基于区块链技术的自治型生鲜电商供应链管理研究

吴竞鸿

（安徽商贸职业技术学院，安徽芜湖 241000）

一、生鲜电商供应链管理现状

依据艾瑞资讯统计数据，近几年中国生鲜电商市场处于高速发展阶段，2018 年中国生鲜电商市场交易规模突破2 000 亿元，未来仍可保持年均35%的增速。产业规模增长带来竞争者的增多，导致生鲜电商行业竞争持续升级，促使生鲜电商企业构建闭环供应链，使得生鲜电商领域的竞争对象由单一企业变为供应链。

生鲜电商供应链是一个以生鲜电商企业为龙头企业，将生鲜产品提供给最终用户的集上下游企业的网络功能结构，强调对物流、资金流和信息流的控制。当前生鲜电商企业积极运用大数据、物联网等技术监控供应链全流程的生鲜品质量，并采用前向一体化或后向一体化方式向两端延伸，以求缩短供应链环节，降低运营成本。生鲜电商供应链的核心节点包括生鲜产品生产商（生鲜农产品基地或个体农户等）、农产品批发商或生鲜产品收购者、生鲜电商企业、物流配送企业和最终消费者。

农村区域与三农产业经济发展，促使我国生鲜品生产由之前的分散化生产、非标准化品质向标准化、集约化转变。带动了上游环节中农业生产经营单位、农民专业合作社等新型经营主体的增加。下游环节中用户使用生鲜电商平台的次数显著增加，并且对于品质、体验的标准越来越高。目前在生鲜电商领域，不仅包括天猫生鲜等传统生鲜电商，京东到家等平台型企业，还有盒马鲜生等新零售企业，虽然企业主体较多，但企业业务规模普遍较小，缺乏稳定性较高或收益率较好的业务模式。生鲜电商供应链管理中如何实现供应商与电商客户的有效需求匹配、生鲜电商企业如何提升供应链的稳定性与收益率、如何实现供应链中生鲜品品质管控及体验，已成为制约生鲜电商供应链发展的重要内容，区块链技术为解决这些问题提供了新的思路。

二、区块链技术的发展现状

（一）区块链技术的研究综述

2008 年中本聪提出“比特币”概念后，以比特币为代表的数字加密货币风靡世界，2017 年比特币在我国迎来政策禁令，但比特币背后的区块链技术随着其技术和理念的不断成熟，从以数字货币为应用特征的1.0 阶段正式步入以可编程社会为应用特征的3.0 阶段，2017 年也被誉为是区块链从实验室走向应用的元年〔1〕。区块链作为分布式数据存储、智能合约、共识机制等技术的集成应用，近两年成为国内外学者的研究热点。目前关于区块链的研究主要集中在技术研究与应用研究两个方面。

一是对区块链技术研究。如袁勇和王飞跃解构区块链的核心要素，提出了区块链系统的基础架构模型，详细阐述了区块链及与之相关的比特币的基本原理、技术、方法与应用现状，介绍了基于区块链的平行社会发展趋势〔2〕；马昂等总结了区块链的类型，详细阐述了区块链的基本框架及核心技术，简要分析了区块链技术的典型应用〔3〕；欧阳丽炜等以区块链中的智能合约部分为研究对象，在梳理现有研究成果的基础上提出了智能合约的基础架构模型，阐述了智能合约的运行机制与基础架构，详细介绍了智能合约的典型应用领域〔4〕。

二是区块链的应用研究。如王硕总结了区块链技术在金融领域的应用和研究现状，以国际支付为例，分析了区块链支付模式与传统支付模式的差别，并认为国际金融业关注区块链技术，本质是希望构建扁平化的全球一体化清算体系，最后，总结了区块链技术创新发展的趋势，并提出创新应关注的重点问题〔5〕；郭永珍指出区块链技术是完美的信用系统，具有去中介化、去中心化、可靠数据等鲜明特性，从体系、技术、安全监管方面给出了重塑策略〔6-7〕；孙国茂和李猛讨论了区块链技术应用于个人征信的可能性和解决方案，总结了区块链对个人征信中的业务环节的创新潜力，并指出区块链技术的应用风险〔8〕；汪传雷等结合区块链基础构架和技术特征，研究了区块链与供应链物流信息资源的耦合关系，构建了区块链的供应链物流信息生态圈模型〔9〕；王思静将区块链技术应用在医药冷链物流领域，在对医药冷链物流现状分析的基础上，对区块链技术在医药冷链物流领域进行了可行性分析，并给出了区块链技术在医药冷链物流的应用策略〔10〕。

