区块链技术在食品封闭供应链中的应用

丁旭

摘 要：随着经济的不断发展，我国居民对食品安全的要求不断提升，我国食品企业供应链管理仍然存在待解决的问题。通过对区块链技术和食品封闭供应链现状的探讨，分析区块链技术对食品封闭供应链的作用及应用的可行性，得出区块链技术对食品封闭供应链的作用。

关键词：供应链管理；封闭供应链；区块链应用

一、前言

我国居民的消费水平在不断提高，根据国家统计局的公布的居民收入和消费支出，2017年全国居民人均可支配收入25974元，实际增长7.3%。全国居民在食品烟酒方面人均支出达到5374元，比上年名义增速4.3%。另一方面，我国食品市场的供给已经走向总量富足，买方市场基本形成。在电子商务的背景下，食品的销售渠道也明显拓宽。同时，居民也更加关注食品的生态性、营养性、安全性，消费者的需求成为生产的主要导向。

近年来，我国社会中的食品安全问题频出，引起了消费者的恐慌。这说明我国食品企业目前对供应链体系的管理仍然存在问题，没有建立完善的食品追溯体系，带来了巨大的损失并且威脅到居民健康。截止到目前，国内外供应链相关的研究内容已经非常丰富，随着经济全球化，为了实现可持续发展，对于绿色供应链、闭环供应链以及生态供应链的研究成为供应链中的热点研究问题。

项目研究结合供应链管理的内容、以区块链技术为核心手段、配合物联网技术，以食品封闭供应链的现状为切入点，尝试对采取区块链技术后，对食品供应链绩效影响进行研究。研究重点是运用经济学及管理学模型分析区块链在食品供应链中的应用可行性，不涉及食品供应链中的生产、加工、运输等装备的研究。

二、主要概念

1.区块链技术

2016年中关村区块链联盟发布《中国区块链技术和产业发展白皮书》，其中区块链的核心定义是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。密码学算法可以实现去中心化的管理，通过区块指纹验证实现各个区块的链接，可以达到不泄露各区块隐私数据目的的同时，实现数据的真实传递和分享。基于分布式记账的技术，实现数据的分布式存储和分布式记录，保证数据不被篡改，形成去中心化的链条，从而实现各节点间的平等权利和义务。

2.封闭供应链

在《绿色农产品封闭供应链技术集成与产业化示范》这一项目中，提出了封闭供应链的概念：以保证产品安全及质量控制为目的，通过一系列管理制度规范和管理模式创新确保供应链产品从生产到消费全过程处于严格的质量监管之中，达到流通过程中的质量稳定和最大限度控制产品质量安全问题危害的供应链系统。从这一定义中我们可以看出，封闭供应链的着眼点和现有供应链体系研究有所不同，重点是流通产品的可控性和可视性，以确保流通环节中产品的质量和安全性。

封闭供应链的管理模式、主要目标都和其他供应链有所差异。除了产品安全的目标，封闭供应链的运营成本也会产生不同幅度的增加，第三方的监控和管理是必要的。在食品封闭供应链范围中，针对关注安全导向的食品，通过纵向整合、供应链流程优化和全程可视化，达到从食品源头到消费者的多结点的监控，最终实现保障食品供应链的安全。

三、食品供应链现状

有些研究将食品供应链也称之为涉农供应链、农业商业体、食品加工链等。中国现代物流发展报告提出了较为详细的食品供应链流程，见下图。从报告中可以得出，流通环节过多，每个环节收费项目多，导致成本不可控，费用较大，食品损失较大。我国的食品封闭供应链目前处于集成物流管理阶段向供应链管理阶段的过渡时期，对物流全程的成本控制不足，无法跟踪和追溯农产品质量安全问题。

四、区块链技术在食品封闭供应链中应用的可行性

主导食品封闭供应链的主要是政府、生产者和消费者三方，分别对应三种封闭方式，市场准入、多极检测和信息追溯，其中信息追溯需要政府的支持和生产者的配合，从全程保证供应链封闭性的可视化，才能达到保障食品安全的目的。若没有在准入体制下的多级检测，并实现区块链自动报警给第三方，则只能实现事后防御，无法实现事前预防。区块链技术主要解决溯源的信息系统的构成，物联网技术可以充分收集信息。

1.物联网与区块链技术的结合

目前物联网应用的中心化模式，导致设备维护给供应链带来巨大压力。当所有数据都汇总到单一的中心控制系统时，存在数据被篡改、丢失、泄露等种种可能性。食品供应链中利用条码技术给食品单位一个唯一的标注、用温度传感器控制食品运输和仓储过程中的温度、用电子标签（RFID）在物流过程中标记食品的位置和路径等信息，基于区块链技术保证相关节点获取到必要的数据，并且每个数据都有自己的哈希散列，使其不可改变，并用获取的数据进行决策。

