區塊鏈技術在供應鏈交付場景的研究與應用

關鍵詞：汽車產業鏈；供應鏈；區塊鏈；交付場景

0引言

汽車產業鏈存在規模大、鏈條長、網絡廣以及節點多等特點，零部件的定制化和模塊化，亦在一定層度上增加了汽車供應鏈的復雜度。企業面臨的主要挑戰之一是供應鏈的不協調和業務流程的不合理安排，導致過程低效和流程堵塞。這些問題對企業產生了巨大壓力，尤其是在產品的及時交付和客戶滿意度方面[1]。如何在錯綜復雜的汽車供應鏈中，高效管控各個交付節點，實時獲取節點交易流水和庫存，有效規避交付風險，是企業在建立敏捷供應鏈以獲取競爭力必須要面臨的課題。

本項目將從規模化的汽車產業鏈交付場景出發，融合傳統制造業的節拍要求和網狀交付特性，將多元化的場景與區塊鏈技術相融合，將各節點交付流水和庫存實時上鏈，實現鏈上數據在產業鏈各企業主體中的實時、合規、透明和共享。同時，運用與工業互聯網的深度協同，重構作業流和數據流，大大提升了作業效率、交易信息時效，為打造透明、敏捷供應鏈提供了創新思路。

1企業交付鏈路管控面臨的問題

在汽車產業鏈交付網絡中，冗長的鏈路、龐大的規模、較高的頻次、多級子件的重組以及多樣化的調撥模式等，使每個節點的數據和交易錯綜復雜。企業在交付鏈路管控中往往面臨如下挑戰。

（1）作業低效。傳統的手工多聯單是各交付節點的主要憑證，用于記錄交付過程中的時間、地點、零件名稱、包裝和數量等信息。通過人工現場簽收后，各自保存憑證、各自做賬，雙方月度互相核賬、對賬等方式，對齊每月總賬，確保交付流水的準確，從而形成準確的交易金額，作為雙方結算的重要依據。該方式消耗過的人力和紙張，數據延時嚴重，作業較為低效。且作為交付的重要憑證，仍需要耗用大量人工進行檔案管理。

（2）賬務糾紛。在規模龐大且冗長的鏈路中，蜘蛛網式的交付網絡，形成了諸多交付節點。尤其在調撥模式中，子件交付到總成裝配為大模塊，原材料、半成品和成品各形態并存，加重了各節點上交易主體賬務人員人工分解數據的工作量。賬務人員的作業質量對賬務的及時、準確和延續起到決定性作用。而該群體的流動性較大，做賬水平不一，導致大量數據核對不清，糾紛較多，面臨零件停供、高額帳差索賠，甚至法務訴訟。

（3）交易風險。在高頻的交付節奏下，司機、接收員和料帳員等多角色切換，人員更換頻繁，依賴簽名考證實物的交易事實，偽造單據、偽造簽名以及無實物單等漏洞無法有效規避，存在極大的隱患與風險。

（4）數據壁壘。紙質憑證通過人工錄入，形成各企業的單機賬務數據，導致了嚴重的數據壁壘產生，無法實時共享，數據遺失風險高、追溯困難。

2實施方案

本項目利用開源安全的HLF聯盟鏈技術，接入K8S環境和微服務架構，搭建區塊鏈智能合約平臺、升級產業鏈協同平臺以及開發移動應用，打通工業互聯網上的系統數據接口，實現供應鏈交付業務在鏈上的無縫對接（圖1）。

2.1規模化汽車產業鏈交付業務中的多元場景

作為規模化的汽車產業鏈，零部件交付主要圍繞收貨、退貨、對賬和支付四大場景展開，覆蓋主機廠、總成供應商、子件供應商以及第三方物流商四類實體，過程中需要進行交易智能合約簽署、交易智能合約存證和交易數據聚合共享。項目對供應鏈的交付網絡進行梳理，結合各節點交付場景進行業務流程設計與重構，打通業務流，實現新構流程的多角色線上交互，多企業數據鏈路實時共享、校驗和調用。實施范圍含一級供應商和部分關鍵二級供應商。