综上所述，目前区块链技术体系的总体架构已较为成熟，探讨区块链技术在传统领域的应用成为学者们的研究热点。

（二）区块链的典型技术

区块链的技术目标是实现在无第三方信任机制下，不同主体可按照预先设定的规则共同维护信息并达到协同自治。依据系统管理权限不同，区块链系统分为公有链、私有链和联盟链。其中公有链是“完全去中心化”，所有人均可读取、发送交易、参与其中共识过程的区块链，系统中的节点可随时自由加入和退出；私有链则是一种交易效率高、成本低、信息数据不会全网公开的区块链，系统中的节点只有被许可才可以参与并且查看所有信息，适用于组织内部的数据管理；联盟链是私有链的一种，它比纯粹的私有链更具可信度，由联盟内成员节点共同维护，节点通过授权后才能加入联盟网络，参与每个节点的权限都完全对等，各节点在不需要完全互信的情况下就可以实现数据的可信交换，适用于公司与公司、组织与组织之间的快速合作。相对于传统分布式数据库，区块链具有以下四个典型技术。

1.分布式记账技术

传统的数据库系统是单一主体维护的管理系统，不论是分布式架构，还是集中式架构，都对数据记录具有高度控制权。基于区块链的分布式账本技术是一种不受单点故障影响且多主体共同维护的分布式管理系统，数据的写入和同步不仅仅局限在一个主体范围之内，需要通过多方验证数据、形成共识，再决定哪些数据可以写入。它的结构设计只允许将数据添加到数据库中，无法更改或删除之前区块上的数据。

2.时间戳技术

传统的数据库具有增加、删除、修改和查询四类操作。区块链技术只有增加和查询两类操作，通过区块和链表这样的“块链式”结构，加上相应的时间戳进行凭证固化，形成环环相扣、难以篡改的可信数据集合。

3.共识技术

共识技术就是对在一个时间段内事物产生的先后顺序达成共识的算法。它可以解决不同节点间的信任问题，目前常见的共识技术包含POW、POS、DPOS、PBFT。

4.智能合约技术

传统上，财务的资金流和商务的信息流是两个截然不同的业务流程，商务合作签订的合约，在人工审核、鉴定成果后，再通知财务进行打款，形成相应的资金流。智能合约的出现，基于事先约定的规则，通过代码运行来独立执行、协同写入，通过算法代码形成了一种将信息流和资金流整合到一起的“内置合约”〔1，11〕。

三、生鲜电商供应链管理中存在的显著问题

当前生鲜电商供应链上下游企业之间很难实现战略协同，供应链管理过程中面临着以下四个突出问题。

（一）交易主体的动态随机性提高了生鲜电商供应链参与主体的进入成本

生鲜电商供应链是从生鲜品生产到成品销售的全部交易链条，其间涉及供应商或生产商、销售商、客户等多个交易主体，各交易主体呈现动态变化特征，尤其是客户的流动性大，具有较强的随机性，增加了生鲜电商供应链各交易主体之间交易行为的认证难度。因生鲜电商企业可监测全部交易链条，具有一定的独立性、权威性和固定性，故而在当前交易模式下，一般依靠生鲜电商企业实现供应链中交易行为的认证，但无形中也提升了生鲜电商企业对生鲜商品价格的把控能力，很多时候会基于自身利益需求，通过自行设定一定的经营标准与业务流程提高参与企业的加入和退出成本。

（二）节点企业信任机制缺失导致生鲜电商供应链脆弱

生鲜电商供应链上的核心企业（生鲜电商）为了暂时和短期利益，没有真正做到让供应链上所有成员共享全部信息，加之生鲜供应商以农户或农业合作组织为主，信息技术应用较为落后，使得供应链上下游企业之间的业务活动难以协调甚至造成脱节，形成模糊的黑洞，导致成本高且可控制性差，所以生鲜电商供应链节点之间存在严重信任危机，包括下游节点不信任上游节点、上下游节点信任愿望不对称、信任的易毁性和恶性循环以及供应链规范信任机制的缺失，造成生鲜电商供应链脆弱。

