肖婧瑤 崔艷榮

摘要：新型智慧城市的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，它利用各種信息技術(shù)或創(chuàng)新概念，提高城市管理和服務(wù)效率，改善市民生活質(zhì)量。然而食品、生活用品、家用電器等商品是否安全可靠，依然存在疑慮，尤其是食品安全問(wèn)題。如何保證各個(gè)超市銷售食品來(lái)源安全可靠，已經(jīng)成為急需解決的問(wèn)題。為了促使食品流通良性循環(huán)，促進(jìn)整體供應(yīng)價(jià)值利益最大化，達(dá)到食品轉(zhuǎn)移過(guò)程信息透明化，本文以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)深入研究與探討商品供應(yīng)鏈信息共享相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：智慧城市;區(qū)塊鏈;供應(yīng)鏈;可信溯源;食品安全

中圖分類號(hào)：TP311? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）22-0016-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research on Information Sharing Mechanism of Smart City Based on Food Supply Chain Management

XIAO Jing-yao，CUI Yan-rong

（Yangtze University， Jingzhou 434023， China）

Abstract： The construction of a new smart city has entered a stage of rapid development. It USES various information technologies or innovative concepts to improve the efficiency of urban management and services and improve the quality of life of citizens. However， there are still doubts about the safety of food， household goods， household appliances and other goods， especially food safety. How to ensure the safety and reliability of food sources in supermarkets has become an urgent problem to be solved. In order to promote the virtuous cycle of food circulation， promote the maximization of the overall supply value and benefit， and achieve the transparency of information in the food transfer process， this paper conducts an in-depth study and discussion on the information sharing related to the commodity supply chain based on the block chain.

Key words： smart city; block chain; supply chain; trusted source; food safety

1 引言

自智慧城市概念提出后，我國(guó)就經(jīng)常將其與數(shù)字城市、生態(tài)城市、低碳城市等區(qū)域發(fā)展概念想交叉，尤其近幾年，電子政務(wù)、智能交通、智能電網(wǎng)觀念的新興。2012年，我國(guó)首批了90個(gè)國(guó)家智慧城市試點(diǎn)城市;2013年，科技部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)確定為國(guó)家“智慧城市”技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)城市。智慧城市作為信息技術(shù)的集成應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)新一代信息技術(shù)的革命，同時(shí)也是全球戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分;2014年，國(guó)家提出《關(guān)于促進(jìn)只會(huì)城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，保證智慧城市健康有序的發(fā)展;2018年，智慧城市已初步形成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合;經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，中國(guó)智慧城市以及進(jìn)入下一階段。

不過(guò)，這幾年智慧城市的建設(shè)大多側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，很少?gòu)?qiáng)調(diào)以人為本的科學(xué)發(fā)展核心。在快節(jié)奏城市生活中，市民的生活質(zhì)量則是發(fā)展的關(guān)鍵。走私凍肉、瘦肉精、塑化劑超標(biāo)、工業(yè)明膠老酸奶，非洲瘟疫豬等現(xiàn)象層出不窮，市民生活食品安全問(wèn)題亟待解決。這些問(wèn)題出現(xiàn)的原因主要在于食品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、裝卸、銷售過(guò)程的不透明。

時(shí)代的快速發(fā)展，物流可以提高生活水平及效率，促進(jìn)食品可不受時(shí)間和空間的約束進(jìn)行買賣，所以大多食品都是通過(guò)物流運(yùn)輸。然而在這個(gè)復(fù)雜的物流鏈中，食品來(lái)源的信息是否可靠不得而知。

區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，比特幣是一種虛擬的數(shù)字貨幣。區(qū)塊鏈的特點(diǎn)是去中心化，不可篡改，公開(kāi)性，可追溯性。本文基于區(qū)塊鏈的特點(diǎn)，針對(duì)食品轉(zhuǎn)移過(guò)程不透明的問(wèn)題，分析區(qū)塊鏈與食品供應(yīng)鏈相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，提出一種基于區(qū)塊鏈的視頻供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)食品從生產(chǎn)到銷售的信息透明。

