基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系構(gòu)建研究

付立斌 董晨陽

摘?要：隨著我國國民經(jīng)濟水平日益上升，居民食品消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，特別是對冷鏈?zhǔn)称沸迈r度提出了越來越高的要求，食品冷鏈供應(yīng)鏈的發(fā)展越來越受到重視。文章對食品冷鏈供應(yīng)鏈痛點進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出食品冷鏈供應(yīng)鏈存在的問題，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)理論對食品冷鏈供應(yīng)鏈體系進(jìn)行構(gòu)建研究，從參與管理主體設(shè)置、體系架構(gòu)設(shè)計和運作模型及流程等方面構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系，并從政府、冷鏈企業(yè)和消費者三個方面提出了保障思路。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;食品冷鏈;冷鏈供應(yīng)鏈;去中心化

中圖分類號：F259.23???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：1005-6432（2023）10-0020-04

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2023.10.020

1?引言

隨著我國國民物質(zhì)生活的豐富和消費觀念的轉(zhuǎn)變，生鮮食品需求不斷增加，冷鏈行業(yè)快速發(fā)展。據(jù)《2020年中國食品冷鏈供應(yīng)鏈研究報告》指出，2014—2019年中國食品冷鏈物流需求量不斷增加，2019年中國食品冷鏈物流需求量為2.33億噸，較2018年的1.89億噸同比增長23%［1］。在食品冷鏈物流市場擴大的同時，食品冷鏈供應(yīng)鏈發(fā)展水平顯著提升，已影響到國民經(jīng)濟的全局，成為經(jīng)濟發(fā)展與人民生活中的一個新熱點。受新冠肺炎疫情影響，食品冷鏈供應(yīng)鏈迎來了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇，如何打造食品冷鏈供應(yīng)鏈、提升食品冷鏈供應(yīng)鏈透明度成為人們關(guān)注的焦點，為此建立完備的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系迫在眉睫。目前食品冷鏈供應(yīng)鏈仍存在著供應(yīng)鏈體系不健全、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備滯后且分布不均衡、管理主體責(zé)任不明確、信息化程度低等問題，制約著食品冷鏈行業(yè)發(fā)展。基于此，文章結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建食品冷鏈供應(yīng)鏈體系，真正做到全程溫度可控、各環(huán)節(jié)無縫銜接，為我國食品冷鏈行業(yè)探索出新路徑。

2?文獻(xiàn)綜述

2.1?國外研究現(xiàn)狀

Barrangour等（2019）基于CRISP技術(shù)，改變食品細(xì)菌的基因容量，控制農(nóng)產(chǎn)品從源頭到C端食品供應(yīng)鏈全過程微生物種群的組成和活動，提高食品質(zhì)量和安全，進(jìn)而高效推進(jìn)冷鏈供應(yīng)鏈高質(zhì)量發(fā)展［2］。Zhang等（2017）基于分解分析，從農(nóng)產(chǎn)品冷凍加工、儲藏、配送運輸及冷儲銷售4個相關(guān)環(huán)節(jié)中，識別選取技術(shù)設(shè)備、人員組織、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品供應(yīng)和外部環(huán)境5個關(guān)鍵風(fēng)險要素［3］。Yang等（2013）采用AHP和風(fēng)險優(yōu)先數(shù)（RPN）方法評估生鮮食品冷鏈物流的安全風(fēng)險，找出生鮮食品冷鏈中的關(guān)鍵風(fēng)險因素和最薄弱環(huán)節(jié)，以提高冷鏈系統(tǒng)的績效［4］。

