基于區塊鏈建立交互式供應鏈質量信息平臺
——產品質量追溯方案探索

曹 峰 葉 翀

（福州大學 經濟與管理學院，福建 福州 350116）

1 研究現狀

近年來，區塊鏈作為比特幣的一大重要概念和基本架構受到追捧。作為一種分布式數據儲存、點對點傳輸的鏈式結構賬本，區塊鏈根據時間順序利用分布式節點共識算法對數據進行實時更新，其本質上是一個存儲大量數據的去中心化的密碼本，而區塊鏈去中心化的特點更加符合當前結構復雜、數量眾多的供應鏈結構。

當前眾多國內外專家學者對新興的區塊鏈技術進行研究，其中包括比特幣的創始人中本聰于2008年提出區塊鏈的概念。2014年，出現去中心化區塊鏈數據庫的概念。2016年中本聰提出“創世區塊”等。與此同時，國內眾多學者對區塊鏈應用展開了研究，如張寧等人探索區塊鏈技術在能源互聯網中的應用，趙延紅和許濤等人探索區塊鏈技術在醫療和教育領域的應用，趙豐等人探索利用區塊鏈技術保護數字版權，王妙娟討論區塊鏈技術在物流領域應用的可能性，等等。

區塊鏈作為去中心化的數據庫賬本得到了廣泛的應用。在藝術領域，區塊鏈技術被用于維護藝術家的著作權益和發行作品；在法學領域，區塊鏈技術逐步淘汰了傳統的公證方式，保護人們的知識產權和著作權；在金融領域，區塊鏈技術正在逐步推動數字貨幣和數字資產的發展；在保險業，區塊鏈技術被應用于保險風險監督。目前，產品質量監管領域已經出現了區塊鏈的應用，沃爾瑪、京東、IBM與清華大學四方合作共同建立了中國首個安全食品區塊鏈溯源聯盟，提供全供應鏈實施追溯服務，保護消費者權益，提高食品質量，推動食品質量問責機制和信息透明體系的建立完善。

2 區塊鏈

2.1 區塊鏈技術發展歷程

區塊鏈作為基于互聯網的去中心化分布式數據庫在2008年由日本學者中本聰首先提出并應用于比特幣，為比特幣的穩定發展提供了可靠的保障。2014年出現“區塊鏈2.0”這一概念，即由傳統的數字貨幣發展為數字貨幣與智能合約，這一發展更好地保障了用戶的隱私安全。2016年，IBM建立區塊鏈創新研究中心對區塊鏈技術的應用進行研究。2016年，中本聰提出了“創世區塊”的概念。同年，我國數字貨幣聯盟正式籌建。

在未來，各產業都可能會將區塊鏈技術作為支撐，發揮數據的核心資源作用，與AI共同支撐起人類的智能數據時代。

2.2 區塊鏈技術原理

區塊鏈技術是比特幣等加密數字貨幣的核心支撐技術和基礎架構，可為數字貨幣的發展提供可靠的安全保障，是由根據時間順序記錄實時信息的眾多區塊連接形成的去中心化數據庫。單個區塊包括三組主要數據：第一組數據是前一區塊的交易數據，主要用于區塊間的連接；第二組數據主要用于計算該時間區塊工作量的難度和該區塊的產生時間；第三組數據主要用于計算該時間區塊產生的主要交易數據，并通過哈希算法計算形成哈希值。這三組數據體現了單個區塊生成的主要步驟為發生交易、交易認證（包括難度和時間認證）、記錄交易數據，最終數據通過檢驗、加密等步驟儲存在時間節點中。這也解釋了中本聰在“創世區塊”中對英國財務大臣考慮實施銀行緊急援助這一事件進行永久保存的過程。區塊鏈正是通過這些單一區塊連接形成完整的數據記錄，如圖1所示。

圖1 單一區塊結構

3 供應鏈信息平臺

3.1 供應鏈發展研究

供應鏈的概念是由美國學者波特于二十世紀八十年代提出的，他將企業中產品從生產到到達用戶手中的全過程看作企業價值活動。1996年James Womack在《精益思想》一書中將波特的價值鏈概念擴展為價值流概念。同年，Reiter提出了供應鏈的理念，即供應鏈是實體網絡，商品通過網絡到達用戶手中。哈里森將供應鏈看作產品由原料轉化為成品銷售給客戶的功能網鏈，馬士華教授則強調供應鏈企業的戰略聯盟關系。

如今隨著信息技術的發展，人們對于供應鏈的認識已經由傳統的單一鏈式結構轉變為網狀供應鏈復雜結構。供應鏈強調企業內部的資源整合和全供應鏈內不同企業之間的資源整合，通過全供應鏈的一體化運作實現上下游企業的協同發展和提高生產管理效率。供應鏈內部不同企業之間必須協同運作，這就要求全供應鏈各企業之間必須有充分的信任和信息傳遞暢通性，企業通過彼此之間的緊密合作實現互惠共贏。

