基于區塊鏈技術的舊棄紡織品再利用模式

馬海景，曲洪建

(上海工程技術大學 紡織服裝學院，上海 201620)

再生資源的利用推動了生態文明建設進程，成為生態文明建設的重要內容，完善了“無廢城市”的發展內容[1]。快時尚消費的到來，紡織品更新迭代速度加快，加劇了廢棄紡織品資源的浪費，廢棄紡織品回收成為節約資源、保護環境的重要措施。目前廢棄紡織品主要以企業主導型回收、回收箱、“互聯網+上門回收”3種回收模式[2]，這3種模式存在回收效率低、不透明等問題[3]。企業建立快速反應、公開透明的廢棄紡織品回收再利用模式勢在必行。區塊鏈不僅可以用于供應鏈透明度、產品認證和產品跟蹤，還可以用于產品溯源、交易清算等，有助于紡織品系統循環[4]。對區塊鏈與服裝供應鏈關系進行研究，將區塊鏈應用于服裝供應鏈中，并分析區塊鏈的應用價值[5]。區塊鏈正好滿足廢棄紡織品供應鏈模式發展要求，在廢棄紡織品回收供應鏈模式上有很大的應用前景。文章針對廢棄紡織品回收再利用中存在的問題，通過文獻研究法和資料分析法，研究區塊鏈技術特點及應用，探究區塊鏈技術在廢棄紡織品產業供應鏈中的應用及價值。將區塊鏈應用于廢棄紡織品回收的各個環節，構建新的廢棄紡織品回收再利用模式，更有效實現供應鏈中工作人員以及客戶之間的交流合作、信息共享，提高廢棄紡織品回收各環節之間的效率。

1 應用于廢棄紡織品回收的區塊鏈技術

1.1 區塊鏈技術

區塊鏈是一種分布式分類記賬技術，是一種共享的、不可變的交易時間記錄數據庫，每一交易記錄可以視為1個節點，數據庫所有節點地位都是平等的[6]。區塊鏈結合了數學密碼學、開源軟件、計算機網絡和激勵機制，具有“去中心化、信息不可篡改、公開透明、獨立性和匿名性”這5個基本特征[7]。區塊鏈技術擁有數據可溯源性及不可篡改的特性，這使得客戶可以快速了解產品信息，并且減少了人力的介入，更能避免因為人為錯誤而造成的信息失真，可以有效提高產品流通速率，提高企業與客戶之間的信任以及交易的效率。

目前很多學者針對區塊鏈技術應用進行研究，起先區塊鏈技術的研究主要在金融領域。在金融領域進行區塊鏈應用的探索，構建了基于聯盟型區塊鏈的供應鏈金融服務平臺[8]。運用多目標決策分析技術，旨在研究從區塊鏈解決方案中衍生出來的相對不發達的金融交易管理網絡安全領域[9]。由于區塊鏈技術具有去中心化、可溯源等特點，區塊鏈技術逐漸向政府領域、汽車行業、農業等其他領域蔓延。Tshering等[10]圍繞政府使用區塊鏈和區塊鏈安全的問題進行研究，建立了具有重要意義的用戶價值，為政府在區塊鏈技術的使用和管理方面提供借鑒[10]。任鵬等[11]研究了車聯網技術和區塊鏈技術，并將區塊鏈技術應用于車輛租賃行業，設計了1個可信的汽車租賃聯盟。Tiscini等[12]研究可持續商業模式創新與區塊鏈之間的關系，為可持續商業模式技術創新提供理論依據，通過區塊鏈了解農業食品行業可持續商業模式的發展。利用區塊鏈技術實現了農產品物流供應鏈的重塑并推動了農產品物流產業生態網絡系統的建設[13]。目前，區塊鏈技術在紡織服裝領域和可持續發展模式方面的研究較少，因此，研究區塊鏈的特點、關鍵技術以及在廢棄紡織品回收再利用模式上的應用尤為重要。

1.2 區塊鏈的核心技術

1.2.1 分布式記賬

分布式記賬技術是分布在多個節點或計算設備上的數據庫，區塊鏈上的成員都可以訪問整個數據庫，沒有一方控制數據信息。分布式記賬技術的特征不需要中央機構維護，每個節點可以獨立構建和更新。區塊鏈看作1個分布式賬本系統，系統中的節點之間彼此獨立又相互關聯，共同更新與維護著同1個賬本，每個節點同步保存這個賬本完整和準確的數據信息[14]。分布式記賬技術重新塑造商業系統，解決了信任成本問題，同時，也解決了消費者權益、財務誠信和交易速度的問題[15]。分布式記賬技術可以記錄廢棄紡織品回收的每一筆交易，企業和顧客都可以進入系統讀取交易數據，提高了記賬的效率和透明度，解決了企業與顧客之間的信任問題。

