡架構，減少核心節點故障或受攻擊時帶來的損失；節點間信息傳遞采用中繼轉發方式，可抵擋一般網絡竊聽方式的攻擊；當少數節點被攻擊時，區塊鏈的驗證功能可幫助快速定位入侵的節點位置，并通過隔離或恢復手段來維持供應鏈的健壯性。

當前，區塊鏈技術的研發與應用尚處于發展階段，與供應鏈的結合仍面臨著一些挑戰，推廣應用仍需一個漸進過程，為此提出如下建議。

（一）加快區塊鏈關鍵技術研發與突破

明確主攻方向，著力增強智能合約、共識機制、加密算法等關鍵核心能力，提升區塊鏈在系統吞吐量、信息安全防護、隱私保護等方面的技術成熟度，推動區塊鏈與大數據、物聯網、云計算、人工智能等新技術的融合應用，解決節點規模、性能、容錯性三者之間的平衡難題。形成協同攻關機制，聯合重點企業、科研院所、高校和應用單位，加強關鍵技術突破，建立健全區塊鏈相關標準規范。

（二）推動區塊鏈在供應鏈管理的試點示范應用

選擇具有典型示范意義的骨干單位進行先行先試，明晰區塊鏈賦能供應鏈管理的適用場景，結合區塊鏈的優勢，根據不同的行業和應用場景，細化區塊鏈在具體業務流程中應用的真實需求，選擇區塊鏈應用的合理模式和策略，如明確信息共享范圍、制定適合的供應鏈分片策略、確定各節點的數據存儲需求等。試點示范后形成可復制、可推廣的經驗，在更廣范圍內復用推廣，形成點面結合的綜合示范效應。

（三）建立基于區塊鏈的供應鏈管理和安全監管機制

加強區塊鏈技術支撐下的供應鏈管理機制設計，包括供應鏈各參與方的激勵機制和價值共享機制，以及管理監控和責任追溯相關規則的設計等，為區塊鏈與供應鏈管理的融合奠定基礎。同時加強對區塊鏈安全風險的研究和分析，建立適應區塊鏈技術機制的安全保障體系，探索構建安全監管手段。

（四）發揮區塊鏈技術在推進供應鏈現代化中的作用

通過區塊鏈技術進一步提升供應鏈現代化水平，實現供應鏈結構和流程優化，為專精特新“小巨人”等潛力或者優勢企業進入關鍵制造業供應鏈提供機會。基于區塊鏈技術構建資源共享機制，推進產業基礎高級化。以替代卡脖子技術為導向，充分發揮區塊鏈技術在提升產業鏈供應鏈現代化水平的作用，并圍繞產業鏈部署創新鏈，推動實現科技創新與產業創新的有效銜接。

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（作者簡介：侯媛媛，國家國防科技工業局信息中心，研究方向為科技創新研究；方憶平，國家國防科技工業局信息中心，研究方向為軍事學研究）