（三）核心企业影响力有限制约金融机构对生鲜电商供应链的信用评价

生鲜电商供应链因其小（分散）生产与大（集中）市场之间的鸿沟，往往以生鲜电商企业为核心。而当前生鲜产品在网络销售的占比较少，使得垂直化生鲜电商的企业影响力受限，综合化电商企业虽然企业影响力较强，但受制于生鲜农产品供应链的复杂性，经营规模有限。核心企业的话语权不足，导致供应链各节点很难实现战略协同以及缺乏信用担保。加之缺乏可靠的供应链交易信息，目前金融机构为了控制风险，对生鲜电商供应链上急需资金支持的农村合作社等小微群体往往视而不见，制约了金融机构对生鲜电商供应链的金融扶持力度。

（四）供应链环节的信息不对称造成政府监管效率低下

当前生鲜电商供应链运作过程中的商流、物流和资金流一般由生鲜电商企业掌控，生鲜电商企业不仅承担着供应链组织者的职能，也承担着供应链纠纷协调者的职能。在此种管控机制下，生鲜电商企业作为平台服务商，更多的时候会考虑生鲜商品成交量因素而选择性忽视商品质量因素，而政府监管组织很多时候无法实时掌握生鲜电商供应链各节点企业的实时情况，只能在特定时间点或者生鲜电商供应链上某环节出现问题后再组织人力、物力进行调查。因此监管成本高、操作效率低、信息质量差等问题层出不穷〔12〕。

四、构建生鲜电商区块链平台体系框架

（一）生鲜电商区块链平台总体框架

为了解决生鲜电商供应链管理中存在的问题，可借助区块链技术框架构建针对生鲜电商供应链的区块链平台。

当前区块链包含公有链、私有链以及联盟链三种类型，其中公有链的开放程度最高，链上节点地位平等，但参与共识记账的环节过多导致交易时效性较差；私有链交易时效性高，但链上节点地位不平等，私有链的发起方拥有参与共识记账的绝对权力；联盟链某种程度上近似于私有链，链上节点不完全平等，但联盟链节点按照一定规则设定控制权，通过筛选才能拥有共识记账权限。联盟链可以在限定交易速度的前提下实现部分去中心化，保证链上数据的真实性。因而本文构建的区块链平台选取联盟链类型，其概念模型如图1所示。

生鲜电商供应链运作中涉及多类型供应商（个体农户、农村生产合作社、生鲜加工商等）、多类型客户（个人消费者、企业消费者）、电商企业、金融机构、政府等众多参与主体。基于共识机制、智能合约、去中心化等区块链技术特征设计生鲜电商供应链的流通、追溯和信用监管体系，进而构建生鲜电商区块链平台体系。

（二）生鲜电商区块链平台技术架构

区块链平台的技术架构体系包括数据基础设施层、数据层、网络层、共识层、合约层、应用层。考虑到不同区块链平台技术内容的相似性及差异性，本文关注数据层、合约层（智能合约）及应用层的内容设计。如在数据层中，将生鲜品的生产物流信息、交易信息存储在不同信息区块中，解决生鲜品的信息溯源和防篡改问题。借助物联网信息采集系统，由传感器和状态监测器将生鲜品生产流通的实时数据传输到区块链平台中，经过特定节点验证后存入生鲜产品信息区块中，确保区块链平台信息的真实性、完整性。生鲜产品的电商交易信息也需节点验证后存入交易信息区块中，促使生鲜品的生产、物流及交易信息实现全环节查询。

合约层由智能合约、算法机制以及脚本代码组成，其中智能合约不仅是合约层的核心内容，也是自治型供应链的基础。智能合约包括各参与主体预先拟定的合约规则和触发机制，以代码方式嵌入区块链实现。触发条件一旦成立，合约自动执行，无需人工干预〔1〕。本文依据生鲜电商供应链的管理内容，设计了生鲜电商区块链平台中智能合约的基本规则，如表1所示。

应用层提供物流、商流、资金流的信息存储，是用户实现信息交互的媒介。本文设计了生鲜追溯信息中心、交易信息中心以及信用监管信息中心，使得金融机构和政府监管机构不仅可以查询生鲜电商供应链的各环节信息，还可以通过智能合约规则提高供应链中任意节点投融资与监管效率。