2.2?國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)食品冷鏈供應(yīng)鏈的研究上，相關(guān)專家學(xué)者從不同的角度進(jìn)行探討。沈玉燕等（2021）從風(fēng)險因素方面對生鮮冷鏈供應(yīng)鏈做了研究，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理論思想，對食品冷鏈供應(yīng)鏈進(jìn)行了風(fēng)險識別與分類，采用OWA算子賦值權(quán)重方法對風(fēng)險指標(biāo)賦值、評估及排序，提出了生鮮冷鏈供應(yīng)鏈風(fēng)險Logistic擴散收斂模型和風(fēng)險管控對策［5］。李學(xué)工等（2021）從重大突發(fā)事件環(huán)境下應(yīng)急冷鏈供應(yīng)鏈出發(fā)，通過層次分析法構(gòu)建應(yīng)急冷鏈供應(yīng)鏈協(xié)同化測度指標(biāo)，確定指標(biāo)的綜合權(quán)重，采用序參量法提出應(yīng)急冷鏈供應(yīng)鏈協(xié)同化測度模型，評估各應(yīng)急環(huán)節(jié)的協(xié)同度。基于此，更好地判斷應(yīng)急冷鏈供應(yīng)鏈協(xié)同水平，合理規(guī)避重大突發(fā)事件下應(yīng)急冷鏈供應(yīng)鏈?zhǔn)称钒踩惋L(fēng)險問題［6］。王曉丹等（2021）通過對我國水果冷鏈供應(yīng)鏈發(fā)展現(xiàn)狀的研究，分析了大數(shù)據(jù)在水果冷鏈供應(yīng)鏈中的應(yīng)用，進(jìn)而從頂層設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、大數(shù)據(jù)收集工作、高科技人才等方面提出發(fā)展建議［7］。

綜上所述，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對于冷鏈供應(yīng)鏈做了較為豐富的研究，并取得了一定成果，而對于食品冷鏈供應(yīng)鏈的研究還比較少，僅有的研究集中在風(fēng)險因素、供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)方面，而利用區(qū)塊鏈思想，構(gòu)建食品冷鏈供應(yīng)鏈體系建設(shè)鮮有研究，基本上處于空白狀態(tài)。為此，文章結(jié)合區(qū)塊鏈理論思想，構(gòu)建食品冷鏈供應(yīng)鏈體系架構(gòu)，為建設(shè)全程溫度可控、各環(huán)節(jié)無縫銜接、信息可追溯的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系提供思路。

3?食品冷鏈供應(yīng)鏈痛點分析

3.1?食品冷鏈供應(yīng)鏈體系不健全

一是法律規(guī)范體系不完善。食品冷鏈供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)規(guī)范化的管理，相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)化體系不夠健全甚至缺失。二是供應(yīng)鏈體系尚未形成。供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)之間缺乏有效的溝通協(xié)調(diào)，各環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)“斷鏈”現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)。

3.2?基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備滯后，分布不均衡

我國冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施陳舊且分布不均，主要集中在東部沿海地帶和發(fā)達(dá)城市，但是中西部基礎(chǔ)設(shè)施卻嚴(yán)重不足，呈現(xiàn)出“東多西少”的現(xiàn)狀。此外，在設(shè)備的類型和功能上發(fā)展滯后，生產(chǎn)規(guī)模“小而散”。

3.3?管理主體責(zé)任不明確

《2020年中國食品冷鏈行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展前景預(yù)測分析》指出，食品冷鏈需求是我國冷鏈物流需求的關(guān)鍵，占比行業(yè)總需求達(dá)90%［8］。其中涉及冷鏈?zhǔn)称繁O(jiān)管部門、生產(chǎn)加工企業(yè)、倉儲配送企業(yè)、批發(fā)零售商等多個參與主體，其整個環(huán)節(jié)難以把控具體流程和運營資質(zhì)。此外，食品冷鏈供應(yīng)鏈各參與管理主體處在“各自為政”的狀態(tài)，關(guān)鍵性數(shù)據(jù)很容易在某個環(huán)節(jié)被篡改和漏填。

3.4?信息化程度低

供應(yīng)鏈相關(guān)主體尚未形成統(tǒng)一的食品冷鏈供應(yīng)鏈信息化平臺，容易引發(fā)信息不對稱和信任危機，造成前后環(huán)節(jié)銜接困難、失誤率高。同時，各節(jié)點之間尚未建立智能化全程可追溯體系，難以打造從供應(yīng)端到銷售端全鏈條可追溯管理體系。