2.1.1實物交易場景

實物交易場景如圖2所示。

（1）零部件實物接收場景包含：全鏈路實物交付節點的拉動單接收、MR取貨單接收和調撥單接收。

（2）零部件實物退貨場景包含：全鏈路實物交付節點的不合格品退貨、積壓呆滯物料退貨等。

（3）零部件盤庫場景包含：全鏈路供應商倉網實物庫存、主機廠倉網實物庫存。

（4）整車交付場景包含：出庫交接、在途庫交接和終端交接。

2.1.2對賬、核賬等數據運用場景

對賬、核賬等數據運用場景如圖3所示。

（1）按車輛下線數（或沖銷數）分解對賬：結合車輛下線數據、車輛BOM表及層級BOM數據，完成子件收貨數拆解，上鏈確認簽署，數據鏈上存證并供結算調用。

（2）按總成接收數（或退貨數）分解對賬：結合總成收貨數據和總成層級BOM數據，完成子件收貨數拆解，上鏈確認簽署，數據鏈上存證并供結算調用。

（3）核賬結果及差異調整數據上鏈：按日、周、月、年周期聚合核賬，差異數據發起差異調整，鏈上簽署后，區塊鏈存證，形成糾錯數據，更新總帳。

2.2區塊鏈技術與場景的融合方法

區塊鏈是由一個個保存了一定信息的區塊按各自產生的時間順序連接組成的鏈式數據結構，具有數據防篡改、去中心化兩大核心特點。國內外的眾多學者均表示，區塊鏈技術可以解決由于信息不對稱性問題給組織帶來的困擾，提高供應鏈中數據的透明度[2]。由于區塊鏈缺乏中心化的記賬機構，而從汽車區塊鏈建立到每一次更新儲存數據，都需要利用共識算法完成一次運算，稱之為完成所有節點的“一致性過程”。因此區塊鏈的核心技術是它的共識算法。它是區塊鏈技術的核心結構，同時也是其公信力的有效保證。因為公有區塊鏈具有：參與節點眾多、信息量大等特點[3]。為確保在產業鏈高頻、實時的數據體量下，充分保障平臺的使用體驗，本項目采用了如下底層軟硬件技術路線和平臺服務組件。

（1）在底層鏈技術選型上，選用HyperledgerFabric2.2.0。該項選型中的Hyperledger是一個開源項目，其目的是為了推動區塊鏈跨行業應用，由Linux基金會在2016年主導發起。而HyperledgerFabric是最初引入的2個項目之一，也是目前應用最為廣泛的企業級聯盟鏈技術。

（2）本項目采用的是RAFT一致性共識算法，這是一種分布式一致性算法，旨在解決在多節點集群中如何通過復制狀態機來保證數據一致性的問題。其主要目標是確保即使在網絡延遲、分區和丟包等情況下，所有節點最終都能達到一致的狀態。

（3）智能合約在本項目中發揮了重要的作用。智能合約是一種自動化的數字協議，是區塊鏈系統中不可缺少的部分，通過設置觸發條件，約定好的共識機制，共識機制是區塊鏈的核心，能夠保護數據的一致性，安全更新網絡中的數據狀態[4]。

而本項目中采用的ChainCode，即智能合約，是HyperledgerFabric區塊鏈平臺中的核心組件之一。它使用計算機語言描述合約條款、交易的條件以及交易的業務邏輯等，通過調用ChainCode實現交易的自動執行和對賬本數據的操作，是應用程序與底層交互的媒介。合約支持的語言為Go、Java。在本項目中，Chaincode實際上是一個接口的實現代碼，Chaincode用可執行的代碼定義了不同組織之間認可的交易規則，應用程序調用Chaincode來生成被記錄到區塊鏈賬本上的交易（圖4）。

（4）本項目使用數據庫couchdb存儲賬本世界狀態，它存儲了一組賬本狀態的當前值。HyperledgerFabric中的賬本由世界狀態（worldstate）和區塊鏈這兩部分組成，它們彼此不同但卻相互關聯，其中世界狀態由區塊鏈決定。

（5）在密碼算法上，該項目采用了非對稱加密算法ECDSA（橢圓曲線數字簽名算法）用于簽名驗證，確保交易的真實性和完整性；采用了單向哈希算法SHA-256對原始交易單據進行數據去敏存證，確保交易的商業機密得到保護。

