融合區塊鏈的新型供應鏈模式研究

(中國礦業大學 管理學院, 江蘇 徐州 221116)

一、引 言

供應鏈自上世紀80年代提出后,其戰略地位不斷攀升,商業競爭逐步從公司層面,升級到供應鏈層面。當前供應鏈管理已經滲透到國民經濟的每個環節,通過各參與方的協調,極大提升了整個鏈條的效率,降低了成本。然而,由于供應鏈中的參與方存在動態性、信息不對稱等特點,而且無法采用傳統的內部管理方式進行協調,各參與方之間的協調也成為供應鏈理論研究和實踐的核心難點之一。

造成上述這種情況的原因是多方面的,具體表現在:(1)現存供應鏈產業生態圈多以行業龍頭企業為中心主導,利己主導者自然抽掉大部分合作溢價,導致合作偏離最優的共贏納什均衡[1];(2)供應鏈參與方存在動態性,除了少數結成戰略合作伙伴的合作關系比較長外,供應鏈成員始終處于動態變化之中,造成博弈不考慮長期收益,容易出現機會主義行為;(3)中小企業的信用難以自證,導致供應鏈合作伙伴選擇時的逆向選擇問題時有發生,造成整個市場機制的失靈;(4)鏈條企業各自擁有獨立的管理信息系統,功能上關聯度低、信息上共享度低,并且信息與業務流程和應用脫節嚴重,參與方形成一個個“信息孤島”。這些問題的關鍵就在于供應鏈各參與方之間的信息壁壘和信息真實性難以保證,最終“牛鞭效應”難以完全避免[2]。

區塊鏈具有的去中心化、數據透明、共同維護和不可篡改等特性,相比在虛擬貨幣領域的應用,在供應鏈這種有多個參與主體、數據共用,并且需要建立公開、透明、彼此信任機制的環境中能夠產生更大的價值。習近平總書記在中共中央政治局219年10月24日學習中指出:區塊鏈技術已經深入到數字金融、制造供應等多個領域,區塊鏈的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用。中國要加快推進區塊鏈技術的創新發展,加大投入力度,促進應用落地。故本文從區塊鏈技術角度,研究融合區塊鏈的新型供應鏈模式(以下簡稱區塊供應鏈),包括信息采集體系、智能合作方式與服務層次等,解決困擾供應鏈發展的信息失真、信息不對稱問題,對供應鏈管理實踐和供應鏈理論體系研究都有重要意義。

二、研究綜述

供應鏈模式和框架的研究是供應鏈研究的基礎,相關的文獻大致可分為策略優化和技術升級兩類。其中策略優化包含數據業務管理、關系優化等,如葉飛和徐學軍研究了供應鏈伙伴關系中的信任、承諾等維度顯著影響于信息共享水平[3];魯其輝和朱道立[4]針對訂購期過長等問題建立了快速反應供應鏈系統;Lee等[5]討論牛鞭效應成因并提出緩解方案等。技術升級則主要面向新的信息技術解決供應鏈管理中存在的問題,典型的如黃小原和李寶家[6]建立神經網絡控制方案,供應鏈集成化動態模型,使供應、制造、銷售更好地銜接;高昕等[7]為提高供應鏈效率提出基于時間序列的RFID 供應鏈數據分析方法;王緒金和馬騁[8]研究多層供應鏈外包模式的選擇及其協調等。上述研究雖為供應鏈的信息共享、維持長期有效合作提供了可能,但卻無法客觀建立強公開公正的供應鏈合作模式,無法有效解決供應鏈的信息虛假和共享問題。

區塊鏈以其去中心化的思想特性和數據公開透明、不可篡改的技術特性,與供應鏈的契合度極高,但將這二者作合并優化研究的高水平研究卻非常少見[9]。區塊鏈是新時代的產物,去中心化是技術進步、社會發展的必然趨勢,是創新研究的重要突破口,區塊供應鏈是區塊鏈與供應鏈融合建立的新型供應鏈運作方式。區塊供應鏈利用區塊鏈的去中心化思想,實現信息共享,使供應鏈利益最大化;智能合約機制則保證協議制定后,一經觸發,立即實施,在加速產品和資金的流通速率的同時,也為中小企業間建立供應鏈合作提供可能;數據上鏈保證信息的真實性與時效性,促進合作關系的持續與良性發展。

供應鏈的核心在于為最終消費者提供價值。區塊供應鏈的實現對普通消費者而言,可以追溯商品的產供銷信息,增強用戶辨別產品真偽、優劣的能力,提高用戶體驗。對企業而言,亦可利用全面的信息增強售后能力和產品回收再造力,對樹立企業形象,捕獲用戶,節約成本、實現可持續化生產都極為有益。區塊供應鏈是對現有中心化供應鏈結構研究與實踐的創新,能夠有效解決當前供應鏈管理中面臨的問題,尤其對中小企業自組織的供應鏈構建具有重要的意義。