3.2 供應鏈信息平臺發展

在傳統的供應鏈信息傳輸系統中存在信息交互障礙、信息不透明、信息真實性低等現象，而供應鏈企業的信息溝通障礙必然會導致彼此之間的信任度降低，不僅會降低生產效率、增加生產成本，而且供應鏈信息的可靠性不足還會導致信用評估機構無法準確評估企業的金融風險，影響供應鏈企業的長遠發展。

由于供應鏈結構的復雜性，一旦供應鏈產品出現質量問題，顧客對于產品質量問題無法及時有效解決，造成用戶問責和維權成本高、顧客的滿意度降低，影響整個供應鏈企業的發展。供應鏈信息平臺的存在是為了加強供應鏈企業之間的信息交流，加快信息傳遞速度，促進供應鏈企業的協同發展和合作共贏。

當前國內對于供應鏈信息平臺的研究主要有基于面向服務的架構思想（SOA）建立信息共享平臺，基于ICT構建供應鏈信息平臺，基于Web Service建立供應鏈信息平臺等。供應鏈信息平臺的存在密切了供應鏈企業之間的聯系和信息交流，但是隨著信息技術和電子商務的迅速發展，傳統供應鏈信息滯后和可靠性低等弊端逐漸暴露。從產品質量的角度看，傳統的供應鏈信息平臺無法滿足顧客和企業的需要，因此構建以區塊鏈為核心的供應鏈信息共享平臺成為可能。

4 以區塊鏈為核心的供應鏈質量信息平臺

4.1 區塊鏈質量信息平臺主體

本文設想的搭建以區塊鏈為中心的供應鏈信息共享平臺中的主體共分為四部分。第一大主體是供應鏈聯盟，包括供應商、制造商、批發商和零售商等供應鏈中各個上下游企業，這部分主體是供應鏈質量信息的主要提供者，也是供應鏈平臺的主要使用者。供應鏈中的各企業在進行生產活動時通過區塊鏈技術及時準確地儲存并傳遞該環節的質量信息，各企業通過區塊鏈信息共享平臺中的半開放式信息鏈及時獲得上游企業的產品質量信息，保證高質量產品繼續向供應鏈下游流動。除此之外，供應鏈中負責各環節的企業擁有私有鏈權限，產品在流經該環節時產品質量信息不僅會傳輸到半開放式信息鏈，企業還可以通過私有鏈查看企業內部各部門的生產管理質量，據此制定質量方針和質量目標提升企業產品質量。

第二大主體是消費者。他們主要可以獲得開放式質量信息平臺權限，用于維護自身權益和了解產品的質量狀況。消費者通過參與質量信息平臺的建設可以了解產品的質量狀況，維護自身權益，推動供應鏈產品質量信息透明化，同時供應鏈企業可以在消費者心中樹立起良好的企業形象，起到側面宣傳企業的作用。

第三大主體是政府質量監管部門。在當前的監管模式下，政府無法對供應鏈企業的生產流通全過程實施合理有效的監管，只能在出現產品質量事故時尋找特定的環節調查質量問題，這極大地影響了政府質量監管部門的行政效率，造成社會資源的浪費和企業生產成本的提高。政府監管部門參與供應鏈質量信息平臺的建設，可以在規范市場秩序的同時對供應鏈各企業實現透明化管理，提高質量監管部門的行政辦事效率。

第四大主體是質量認證機構和信用評估機構。傳統的質量評估大多以產品的質量高低作為評判標準，而當下供應鏈結構復雜且上下游企業魚龍混雜，難以準確評估企業的產品質量，因此區塊鏈的出現可以幫助質量認證機構在不同的供應鏈環境中準確評估企業的生產質量。其次，供應鏈企業之間的信息不暢通和信息可靠性不足會影響信用評估機構對企業經營風險的判斷。信用評估機構可以通過區塊鏈信息共享平臺準確獲取企業信息，同時將企業的產品質量作為評估參考標準之一，增強對企業信用和經營風險的正確認識，幫助供應鏈中的小型企業獲得長足的發展和樹立良好的企業形象。

4.2 區塊鏈質量信息平臺整體結構

在以區塊鏈為核心的供應鏈質量信息平臺中，將平臺結構大體劃分為連接層、核心層和基礎層三個層次。其中，連接層主要負責平臺參與主體之間的信息交互，核心層負責平臺信息的計算處理、權限設置和數據傳輸、基礎層負責基礎設施的正常運轉和維護。具體如圖2所示。

圖2 質量信息平臺結構

4.3 區塊鏈質量信息平臺類型

本文嘗試在統一的供應鏈質量信息平臺上使用三種不同的區塊鏈質量信息平臺類型，分別為企業私有質量信息鏈、半開放式質量信息鏈和開放式質量信息鏈，通過這三種質量信息鏈將企業、消費者、政府和質量認證與信用評估機構四大主體歸集在統一的供應鏈質量信息平臺上。

企業私有質量信息鏈。這是供應鏈質量信息平臺的一部分，在供應鏈質量信息平臺中的權限最高，參與主體最少，僅有供應鏈企業內部和認證評估機構可以獲得私有質量信息鏈的權限。完整的供應鏈質量信息平臺是由若干個企業私有質量信息鏈構成，但是企業私有質量信息鏈中的產品質量信息會傳輸到供應鏈質量信息平臺上，以此作為供應鏈上單體企業對產品質量負責的憑證。認證機構可以通過這一子區塊鏈及時掌握企業產品質量狀況和運行情況。