1.2.2 智能合約和時間戳

智能合約是1個安全的、機器可讀的和可執行的程序，以數字形式定義合同條款，無須第三方參與便可自動執行[16]。智能合約就好比自動售貨機，任何人都可以通過投幣或掃碼的方式與供應商進行價值交換，無需中間商參與，鎖盒和其他安全機制保護存儲的貨幣安全。智能合約的友好的、可編程的系統，充分體現了程序員一直信奉的“代碼即法律”[17]。智能合約可以貫穿廢棄紡織品回收和再利用的整個過程中，時間戳記錄不同時間點的每一筆交易，二者保證了交易的不可篡改性。

1.2.3 非對稱加密算法

非對稱加密算法是區塊鏈的1個重要應用，其通過公鑰與私鑰結合的方式搭建了比特幣的安全防御系統[14]。非加密算法技術中的公鑰對所有用戶公開，私鑰僅客戶自己擁有，公鑰和私鑰之間可以相互轉化和驗證，保證了數據庫中信息傳遞的準確性和安全性[18]。在廢棄紡織品回收過程中，非對稱加密技術保證了回收的公開性和系統的安全性，增加顧客信任與參與積極性，進而提高廢棄紡織品回收效益。

1.2.4 UTXO結構

UTXO(Unspent Transaction Outputs)指未經使用的交易輸出，是比特幣交易過程中的基本單位，該技術用于記錄交易并存儲到數據庫。整個區塊鏈網絡中，某筆交易的輸入必須是另一筆交易未被使用的輸出，每筆交易都需要上一筆交易對應的私鑰進行數字簽名，且每筆交易必須在 UTXO 和數字簽名條件下才是合法的[19]。UXTO結構保證了廢棄紡織品回收整個過程的透明度與商品的可追溯性，保證了顧客的消費權益。

2 目前廢棄紡織品回收模式以及存在的問題

2.1 目前廢棄紡織品回收模式

廢棄紡織品回收是再利用的基礎，目前我國廢棄紡織品回收主要以企業主導型回收、社區投放回收箱和“互聯網+上門回收”3種模式，回收的廢棄紡織品經過處理后主要進行出口、公益捐贈和環保再生利用。廢舊紡織回收模式見圖1。由圖1示出，廢棄紡織品產業鏈以回收對象為起點，通過企業預約、回收、分揀環節進行中間處理，最后實現廢棄紡織品再利用目標。企業主導型回收模式主要以知名服裝企業，企業通過無償回收、返還代金券等方式，旨在宣傳低碳理念，減少紡織品浪費，增加紡織品的再生和利用[20-21]。借助政府力量在社區投放回收箱，企業在居民區、學校等投放廢棄紡織品回收箱，定時回收[22-23]。隨著互聯網技術的興起，“互聯網+上門回收”成為廢棄紡織品回收模式的主流，這種模式方便顧客能捐出多余的、破舊的衣物[24]。

圖1 廢棄紡織品回收模式

2.2 廢棄紡織品回收模式存在的問題

2.2.1 廢棄紡織品供應鏈上下游信息不對稱

從廢棄紡織品回收企業供應鏈來看，居民和面料、服裝企業是供應鏈的起點，環保再生利用、公益捐贈和出口是供應鏈的終點，起點和終點決定著企業的發展。企業回收的廢棄紡織品，經過處理后變成二次商品，投入市場或者捐贈給貧困地區。客戶未能及時獲取廢棄紡織品的加工處理以及流通過程相關信息，另外個人很難分辨捐贈和低價賣出去的廢棄紡織品處理和流通信息的真偽性和有效性。在二次商品流入供應鏈的末端時，由于廢棄紡織品使用人群、使用情況不明確，加上企業對于廢棄紡織品的處理流程以及處理標準等的不透明，消費者對衣物回收來源問題和衣物安全問題等存在一定的心理障礙[25]。

2.2.2 企業廢棄紡織品分揀及清潔處理過程不透明

國家對于廢棄紡織品再生認證、碳排放認證、產品性能認證以及生態安全認證等不夠健全[26]。由于廢棄紡織品回收企業規模小，部分企業為私人開辦的家族企業，政府無法時刻監督其生產管理等，從而導致部分企業為了謀取暴利，采用低成本處理方式，在處理衣物時衣物清潔力度不夠、污水排放不達標以致污染環境等，從而逃脫國家的管制，生產出次品欺騙消費者[27]。