4?食品冷鏈供應(yīng)鏈體系構(gòu)建

4.1?參與管理主體設(shè)置

食品冷鏈供應(yīng)鏈體系貫穿于冷鏈?zhǔn)称吩瞎?yīng)商到終端消費者的整個流通過程，其中國家市場監(jiān)管部門監(jiān)督管理，形成了國家市場監(jiān)管部門、冷鏈?zhǔn)称菲髽I(yè)、消費者等三類主體。第一類是監(jiān)管冷鏈?zhǔn)称焚|(zhì)量安全的機構(gòu)，即國家冷鏈監(jiān)管部門；第二類是冷鏈?zhǔn)称飞舷掠纹髽I(yè)，即冷鏈?zhǔn)称吩牧瞎?yīng)企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)、加工企業(yè)、農(nóng)貿(mào)市場、餐廳和超市；第三類是消費者。

4.2?體系架構(gòu)設(shè)計

食品冷鏈供應(yīng)鏈?zhǔn)鞘称防滏溸\作過程中的一種組織形態(tài)，涉及食品冷鏈縱向產(chǎn)業(yè)鏈的上游與下游，而政府冷鏈監(jiān)管部門監(jiān)督整個流通過程，形成政府、冷鏈企業(yè)和消費者三方組成的供應(yīng)鏈體系。基于此，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)理論，建立基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系，并劃分為物理層、數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層。如圖1所示。

物理層是區(qū)塊鏈信息采集的底層基礎(chǔ)，植入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（冷鏈監(jiān)控設(shè)備、溫控設(shè)備、定位設(shè)備），對冷鏈?zhǔn)称返南嚓P(guān)數(shù)據(jù)上鏈，確保原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與完整。

數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈信息處理的核心，冷鏈?zhǔn)称窂脑搭^供應(yīng)信息、出入庫信息、檢測信息等全過程數(shù)據(jù)上鏈，嚴(yán)格按照區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)塊格式進(jìn)行封裝，分布式存儲在鏈上的數(shù)據(jù)按照時間順序生成唯一的數(shù)字簽名，保障歷史數(shù)據(jù)不被篡改。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其獨特的加密技術(shù)特點（非對稱加密、哈希算法），保障數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確。

平臺層是區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)運營的關(guān)鍵，提供食品管理信息、質(zhì)量監(jiān)管狀態(tài)以及溯源來源等查詢服務(wù)，便于政府、冷鏈企業(yè)、消費者高效地使用區(qū)塊鏈；同時支持資源管理、身份認(rèn)定、運營監(jiān)管、生態(tài)服務(wù)，更好地支撐管理服務(wù)，以此保證業(yè)務(wù)運營在高效環(huán)境下的持續(xù)運行。

應(yīng)用層采用B/S結(jié)構(gòu)的Web前端界面，封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場景。該層主要鏈接政府、上下游企業(yè)、消費者，為其提供數(shù)據(jù)接口，打破各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)信息準(zhǔn)確性、安全性和可追溯性。

4.3?運作模型及流程

傳統(tǒng)食品冷鏈供應(yīng)鏈單純是以供應(yīng)鏈所有參與者為運作主體，缺乏統(tǒng)一監(jiān)管，導(dǎo)致出現(xiàn)“各自為政”現(xiàn)象。基于此，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系運作模型。如圖2所示。

同時，運用區(qū)塊鏈共識機制，從冷鏈?zhǔn)称饭?yīng)到生產(chǎn)加工、質(zhì)量檢驗、倉儲配送、冷鏈銷售等全過程上鏈，構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系運作流程，將供應(yīng)鏈所有參與者連接成一個整體，實現(xiàn)運作流程的無縫銜接以及對食品冷鏈的全程溫控覆蓋、安全高效運行。如圖3所示。

4.3.1?供應(yīng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)

