“区块链+供应链”研究现状与热点分析

阿布都热合曼·卡的尔 申炳豪 陈茜

摘 要：以2016—2020年Web of Science核心合集数据库收录的454篇文献为样本，运用科学知识图谱CiteSpace软件，绘制出“区块链+供应链”研究领域的作者合作网络、关键词共现和聚类网络、突现关键词，探究该领域的研究现状、热点及发展趋势，旨在为“区块链+供应链”领域的深入研究提供有益的指导和参考。

关键词：区块链;供应链;CiteSpace;研究现状;研究热点

中图分类号：F274;F832  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）04-0072-07

区块链源于比特币，本质上是利用计算机程序记录所有网络节点交易信息的分布式账本，是一种基于分布式数据存储、密码学、博弈论、算法、网络协议等技术的创新型价值网络，具有防篡改、可追溯、去中心化、匿名性等特征[1]。基于区块链的特征，学者对供应链管理领域进行研究[2]，比如：区块链防篡改的特点，有利于供应链的防伪溯源[3];区块链各节点信息的完全一致性，可以有效地削弱供应链的“牛鞭效应”[4];区块链网络节点信息的自动更新，有利于提高供應链效率和信息的流动性[5];区块链分散式分布系统，可解决供应链的信任危机[6]。

1 研究数据与方法

1.1 研究数据

本文数据来源于Web of Science（WoS）数据库核心合集中的引文索引和化学索引，数据库最新更新日期为2020年7月21日（以下均是）。检索式为：主题=“blockchain”and“supply chain”，文献类型=“Article or Proceedings Paper or Review”，语种=“English”，时间跨度为所有年份（1980～2020年），结果获得454条数据，导出纯文本格式数据信息。

1.2 研究方法

本研究从科技论文角度，主要运用由陈超美[7]研究团队研发的文献计量软件CiteSpace5.6.R5对文献数据进行可视化研究。CiteSpace是应用Java语言开发的一款信息可视化工具，它主要是基于共被引分析理论和寻径网络算法等，对特定领域的文献进行计量，以探究出该学科领域演化的关键路径及其知识拐点，并通过一系列可视化图谱分析和预测学科演化的潜在动力机制和发展前沿[8]。本文主要运用Excel和CiteSpace5.6.R5软件，系统地分析“区块链+供应链”领域的作者合作网络、关键词共现网络、关键词聚类、突现关键词和文献共被引图谱网络，以探究该领域的研究现状、热点演化的关键路径和知识拐点，以更好地预测未来的发展前景。

2 基于WoS的“区块链+供应链”网络图谱分析

2.1 年度发文量分析

如图1所示，从整体上看，“区块链+供应链”领域的年发文量逐年增加，并且呈指数增长趋势（y =1.4595e1.0859x，R2=0.8116）。按发文量的增长情况可以看出，2016-2017年的发文量很少且增长速度较为缓慢，说明学者对“区块链+供应链”领域的关注度较低，研究尚处于萌芽状态;2017—2018年该领域的发文量逐渐增加，且增长速度有所提高;虽然2020年文献数据不完整，但从整体看，2018年以后，“区块链+供应链”领域的发文量快速增长且增速较快，表明更多的学者开始广泛关注该领域，处于快速发展时期且呈现持续增长态势。

2.2 作者合作网络分析

将454条文献数据导入CiteSpace软件中，自动去重后仍得到454条数据，其中，由于有24篇文献数据的年份缺失，CiteSpace软件自动将其归为1900年，故1900年的有24篇，2016年的有2篇，2017年的有17篇，2018年的有81篇，2019年的有217篇，2020年的有113篇。时间跨度设置为2016-2020年，时间切片设置为1年，节点类型选择Author，其他条件参数默认，运行后得到430条数据的相关信息（由于CiteSpace软件自动排除年份缺失的24篇文献数据，所以实际分析的文献数据只有430篇），如图2所示。作者合作网络共有145个节点，100条连线，其中，节点的大小代表发文的数量，发文量最多的是Tsan-Ming Choi（7篇），其次是Angappa Gunasekaran（5篇）、Remko Van Hoek（4篇）和Samuel Fosso Wamba（4篇）等，这些作者构成了“区块链+供应链”研究领域的核心作者及核心研究团队，他们在该研究领域具有较强的影响力。根据普赖斯定律的计算公式：M=0.749×（Nmax）（Nmax指高产作者的发文数量）[9]，得出文献样本中高产作者的阈值为1.982，因此，“区块链+供应链”研究中发文量大于等于2的作者即视为高产作者。经统计发现，高产作者的总发文量为127篇，占比约58.26%，表明作者之间的科研合作关系较强。