2 食品供應(yīng)鏈管理問(wèn)題

食品供應(yīng)鏈?zhǔn)侵笍氖称返淖畛跣螒B(tài)到消費(fèi)者使用的整體鏈路。其中經(jīng)過(guò)生產(chǎn)商、制造商、供應(yīng)商、分銷商、零售商，最后才到達(dá)消費(fèi)者。食品供應(yīng)鏈管理的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，收入增加值的公平分配，食品安全監(jiān)督等。其中的關(guān)系如圖1：

2.1 核心企業(yè)中心化

核心企業(yè)顧名思義是供應(yīng)鏈中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它可以是供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)商，也可是制造商，還可以是供應(yīng)商，甚至可以是消費(fèi)者。只要掌握核心技術(shù)或者核心能力就可以成為核心企業(yè)。核心企業(yè)的關(guān)鍵不只是技術(shù)，還是管理，他掌握整個(gè)供應(yīng)鏈的所有信息，占據(jù)主導(dǎo)地位。這就形成了以核心企業(yè)為中心的供應(yīng)鏈。但往往在實(shí)際生產(chǎn)銷售過(guò)程中，一旦核心企業(yè)出現(xiàn)信息泄露或者信息篡改問(wèn)題，那么對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈造成的影響是不可逆的，所有運(yùn)作都將出現(xiàn)問(wèn)題。

2.2 信息傳遞效率低

隨著社會(huì)節(jié)奏加快，生成—銷售鏈不再僅限于一個(gè)地區(qū)，一個(gè)城市甚至一個(gè)國(guó)家。于是，隨之而來(lái)的就是跨時(shí)間、跨地域的問(wèn)題。各個(gè)環(huán)節(jié)不能及時(shí)溝通，傳遞信息。供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)無(wú)法實(shí)時(shí)獲取監(jiān)管信息、交易信息、物流信息，造成信息延誤或者信息失真，影響整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)程。這個(gè)時(shí)候如果還是只依賴于核心企業(yè)，那么整個(gè)供應(yīng)鏈的效率將會(huì)變得低下，甚至由于信息的不正確和不完整，將會(huì)產(chǎn)生額外信息成本，整個(gè)運(yùn)行成本會(huì)被提高。

2.3 供應(yīng)鏈“牛鞭效應(yīng)”

“牛鞭效應(yīng)”是一種需求變異放大的現(xiàn)象，從最初環(huán)節(jié)到最終環(huán)節(jié)的信息傳遞過(guò)程中，信息無(wú)法實(shí)時(shí)共享，信息差異隨著環(huán)節(jié)的增多而越來(lái)越大。牛鞭效應(yīng)的成因有很多，然而其中最關(guān)鍵的是信息的不對(duì)稱。各環(huán)節(jié)不能看到全局的信息，只能根據(jù)相鄰客戶情況作需求預(yù)測(cè)。比如由多個(gè)環(huán)節(jié)組成的供應(yīng)鏈中，當(dāng)終端消費(fèi)者環(huán)節(jié)訂貨量微弱波動(dòng)正負(fù)10%時(shí)，反映到供應(yīng)商環(huán)節(jié)時(shí)，可能就是正負(fù)50%的波動(dòng)了。這樣可能會(huì)造成供過(guò)于求，商品積壓或者供不應(yīng)求，市場(chǎng)價(jià)格紊亂等情況。

3 區(qū)塊鏈對(duì)供應(yīng)鏈的意義

區(qū)塊鏈并不是一種新興技術(shù)，而是比特幣底層分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等技術(shù)的一種集成。本質(zhì)上是一種去中心化，不可篡改，公開(kāi)性，可追溯性的數(shù)據(jù)庫(kù)。近幾年，區(qū)塊鏈技術(shù)被越來(lái)越多的人看到，并且用于各種不同的行業(yè)。大多的應(yīng)用主要利用了其多方管理維護(hù)，協(xié)同運(yùn)作，信息不可篡改，可跨機(jī)構(gòu)，跨地域等特點(diǎn)。將其運(yùn)用于供應(yīng)鏈，供應(yīng)鏈從定義來(lái)看是一個(gè)整體的功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，然而它是由很多環(huán)節(jié)組成的，各個(gè)環(huán)節(jié)有很多不同的行業(yè)，不同的人群，不同的地區(qū)。因此，供應(yīng)鏈管理起來(lái)很復(fù)雜，信息實(shí)時(shí)性要求很高，然而現(xiàn)階段的核心企業(yè)不能滿足這個(gè)要求。因此，利用區(qū)塊鏈的特點(diǎn)，將區(qū)塊鏈和供應(yīng)鏈相結(jié)合，可以很好地優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)階段的供應(yīng)鏈問(wèn)題。