2.2.3 企業廢棄紡織品再利用環節不透明

企業再利用環節主要包括3個方面，環保再生利用、公益捐贈和出口。經過分揀環節將廢棄紡織品分類后，一是直接出售，將不能再利用的廢棄紡織品銷售給能源再生公司，用于發電等；二是再加工，將廢棄紡織品清潔后，通過物理方法或者化學方法將紡織品再次制作成為新的紡織品。成色好的紡織品可經過再設計或者改造后，用于公益捐贈或出口。企業對廢棄紡織品回收再利用環節并不向社會公開，降低顧客對于廢棄紡織品回收參與的積極性，從而導致了顧客對于二手廢棄紡織品的消費觀念比較保守。例如，市場上流通的黑心棉，企業將廢棄紡織品翻新銷售，再生產品的品質問題成為社會關心的焦點。再利用是廢棄紡織品的重要環節，將影響消費者對再生產品的信任，影響廢棄紡織品供應鏈的最終環節。

3 基于區塊鏈技術的廢棄紡織品回收模式

廢棄紡織品回收企業與互聯網公司進行合作，引進區塊鏈技術，建立1個公開透明的廢棄紡織品供應鏈體系。基于區塊鏈技術的廢棄紡織品回收模式見下圖2。

圖2 基于區塊鏈技術的廢棄紡織品回收模式

由圖2示出，在廢棄紡織品交易、分揀處理以及再利用的整個過程中，通過非對稱加密技術，參與各方被賦予數字化身份，比如回收對象、承運人、分揀工廠員工、質監部門負責人、政府監管部門負責人、終端客戶等。企業利用密碼技術的公鑰和私鑰給各方獨立的數字身份，各方形成的信息可以經過加密和解密的操作，授權給特定的人使用。企業借助于分布式賬本技術，各方參與分布式構建共同的數據信息庫，可以通過密碼獲取相關實時信息。利用區塊鏈的智能合約和時間戳，分布式構建各方信息庫，實現有效的防篡改機制，建立各方共識，使得廢棄紡織品回收供應鏈更加智能化、自動化以及便捷化。利用UXTO結構技術，各方對自身產生和檢驗的信息進行簽名，相關方面可以驗證，保證了廢棄紡織品回收整個過程的可追溯性，保證了顧客的消費權益。

3.1 區塊鏈技術在供應鏈前端的運用

廢棄紡織品供應鏈前端利用區塊鏈技術，即非對稱性加密技術，將廢棄紡織品回收企業、回收對象、企業工作人員以及政府監管部門賦予數字身份，不同的數字身份通過公鑰或私鑰上傳和查詢相關內容信息。回收企業可以通過秘鑰查看到回收對象相關資料、回收品種以及數量等，結合大數據信息技術，分析用戶的投遞偏好、數量、回收地點特征等，進而制定更加完善的回收制度與回收策略。回收對象通過秘鑰可以查看回收紡織廢棄品的回收工作人員相關信息、物流狀態、分揀結果、清潔處理過程、再利用的方式等等。企業工作人員通過秘鑰獲取相關信息，以便提高工作效率。政府監管部門通過秘鑰，監管廢棄紡織品從回收到再利用供應鏈各個環節，保證了企業運營的合法性。通過分布式記賬技術，企業不同部門建立各自的賬本節點，各個節點組成企業完整的賬本，各個部門既可以上傳賬目信息，也可以查看全部的賬本信息。分布式記賬技術提高了企業的賬本管理效率，提高了企業賬目的透明性。

3.2 區塊鏈技術在物流上的應用

目前廢棄紡織品回收過程中物流存在數據資源利用率、數據共享、信息不對稱等問題[28]。廢棄紡織品回收平臺結合區塊鏈技術，顧客在平臺上下單，系統會自動生成1個交易單號、物流單號和二維碼，將信息回饋給顧客以及終端客戶。將區塊鏈技術整合到廢棄紡織品的物流業務中，區塊鏈的系統可以跟蹤所有關于廢棄紡織品回收的相關信息，包括回收地點、商品的運輸方式、商品的分揀信息和最終流向的詳細信息。利用UTXO結構、時間戳等區塊鏈技術，顧客可以通過回收平臺，查看回收商品物流信息的實時動態，再利用客戶端可以查看回收商品的來源以及其他相關信息。在廢棄紡織品整個流通過程，企業和顧客比較關注商品的實時運輸狀態，包括回收地點、運輸路線以及最后的流向。區塊鏈技術可以真實可靠地記錄和傳遞物流信息，確保信息的可追蹤性，就可以避免廢棄紡織品來源和再利用的不透明性等問題。通過區塊鏈技術，企業和顧客可以接收到每一筆交易商品的所有步驟，保證了信息的可追溯性和公開性，增強其社會公信力。另外，減少了物流中間環節，提高了物流處理效率，極大降低了物流運輸過程中工作流量，降低企業成本。