2.3 研究热点分析

研究热点是在某一具体时间段内一组数量相对较多的、有内在联系的论文集中探讨的科学问题，鉴于关键词承载着文献最主要、最核心的信息，是对文献主题的高度概括。为了探究“区块链+供应链”领域研究热点的演变过程，运用CiteSpace对430篇文献数据进行关键词共现分析。时间跨度设置为2016-2020年，时间切片为1年，节点类型选择关键词Keyword，提取每个时间切片中出现频数最多的前40个关键词，网络裁剪选择“Pruning sliced networks”和“Minimum Spanning Tree”，其他条件参数默认，最终得到“区块链+供应链”研究领域的关键词突现网络图谱，如图3所示（仅显示并截取图的核心部分），并选取频次大于或等于14的高频关键词如表1所示。其中，关键词共现网络中包括74个网络节点，120条连线，节点表示出现的频次，节点的大小代表内容的学术贡献度，节点越大表明该节点的词频越高、学术贡献度越大。由图3可看出，关键词“区块链（blockchain）”和“供应链（supply chain）”出现的频次最高，分别为283次和123次。

由图3和表1可分析“区块链+供应链”领域的研究热点：国外研究侧重于“区块链+供应链”的理论技术研究，尤其是“智能合约（smart contract）”“分布式分类账本技术（distributed ledger technology）”“以太坊（ethereum）”“比特币（bitcoin）”等，基于此，学者探索设计出供应链管理体系架构，因此对关键词“框架（framework）”“系统（system）”“模型（model）”“设计（design）”等有所关注。学者发现供应链管理中存在追溯性差、信息不对称、信任危机等问题，因此在供应链领域更加关注对“可追溯性（traceability）”“安全（security）”“information（信息）”“信任（trust）”“绩效（performance）”等关键词的研究。此外，随着信息时代的迅速发展，学者尝试将区块链与物联网、大数据、数据挖掘等技术进行创新融合，所以对“internet（互联网）”“大数据（big data）”“internet of thing（物联网）”等有所关注，并考虑将其应用在“物流（logistics）”“食品供应链（food supply chain）”等供应链体系中。但是，目前区块链技术尚处于萌发发展状态，在实际供应链应用中依然存在挑战，因此学者们还关注了“挑战（challenge）”“未来（future）”“影响（impact）”等话题。

为了更加清晰地展示“区块链+供应链”研究热点的演变趋势，绘制出关键词聚类的时间线视图（Timeline），如图4所示。其中，横轴代表关键词出现的年份，纵轴代表聚类编号及名称，聚类的模块值Q（modularity）为0.5436，大于0.3，表明聚类内部结构联系紧密，网络社团结构是显著的;平均轮廓值S（Mean Silhouette）为0.7154，大于0.5，表明聚类结果是合理的[11，12]。关键词共划分7个聚类，分别为#0 traceability（可追溯性）、#1 internet of thing（物联网）、#2 blockchain technology（区块链技术）、#3 agriculture supply chain（农业供应链）、#4 bitcoin（比特币）、#5 cause-effect grey relational analysis（灰色关联度分析）、#6 value chain（价值链）。

第一大聚类（#0 traceability）主要聚焦于供应链的可追溯性研究。供应链具有环节繁杂、信息多源异构、风险因素多等特点，在产品生产、加工、储存、运输、销售等环节中存在信息不透明、工艺操作不规范、管理理念落后等问题，引起学者们对供应链可追溯性研究的广泛关注。比如：Leng K J等运用以太坊架构创建区块链智能合约模型管理供应链各环节产品的数据，实现产品信息防伪追溯[10];Kim H M等运用智能合约技术和以太坊平台对供应链本体的知识来源、可追溯性和食品来源方面进行区块链设计[11];Chen R Y提出T-S模糊认知图神经网络的可追溯链算法，用来优化区块链的可追溯性及决策实验，为大型数据交易提供参考价值[12]。