五、生鲜电商区块链平台应用策略

依据本文构建总体框架体系，生鲜电商区块链平台实质是基于区块链技术的供应链信息平台，因而待构建的生鲜电商区块链平台应属于高度自治、高度信任的供应链信息网络体系，包括生鲜交易主体的认证体系、生鲜商品的追溯系统以及生鲜电商的评价监督系统。

（一）构建随机交易主体的认证体系，实现生鲜电商交易的自治化

当前生鲜供应链上游的生产商以中小农业合作组织或个体为主，信用程度较低，但在一定时间内具有稳定性；供应链下游的销售客户以餐饮企业为主，个人为辅，信用程度总体较好，但交易活动显现极大的随机性、不稳定性。生鲜电商企业基于提升平台入驻商家成交额及平台客户销售额的经营理念，对于交易主体的认证方式较为简易，低进入门槛容易造成交易活动异常等售后问题。

因而，首先可在区块链平台中建立生产商及客户基础数据存储区块，利用共识机制构建快速多元的区块链注册用户认证流程；其次构建电商企业标识的智能合约规则，利用智能合约技术确定行业或企业认可的生鲜品标准，实现生鲜商品生产加工的自治规范化管理；再次以时间戳技术为基础创建客户交易信息区块，统计不同客户的交易历史明细以及客单价格；最后成立公共交易中心，依据点对点组网技术促成始端生产商与终端客户之间达到直接交易，极大减少中间环节，确保生鲜商品数据公开透明以及客户可完整查询商品明细，一旦发现生产商或客户有欺诈行为，区块链平台就会要求特定节点认证异常活动，若是通过认证则会全网公告并在基础数据存储模块中形成不良记录的交易信息区块。

（二）构建生鲜商品追溯系统，实现生鲜电商企业产品溯源的自治化

区块链平台的所有节点地位均等，以分布式记账方式实现去中心化，同时不可篡改产品自身信息。当前生鲜电商供应链中的核心企业为生鲜电商企业，上游生产商的生产规模及生产品种的选择可能依据电商企业销售信息或其他同类生产组织的选择，下游客户选择生产商则主要依据电商企业对生鲜商品的描述性信息。但生鲜电商企业大多为初创期企业，对于名优生鲜商品及一般性生鲜商品的区别描述不显著，加之生鲜商品品牌标识度较弱，容易造成下游客户商品选择的随机性，降低了下游客户对于生鲜电商企业的购物评价满意度。

为此，首先构建基于时间戳技术的生鲜商品信息存储区块，实现生鲜商品养殖、采摘、仓储、加工、批发销售的全程信息存储；其次利用特定的共识机制构建生鲜商品追溯中心，借助物联网技术手段实时采集商品在供应链各环节的流动情况并反馈到追溯中心，由特定节点验证反馈信息，进而存储到生鲜商品信息区块；最后设计特定要求的智能合约规则，依据智能合约技术自治处理追溯平台中的生鲜商品供应链异常状况，并通知区块链中的特定节点验证异常状况，验证无误形成异常情况区块加入生鲜商品信息区块中，确保各环节数据公开透明、各参与主体实时查询。

（三）构建生鲜电商供应链评价监督系统，依据智能合约实现信用监管自治化

生鲜商品标准化程度低，即使同一批次商品差异也较大，当前的生鲜电商评价监督方式主要由客户的消费完成体验评分以及生鲜电商企业的售后介入实现。但客户的单次消费评分存在偶然性，加之生鲜电商企业规模普遍较小，对客户售后服务能力有限，导致网络刷单、退货差评等电商问题在生鲜电商企业尤为普遍。

区块链平台去中心化结构可促使区块信息需要特定节点的共识认证，确保商品交易信息及评价信息的真实可信。基于此，首先将符合生鲜电商评价的行业规范、服务标准等编制成智能合约规则，自治评价生鲜商品买家与卖家双方的信用等级；其次由生鲜电商企业为主导，引入金融保险等机构，建立信用监管信息中心，可实现信用查询、信用担保、信用监管、信用保障等功能。同时允许政府相关监管机构加入特定验证节点，借助区块链共识机制由政府相关部门验证生鲜商品生产、流通以及销售全流程的经营信息，化解电商企业经营状况黑洞问题〔13-14〕。