3.3 區塊鏈技術在分揀以及清潔處理過程的應用

利用區塊鏈中的UTXO結構、時間戳技術，記錄工作人員對于回收的廢棄紡織品進行安全鑒別和分揀的程序及分揀結果，并自動更新紡織品處理狀態。然后對回收的紡織品進行消毒、清洗、干燥等處理并更新紡織品狀態。區塊鏈技術可以時刻錄入紡織品處理狀態，通過時間戳技術記錄每個環節處理的時間節點，確保每一步的不可篡改，UTXO結構保證了處理的紡織品的可追溯性，保證信息的真實性和可靠性。

3.4 區塊鏈技術在廢棄紡織品再利用上的應用

回收的廢棄紡織品經鑒定、分揀、消毒、洗凈后，企業主要有3種再利用方式，分別為環保再生利用、公益捐贈和出口。利用區塊鏈的智能合約技術，企業與能源再生企業、公益項目組織和其他國家的企業等無需中間第三方的擔保，通過數字化合約技術，直接建立穩定合作關系。利用區塊鏈UTXO結構、時間戳技術，保證了紡織品的可溯源性和企業處理流程的透明性，下游企業或組織可以溯源回收紡織品的整個流通及處理過程，有效地消除了企業或組織與廢棄紡織品企業之間的不信任，有利于其建立良好的商業合作關系。

4 基于區塊鏈技術的回收模式應用價值

4.1 顧客價值

顧客價值是基于感知利得與感知利失的權衡或對產品效用的綜合評價，即顧客所感知的企業為其創造或提供的價值[29]。通過區塊鏈技術，回收再利用紡織品的可追溯性，使得顧客了解產品的特性與流通環節，增加顧客紡織品出售或者購買意愿，做出對社會及環境友好的選擇。區塊鏈技術在回收紡織品工業中的應用越來越廣泛。應用區塊鏈技術，廢棄紡織品回收模式中的每個環節都被記錄且不可更改，記錄的信息可以與外部共享。因此，區塊鏈協議保證數據可追溯性和安全性，可有效建立企業與客戶間的信任，加強回收紡織品安全監督。

4.2 企業價值

區塊鏈技術對于廢棄紡織品企業有很高的應用價值。通過智能合約的支持，不需要第三方中介機構的參與，交易協議得到認證并自行履行發生，促進了企業供應鏈脫媒，使企業和客戶之間的交易及協議管理效率更高，降低了企業間交易成本。此外，區塊鏈技術的應用減少了企業資金核算人員，提高了企業交易與賬本合算的效率，減少了企業運營需要的人工成本。區塊鏈技術可以使企業透明度、效率和安全性方面得到提高，決策者可以利用數據庫存儲的信息及時對企業活動做出調整，使企業從整個供應鏈中獲益[30]。因此，區塊鏈可以有效減少企業成本，提高企業內外部活動的效率，最終實現企業低成本、高效益的運營目標。

4.3 公共價值

公共價值，即為社會和自然環境所產生的價值。基于區塊鏈技術，企業經濟活動與社會活動的透明性和產品的可溯源性，刺激企業對環境友好措施的投資，甚至為了培養積極的企業形象[31]。在整個供應鏈中的任何地方，透明度使得企業對廢棄紡織品再生利用做出更快的反應，降低交易成本，進而降低了再生產品價格，促進了再生紡織品的市場流通。可追溯性確保了再生紡織品的安全性，提高了再生紡織品的利用率。因此，應用區塊鏈技術可以改善公共安全和預防腐敗，增強企業綠色環保意識，有利于構建環境友好型、資源節約型企業，推動紡織品可持續發展。

5 結束語

本文通過對區塊鏈特點及應用、廢棄紡織品回收再利用模式存在的問題、區塊鏈在廢棄紡織品回收再利用模式中各個環節的應用進行研究，提出了新的廢棄紡織品回收再利用模式，并從顧客、企業和公共3個維度分析區塊鏈的應用價值，可以有效解決企業效率和活動透明度問題，增加合作企業以及顧客的信任度，有助于建立和維護良好的公共關系，最終提高企業效益，促進資源節約型、環境友好型社會發展。區塊鏈技術在紡織品可持續研究上仍需不斷探索和實踐，在紡織品行業有很大的發展空間和應用空間，紡織品行業與互聯網技術、計算機技術結合將推動紡織品行業快速向前發展。