第二大聚类（#1 internet of things）主要聚焦于物联网技术的研究。随着信息技术的迅猛发展，物联网技术已经被人们熟练掌握，RFID射频识别技术、无线传感网络、信息系统等技术被广泛应用在供应链管理活动中。但是，仅仅依托物联网技术并不能很好地解决供应链管理中存在的信息不对称、信任缺失、信息泄露等问题，所以Ana R[13]、Alfonso P[14]等学者尝探究区块链与物联网技术结合创新的可能性。基于理论技术创新的基础上，Tian F探究区块链和物联网技术在食品供应链可追溯系统中的应用[15];Kamalendu P等提出一种基于区块链架构的物联网应用程序，通过分布式数据库管理服装行业各个供应链成员之间的网络交易行为[16];Nejc R等将区块链和物联网技术集成在物流供应链平台中，区块链技术用于各网络节点签订协议和验证交易活动信息，物联网技术用于各节点间的通信，提高物流运作效率，保证物流信息及交易信息的质量安全[17]。

聚类三（#2 blockchain technology）和聚类五（#4 bitcoin）的含义基本相同，分别聚焦于区块链技术和比特币的研究。比特币是一种流行的加密货币，可以记录所有分布式分类账本中的所有交易，而区块链源于比特币，作为比特币的底层支撑技术，强调去中心化、共识机制、不可篡改等特性，具有革新应用程序和重新定义数字经济的潜力，尤其是在银行等供应链金融体系中[18];Ye G等探究区块链在银行商业体系中的应用，认为区块链技术可以优化和改进银行的信息系统、交易支付系统和监管系统[19];Kristoffer F等认为区块链技术随着比特币加密货币的发展而普及，本质上是一个开源的、分散的、分布式储存的数据库，并将统一的技术接受使用理论（UTAUT）和技术创新使用理论作为供应链可追溯性的基础框架，开发了新的供应链概念模型[20];Ittay E探讨了区块链如何弥合加密货币与金融科技在吞吐量、安全隐私等方面的差距以及面临的挑战[21]。

第四大聚類（#3 agriculture supply chain）聚焦于农业供应链的研究。农业供应链是一个复杂的生态系统，在全球化时代，与食品安全和污染风险有关的问题越来越多，人们也更加注重农业以及农产品供应链的质量安全，区块链作为一种创新型技术，可以有效追溯农业供应链的各个环节，管理农业供应链的土地使用情况、农业机械设备、种植环境、金融交易等信息，以提供有关农产品可靠可信的数据信息，改善农业供应链的绩效，实现农业可持续发展。Kamble S S运用解释性结构建模和决策实验与评价实验室的组合方法，分析农业供应链成员运用区块链技术的主要原因[22];Tian F基于HACCP、区块链和物联网技术为农产品供应链成员提供一个公开透明、安全可靠的信息可追溯平台[23];Giovanni M等系统地分析了区块链技术在农产品供应链可追溯管理中应用的可能性以及面临的挑战[24];Zhao G Q等运用系统的文献网络分析区块链技术在农产品可追溯性、信息安全、制造和水资源可持续等价值链管理中的应用[25]。

第六大聚類（#5 cause-effect grey relational analysis）和第七大聚类（#6 value chain）聚焦于灰色关联度分析和价值链的研究。Hong Huo等运用灰色关联度分析方法，对影响供应链利润分配的因素进行统计分析，实例测试该方法可有效协调供应链利润分配，提高供应链绩效[26];Guido P[27]等认为将区块链技术应用在物流供应链体系中可以降低物流成本、优化运营、实现精益物流;Mehdi B[28]、Xiao Y[29]等探究区块链技术在医学的临床研究、疫苗研发、电子病历等方面发挥着重要的作用。

2.4 研究前沿分析

为进一步探究“区块链+供应链”领域研究热点的演变过程，利用CiteSpace软件中的突变词分析方法（Burstiness）对关键词进行突现分析，结合关键词的中介中心性和突现值来判断学科前沿及转向[30]。Burstiness的设置条件为γ=0.5，Minimum Duration=1，最终检测到25个突现词，如表3所示，其中红条代表突变时间段，对应表格中的起始年和截至年部分，蓝条代表其余年份。

