基于区块链技术的智慧供应链创新应用

万航 叶超 余建海

摘  要：随着区块链技术的不断成熟，智慧供应链得到了长足的发展。阐述了智慧供应链行业现状与业务痛点，进而引出区块链技术如何赋能智慧供应链及对应价值;强调了区块链在智慧供应链中的应用优势。通过基于华为云的几个智慧供应链和物流行业的应用创新项目，诠释了在实际应用场景中如何通过区块链和物流面临的调整和困难，达到优化流程、提高效率、降低成本的效果。

关键词：区块链技术;智慧供应链;华为云

中图分类号：F274    文献标识码：A

Abstract： With the continuous maturity of block chain technology， intelligent supply chain has been greatly developed. This paper expounds the present situation and business pain point of intelligent supply chain industry， and then leads to how block chain technology can enable intelligent supply chain and its corresponding value， and emphasizes the application advantage of block chain in intelligent supply chain. Based on several intelligent supply chain and application innovation projects in logistics industry based on Huawei cloud， this paper explains how to optimize process， improve efficiency and reduce cost through the adjustment and difficulties faced by block chain and logistics in practical application scenarios.

Key words： block chain technology; smart supply chain; Huawei cloud

0  引  言

2019年，习近平总书记在中央政治局第十八次会议集体学习时强调，把区块链作为核心技术自主创新重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。区块链在信息互联网的基础上构建了一种新的可信的大规模协作方式，以解决数字经济发展的信任问题，被誉为下一代互联网的重要特征。李克强总理在写给2017年中国国际大数据产业博览会的贺信中表示：“当前新一轮科技革命和产业变革席卷全球，大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链等新技术不断涌现，数字经济正深刻地改变着人类的生产和生活方式，作为经济增长新动能的作用日益凸显。”区块链技术正以迅雷不及掩耳之势快速发展，带来了多产业、多技术联动效应，加快了地区间的效能发展，提升了数字经济的质量。区块链是一种去中介化的数据库，也是一种不可篡改、不可伪造的分布式账本，它实现了参与各方的信息共享。在区块链系统中，所有交易都被贴上了时间标签，并通过共识机制对交易进行验证[1]。

随着区块链技术的不断成熟，智慧供应链得到了长足的发展。区块链技术摆脱了智慧供应链参与者对可信中央组织的依赖性，各方可以直接开展认证的数据通信。得益于能够进行实时验证，智慧供应链的透明性将得到显著提升。此外，消费者需求愈发个性化、多元化，对供应链管理水平提出了更高的要求，而应用区块链技术后，智慧供应链各方可以通过用户数据分析的结果，更为精准、低成本地组织生产经营活动，避免供需错位。同时，较高的交易安全性，也能增强消费者购买意愿，提高客户的满意度。

1  智慧供应链行业现状与业务痛点

智慧供应链的管理对于链上的企业发展都至关重要，高效的、低成本的运作是供应链管理的目标，传统的供应链管理在信息网络技术的基础上已经有了很大进步，包括常用的OA系统、ERP系统等都有效地支撑了供应链系统的运转，然而由于传统技术架构的约束，各方的信息系统无法做到有效同步，信息流的同步较为低效，其次各方系统的数据都是各方独立集中管理，有一定风险，会遭到有意无意地篡改，对于外部不法黑客的防护也只能在系统的外部增加防火墙策略和安全设备，不能通过技术底层协议来解决此类问题[2]。

供应链信息孤岛现象不能有效解决是影响提高整体行业效率的重要原因，比如在涉及进出口的智慧供应链业务场景中，相关企业都需要到海关办理相关手续，这些流程往往需要专人甚至专门部门负责统筹，从而带动了报关行业的发展。但是报关手续的流程复杂、业务场景面广、容易出错，会影响企业进出口效率，这些现象的有效解决可以带动整体经济的持续发展，可以减少货物积压，提高通关效率，加快供应链的物流、资金流、信息流的传递。当前，政府也在积极推动无纸化的报关落地，此举会加快该行业业务的信息化、自动化进一步发展。

