“GS1+區塊鏈”實現生鮮產品冷鏈物流防偽溯源

王少然，楊寶雙，張艷芝

（河北省標準化研究院省條碼管理中心，河北 石家莊 050051）

隨著人們生活水平的提高，對高品質生鮮產品的需求不斷增加。生鮮產品保鮮期短、易變質、時效性強[1]，在冷鏈流通過程中對環境溫濕度、信息傳遞、數據管理及第三方監管等方面要求較高，因此統一規范、有序高效的冷鏈物流對生鮮產品流通極為重要。

近年來，食品安全問題引起人們極大的重視。2018 年年底，國家新修訂了《食品安全法》，對食品安全監督、食品安全全程追溯、食品網絡交易規范及食品標簽標注等作出具體規定，并制定了最嚴格的食品懲罰性賠償制度。目前國內外對生鮮產品的追溯研究取得一定的進展，Souza-Monteiro 等[2]將食品安全與可追溯性聯系起來，實現從農場大門到消費者餐桌，再反向溯源的過程；盧娜等[3]利用全球統一標識系統（GS1）對畜肉進行編碼標識，實現畜肉的可追溯，保證畜肉流通過程中的質量安全；王少然等[4]將GS1 編碼體系應用到生鮮產品冷鏈物流環節，從源頭出發記錄生鮮產品流通信息。市場上生鮮產品對供應鏈防偽性能的要求越來越高，利用區塊鏈技術，京東與內蒙古科爾沁牛業股份有限公司實現生鮮牛肉防偽溯源；阿里巴巴對跨境進口商品全鏈路信息進行跟蹤、查證等。本文將“GS1+區塊鏈”應用于生鮮產品冷鏈物流，在確保生鮮產品采用全球統一、規范化、標準化[5]唯一標識的基礎上，有效監控生鮮產品流通全程，保證生鮮產品冷鏈物流環節透明可溯、數據信息不被篡改，實現高效的信息管理與數據共享，從而實現生鮮產品的防偽溯源，最終滿足消費者對食品質量安全的要求。

1 GS1 編碼體系

GS1 編碼體系是整個GS1 系統的核心部分，為全球產品流通領域中所有產品與服務（包括貿易項目、物流單元、資產、位置和服務關系等）提供標識代碼及附加屬性代碼[6]。將GS1 應用于生鮮產品冷鏈物流過程，并利用自動數據采集技術，實現產品生產、加工、貯藏、運輸、配送及零售等供應鏈環節自動化識別。GS1 編碼體系如圖1 所示。

圖1 GS1 編碼體系Fig.1 GS1 coding system

其中，全球貿易項目代碼（GTIN）對不同包裝形態的商品進行唯一標識；系列貨運包裝箱代碼（SSCC）為物流單元（運輸或儲藏）提供唯一標識；參與方位置代碼（GLN）對供應鏈環節法律實體、功能實體和物理實體進行唯一標識；全球服務關系代碼（GSRN）為提供服務的組織與服務接收方或提供方之間關系進行標識；可回收資產標識（GRAI）與全球單個資產標識（GIAI）實現資產的標識。附加屬性代碼不可脫離標識代碼獨立存在[6]。隨著信息技術的發展和深度應用，GS1 編碼體系在不斷完善與擴充，可不斷滿足新的市場需求。利用GS1 編碼對生鮮產品冷鏈物流過程中的產品或服務進行標識，將供應鏈環節實物流與信息流有效鏈接，可跟蹤追溯到生鮮產品整個生命周期，并實現生鮮產品全球流通。

2 區塊鏈技術

2008 年日裔美國人中本聰提出比特幣，為人類打開了區塊鏈的大門。區塊鏈是一個去中心化的分布式數據庫，“區塊”就是信息塊，通過網絡參與者的信息共享，促成點對點交易[7]。區塊鏈各節點鏈接圖如圖2 所示[8]。

圖2 區塊鏈各節點鏈接圖Fig.2 Link diagram of nodes in block chain

由圖2 可以看到，區塊鏈是由端到端組成的網絡，沒有第3 方機構的介入，可降低端到端的信任成本，使各節點間不存在欺騙，保證數據真實可靠[9-10]。利用區塊鏈的分布式賬本記錄每個節點信息，并永久保存，一旦數據寫入到區塊鏈，便無法修改，可有效防止節點信息被篡改，保證供應鏈參與方的信息安全，從而實現防偽功能[11]。除了交易各方私有信息被加密外，區塊鏈上各節點信息共享，數據對所有節點公開透明。通過圖2 中區塊鏈的去中心化，可克服中心化監管方式的局限，從而通過區塊鏈平臺實現對供應鏈流通過程參與方的全程監督。