（6）此外，為實現自動負載均衡和彈性伸縮，本項目在運維方式上采用了云平臺容器服務集群，同時保障了鏈上鏈下互操作的能力。

2.3工業互聯網與產業鏈的協同升級

因交易場景的多元化和復雜度，協同流程的線上重構也是本項目的亮點之一。項目將從打通工業互聯網、深度鏈接產業鏈兩方面升級協同體驗。

2.3.1打通工業互聯網

面向制造，與智能制造深度協同。制造決定了零部件交付的數量、頻次和方式，是交易觸發的源頭。本項目結合各節點交易類型，打通工業互聯網，深度協同制造、主數據、企業資源管理、智慧物流及IOT等系統，從交易數據的產生到結算，完成閉環。

2.3.2鏈接產業鏈

面向產業鏈網絡，與各企業主體深度協同。本項目使用K8S環境與微服務架構的容器化部署、keycloak+人臉識別活體檢測技術，對接天眼查、百度云-活體檢測和公安部-人臉核身等外部數據，搭建產業鏈協同管理平臺，并開發移動應用APP，使作業移動化、線上化，交易高效、數據實時準確。

在產業鏈數據方面，本項目搭建了產業鏈數據鏈接標準服務，對接上下游組織系統數據，進一步加大了產業鏈數據集成力度，協助主機廠掌握鏈路上下游交易和庫存數據情況，有助于對供應鏈的精敏調控和快速響應。在產業鏈各企業主題的協同流程上，結合作業流和數據流，在作業協同、數據產生、數據使用和資金結算等方面，重構主機廠與產業鏈的系統流程，使主機廠與各層級企業主體之間的信息交互從擊鼓傳花到點對點快速閉環（圖5）。

3項目效果

該項目的創新實施快速提升了汽車產業鏈的全方位協同及管控能力。主要體現為大規模、高頻次的零部件金融賬單實現從“線下”走到“線上”，多個生產基地的高節拍制造與復雜供應網絡達成了深度協同。

（1）各交易場景（含收貨、退貨和對賬等）的記賬動作通過APP簽約操作，數據實時生成、實時區塊鏈存證，實現了交易金融記賬對賬從“手工、延時”變為“自動、實時”。平臺還實現了交易實體企業的實時可查，并共享給關聯方，即同一企業實體交易現場作業一旦完成，APP將會把數據實時推送給指定的賬務人員和企業管理人員，為企業不同角色成員提供了實時的場景交易數據。

（2）該項目通過實現線上化無紙化作業，有效節約了紙張費用，并為碳中和做出了貢獻。顯而易見，交易場景的線上化，不僅節約了供應商對賬人員、節省了數據當面校對和紙質單據管理的環節，各節點交易主體間賬務的管理效率也得到了大幅提升，每年可為供應鏈的賬務管控節約一千多萬元。

此外，交易的實時上鏈，為監控、發現和減輕汽車產業鏈企業金融風險提供了數據基礎。交易數據產業鏈在企業實體間的橫向打通、同一企業實體內縱向貫穿，能破除信息壁壘、消除協作隔閡。通過借力區塊鏈去中心化不可篡改的交易記賬及數據打通共享，達成產業鏈實物流、信息流及資金流三流高效協同，大幅減少協同爭議。它為建設汽車產業鏈交易金融數字化提供了試點，為引導汽車產業鏈企業由“手工金融”向“數智金融”的轉型起到積極的示范效應。

隨著交易數據的不斷累積和持續運營，未來該項目將在產業鏈發揮更大的作用。例如，預測、分析和調整汽車產業鏈企業交易成本；集成智能合約APP和產業鏈大數據，實現后臺交易數據自動采集、自動分析計算及自動評估匹配；基于風險暴露值，實現對產業鏈全交易過程進行監控，對交易成本定向監測、量化分析、準確預測及準確預警等。

4結束語

對于整個汽車產業鏈來說，如何迎接數字化帶來的新發展趨勢、如何實現產業鏈上下游數字化協同轉型，已經成為重要的課題[5]。該項目在場景使用上的另辟蹊徑、技術方案的有效突破、作業流程上的大膽重構以及商務合作上的創新協同，為產業鏈更多的傳統場景做了創新示范。新技術要緊密融合場景，才能讓技術有的放矢，讓產業鏈真正受益。