由表3可看出，突变强度排在前十位的关键词分别为“rfid”（射频识别技术）、“blockchain”（区块链）、“industry 4.0”（工业4.0）、“Ethereum”（以太坊）、“knowledge”（知识）、“distributed ledger”（分布式账本）、“cryptocurrency”（加密货币）、“hyperledger fabric”（超级账本）、“quality”（质量）和“food safety”（食品安全）。其中，突变强度最高的关键词是“rfid”（射频识别技术）和“blockchain”（区块链），分别为3.36和3.1229，原因是，随着区块链概念的日益普及，研究学者越来越关注区块链技术改进发展。2017年，关键词“blockchain”和“supply chain”都发生了突变，而且两个关键词的中介中心性都大于0.1，进一步表明“区块链+供应链”成为一种新的研究热潮。之后，研究学者又尝试将RFID射频识别技术与区块链技术相结合进行技术创新，以更好地管理供应链各节点上的数据信息，保障供应链产品的质量安全与可追溯性。与区块链含义相近的关键词还有“ethereum（以太坊）”“distributed ledger（分布式账本）”“hyperledger fabric（超级账本）”“distributed system（分布式系统）”“decentralization（去中心化）”。

3 结论与展望

3.1 结论

本文基于CiteSpace软件，运用文献计量学和知识图谱研究方法，对Web of Science数据库核心合集收录的454篇主题为“区块链+供应链”的文献数据进行作者合作网络分析、关键词共现分析、关键词突现分析和文献共被引分析，以探究该领域的发展路径与热点演进。研究结论如下：

（1）2016年以来，“区块链+供应链”领域受到学者的广泛关注，文献数量呈指数型增长。Choi Tsan-Ming、Gunasekaran Angappa、van Hoek Remko、Wamba Samuel Fosso等学者做出了重要贡献，但是，目前该研究领域的合作网络较为稀疏，不同学者之间联系少，合作关系较弱。

（2）“区块链+供应链”研究领域的热点主要是基于理论技术框架，运用区块链的分布式分类账本技术、智能合约等管理供应链活动，同时还与人工智能、物联网、数据挖掘等技术进行创新结合，提高供应链的透明度、可追溯性、绩效指数和质量安全等。

（3）通过分析关键词中介中心性和突现强度发现，在工业4.0时代背景下，RFID射频识别技术与区块链技术的创新结合是供应链领域的研究前沿。

3.2 展望

结合“区块链+供应链”研究领域的进展与前沿，未来可从以下几个方面进行探究。

（1）基础理论的深入探究。区块链作为一种基于分布式数据存储、密码学、博弈论、算法、网络协议等技术的创新型价值网络，涉及数学、密码学、信息学、经济学等基础理论和方法，因此，需要对区块链的分布式算法、加解密算法、安全隐私、链上链下协同管理机制等底层技术理论进行重点研究，形成科学的区块链理论体系，为区块链发展奠定坚实的理论基础。

（2）技术的突破创新。要抓住科技创新发展的浪潮，加快对区块链共识机制算法、安全与隐私保护、智能合约等关键技术的突破创新，同时，实现区块链与大数据、数据挖掘技术、机器学习、云计算等技术的创新结合，实现数字化、智能化供应链，为供应链的可持续发展提供更加坚硬的技术支撑。

（3）应用领域的拓展。区块链作为一种底层技术支撑，鉴于它去中心化、分布式账本、防篡改、可追溯等特性，可以进行供应链重点领域的应用创新和试用推广研究，比如金融、商品溯源、物流、智能制造、分布式应用等领域的探究，实现生态化供应链。但是，在研究过程中要根据实际业务的需求进行专业化和差异化探究，避免概念化、盲目化、泛滥化。

参考文献：

〔1〕蔡晓晴，邓尧，张亮，等.区块链原理及其核心技术[J].计算机学报，2019，42（42）：1-51.

〔2〕贾晓阳.区块链和大数据发展下的供应链管理研究[J].商业经济研究，2020，39（10）：49-51.

〔3〕李萍.区块链视角下我国生鲜农产品流通安全研究[J].商业经济研究，2020，39（10）：146-149.

〔4〕符莹，张永帅，秦浩，等.区块链技术在供应链“牛鞭效应”弱化中的应用——基于信息不对称的视角[J].全国流通经济，2019，34（06）：15-16.

〔5〕譚征.区块链视角下物流供应链重构研究[J].商业经济研究，2019，38（05）：83-86.

〔6〕刘洋，邱玲.区块链技术下跨境电商“信任”鸿沟问题的解决机制[J].商业经济研究，2020，39（07）：150-153.

〔7〕CHEN C M. CiteSpace II： Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J]. Journal of the American Society for Information Science and Technology，2006，57（03）：359-377.

