区块链技术在制造业供应链管理中的应用研究初探

侯媛媛 方忆平

摘要：当前区块链技术与实体经济领域的融合应用已成为必然趋势。区块链技术的去中心化、可追溯、防篡改、安全可信等特性，将为制造业供应链变革带来新的发展机遇，特别是在与大数据、物联网、云计算、人工智能等技术的集成应用中，供应链管理的数字化、智能化将被极大推动。本文探讨了区块链技术在制造业供应链管理中的应用前景，在此基础上相应提出区块链技术赋能供应链的几点建议。

关键词：区块链；制造业；供应链管理

2019年10月，习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时指出，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用，要加快推动区块链技术和产业创新发展。2020年4月，国家发改委将区块链纳入国家新基建范畴，同时商务部等8个部门联合印发《关于进一步做好供应链创新与应用试点工作的通知》，明确“要加快区块链等新兴技术在供应链领域的集成应用”；工信部《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》强调，区块链与供应链管理、产品溯源、数据共享等实体经济领域的融合应用，是行业数字化转型和产业高质量发展的重要举措。中央的要求和国家一系列政策的出台，为推动区块链在制造业领域的应用指明了方向。

区块链技术最早诞生于次贷危机末期，由日裔美国人中本聪（Satoshi Nakamoto）于2008年在《比特币：一种点对点的电子现金系统》首次提出。从本质上看，区块链是分布式数据存储、点对点传输（P2P）、共识机制、非对称加密、智能合约等计算机技术的新型应用范式，存贮于其中的数据和信息具有不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。经过多年发展，区块链技术先后经历了作为加密数字货币基础支撑技术的1.0时代、以“智能合约（Smart Contract）”为代表的2.0时代和当今具有新应用潜力3.0时代。2.0时代后，区块链“脱虚向实”的特点日益显著，目前已拓展应用在供应链管理、产品溯源、数据流通、金融服务、快递物流等各个领域，为解决传统领域难点痛点问题提供了创新性解决思路。

当今大国博弈日益激烈，新冠疫情对制造业的影响持续深入、广泛，全球供应链面临重组、重构的新形势，而供应链安全稳定已成为我国构建国际国内双循环发展格局的重要基础。虽然我国制造业供应链正向高端攀升、核心竞争力持续增强，但整体上看仍处在初级阶段，供应链主导权、安全性、智能化、高效化等方面仍差距明显。且由于制造业供应链覆盖产品设计研发、原材料和零部件采购、生产制造、售后服务、维修保障等多个环节，涉及供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户等多类用户间的信息流、物流、资金流交互，链路冗长、信息透明度低、监管难度大、责任追溯难、决策效率不高等问题逐渐凸显，亟待突破与解决。

区块链的去中心化、点对点的网络架构，与供应链多主体参与、环节繁杂的网链结构具有良好的契合度，它的应用将为制造业供应链管理拓展新思路、开辟新空间、提升新能力。

（一）区块链在需求和采购管理中的应用

制造业供应链的传统需求管理模式仍较为粗放，在需求预测和汇总往往缺乏有效的數据验证手段，实践中较多依靠经验对需求进行适当放大。在需求逐级放大后，可能会导致库存呆滞积压或者缺件情况，增大库存成本和管理难度。区块链技术可以打通原材料供应商、零部件与分系统生产商、整装厂等主体间的信息通道，简化层级式的信息传递过程，使需求信息更为明确、透明，进而构建起精细化管理模式。在需求预计和汇总中，基于区块链技术的物资需求信息、仓储库存信息已相对明确，有利于制定出更加精准、合理的筹措分工方案、时间进度安排、物资调配计划。采购管理中，区块链的智能合约机制，可以帮助供应链上下游主体之间在没有第三方信任机构的介入下，建立起信任关系。根据事先约定好的交易内容，可以顺利完成制造商自主发布订单、供应链自主承接订单、订单自动执行等。

（二）区块链在协同制造中的应用

制造业产业链普遍存在制造链路长、技术要求高、资源占用多等特点，部分零部件、分系统的生产制造往往需要多个供应商协作。由于涉及到需求预测、生产计划、能力变更、营销策略、新产品开发、新技术部署、采购计划、运输仓储等诸多内容，传统供应链管理中不同主体间的交互信息零散分布于各环节内部，链上信息透明度低，因而产生了核心节点即“链主”的出现。受“链主”资源配置能力的限制，难以最大限度发挥供应链潜力，供应链整体效率将受到影响。

基于区块链技术可以搭建协同制造和资源共享平台，通过可信的、自动的订单驱动，将分散的制造力量聚合起来实现按需分配和并行制造，一方面有利于降低库存成本，另一方面将显著提升制造的敏捷程度。基于区块链的分布式架构，每一个主体既是信息提供者，又是信息使用者，基于事先确定的共识算法，各节点可以自动生成和更新数据；通过智能合约，可实现与任意节点之间的自动交易。在这种自组织模式下，交易不再需要经过特定的核心节点，缩短了信息链路，降低了信息传输周期，协同效率将显著提升。另外，智能合约支持根据应用场景灵活编程，可以较好地应对外部环境的影响和内部战略变革引起的动态性变化，使协同制造管理具有更强的可拓展性、敏捷性和柔性。

（三）区块链在全生命周期管理中的应用

制造业中每一个零部件均会经历从研制生产、仓储管理、交付使用、故障维修到退役报废等多个环节，作为主制造商在过程控制、质量管理、零件溯源等方面往往会耗费较大精力。在零部件仓储过程中，时常会发生登记不全、标签丢失导致的零部件不明，或者储存不规范导致的未使用先报废、使用寿命缩短等问题，这些劣质零部件若不能及时识别和定位出来，将直接影响到产品制造效率。在零部件使用过程中，由于信息流通不畅、信息更新不及时等原因，常存在分发调配不及时的情况，进而导致进度拖延。