2  区块链技术如何赋能智慧供应链及对应价值

区块链技术的出现进一步为供应链中几个痛点问题从协议层带来了很好的解決方案。从生产、加工、运输、销售到监管，区块链中联盟各方都持有账本数据，并且数据的增加、修改、删除等动作都必须执行各方共同制定的智能合约并达成共识后才能落入最后的数据账本中。由于账本数据会存储在联盟各方中，这种方式很好地保证了数据的高可靠性，任意一方数据的丢失和损坏都不会造成太多影响，它可以快速从其他方恢复数据[3]。另外，这种技术架构也可以很好地保证任意一方都不能私自对数据进行变更，所以各方的相关业务方面的权利义务都可以通过智能合约来保障，有效地解决了公平、安全的问题。笔者从如下几方面总结来看区块链给供应链行业带来的价值。

2.1  可追溯性

可追溯性是区块链的特点，也是智慧供应链行业的需求和痛点。社会上近几年发现的丑闻也都和没有高效可追溯机制有关，如食品方面的三聚氰胺事件、药品方面的假疫苗事件等。由于系统复杂，数据冗余和隔离，导致不能快速、有效、精准地追责和召回有问题的商品。区块链系统由于数据不可篡改，并且数据存储在联盟各方，过程中产生的数据可以实时获取，精准定位和追溯。区块链中记录的数据包括产品原料从哪里取材、中间在哪家工厂生产、商品在哪里包装和加工、由哪家企业负责运输、销售到了哪些城市和哪些超市等，这些信息在区块链系统中可以快速获取，对于应急处理社会公共事件有很好的帮助。

2.2  不可篡改性

一方面，传统的系统中数据经常会遭到黑客的攻击，入侵后数据修改对业务会造成很大的影响，企业的品牌影响力也会下降;另一方面，系统内部的管理员存在为了各种目的对数据进行获取和修改的风险，这些场景都从技术层面无法保证，需要额外的管理成本来解决此类问题，而区块链技术通过巧妙地利用数字签名、加密算法、分布式存储等技术有效的从协议层面解决了篡改问题，极大增加篡改难度，从技术上保障了数据不可篡改性。

2.3  透明性

透明性体现在多个方面，数据方面由所有链上商业方共有，所有数据对每个节点都是透明的，任何一方都可以实时获取数据进行核查和分析，比如供应链金融上的金融机构可以看到业务方的回款情况，经销商可以看到产品的质检报告等，这些特性极大提高业務商业互信，加快链上物流和金融的流通效率;透明性的另一方面主要体现在智能合约上，智慧供应链上的智能合约由商业各方共同制定，内容和各方的利益息息相关，它们利用智能合约代替传统的契约和合同，让它不以其中一方或者多方的意志为转移，达到公平的效果。

这三个特点是区块链的技术优势，同时也是智慧供应链行业的业务痛点，所以区块链技术在供应链行业应用与落地有着天时地利的筹码，不少细分行业中业务全流程信息可视化、透明化、业务数据一致认可、降低协作成本等方面有着强烈的诉求，社会也期待在这些行业中有实质性的技术创新和进步，包括食品安全、疫苗溯源、药品和器件溯源等都是全社会关注的焦点问题。在食品安全领域，面临的主要挑战包括食品安全事故时责任方不愿意交出关键数据，物流信息的可视化一对一对接导致的运作成本高。区块链的分布式账本以其多方记账、不可篡改的特性恰好解决该领域的疑难杂症，实现供应链实时追踪，保障食品全流程安全可靠。典型的案例如IBM和沃尔玛合作，对食品从种植，加工、运输、上架等环节进行记录和追踪。IBM在2017年8月宣布和雀巢、沃尔玛、泰森食品、联合利华等建立食品安全联盟，在更大范围探索在食品领域的应用[4]。

3  区块链在智慧供应链中的应用优势

区块链被应用至智慧供应链领域后，能够显著提升供应链透明度，有助于成本的风险控制，规避上下游供应链信息断档。企业可以实现端对端服务，从而提高供应链的效率与质量。以食品安全为例，食品安全性无疑是影响消费者决策的重要因素，而安全性有赖于信息的公开化程度，这就给区块链技术提供了广阔的应用空间，笔者分析有如下几点应用优势[5]。

3.1  区块链对提升企业智慧供应链管理和树立良好品牌形象的引导优势

区块链技术可以实现物流资产的虚拟化、数字化，并且通过生成一个不可篡改、不可伪造的交易记录，来实现对此前可能需要几个月时间才能获取的信息实时获取。

在企业智慧供应链过程中，商品制造出现劳工纠纷、外包不合规等问题后，经过自媒体的传播，很容易给企业带来公关危机，一旦处理不当就会给企业造成不可挽回的重大财产损失。之所以会造成这种局面，一方面是因为企业社会责任心不足，为了谋私而越过道德甚至法律底线;另一方面是因为供应链不透明，消费者认为企业是在遮遮掩掩，出现负面报道后很自然地认为问题是出在企业方，而不会想到可能存在的误解。

