英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

剑桥大学第22届剑桥国际制造业研讨会，2018年9月27日至28日

供应链管理中的区块链技术探索

Alexandre A. Boschi^a,c, Rogeacute;rio Borin^a, Julio Cesar Raimundo^b, Antonio Batocchio^a

1. Unicamp, Campinas, Brazil ^b UNIP, Satilde;o Paulo, Brazil
2. EY, Satilde;o Paulo, Brazil

alexandre.boschi@uol.com.br, rogerio.borin@ig.com.br; juliocesar@fatecpg.com.br;

batocchi@fem.unicamp.br

摘要

新技术日复一日地应用于业务环境。自第四次工业革命开始以来，数字工具使生产力得以提高。不同的技术被用来支持公司发送和接收信息的任务。公司之间交换的信息在考虑信任、速度和安全时一直是一个问题。在过去的几十年中，电子数据交换（EDI）是用于发送和接收信息的主要技术供应链专业人员。近年来，随着第四次工业革命和物联网的兴起，商业环境的许多方面都发生了变化。个人和组织需要更有效率。商业环境的主流之一是区块链。一些研究认为比特币是区块链技术的先驱。金融公司联合起来建设一个技术基础设施，在市场上使用加密货币。第一个区块链是在2008年全球金融危机之后构想出来的，从未被黑客入侵过。供应链是由遥远、独立的实体组成的复杂网络，这些实体在不断变化的动态环境中交换货物、支付和数据。区块链技术允许可视性，为客户提供了解供应链如何运作以及如何获得更多有关产品可追溯性的信息的机会。然而，在物流和供应链中实施区块链存在一些挑战。本文介绍了一个理论回顾，包括区块链操作的原理和实现它所需的基础设施。本文不涉及应用于区块链的技术架构。区块链的潜在利益将被涵盖，以了解如何将其应用于物流和供应链环境，并展示一些已经实施或确定的示例。

关键词：区块链、智能合约、供应链、可追溯性

1. 简介

自1990年创立以来，各公司都在利用万维网交换信息。这一革命性的体制为企业生产力和竞争力的提高打开了大门。当今社会媒体、机器学习、机器人过程自动化、区块链等新技术正在改善商业环境，为信息交流带来新的广阔的途径。

众多新入局者之一是区块链。最初，区块链专注于货币交换。比特币（Bitcoin）是中本聪（Satoshi Nakamoto）（2008年）创建的电子货币交易所，它创造了在没有任何金融中介的情况下发送和接收货币的可能性。“点对点电子现金系统”（Nakamoto，2008年）通过一个非常高安全性的模型，使用无法修改的加密数据，从一个点向另一个点发送款项。

区块链因其不可变、公正和实现绝对交易透明等特点而日益流行。毫无疑问，区块链有能力改变物流和供应链行业的各个方面。目前，该技术正在进行开发，以确保区块链系统能够与物流和供应链中使用的物联网设备的数据协同工作。

当前数据交换系统的低效性和信息的信任有助于认可区块链在供应链管理中的价值。无纸化的官僚主义和降低成本的机会加快了认可新挑战的步伐。

与传统的集中式数据库系统不同，区块链使用加密共识机制验证分类账中的数据。区块链的提议是鼓励同龄人之间的信任，并创建安全网络来交换信息。这意味着没有任何权威或参与者可以控制或操纵区块链技术记录的内容（Mougayar，2016）。

透明度最初被认为是采用该技术的重要方面，同时还有数据交换的改进，颠覆了传统的信息发送和接收方式。另一个被清楚认识到的重要特征是交易的速度，这有助于降低成本。而消费者对产品出处的信息要求也越来越高。

区块链中标识的设施能很快与供应链运营融合，主要是由于产品的可追溯性。其中一个最好的例子是食品链，客户可以对商品的真实性充满信心，包括整个生产过程中的环境影响和工人条件（Kshetri，2018年）。