3 將“GS1+區塊鏈”應用于生鮮產品冷鏈物流過程

3.1 生鮮產品冷鏈物流關鍵節點

圖3 繪制了生鮮產品冷鏈物流流程及供應鏈關鍵節點，生鮮產品供應鏈關鍵節點作為重要參與方參與產品的流通與信息的交換。在生鮮產品流通過程中，除了有冷鏈的支撐，同時相關的信息流、商流貫穿其中，以保證各相關信息在參與方之間實時傳遞。生鮮產品從生產者到消費者手中，需經過種植或養殖、預冷處理、冷鏈加工、冷鏈運輸、冷庫存儲、冷鏈配送、冷藏或冷凍銷售等環節，在冷鏈流通過程中涉及多個供應鏈參與方，其中供應商、生產商、承運商、經銷商及零售商作為供應鏈關鍵節點，其“作為與不作為”對生鮮產品安全、溫/濕度環境、質量控制等起到關鍵作用[12]。

圖3 生鮮產品冷鏈物流流程及關鍵節點Fig.3 Cold chain logistics process of fresh products and key nodes

生鮮產品流通過程的任一環節把控不嚴、關鍵節點管理不當、信息處理滯后或監管缺失等都可能導致生鮮產品腐爛變質。由于我國生鮮產品在流通過程中存在標識不統一、來源難查、假冒偽劣及冷鏈斷鏈等問題，導致生鮮產品質量安全難以得到保證。同時，第三方監管存在固有的局限性，使得生鮮產品在冷鏈流通過程中無法擺脫“人為”因素的干擾。所以對生鮮產品冷鏈物流關鍵節點的控制及保證信息的有效傳遞至關重要。

3.2 將區塊鏈技術應用于生鮮產品冷鏈物流

傳統生鮮產品冷鏈物流信息存儲于各節點信息系統中，信息系統的互不兼容導致各節點間信息孤島的產生，難以實現信息共享與信息溝通，信息安全性和真實性無法得到保障。在冷鏈流通過程中利用區塊鏈基礎平臺，真實、安全、可靠地記錄和傳遞生鮮產品流通過程中的物流、資金流、信息流，保存并管理整個供應鏈流通數據，防止任何環節數據被篡改[13]。如圖4 為冷鏈物流關鍵節點及其他相關節點在區塊鏈平臺上鏈接示意圖。

由圖4 可以看出，各節點信息在區塊鏈平臺可實現充分共享，保證流通環節信息透明，克服中心化監管的局限，防止任一節點數據被篡改，從而實現冷鏈物流防偽溯源[14]。

圖4 冷鏈物流關鍵節點在區塊鏈平臺鏈接示意圖Fig.4 Link diagram of key nodes of cold chain logistics in block chain platform

3.3 “GS1+區塊鏈”技術在冷鏈物流的應用

傳統生鮮產品冷鏈物流過程沒有一套完整的、統一的編碼標識，標識的不統一及信息系統的互不兼容導致信息流斷鏈，溫濕度無法得到有效控制，不利于生鮮產品全程自動化識別，降低冷鏈流通效率。GS1可以為生鮮產品冷鏈物流提供一整套完整的用于標識生鮮單品、位置或服務的編碼體系，在實現信息流有效傳遞的基礎上，保證生鮮產品實現不斷鏈全球流通。

“GS1+區塊鏈”利用GS1 對生鮮產品貿易項目、物流單元、物理位置及服務關系進行唯一編碼標識，并采用區塊鏈技術監控管理生鮮產品從生產者到消費者手中全流程信息，實現產品的防偽溯源。

