區塊鏈技術在逆向物流信息系統中的應用

胡奧運，鄒安全，黨鎮宇，楊佳慧

（佛山科學技術學院 經濟管理學院，廣東 佛山 528000）

1 引言

21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍的時期，以區塊鏈為代表的新一代信息技術得到廣泛應用。2019年中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行了第十八次集體學習。習總書記在主持學習時強調，要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關鍵核心技術，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。

隨著政府對于區塊鏈技術的要求與推廣力度，區塊鏈技術的應用研究已延伸到數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理等多個領域。因其技術特征優勢，各行業都想通過與區塊鏈技術的結合為企業提供創新型的運營模式與管理方法，為企業的發展提供新的方向。當然，物流領域的專家與學者也不例外，同樣想將區塊鏈技術與之領域結合，為物流的管理提供新的思路。

對物流領域中的逆向物流的研究，許多專家、學者認為該研究將有利于國家可持續發展，有利于企業提高有限資源的使用率、增加企業的經濟效益，因此對逆向物流的研究也越來越細化。丁啟萌等[1]以電商企業為研究對象，探究最優逆向物流模式的選擇，根據影響因素使用熵值法計算，從而求出最優逆向物流模式；鄒安全等[2]和董貴穎等[3]以廢舊汽車為研究對象，前者是通過AHP法建立逆向物流回收模型，定量分析得出第三方物流回收是最優回收模式，后者是以收益最大為目標建立，運用離散粒子群優化算法求解混合整數規劃模型,對逆向物流網絡中的設施進行布局；張群等[4]從逆向物流研究的問題、方法、模型、算法和不確定性進行回顧，總結了研究的不足；Gabriella M等[5]利用區塊鏈技術的可追溯性特點建立供應鏈可追溯系統進行運營管理，并探究運營管理成功的關鍵因素；曹允春等[6]以過期藥品為研究對象，構建區塊鏈視角下過期藥品逆向供應鏈模型，同時構建仿真模型驗證其可行性。

從以上學者的文獻分析可知，目前逆向物流的研究主要集中在退貨物流、第三方物流以及逆向物流網絡設計的最優化等方面?？梢园l現逆向物流有其固有的顯著性問題：供給的不確定性、運作的復雜、實施的困難等。此外，發現區塊鏈技術應用到逆向物流管理中的研究并不多見，而逆向物流管理存在的問題又急需解決，本文將探究區塊鏈技術與逆向物流管理的結合，建立基于區塊鏈技術的逆向物流信息系統模型，用以解決逆向物流的顯著性問題，并以口罩的逆向物流為例進行分析，通過構建口罩的逆向物流信息系統模型驗證區塊鏈技術視角下的逆向物流信息系統的有效性與實用性。

2 逆向物流信息系統模型

2.1 逆向物流的顯著性問題

（1）高度不確定。供給的高度不確定：逆向物流產生的時間、地點以及物品的質量和數量的高度不確定；需求的高度不確定：市場對物品再利用、再循環的需求高度不確定。供給和需求的很難達到平衡狀態。

（2）運作的復雜性。逆向物流的環節多，從回收設施、路線規劃到回收品的維修處理需要經過多個環節；逆向物流的影響因素多，企業逆向物流的實施受消費者、供應商、競爭對手、政府機構等多個因素的影響，所以企業很難高效且經濟地運作逆向物流系統。

（3）實施的復雜性。逆向物流存在于企業的各項經營活動中，需要大量的協調和管理。但是在協調與管理時會發現信息不對稱、業務流程透明度低從而增加了實施與責任追溯的困難。另外，由于回收數量的不確定性，逆向物流難以形成規模經濟效應，無法為企業帶來較大的經濟效益。

（4）現行逆向物流信息管理系統低效。目前逆向物流管理信息系統是由ERP與SCM軟件支持的，但是只能實現部分逆向物流功能，無法滿足企業對逆向物流的需求，比如信息化水平落后，個別環節無法進行信息化；信息管理涉及多個管理系統，系統間無法形成整體“合力”，效率低；逆向物流中的數據由于分析的不夠無法對現有管理形成指導作用等問題。

2.2 構建逆向物流信息系統模型

經過研究發現逆向物流管理中的顯著性問題可以通過建立基于區塊鏈技術的信息管理系統予以應對，該信息系統可根據收到的數據信息進行預測以解決逆向物流管理中的高度不確定問題，也可根據信息管理簡化逆向物流管理中的運作與實施過程。區塊鏈技術的特點就是對信息的管理與應用，因此考慮在區塊鏈視角下建立逆向物流信息系統模型—“一體兩翼”模型，用以解決當前逆向物流管理中的顯著性問題。模型如圖1所示。