而将区块链技术应用到供应链管理后，智慧供应链将实现全程可追溯，公众可以更方便地获取信息，避免了信息不对称或不良媒体的歪曲报道而造成的误解。同时可以督促供应链各环节企业承担社会责任，以便树立良好品牌公众形象，这种引导作用将会大力促使智慧供应链朝着持续稳定的方向发展。

3.2  区块链对智慧供应链上下游企业协同合作和溯源场景的应用优势

供应链的区块链系统需核心企业的上下游多方共同参与，任意一方的缺失都会导致整个商品生命周期的缺失。在区块链系统的帮助下，供应链上下游企业之间将会更为积极地进行协同合作，充分保障产品与服务质量，提高流通效率，建立公开、透明、和谐的生态系统，珠宝、钻石等高价值商品欺诈事件将会明显减少。

基于区块链技术的溯源场景是智慧供应链的一个细分行业，包括食品溯源、药物溯源、器件溯源等场景，它们共同的诉求就是希望业务过程中产生的数据对各方透明、容易被追溯、数据真实可信、产品安全可靠。而业务数据是否真实无法单独通过区块链技术来解决，参与方写入数据是否和现实数据一致目前主要靠管理手段来规范，迫切需要物联网技术保证数据来源的可靠性。这些溯源场景的应用优势势必会带动整个供应链体系的快速发展，从而提高业务流整体效率。

4  区块链技术在智慧供应链中的场景创新应用

从业务角度讲，区块链技术可以解决智慧供应链和溯源场景的两大问题，一是提高业务参与方的造假成本;二是在出现商品事故后可以提高定位和召回效率。华为公司内部有不少部门也处在供应链业务生态的一方，他们既是上游核心企业、也是下游供应商和生产商，每年有大量的人力和物力投入在供应链交互的场景中，所以公司内部也在积极探索基于区块链技术的智慧供应链创新应用。笔者有幸在校企合作项目中到该公司进行学习和了解，根据自己所学专业结合公司的供应链生态结构进行了案例分析，探索了三个业务场景的区块链整合供应链管理模式[6]。

4.1  基于华为云区块链服务BCS构建的商品溯源业务应用

如图1是一个基于华为云区块链服务BCS构建的商品溯源业务场景图，该系统是一个典型的联盟链，参与方包括生产方、加工企业、运输企业、销售公司和监管单位，该系统的构建利用了BCS基于租户模型的联盟链构建能力，各方作为独立的云租户，对应的数据、资源和网络相互隔离、互不可见。共识机制采用了高可用的拜占庭共识算法，智能合约规定了商品的生产、加工、运输、销售整个生命周期的状态变化，通过判断各方每次交易所带来的数字签名，保证商品的狀态更新都需要对应的角色完成，从而维护了联盟方对数据操作更改的权利。该解决方案通过各参与方维护商品生产周期中和自身业务相关的数据，从而完善了商品从生产到销售过程监控和跟踪。后续通过定制化增加海关和港口联盟方，并适用于涉及进出口的物流场景，供应链系统能力通过增加积分模块还可以解决物流中资金流的管理和维护，进一步提高物流系统效率和供应链周转效能。

4.2  基于华为云区块链服务的物流运输区块链创新应用

基于华为云区块链服务的物流运输区块链创新应用，有赖于成熟智慧供应链的上下游完整配套系统。华为本身是制造大厂，有大量的设备如基站和服务器需要通过物流发送给客户，物流过程参与方众多，流程如图2所示，各参与方分别使用不同的信息和物流管理软件，存在以下几方面的困难和挑战：承运商签收不实时，签收单返回周期长导致结算周期长;收货地址变更管理不佳;客户签单后投诉未收到货;没有有效防丢失手段;签收单大部分为纸质单据，不便于管理;多层转包的情况下，物流过程不能做到实时化和可视化。

区块链物流解决方案流程，如图3所示，具体流程包括：

（1）将各业务参与方，包括制造商、物流承运商、干线运输商、末端派送商、客户组成一个联盟，利用区块链平台，整合智慧供应链资源，以适当手段激励各个节点进行数据记录。业务发生时数据多方同时确认并提供不可篡改的记录。