冷鏈?zhǔn)称饭?yīng)商和生產(chǎn)企業(yè)基本信息在區(qū)塊鏈認(rèn)證上鏈，隨后將雙方電子采購合同寫入?yún)^(qū)塊鏈；生產(chǎn)企業(yè)引入各類傳感器實時采集環(huán)境信息，并且將傳感器終端與區(qū)塊鏈進(jìn)行連接，真實數(shù)據(jù)實時進(jìn)行上鏈處理，這些數(shù)據(jù)生成對應(yīng)的時間戳，保障數(shù)據(jù)不會被篡改。進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，當(dāng)前主體提出交易請求，并與加工企業(yè)利用私鑰簽署內(nèi)嵌在區(qū)塊鏈的智能合約。交易完成過后，系統(tǒng)授權(quán)給加工企業(yè)，其負(fù)責(zé)跟進(jìn)冷鏈?zhǔn)称焚|(zhì)檢、操作、物流等關(guān)鍵信息，并實時更新和維護(hù)信息文檔。

4.3.2?質(zhì)檢加工環(huán)節(jié)

加工企業(yè)負(fù)責(zé)鏈上數(shù)據(jù)的權(quán)限維護(hù)，對冷鏈?zhǔn)称愤M(jìn)行全面質(zhì)檢和處理加工。在保障環(huán)境溫濕度的同時，將檢驗合格、處理加工等全過程數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊鏈，形成“一物一碼”的標(biāo)識，為消費者提供查詢支持。

4.3.3?倉儲運輸環(huán)節(jié)

冷鏈倉儲運輸企業(yè)全程采用冷鏈冷藏技術(shù)、冷鏈保鮮技術(shù)、定位技術(shù)，保證冷鏈?zhǔn)称肪G色新鮮和實時精準(zhǔn)定位。在此過程產(chǎn)生的倉庫環(huán)境、出入庫時間、運輸定位等信息通過時間戳寫入?yún)^(qū)塊鏈平臺，在共識機制下實時更新且不可篡改。

4.3.4?配送銷售環(huán)節(jié)

消費者通過門店購買或線上商城下單的方式購買冷鏈?zhǔn)称罚M者可通過掃描冷鏈包裝上條形碼，鏈接區(qū)塊鏈信息平臺，獲取冷鏈?zhǔn)称穪碓矗龅絹碓纯勺匪荩ハ蚩刹樵儭?/p>

5?具體保障措施

5.1?政府監(jiān)管部門方面

政府監(jiān)管部門應(yīng)完善食品冷鏈服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將食品冷鏈供應(yīng)鏈體系建設(shè)納入法律法規(guī)中，采用多種形式和方法加強食品冷鏈供應(yīng)鏈體系的推廣和應(yīng)用。

5.2?冷鏈企業(yè)方面

冷鏈企業(yè)需要重視加強冷鏈?zhǔn)称窐?biāo)準(zhǔn)化，加快推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)運用，培養(yǎng)冷鏈專業(yè)技術(shù)人才。同時，落實企業(yè)主體責(zé)任，嚴(yán)管嚴(yán)控企業(yè)私鑰，確保鏈上關(guān)鍵信息真實可靠，保障食品冷鏈供應(yīng)鏈體系高效運作。

5.3?消費者方面

消費者需要培養(yǎng)主動“掃碼查溯源”的意識，真正實現(xiàn)“要我做”到“我要做”的轉(zhuǎn)換。若發(fā)現(xiàn)異常冷鏈?zhǔn)称罚M者對其提出訴求同步至鏈上，精準(zhǔn)定位問題環(huán)節(jié)，對同批次問題產(chǎn)品及時召回。

6?結(jié)論

文章結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)理論，提出了基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈供應(yīng)鏈體系和運作模型及流程，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，有效提升供應(yīng)鏈的快速反應(yīng)能力和運作能力，促進(jìn)流程間的無縫銜接，并從政府、冷鏈企業(yè)和消費者等三方面提供透明化的保障思路。

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［作者簡介］付立斌（1996—），男，河北唐山人，碩士，研究方向：冷鏈物流；董晨陽（1989—），男，河北承德人，碩士，中級工程師，研究方向：糧食供應(yīng)鏈、冷鏈供應(yīng)鏈。