該動態模型的系統結構類似于飛機結構—“一體兩翼”，以供應鏈為主體，區塊鏈模塊和回收中心為兩翼。其中回收中心充當處理中心，一方面將供應鏈中無法循環回收的物品進行回收；另一方面應用處理技術將回收物進行分類處理以便可再利用、可再制造、可再循環。區塊鏈模塊在該模型中充當信息系統的數據庫、溝通的“橋梁”和追溯工具三個角色。

圖1 “一體兩翼”模型

（1）信息系統的數據庫。逆向物流開始時，可通過條形碼、RFID等技術對將回收的物品名稱規格、使用時間和來源等信息進行登記，及時輸入到區塊鏈模塊中進行準確報備并保存。同時為各主體提供用戶身份標識符或公開密鑰，消費者和相關監管部門可以利用用戶身份標識符或公開密鑰訪問回收環節，各主體通過實時獲得物品回收環節的信息來預測供給時間、地點以及回收品的質量和數量從而降低逆向物流管理中的不確定性。在區塊鏈技術下，回收物品的相關數據被多方授權建立和分享，極大地增強了數據信息的完整性，便于數據的整合與分析并加以有效應用，對逆向物流的管理具有一定的指導作用，同時也提高了逆向物流管理的效率和透明度。

（2）供應鏈各節點的溝通“橋梁”。以供應鏈為主線的逆向物流中各主體間有著許多的協作與交互，在傳統逆向物流的運行過程中產生的信息，都被封閉的保存在各主體內部，各主體間的信息流動被隔斷，缺乏透明度，使得鏈條上的參與主體不能準確及時地了解回收物品的相關狀況及可能存在的問題，極大的降低了逆向物流管理的運營效率。區塊鏈由供應鏈上各主體共同維護，在整個逆向物流過程中形成一個流暢、完整的數據流，并對逆向物流系統中的物流、信息流、資金流進行數據記錄，保證數據的透明性和準確性以及各環節信息交互的通暢，從而簡化逆向物流的運作與實施，使產生、收集、運輸、處理、再利用等環節有序、嚴密、高效的進行，實現逆向物流管理的高效性。

（3）追溯工具。區塊鏈由供應鏈、回收中心和監管部門等多方共同維護。主要流程為:供應鏈中的節點將需要回收的物品信息錄入其所維護的區塊鏈節點和監管部門所維護的數據庫中，通過共識機制寫入區塊，寫入成功會得到相應的哈希值并存儲到數據庫中。根據區塊鏈數據多點備份、平等共識和分布式的特性，消除了原來追溯系統中核心企業的中心化問題。一旦寫入區塊鏈就不可隨意進行更改，具有可追溯性。根據區塊鏈中的數據提供可靠的驗證依據，便于責任追蹤，加快解決各環節的交易糾紛。

3 以口罩為例構建逆向物流系統模型

3.1 口罩的回收意義

（1）環境保護。因為新冠疫情在全球范圍內爆發，而佩戴口罩是有效的防控手段，所以人們每天將使用大量的口罩。目前國內口罩的產量同比超過6倍（數據來源：國家統計局），日產量達到2億只以上（數據來源：人民日報），日消耗至少5.3億只口罩（數據來源：中關村在線）。根據調查問卷顯示70.19%的人對廢舊口罩對環境污染處于不了解和了解一點的狀態；隨手丟棄和未經分類直接丟到垃圾桶的人占據68.33%，這些數據意味著將有大量的口罩被丟棄，這些被丟棄的口罩一方面會造成白色污染；另一方面這些廢舊口罩上面可能含有細菌，甚至有新冠病毒，會使人們再一次承擔被感染的風險。在調查問卷中有62.11%的人認為回收口罩是必要的，但沒有回收途徑；61.49%的人認為如果生活附件有廢舊口罩回收點的話愿意將廢舊口罩送到回收點，數據顯示有大量的口罩未能回收處理，人們盡管不知道或很少知道廢舊口罩對環境的影響，但是大多數人認為廢舊口罩應該回收。因此，為了環境的保護與人們的健康生活，應該考慮將廢舊口罩進行回收。問卷調查如圖2所示。