其他例子如医药和化妆品，区块链提高了客户对价值的感知，并带来更好的商业效果（Aptea和Petrovskyb，2016年）。

其它已确认的好处包括简化理赔、提高交易安全性、加快付款和减少欺诈、降低合规成本和监管要求、消除中介机构从而降低成本并改善整个供应链中的项目跟踪。

为了支持物流和供应链管理中的区块链的实现，需要智能合约。智能合约是写在代码上的操作条件。智能合约自动执行交易，并将信息记录到分类账上，无需任何人工干预。智能合约的目的是提供优于传统合同法的安全保障，并减少与合同相关的其他交易成本（Tapscott 2016:105-108）。

Buterin这样说：“之后我们可以通过智能合约将成本降低到接近零的水平。”（帕克，2016年）。

网络成员相互认可智能合约。它是双方建立信任和效率的关键组成部分。智能合约消除了所有的文书工作，简化了整个流程，节省了时间和金钱。

本文的范围仅限于讨论区块链在供应链世界中的应用以及在这种应用中可以获得的利益。本文并不涉及区块链技术及其实现所使用的各种软件的评估。

1. 供应链的定义

Lummons和Albert（1997）将供应链概念化为物质流动的实体网络。这些实体可能包括不同的供应商、变压器或处理器、配送中心、零售商和最终客户。

根据Slack等人（1999年），一组内部关联、负责向公司或最终客户提供商品和服务的众多企业，称为“供应链”（Slack等人，1999年）。

供应链管理（SCM）背后的一般理念是：以有效的方式管理货物、服务和信息的流动，以实现高绩效和降低风险（Tan，2001）。

另一方面，Christopher（1997）将供应链定义为一个特定的领导公司以及与之直接或间接互动的所有其他公司通过其上游和下游的供应商和客户组成的集合，即从基本材料和/或服务的原产地到有效点。产品和/或服务的消费。

通过延伸到世界各地的复杂供应链，全球每天都在生产数十亿种产品。然而，对于这些产品在其整个生命周期中是如何、何时和在何处生产、制造和使用的，人们却知之甚少。即使在到达最终消费者之前，货物也会通过零售商、分销商、运输公司、仓储设施以及参与设计、生产、交付和销售的供应商组成的庞大网络进行运输，但在几乎所有情况下，这些运输仍然是我们财产中一个看不见的维度。（Jessi等人，2016年）

供应链日益复杂、延伸和全球化。世界的某一方发生的事件可能会终止另一方某项服务的生产或交付。无论事件是自然原因或人为原因，很大或很小，但如果关键组件或服务的供应中断，就可能对供应链沿线的公司造成严重危害，包括财务和声誉（Punter，2013年）。

1. 什么是区块链

区块链是比特币的底层技术，是一种分布式账本技术，被定义为“分布式、共享、加密的数据库，用作不可逆转和不可破坏的信息存储库”（Wright，2017年）。

Nakamoto（2008）认为比特币是一种对等电子现金系统：“关于点对点电子现金交换的纯粹版本，允许在线支付从一方到另一方，而无需任何金融机构”。

根据DTCC（2016），区块链既是网络又是数据库，是安全和集成的。区块链能够根据数学定义的规则和机械执行的规则构建交易。

一个基于Linux基金会的技术定义则是：一种通过共识达成的对等分布式分类帐，并结合“智能合约”系统和其他的辅助技术。

Mougayar（2016）认为区块链是一种可以以安全和永久的方式记录交易的技术。它可以保存交易的所有历史记录，而不存在任何风险。它是一种网络技术，类似于万维网（WWW），可以实现数据的分散交换。从更广泛的意义上讲，区块链是一个分布式数据库（分类账），它保持了一个不断增长的时间戳和加密交易记录列表，这些记录按块组织，每个块都链接到上一个块，正如Abeyratne和Monfarej 2016年改编的概述。图1所示

图1 拟议概念概述，改编自Abeyratneamp;Monfared，2016

1. 区块链背后是什么

Mougayar（2016）还认为，智能合约是允许在多个业务上应用区块链的关键技术。这是双方之间的合同，编码并上传到区块链。智能合约不依赖第三方机构。处理此类合同的所有流程都是自动控制的。合同的条款在各方完成各自的职责后执行。这种功能消除了涉及外部依赖的合同执行条款的所有模糊性。