〔8〕陈悦，陈超美，刘则渊，等.CiteSpace知识图谱的方法论功能[J].科学学研究，2015，33（02）：242-253.

〔9〕PRICE D J， DE S. Little science， big science[M]. New York： Columbia University Press， 1963.

〔10〕LENG K J， YA B， JING L B， et al. Research on agricultural supply chain system with double chain architecture based on blockchain technology[J]. Future Generation Computer Systems，2018，86：641-649.

〔11〕KIM H M， MAREK L. Toward an ontology‐driven blockchain design for supply‐chain provenance[J]. Intelligent Systems in Accounting Finance and Management，2018，25（01）：18-27.

〔12〕CHEN R Y. A traceability chain algorithm for artificial neural networks using T–S fuzzy cognitive maps in blockchain[J]. Future Generation Computer Systems，2017，80：198-210.

〔13〕ANA R， CRISTIAN M， CHEN J， et al. On blockchain and its integration with IoT. Challenges and opportunities[J]. Future Generation Computer Systems，2018，88：173-190.

〔14〕ALFONSO P， NACHIKET T， GIOVANNI M， et al. Blockchain and IoT integration： A systematic survey[J]. Sensors，2018，18（08）：1-37.

〔15〕FENG T. An agri-food supply chain traceability system for China based on RFID & blockchain technology[C]//IEEE： International Conference on Service Systems and Service Management. New York： IEEE，2016：1-6.

〔16〕KAMALENDU P， ANSAR-Ul-HAQUE Y. Internet of Things and blockchain technology in apparel manufacturing supply chain data management[J]. Procedia Computer Science，2020，170：450-457.

〔17〕NEJC R， ROK V， MARKO C， et al. Distributed logistics platform based on Blockchain and IoT[J]. Procedia CIRP，2019，81：826-831.

〔18〕SARAH U. Blockchain beyond bitcoin[J]. Communications of The ACM，2016，59（11）：15-17.

〔19〕YE G， CHEN L. Blockchain application and outlook in the banking industry[J]. Financial Innovation，2016，2（01）：1-12.

〔20〕KRISTOFFER F， DAVID S. The supply chain has no clothes： Technology adoption of blockchain for supply chain transparency[J]. Logistics，2017，2（01）：1-13.

〔21〕ITTAY E. Blockchain technology： transforming libertarian cryptocurrency dreams to finance and banking realities[J]. IEEE Computer，2017，50（09）：38-49.

〔22〕SACHIN S K， ANGAPPA G， ROHIT S. Modeling the blockchain enabled traceability in agriculture supply chain[J]. International Journal of Information Management，2020，52：1-16.

〔23〕FENG T. A supply chain traceability system for food safety based on HACCP， blockchain & Internet of things[C]//IEEE： International Conference on Service Systems and Service Management. New York： IEEE，2017：1-6.

〔24〕GIOVANNI M， VITTORIO S. Blockchain and agricultural supply chains traceability： research trends and future challenges[J]. Procedia Manufacturing，2020，42：414-421.

〔25〕ZHAO G Q， LIU S F， CARMEN L， et al. Blockchain technology in agri-food value chain management： A synthesis of applications， challenges and future research directions[J]. Computers in Industry，2019，109：83-99.

〔26〕HONG H， YANG L. Research on profit allocation of supply chain based on grey relational analysis[C]//IEEE： Mobile Adhoc and Sensor Systems. Macau： IEEE，2009：1-4.

〔27〕GUIDO P， STEFANO M， MARIANGELA R. Blockchain in logistics and supply chain： A lean approach for designing real-world use cases[J]. IEEE Access，2018，6（01）：62018-62028.

〔28〕MEHDI B， PHILIPPE R. Blockchain technology for improving clinical research quality[J]. Trials，2017，18（01）：1-5.

〔29〕XIAO Y， WANG H J， JIN D W， et al. Healthcare data gateways： Found healthcare intelligence on blockchain with novel privacy risk control[J]. Journal of Medical Systems，2016，40（10）：1-8.

〔30〕王治國，葛宝山，宫建美，等.基于CiteSpace的国外商业模式创新研究可视化分析[J].技术经济，2020，39（02）：8-14.

〔31〕陈昱，田伟腾，马文博.国外城市群研究：轨迹、热点及趋势——基于CiteSpace V的文献可视化分析[J].预测，2020，39（01）：89-96.