区块链技术使供应链具有可追溯性，可以辅助实现对全生命周期的管理。一是区块链具有唯一标识性，为可追溯奠定了技术基础。每个区块头通过散列算法获得唯一的散列特征（哈希）值，在发生交易时，区块链通过加盖时间戳（TimeStamp）的方式保证了记录唯一。二是区块链具有防篡改性。由于每一条交易均会同步到所有节点中，若想篡改其中一条交易信息，需要修改链上后面所有区块块头的哈希值，这无疑是极大的工作量。区块链的共识机制和强关联的数据结构，保证了节点数据基本无法被篡改。三是基于区块链的历史交易信息不可撤销。由于区块链每个节点均拥有完整账本，数据一旦上链，将难以删除。采用集体验证和维护方式，将建立起不可变更、伪造和撤销的数据库，与射频识别（RFID）、对象识别符（OID）、电子结算和语音视频等物联网感知技术结合起来，可以快速、动态查询到零部件的所在位置、保存情况等，形成零部件出厂、入库、分发、调配等环节的全链条完整信息链，形成覆盖多主体的追溯链，监管部门可以通过设定较高的访问权限，实现对业务的全生命周期监管，这将有利于查清问题和明晰责任。

（四）区块链在工业数据采集和使用中的应用

目前制造业供应链管理存在信息孤岛的问题，随着供应链规模日益扩大、结构日趋繁杂，信息传递延迟、信息传递不准确的情况也在增加；部分供应商基于商业保密、隐私保护和信息安全的考虑，不愿意暴露所有的供应渠道，不愿意与他人共享信息。使用者对信息的分辨能力不足，使提供虚假信息的主体更能获得额外回报，即出现“柠檬市场”，链上信息完整性和真实性受到极大影响。

使用区块链技术，信息可以直接、实时地反馈给各主体，使各主体快速全面了解信息流、物流、资金流，便于更好地协调目标。同时区块链加密解密授权、零知识证明机制，有效缓解了数据隐私和共享价值间存在的矛盾，保障了信息提供者的权益，在一定程度上缓解了数据共享的后顾之忧。数据采集时，区块链系统为每个终端设备分配一个身份地址，保证终端设备的唯一性数据，防止设备的随意接入和恶意替换；数据生成后，区块链系统会对数据进行加密处理和打包签名，进而实现对数据来源的管控、异常数据的定位；数据使用时，通过对等网络，实现节点间的直接信息传输和互动。除此之外，区块链技术为确保数据的安全可信也提供了途径：通过非对称加密算法、角色权限设定，将访问范围限定在合理范围内；采用分布式的网络架构，减少核心节点故障或受攻击时带来的损失；节点间信息传递采用中继转发方式，可抵挡一般网络窃听方式的攻击；当少数节点被攻击时，区块链的验证功能可帮助快速定位入侵的节点位置，并通过隔离或恢复手段来维持供应链的健壮性。

当前，区块链技术的研发与应用尚处于发展阶段，与供应链的结合仍面临着一些挑战，推广应用仍需一个渐进过程，为此提出如下建议。

（一）加快区块链关键技术研发与突破

明确主攻方向，着力增强智能合約、共识机制、加密算法等关键核心能力，提升区块链在系统吞吐量、信息安全防护、隐私保护等方面的技术成熟度，推动区块链与大数据、物联网、云计算、人工智能等新技术的融合应用，解决节点规模、性能、容错性三者之间的平衡难题。形成协同攻关机制，联合重点企业、科研院所、高校和应用单位，加强关键技术突破，建立健全区块链相关标准规范。

（二）推动区块链在供应链管理的试点示范应用

选择具有典型示范意义的骨干单位进行先行先试，明晰区块链赋能供应链管理的适用场景，结合区块链的优势，根据不同的行业和应用场景，细化区块链在具体业务流程中应用的真实需求，选择区块链应用的合理模式和策略，如明确信息共享范围、制定适合的供应链分片策略、确定各节点的数据存储需求等。试点示范后形成可复制、可推广的经验，在更广范围内复用推广，形成点面结合的综合示范效应。

（三）建立基于区块链的供应链管理和安全监管机制

加强区块链技术支撑下的供应链管理机制设计，包括供应链各参与方的激励机制和价值共享机制，以及管理监控和责任追溯相关规则的设计等，为区块链与供应链管理的融合奠定基础。同时加强对区块链安全风险的研究和分析，建立适应区块链技术机制的安全保障体系，探索构建安全监管手段。

（四）发挥区块链技术在推进供应链现代化中的作用

通过区块链技术进一步提升供应链现代化水平，实现供应链结构和流程优化，为专精特新“小巨人”等潜力或者优势企业进入关键制造业供应链提供机会。基于区块链技术构建资源共享机制，推进产业基础高级化。以替代卡脖子技术为导向，充分发挥区块链技术在提升产业链供应链现代化水平的作用，并围绕产业链部署创新链，推动实现科技创新与产业创新的有效衔接。

参考文献：

[1]丁锦城，吴清烈，张建军.典型供应链场景下区块链应用研究现状与发展展望[J].科技与经济，2020，33（1）：6-10.

[2]田阳，陈智罡，宋新霞，等.区块链在供应链管理中的应用综述[J].计算机工程与应用，2021（7）：1-19.

[3]李勇建，陈婷.区块链赋能供应链：挑战、实施路径与展望[J].南开管理评论，2021（5）：1-21.

（作者简介：侯媛媛，国家国防科技工业局信息中心，研究方向为科技创新研究；方忆平，国家国防科技工业局信息中心，研究方向为军事学研究）