半開放式質量信息鏈在供應鏈質量信息平臺中的權限較低，參與主體較多，通常由供應鏈參與企業、政府、質量認證與信用評估機構獲得半開放式質量信息鏈的權限。半開放式質量信息鏈是供應鏈質量信息平臺的主體，該部分主要用于政府監管部門對企業產品質量的監管和認證機構對企業進行評估的依據。同時，該部分實現了供應鏈產品的質量信息透明化，便于上下游企業安排產品生產、提高產品質量，減少不必要的信任成本和資源浪費，加強供應鏈企業之間的信息交換和溝通交流。

開放式質量信息鏈在供應鏈質量信息平臺中的權限最低，參與主體最多。供應鏈企業、消費者、政府監管部門、認證評估機構都是這部分的參與主體。該部分主要用于消費者在遇到產品質量問題時及時維權，明確供應鏈企業之間的責任劃分，準確發現供應鏈出現質量問題的環節和企業。

在以區塊鏈為核心的供應鏈產品質量信息平臺建設中，通過三個子信息鏈和四大參與主體共同構建高透明度的產品質量信息反饋體系。其中，企業可以通過質量信息平臺的建設加強與供應鏈其他上下游企業的信息交換，同時樹立良好的品牌形象。政府監管部門可以提高行政辦事效率，加強對企業產品質量的監管，在供應鏈產品出現質量問題時通過平臺及時追溯信息，查找問題源頭。認證機構可以更加及時準確地掌握企業動態，對企業產品質量和運行狀況做出準確判斷。消費者可通過質量信息平臺及時查找產品質量情況，維護自身消費權益，做到放心購買。質量信息平臺如圖3所示。

圖3 供應鏈質量信息平臺建設圖解

4.4 區塊鏈質量信息平臺運行機制

當前區塊鏈的結構設計大多為單鏈結構，將合約、交易等數據內容全部放在這一條區塊鏈上，這種單鏈結構的優點在于實現了全鏈條上所有企業的數據開放，最大限度地保證了供應鏈數據的真實性，提高了彼此之間的戰略互信。但是，對于供應鏈質量信息平臺而言，這種單鏈結構造成數據冗雜、數據交互效率低，隨著時間的推移可能導致信息平臺性能下降。因此，本文在建設以區塊鏈為核心的供應鏈質量信息平臺時嘗試設計以交互式區塊鏈為基礎的雙鏈條作為信息平臺的基本單位。

交互式區塊鏈的核心在于實現數據處理與合約的可分離性，即企業在完成產品的生產環節之后數據流向區塊鏈中的數據處理板塊和數據篩選傳輸板塊。這兩大板塊主要存在于區塊鏈質量信息平臺的基本構成單位——企業私有質量信息鏈中。數據處理板塊主要完成企業產品質量信息數據化轉換與存儲功能，是企業通過供應鏈質量信息平臺實時監測產品質量、制定質量改進目標的重要依據。數據處理板塊中的產品質量信息不僅包括產品的整體質量數據，也包括企業內部各部門完成各自單一生產環節后的產品質量數據。區塊鏈中的數據篩選傳輸板塊負責對企業的整體產品質量數據和單一生產環節質量數據進行篩選，將整體產品質量數據篩選出來并傳輸到半開放式質量信息鏈。數據處理板塊只儲存數據信息但不與供應鏈下游環節企業進行交易，相當于企業的供應鏈質量信息賬戶。數據篩選傳輸板塊只儲存與本次交易有關的質量數據信息并與供應鏈下游環節企業進行交易，相當于企業的供應鏈質量信息賬單。

除此之外，實現供應鏈產品質量信息傳遞的重要前提是將企業的原始質量信息轉換為區塊鏈中的數據信息。因此，可以通過RFID等非接觸式自動識別技術將產品的質量信息轉化為數字信息并及時傳輸到與之相連接的企業私有質量信息鏈中，對數據進行處理、篩選和傳輸，如圖4所示。

圖4 區塊鏈質量信息平臺運行機制

5 總結與展望

由以上分析可知，建立以區塊鏈為核心的供應鏈質量信息平臺對于解決當前復雜供應鏈環境下產品質量問題具有重大的意義。文章通過構建包含四大運行主體、三大基本層次、三種區塊鏈類型的區塊鏈質量信息平臺和實現交互式區塊鏈運行的詳細機制闡述分析了區塊鏈技術對質量管理的優缺點，初步探索了區塊鏈技術在供應鏈及供應鏈質量信息管理方面的作用機制和重大意義，為接下來區塊鏈技術與供應鏈緊密結合發展闡述了一種可能性。對于供應鏈質量信息平臺的四大主體而言各自有其益處，因此推動區塊鏈技術在供應鏈質量管理領域的應用有利于供應鏈管理的發展。同時，建立供應鏈質量信息平臺需要供應鏈中各企業建立充分的互信機制和堅定的戰略伙伴關系，共同推動質量信息的透明化和真實化。