圖2 人們對廢舊口罩回收處理問卷調查

（2）經濟效益。制作口罩的原材料一般有無紡布、鼻梁筋、耳掛、濾紙、活性炭過濾紙等，其中無紡布的生產使用的纖維主要是丙綸（PP）、滌綸（PET）、錦綸(PA)、粘膠纖維、腈綸、乙 綸（HDPE）、氯 綸（PVC）、色母粒等。

回收的口罩經過分類、消毒、再加工處理后有其不同的用處，例如無紡布中的丙綸適合吸附小于100m L/L的含油廢水[7]；滌綸（PET）廢纖維可改善鋼筋混凝土梁的抗裂性能[8]；可以采用溶劑萃取從錦綸廢料中回收己內酰胺；粘膠纖維經過處理后可與聚丙烯腈或聚乙烯醇復合，復合的粘膠纖維具有毛型感和膨松性，適合作為毛毯、西裝的原料；腈綸纖維經過研究可開發為高附加值纖維，有很好的市場前景等。因此，可知廢舊口罩在回收處理后將成為新的資源在供應鏈中進行良性循環，不斷為企業帶來經濟效益。

3.2 口罩的逆向物流信息系統設計

建立口罩的逆向物流信息系統模型來檢驗區塊鏈技術對逆向物流管理的實用性如圖3所示。

在口罩的逆向物流信息系統中，主要包括區塊鏈技術對口罩在成品逆向物流管理、廢棄口罩處理管理和原材料逆向物流管理三個方面的作用。

成品逆向物流管理。區塊鏈技術使供應鏈形成有機整體，口罩生產供應鏈中的各節點將交易信息以及回收品信息輸入區塊鏈模塊中進行報備，各節點對報備信息進行驗證并儲存起來，為各節點提供完整的數據信息。口罩在消費者退單的時，銷售商就可根據現有庫存預測下期訂貨量，制造商也可根據區塊鏈中的消費者退單以及銷售商下期訂貨量的預測記錄計劃好對應的制造原料，降低供應商的庫存。最重要的是通過區塊鏈技術將數據整合分析，同時覆蓋逆向物流的全過程，可以對顧客逆向物流需求進行系統性管理。

廢棄口罩處理管理。對于廢舊口罩的處理第一步是收集，可以利用如圖4廢舊口罩回收的層級結構進行收集，這樣的收集模式有利于形成規模經濟；第二步就是通過區塊鏈技術在逆向物流的溝通“橋梁”作用保證各回收環節信息的流暢與同步，企業自身可根據區塊鏈中的信息預測廢舊口罩逆向物流產生的時間、地點以及物品的質量和數量以降低不確定性；簡化廢舊口罩的收集、運輸、處理等運作流程；第三步是區塊鏈中數據一旦寫入就不得隨意更改，具有可追溯性。在回收過程中，有利于對各回收環節的規范化管理，在監管過程中，有利于各節點相互監督，便于追究各環節的責任，提高政府對企業逆向物流過程的監管程度。

圖4 廢舊口罩回收的層級結構

口罩原材料逆向物流管理。即是將還未使用的原材料和廢舊口罩經過回收處理后成為可再制造、再循環的原材料運給制造商或原材料供應商，有利于資源的循環利用，降低企業的生產成本。區塊鏈技術在這方面的應用主要是通過可追溯性間接對回收中心廢舊口罩處理的監督作用，原料逆向物流的每個環節在區塊鏈中均有記錄，一經發現不合格的原料流入企業中，將會受到嚴懲，從而保障口罩原料逆向物流進入企業時的質量。

4 結論

本文主要是想通過區塊鏈技術的結構、運行原理以及技術特點，解決現階段逆向物流的顯著性問題：高度不確定、運作的復雜性和實施的復雜，根據區塊鏈技術特征與逆向物流的顯著性問題的聯系提出在區塊鏈視角下建立逆向物流信息系統模型，以供應鏈為主體，區塊鏈技術模塊和回收中心為兩翼建立“一體兩翼”模型，進而說明該系統模型的作用原理。最后以廢舊口罩為例進行分析，探究了廢舊口罩的回收價值，建立廢舊口罩的逆向物流信息系統模型驗證模型的可行性與有效性。

經研究發現，在區塊鏈視角下逆向物流信息系統模型使供應鏈中的各節點成為有機整體，可以很大程度上簡化現代逆向物流的管理流程，為用戶提供滿意的服務，為各企業節約物流成本，為社會節約資源。