3.3.1 生鮮產品貿易項目

生鮮產品經過種植或飼養、采購或批發、預冷或加工后進入流通環節，利用GS1 對生鮮產品品類、批號、生產日期等基本信息進行標識，在區塊鏈平臺進行存儲，信息一旦寫入，便不會被篡改，保證了生鮮產品信息的真實性和完整性。如編碼為“（01）06901234567892（17）220524（10）ABC001（21）A495”指代GTIN 代碼為“6901234567892”，有效期（應用標識符為“17”）為“2022 年5 月24 日”，批號（應用標識符為“10”）為“ABC001”，序列號（應用標識符為“21”）為“A495”的生鮮產品。同樣可繼續向后添加附加屬性信息，以更詳細地標識生鮮產品。基于區塊鏈上信息公開、透明、可查，消費者可以查詢生鮮產品從源頭到自己手中的整個過程，保證生鮮產品的質量安全[15]。

3.3.2 生鮮產品物流單元

圖5 “GS1+區塊鏈”與傳統生鮮產品冷鏈物流作用對比圖Fig.5 Comparison of‘GS1+block chain’and traditional fresh products cold chain logistics

生鮮產品在流通過程中需要進行包裝、組合以供冷鏈倉儲或運輸。可以將包裝好的生鮮產品置于保溫箱中，或者將幾個包裝箱置于一個托盤中，作為物流單元進行儲存或搬運。此時應選用系列貨運包裝箱代碼對生鮮產品物流單元進行標識。將產品信息存儲于區塊鏈上，利用區塊鏈物流的“流向可見”性，記錄物流單元的裝卸、搬運、運輸、配送等基本信息，加強冷鏈運輸、冷藏或冷凍倉儲的數據化管理。如編碼為“（00）006141411234567890（13）190425”指代SSCC代碼為“006141411234567890”包裝日期為“2019 年4月25 日”的物流單元。

3.3.3 冷鏈物流物理位置

生鮮產品冷鏈物流過程中供應商或承運商等節點的部門、冷庫、碼頭、箱位等作為冷鏈物流物理位置，選用GS1 系統中全球參與方位置代碼進行編碼。由于冷鏈過程中對冷藏或冷凍車、冷庫溫濕度等有嚴格要求，所以將位置信息鏈接到區塊鏈上，并利用RFID 技術、傳感器技術等實現對生鮮產品所處環境的監測。如編碼為“（410）6929000123455”指代將貨物運到或交給物理位置碼為6929000123455 的某位置。

3.3.4 冷鏈物流服務關系

生鮮產品冷鏈物流過程中涉及多個參與方，利用GS1 系統中的服務關系代碼（GSRN）對供應商、生產商、承運商等冷鏈關鍵節點進行標識，嚴格控制各節點溫濕度等環境信息，落實問題環節，做到“責任可究”，保證生鮮產品的質量和安全，充分保證冷鏈物流信息安全并防止信息被篡改。如編碼為“（8018）693489020000000118”指代編碼為693489020000000 118 的接收方代碼。同樣，可通過應用標識符繼續向后添加接收方其他信息。另一方面，區塊鏈的多維搜索功能可詳細跟蹤生鮮產品各節點流轉過程，查驗各節點庫存，以供及時補貨或產品促銷，從而實現冷鏈物流效率最大化。

3.4 與傳統冷鏈物流的對比分析

本文將“GS1+區塊鏈”模式與傳統模式下生鮮產品冷鏈物流進行對比，如圖5 所示。

通過圖5 的對比，可以看出“GS1+區塊鏈”生鮮產品冷鏈物流優勢明顯。GS1 編碼解決了傳統代碼不規范、不統一、不兼容的問題，區塊鏈技術可代替傳統的管理中介，在保證各節點信息安全與隱私的前提下，公開、透明地記錄冷鏈過程中傳感器監測數據和節點信息數據，所有數據永久保存于區塊鏈平臺，真正實現“來源可查、去向可追、責任可究”，從根本上杜絕篡改數據、產品仿冒等現象，從而實現生鮮產品冷鏈物流防偽溯源。

4 結語

食品安全重要性日益凸顯，消費者對生鮮產品的需求日益增加及生鮮電商與新零售的高速發展等均促使生鮮產品冷鏈物流實現防偽溯源之路不斷向縱深推進。“GS1+區塊鏈”在生鮮產品冷鏈物流過程的應用，降低了管理和服務成本，提升了供應鏈環節的規范性與透明度，對不合格產品實現精準定位與召回，實現產品的防偽溯源，最終滿足消費者對食品質量安全的要求。

如今，區塊鏈技術已經在物流業嶄露頭角，加之GS1 編碼體系的不斷完善，相信“GS1+區塊鏈”必將為生鮮產品冷鏈物流提供更加高效的平臺。