區(qū)塊鏈對(duì)供應(yīng)鏈的意義有：

（1）增強(qiáng)管控力，信息共享化

由于供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的組織部門(mén)都是不同的行業(yè)，所以核心企業(yè)對(duì)各層的功能架構(gòu)不熟悉，造成管控力不足的問(wèn)題。然而區(qū)塊鏈?zhǔn)侨ブ行幕?，它不再由一個(gè)單獨(dú)個(gè)體或部門(mén)掌管所有信息，而是供應(yīng)鏈上所有的組織都參與信息的更新和維護(hù)。各個(gè)環(huán)節(jié)的組織手中都有該供應(yīng)鏈上的所有信息，從最初的生產(chǎn)商道最終的消費(fèi)者。并且，在區(qū)塊鏈中，各個(gè)組織的信息是完全一致的，所以能夠有效地消除“牛鞭效應(yīng)”中從最初供應(yīng)商到最終消費(fèi)者之間的供應(yīng)不對(duì)稱問(wèn)題，有效地減少通貨膨脹問(wèn)題。從而改善供應(yīng)鏈的成本和質(zhì)量指標(biāo)：庫(kù)存水平低了可以減少對(duì)企業(yè)資金的占用，而且還能降低庫(kù)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所帶來(lái)的貨物損毀風(fēng)險(xiǎn)。

（2）各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)自動(dòng)更新，信息實(shí)時(shí)化

近幾年區(qū)塊鏈在金融方面的應(yīng)用得到了很多的重視。比如，在跨國(guó)支付當(dāng)中，當(dāng)國(guó)人出門(mén)旅行時(shí)，一些貨幣政策、貨幣和不穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)狀況使企業(yè)很難使資金使用國(guó)際化。供應(yīng)鏈也是如此。供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的參與者都是來(lái)自不同行業(yè)，甚至不同國(guó)家的組織，如果信息獲取全部依賴于核心企業(yè)，那么信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新將很難做到。例如：一道手續(xù)需要花三天時(shí)間才能辦完，因此相關(guān)的確認(rèn)文檔一直停留在上層審核環(huán)節(jié)。這就使得下層相應(yīng)的人員部門(mén)等資源處于等待狀態(tài)，從而導(dǎo)致時(shí)間的浪費(fèi)和資源閑置。如果運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)，利用區(qū)塊鏈中，所有節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，不可篡改的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的信息同步更新，盡可能使得各個(gè)環(huán)節(jié)的信息實(shí)時(shí)化，縮短各層之間的響應(yīng)時(shí)間。這樣，供應(yīng)鏈的響應(yīng)速度快，可以提高向消費(fèi)者的交付時(shí)間，減少庫(kù)存的積壓，從而產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題也會(huì)減少。所以信息的實(shí)時(shí)化對(duì)于供應(yīng)鏈的成本、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)效率都有好處。

（3）去中心化，降低信任成本

在供應(yīng)鏈中，核心企業(yè)占據(jù)重要地位，它由很強(qiáng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。但是，在供應(yīng)鏈運(yùn)作過(guò)程中，為了解決信任問(wèn)題，往往會(huì)引入第三方平臺(tái)，比如，銀行支付等。所以，供應(yīng)鏈中會(huì)有一項(xiàng)支付給第三方的費(fèi)用輸出，即信任成本。利用區(qū)塊鏈的去中心化，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易的特點(diǎn)，供應(yīng)鏈中任何兩方都可以直接進(jìn)行交易，無(wú)須第三方，這樣可以省去“第三方差價(jià)”，降低信任成本。