根据Kakavand的说法（2016年）：“智能合约可以使谈判和合同履行更容易、更高效。通常，智能合约的界面是清晰的并会模仿合约条款的逻辑。主要目的是确保合同流程的安全，及降低与合同相关的成本”。

Swan（2015）将智能合约描述为区块链的主要功能之一，实现“无信任”交易。这种类型的交易定义了通过数字网络验证、监控和双边强制执行的交易。智能合约可以包含多个数字签名，以获得参与者的必要批准。如果智能合约的条件依赖于现实数据，则被称为“Oracle”的系统可以用来监视和验证这些数据。

智能合约是简单的计算机程序，当系统中的某些条件得到满足时，就会执行预先设定的操作。智能合约提供允许修改分类帐状态的交易语言，它们可以促进任何有价值的东西（如股票、金钱、内容、财产）的交换和转让。

智能合约由各部分签署，以创建一次交易，并将其放入一个块中，Szabo（1996）将该块永久保存到图2的区块链分类账中。

图2 区块链和智能合约-改编自Szabo（1996）

由于智能合约的条款是在交易过程中执行的，因此块是按照约定的业务规则创建的，而链是被构建的。特别重要的是，每个区块都根据智能合约中的条款进行了数字验证，从而确保了所谓“单一真实版本”的共享及透明。（Amber Road，2018）

智能合约确实是供应链区块链背后的驱动力，因为它们所包含的业务规则确保实际交易按照原始协议执行。无论智能合约是否代表产品许可协议、物料清单要求或双方之间的其他协议，交易中的区块只能在流程中的给定步骤与智能合约一致时才会编号进行。

根据Linux基金会（2018），智能合约可以这样被提供：

A.自主性：可由任何人开发，无需律师、经纪人或审计师等中介机构

B.效率：移除流程中间商通常会显著提高流程效率

C.备份：部署到其上的区块链和智能合约可以提供永久记录，即便创建者不再从事活动，也能提供审计、监察，并保证可追溯性

d.准确度：用可执行代码替换人工中介，确保过程始终相同

E.节约成本：更换中间商通常可以显著降低成本

1. 区块链在供应链中的适用性

从区块链信托加速器（2018）中可以了解到，区块链在某种程度上非常适合用于供应链，因为该技术有潜力提供前所未有的透明度。与传统的集中式数据库不同，区块链系统通过密码共识机制验证分类账中的条目或变更，从而规避对中间人的需求。这使得不信任的各方，如彼此不认识的个人和公司，能够进行近乎无摩擦的点对点交易。

马士基（Jackson，2017年）和沃尔玛（Walmart）等多家公司与IBM合作（Popperamp;Lohr，2017年）已开始计划实施该技术，通过创建试点项目来实现该技术在早期阶段的好处。此外，沃尔玛和马士基都保证，在不久的将来，一个完整的版本将在组织运营中实施（Popperamp;Lohr，2017）。在物流领域，研究人员看到了区块链技术改进的许多可能性，例如跟踪和质量测量解决方案。

下图展示了供应链系统的一个例子，其中多种信息可以通过智能合约保存到区块链结构支持中（Gupta，2018）。根据Kshetri（2018），区块链应用可以进一步作为供应链信任问题的解决方案。因此，去中心化应用程序的爱好者们正在进行早期改造，以使公司在市场上保持竞争力。

图3展示了应用于供应链管理的区块链示例，以跟踪从“农场到餐桌”的产品，包括智能合约上添加的信息示例和记录的区块链。

图3 改编自SCM和物流空间中的区块链-Gupta（2018）

一般来说，供应链中区块链解决方案的开发和实施还处于早期阶段。因此，随着技术的进一步发展，公司在未来会有很多机会（Nowi_skiamp;Kozma，2017年）。尤其是关于改善供应链合作伙伴之间的协作问题，区块链技术可以提供不同的解决方案。

情境不同，不同组织、立法或研究人员对可追溯性的定义也不同（Aung和Chang，2014年）。在对不同可追溯性定义的研究中，Olsen和Borit（2013）得出结论，“

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[20838]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word