2.通证（Token）构建值得信赖的数字身份，保障食品来源安全

食品供应链的价值网络，采用token记账，省去资产流通的繁杂手续，为每个加入区块链系统的区块或个体建立起一个数字身份，其中包含了链条上的所有交易信息，并被区块链中的每个节点进行验证和存储。当区块之间第一次发生交易时，通过token判断对方对于供应链的贡献率及在供应链中的可信度，交易完成时获得应得的token，实现高效的支付清算，降低交易的风险，扩大了交易的范围。

3.供应链采用第三方监管的博弈分析

食品封闭供应链涉及生产者和消费者双方，将政府的市场准入体系和第三方的区块链监管体系结合，实现事前预防、事后防御、事故追责完善的消费者保护体制。

生产者A只有进入区块链和不进入两种选择，其他生产者B也是同样，我们不妨假设在进入区块链获得的公众信任带来的收益为r，降低的供应链成本为cc，同时产生的进入成本为ec（r+cc>ec）。当不进入时则免去进入成本，同时还存在不进入时节约的其他成本p。当一方不进入时，则存在无法降低的供应链成本cc。

由表可见，当生产者都选择进入时，他们获得的收益是r+cc-ec，但是供应链上存在难以达成共识的情况，因为当A选择不进入时，他可以获得确定的收益p，对B来说也是同样。问题的重点在于只要供应链的一方未加入，就存在额外的供应链成本。这种行为形成了一种情形的纳什均衡，但并不是帕累托最优。供应链中尽可能多的结点加入，供应链整体则逐步走向最优的状态。

五、区块链技术对食品供应链的作用

1.降低食品供应链运营成本和风险

以某一核心企业为主的供应链，因为需要协调上游的供应商，满足下游需求，承担了全部的供应链运营成本，和供应链失调的风险。食品供应链的环节众多，且上、下游都相当分散和冗长。上游需要协调农户，下游需要协调分销商，所以往往存在单一企业难以充分协调所有节点。区块链将消费者纳入供应链的全程环节，并让各个节点之间根据共识协议合作，实现食品的可溯源，责任的明确性，从而降低食品供应链的运营成本和风险。

2.解决供应链中利益相关方的敏感信息泄露问题，消除信任危机

区块链技术和供应链管理的结合，是方法和理念的结合，技术和模式的结合。供应链和区块链具有相似的特点：都包含多个利益相关方，且存在垂直和水平利益链接。区块链链接包括所有产生信息的地方，如商品细节、供货时间、预购用户、供应厂家、销售记录、物流进程、仓库详情、平台结算等。在供应链中运用区块链技术，从而保证供应链的各个节点获取到真实可靠的信息，并进行共享。但各数据节点只能获得一定权限范围下的数据，保证企业机密不被泄露，解决供应链信任危机的问题，在区块链中，供应链的单个甚至多个节点不具备可以修改数据库数据的能力，协调供应链多方的平等地位。

3.提高消费者认可程度

市场信息的透明度的提高可以提高消费者对食品安全的信任度，提高消费者支付的意愿。企业知名度、产品品牌、多极检测等都用来解决交易双方的信息的不对称问题。通过以区块链技术为基础的可追溯系统，让消费者根据自己的意愿、检索相关食品安全信息、有动力保持甚至增加支付意愿。

六、总结

通过对区块链技术的探讨和食品供应链现状的分析，总结提出了维护食品安全的方法。从区块链技术、区块链的应用方法和供应链博弈分析了区块链技术在食品供应链应用的模式和可行性。第三方企业利用区块链系统，可以保证数据的安全性，为供应链结点确立平等的权利和地位。但食品供应链中的结点可能基于一次性付出成本的巨大，选择不进入区块链系统，产生非帕累托最优的博弈行为。总的来说，区块链技术在食品供应链中的应用，对于提高食品供应链的效率和保障食品安全有着极为重要的作用，提高消费者的支付意愿。因为在行业中还没有具体的应用，所以文章没有通过数据分析技术成本和可获得效益之间的关系。基于区块链应用的局限性，没有对区块链技术应用的实际操作做出具体的分析。

參考文献：

[1]焦志伦.我国城市食品封闭供应链运行模式及其政策研究[D].南开大学，2009.

[2]王瑞梅，邓磊，吴天真，宋焕，张希玲.企业参与食品可追溯信息共享的机理研究[J].中国农业大学学报，2017，22（03）：169-178.

[3]吴学兵，黎萌.核心企业主导的食品产业链质量安全保障体系研究[J].湖北农业科学，2015，54（19）：4925-4929.

[4]宋宝娥.食品供应链质量安全保障体系研究[D].长安大学，2015.

[5]沈文达.综合物流供应链管理平台的设计和实现[D].电子科技大学，2011.

[6]汪力行.食品供应链中关键控制点的分析与选择方法[J/OL].计算机工程与应用：1-8[2018-04-22].

[7]任天慈.基于供应链的食品安全保障体系研究[J].中国商论，2018（09）：1-2.