圖1 區塊供應鏈層次結構

三、區塊供應鏈模式

區塊供應鏈通過區塊鏈技術將各參與主體的信息在區塊供應鏈平臺中進行存儲、計算、監管,使供應鏈上多個主體能夠實時進行信息傳輸、共享。平臺利用共識算法對作業、交易等進行核對、記錄,實現信息智能采集、合同簽署履行等應用,最終提高供應鏈的服務能力。

區塊供應鏈整體層次結構可簡單分為物理層、業務層和區塊鏈層3個層次,如圖1所示。物理層是利用RFID、二維碼、NFC、軟件自檢以及人為補充上傳方式,將產品、商戶、物流等信息發布到區塊鏈對應模塊中,物理層為區塊供應鏈系統提供數據,奠定整改供應鏈的運作基礎。區塊鏈層是供應鏈信息流和資金流的支撐載體。智能合約監管數據的存儲及查詢功能,應用在區塊供應鏈系統的每個環節。它是利用計算機語言替代人類語言記錄條款的協議,可實現數據的采集、分權限查看以及訂單、協議的執行,其運行結果可以追溯但不能人為篡改,提高了系統的可信度,并一定程度上實現系統的自治。業務層是通過分析鏈上數據,支持各參與方制定與調整生產計劃、簽署訂單協議等商務活動。在整個區塊鏈供應鏈上開展去中心化的信息采集、存儲、加工和使用方式,是區塊鏈供應鏈區別傳統供應鏈的最顯著特征,也是發揮區塊鏈供應鏈優勢的關鍵。

(一)數據采集

物理層是信息采集、傳輸的技術基礎設施,任務是使供應鏈各參與方能夠根據自己的特性,利用無線射頻、二維碼、NFC、傳感器等方式,通過智能合約定義的數據接口,將產品的型號、名稱、組成等參數與對應的公司信息、交易、物流狀態及運行狀態等信息傳至鏈上,形成區塊供應鏈系統的信息資源池。

信息采集運用的數據采集方式,二維碼最為簡單常見,而且技術成本低廉,適用于用戶層面及低價產品;無線射頻技術需要專業設備,技術成熟,成本適中,適用于企業層面及中等價位產品;NFC技術安全性高,因此成本也為最高,適用于高價產品;傳感器適用于監控產品運行參數的情況,是制造業服務化的關鍵。實際供應鏈運行中,可根據不同需求選擇適合的信息讀取方式。

(二)信息儲存與管理

區塊連技術保證了供應鏈各節點間信息與數據有效的集成,各節點形成網狀拓撲結構,即使部分鏈路中斷銷毀,不會影響到其他節點鏈條,提高了供應鏈系統的穩定性(圖2)。

圖2 區塊鏈信息存儲示意圖

信息區塊包括標識區塊頭和數據區塊體兩部分,除初始區塊外,其它區塊的區塊頭內儲存上區塊的區塊頭哈希值,從而形成以時間為序的信息鏈條,真正的信息內容存放于區塊體中。每個節點都存有完整的鏈條信息,新增區塊要在全網廣播,被50%以上節點認證通過后并入鏈條中,鏈條區塊只可增加不可被刪減或修改,即篡改信息必須通過超50%節點認證才可成功,高難度的修改成本迫使企業上傳真實信息,同時也減小了信息被篡改、毀壞的可能。區塊鏈供應鏈可利用秘鑰為不同節點授權,身份驗證可實現對信息不同的操作權限,保護私密信息,保證真實和可用性的同時,提高安全性。

(三)數據信息的使用

供應伙伴制定貿易智能合約,設定好輸入和輸出格式和條件,檢測到合約達成即觸發執行,從而提高交易速率,降低操作風險,保證合作按照既定的規劃發展。利用權益證明機制測算參與方工作量,依此分配利益,激勵各參與方主動作為。依據實時可靠的采集數據,動態調整生產銷售計劃,控制成本,最終實現區塊供應鏈整體質量的提高。

(四)系統研發方式

由于區塊鏈研發維護成本高,專業性比較強,并且出于核心數據安全及機會主義行為考慮,可選用第三方區塊鏈公司提供物理層基礎設施,并為整個供應鏈提供維護等服務。第三方區塊鏈公司提供供應鏈信息基礎設施的優勢非常明顯:(1)具有完備的技術及運營能力,可保證技術安全穩定性;(2)專注于區塊鏈解決方案研究,能提供優秀的指導及改進方案;(3)只作為技術方案提供、維護方,不參與區塊供應鏈企業的業務活動中,無權限獲得區塊供應鏈內數據,不會形成利益沖突;(4)能更加客觀公正,按貢獻分配收益;(5)鏈上其他企業可以專注于自身核心業務,提升供應鏈的整體效率。

四、工程機械區塊鏈閉環供應鏈設計

區塊鏈供應鏈是現有供應鏈的升級,對傳統供應鏈具有跨代的競爭優勢。工程機械是一種典型的多參與方、產品壽命周期長、價值高、面向生產、再制造潛力大的產品,是閉環供應鏈實踐的重點行業之一。但長期以來,我國工程機械閉環供應鏈受信息不完整、不對稱、合作方機會主義等因素影響,無法真正發揮閉環供應鏈的優勢。本文以工程機械行業閉環供應鏈為例(品牌商兼任回收商角色),設計了區塊供應鏈的運作流程模型(圖3)。