（2）运用区块链技术，定义各方所需上传区块链的信息，承运单号绑定货物信息，并依次与下游或下级合作商指定要通过区块链共享的信息。

（3）分包商的单号绑定，以承运单号串起货物的整个供应链过程，整体打通华为、承运商、干线运输商、区域配送中心（RDC）、末端派送等各参与方孤立的信息系统，各参与方流转信息及时上传区块链。开发供各参与方使用的应用程序（如APP或小程序），参与方分配账号，通过登录账号扫描单号转移与接收，确认货物的当前责任承担方。并通过账号授权管理，只有指定账户才能发起地址变更，从而实现客户地址变更管理。账户通过应用程序确认接收，等同于该账户所有人签字接收，账号所有人可通过账号授权他人代签。

（4）物流过程中各方追溯信息追踪记录存储在区块链上，实现及时货到付款（PoD），区块链上信息真实有效、不可篡改，便于精准追溯与责任界定，防止货物无故丢失。

（5）调用后台管理系统，强化供应链智能协同效应，Web端可视化展示物流全过程，实现全面电子化管理，纸质单据作为参考。

（6）实现物流过程中承运商、干线运输商、末端派送各级分包商等各参与方的客户身份识别及管理，可对其进行相应的评级与打分。

（7）区块链加密算法和授权访问机制，让数据安全性和隐私性俱佳。

4.3  基于华为云BCS和SAP BaaS的展览设备临时海关进出口区块链创新应用

华为BCS和SAP BaaS合作，开发展览设备临时海关进出口（ATA Carnet）区块链管理创新项目，如图4所示。展览设备临时海关进出口是世界海关组织为暂准进口货物而专门创设的。中国海关通常免税复进口期限为6个月，要求货物原状原样原箱复进口，与出口时完全一致。每年需要到全球各大展区进行设备展览，需要将设备从国内发送到各国展区，物流和运输涉及到众多参与方，同时需要进行临时海关报关和合规性检查，目前物流信息系统为各方独立拥有，无法有效全程跟踪和管理，迫切需要提高和改善整个物流和海关合规申报流程。

临时展品进出口流程涉及多国海关，华为云BCS和SAP BaaS计划合作基于双方区块链平台开发构建可信共享、全程可跟踪的区块链跨洋物流管理创新项目，如图4所示，将ATA单据、物流过程、处理流程、货物状态都记录到带时间戳不可篡改的共享账本中，各参与方尤其是海关可直接检查和跟踪临时展品进出口实时状况，这将极大改善跨国物流和海关合规申报流程，对整个流程实时追踪，提高效率。

5  结束语

智慧供应链和物流参与方众多、没有强中心化组织、流程复杂，这些特点在传统的中心化结构中存在过程不透明、难以追踪、管理困难等问题，而区块链的多方共享、不可篡改账本，多方共识，全程可追踪等特点刚好适合智慧供应链和物流行业。区块链技术的渗透和优化，实现了智慧供应链物料可溯源，保障产品质量;减少假冒伪劣商品及灰色交易;实现了外包合同制造可视化，提高其规范性;降低了验证、审计等环节带来的人工成本;提高了智慧供应链的透明度，助力企业品牌建立;降低了供应链管控风险，规避大量公关危机事件;加强了供应链上下游企业之间的合作关系，构建了良性物流生态圈。未来已来，将至已至，基于区块链技术的智慧供应链创新发展必将走向更高台阶，以适应快速发展的科技社会。

参考文献：

[1] 段迎君. 新时期供应链创新：以区块链为核心技术支撑的泛智慧供应链全息生态圈建设构想[J]. 经济师，2019（8）：11-13，15.

[2] 黄成成，叶春森，王雪轩，等. 智慧供应链体系构建研究[J]. 价值工程，2018，37（23）：121-123.

[3] 余建海. 基于区块链技术的冷链物流供应链管理破壁研究[J]. 物流科技，2019，42（6）：149-151，156.

[4] 刘海珍，杨明祥. 基于现代智慧供应链创新模式的物资计划管理[J]. 中国信息化，2021（2）：48-49.

[5] 秦明. 区块链技术在供应链物流中的应用探讨[J]. 价格月刊，2019（12）：64-69.

[6] 李亚婷，王霄. 京东智慧供应链发展探究[J]. 河北企业，2018（5）：85-86.