圖3 區塊供應鏈運作圖

第一步:供應各參與方與第三方區塊供應鏈方案解決公司協商合作,構建區塊供應鏈。

第二步:供應商、生產商、零售商、承運商、品牌商等簽署智能合約,即將傳統文字形式的物資交付協議轉為設定輸入與輸出的系統代碼。

第三步:供應鏈運作所需信息數字化,確保材料、生產、零售及使用情況通過射頻采集、軟件自檢、人工上傳等方式上傳區塊鏈。

第四步:智能合約根據采集的信息判斷是否達成訂單協議,并依照協議內容履行貨物及資金交付。

第五步:實時觀測供應商供貨量、生產商生產量、以及零售商銷售量并依此調整生產、銷售計劃,降低庫存成本及缺貨損失。

第六步:用戶采購機器時通過區塊鏈信息追溯產品信息,使用過程中也將通過軟件自檢及傳感器等方式將工程機械使用參數,維修記錄等信息發布至鏈上。

第七步:工程機械使用后,品牌商回收產品時可依據區塊鏈上產品信息、用戶使用、維修記錄等信息進行產品估值定價,進而對回收產品處理以及二次銷售。

第八步:購買二手產品或再制造產品的用戶也可方便準確地追溯產品硬件及耗損信息,防止演變成檸檬市場的風險。

通過這樣的一個閉環流程,產供銷及回收再造環節更加高效有序,降低了成本、提高了利潤,樹立了聲譽,減少了供應鏈的道德風險和逆向選擇問題,也消除了供應鏈的“牛鞭效應”,實現綠色、高效供應鏈,從而樹立了對傳統供應鏈的絕對競爭優勢。

五、融合區塊鏈的供應鏈管理模式的挑戰與機遇

區塊供應鏈利用新技術,提高企業間的信任,加深企業間的合作,促使鏈上企業形成戰略聯盟,其益處不言而喻,但其實現仍需解決如下問題。

第一,區塊鏈技術自身限制。“不可能三角”是指存在于區塊鏈中的去中心化、安全性、高性能不可兼得的技術難題。Sargent、Glashow兩位諾貝爾獎獲得者于2018年8月29日在ETM北美路演及項目發布會上,基于納什均衡思想提出UPoS共識機制,有效解決了“不可能三角”問題,UPoS共識機制的實踐應用仍需要進一步驗證。

第二,數據真實性問題。雖然區塊鏈的不可篡改性,限制了企業數據造假的可能,但不排除仍有企業懷有為保護自身數據和期望通過謊報成本獲得額外收益等機會主義動機。對此,需要制定合理有效的收益分配機制以及信息共享激勵契約,來維護數據的真實性。

第三,新舊系統對接集成問題。采用區塊供應鏈不可避免地要將數據和業務遷移到新的系統中來,甚至完成從私有云到公有云的轉變,其中數據格式匹配、業務流程安排等的對接集成問題,是轉型升級的重點和難點,需鏈上企業與區塊供應鏈方案技術提供商共同設計解決。

第四,密鑰保管問題。區塊供應鏈上數據為分權限加密數據,需要對應密鑰才能對其進行讀取和操作,私鑰是區塊供應鏈上的唯一身份象征,只要驗證私鑰通過,即可擁有對數據、協議等的操作權限,另因私鑰具有唯一性并且不可找回,所以其保管問題必須妥善處理。

當前,區塊鏈技術的研究與應用已上升到國家戰略層面,自中共中央政治局第18次集體學習之后,中國已經建成自上而下,科學全面的區塊鏈科研創新進程,加大了資源投入,加強了技術規范,區塊鏈技術發展正處于重要機遇期,供應鏈技術瓶頸突破、區塊供應鏈的應用落地的時間也將極大縮短。

六、結 語

我國正處于從人口紅利過度到數據紅利的轉折時期,新型工業化正在迅速發展。數據逐漸成為社會生產的重要資料,這對數據的完備和及時準確提出了更高要求。抓住區塊鏈技術融合、功能拓展、產業細分的契機,發揮區塊鏈在促進數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率、建設可信體系是當前科技進步的重要發展方向。區塊鏈供應鏈作為一個快速發展的數據基礎設施,很好地切合了供應鏈管理中信息真實、共享,以及長期合作等的需求,為解決企業合作難、貸款融資難、銀行風控難、部門監管難等問題提供了有效的解決辦法,故必將得到廣泛的應用。

本文探討了區塊供應鏈的三層模式架構,證明了其價值與優勢,為區塊鏈技術的應用落地指出合理見解。區塊供應鏈能更好地實現供應鏈的協同、高效,真正體現信息技術對傳統產業的賦能,推動產業水平提升和價值鏈升級,是新型工業化的重要發展方向之一。□