（4）“智能合約”，減少人工

在供應(yīng)鏈中，更環(huán)節(jié)之間有很多轉(zhuǎn)接和驗(yàn)證的過(guò)程，并且，交接雙方通常是互不認(rèn)識(shí)的陌生人。為了確保交接安全無(wú)誤，人工交接確認(rèn)的過(guò)程往往會(huì)投入不少時(shí)間，人力和物力?！爸悄芎霞s”是區(qū)塊鏈中目前廣受重視的一項(xiàng)技術(shù)，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)協(xié)議，也可以說(shuō)是一段代碼，是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上合約。一旦這個(gè)“合約”發(fā)布到區(qū)塊鏈中，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，它便可自動(dòng)執(zhí)行。生活中的自動(dòng)販賣機(jī)也可看作一種智能合約。將其運(yùn)用到供應(yīng)鏈中，在各環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)接驗(yàn)證過(guò)程中，只需自動(dòng)執(zhí)行智能合約，無(wú)須耗費(fèi)大量人力監(jiān)管，還能保證公平性和安全性，這樣可以省去很多人力投入，降低成本。

4 區(qū)塊鏈架構(gòu)模型

區(qū)塊鏈作為一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)，它是很多技術(shù)的一種集成。一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)由6部分組成，分別為：數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層。如圖2。

封裝層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊以及相關(guān)的數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和算法;網(wǎng)絡(luò)層包括了分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等;共識(shí)層主要封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各類共識(shí)算法;激勵(lì)層主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制;合約層封裝各類腳本、算法和智能合約;應(yīng)用層封裝區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例。目前的研究重點(diǎn)是智能合約，將合約發(fā)布后，能夠主動(dòng)或被動(dòng)的處理數(shù)據(jù)。

5 基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)

根據(jù)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)模型，將其利用于食品供應(yīng)鏈管理業(yè)務(wù)中，實(shí)現(xiàn)每個(gè)階段透明化，增強(qiáng)食品安全度。本文提出一個(gè)基于區(qū)塊鏈的食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，如圖3。

區(qū)塊鏈中，各個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)供應(yīng)鏈信息。生產(chǎn)商、制造商和物流公司實(shí)現(xiàn)信息同步更新，一致化，實(shí)時(shí)化。業(yè)務(wù)邏輯通過(guò)智能合約方式寫(xiě)入?yún)^(qū)塊鏈中，各個(gè)供應(yīng)商、分銷商、零售商以及消費(fèi)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，獲取鏈上信息。倉(cāng)儲(chǔ)根據(jù)區(qū)塊鏈上信息，可以獲取實(shí)時(shí)銷售情況，能夠有效避免食品庫(kù)存積壓導(dǎo)致的過(guò)期安全問(wèn)題。銷售者在市場(chǎng)、超市或者個(gè)體戶中購(gòu)買物品，通過(guò)掃描食品外包裝上的二維碼或條形碼等方式連入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，可以獲取該食品從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)戒N售中間所有經(jīng)歷的過(guò)程，確保食品的安全。

6 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力不斷得到提升。但是市民的生活健康水平卻不斷出現(xiàn)問(wèn)題，比如，近幾年的幾起食品安全事件：染色饅頭、牛肉膏、毒生姜、瘦肉精、安陸奶粉等，這些問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響市民的生活甚至生命安全。區(qū)塊鏈技術(shù)漸漸進(jìn)入人們視野，目前，我國(guó)以區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的區(qū)塊鏈公司數(shù)量已經(jīng)達(dá)到四百余家。本文提出了以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)商、制造商、物流公司、供應(yīng)商、分銷商、零售商和消費(fèi)者多個(gè)環(huán)節(jié)的信息共享，提高食品銷售安全性，減少商家的貨品積壓導(dǎo)致過(guò)期等問(wèn)題的損失，更能給消費(fèi)者提供一種安全保障。區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用正是一個(gè)爆發(fā)階段，在未來(lái)，智慧城市的更多實(shí)體經(jīng)濟(jì)建設(shè)勢(shì)必會(huì)與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合，加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也給市民提供一個(gè)更安全，便捷的生活。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳藝文.基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2019（3）：86-90.

[2] 陳婧.基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈邏輯架構(gòu)研究[J]. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2019（3）：5-7.

[3] 王立書(shū).淺談區(qū)塊鏈技術(shù)在供應(yīng)鏈溯源中的應(yīng)用[J]. 電腦迷，2018（28）：191.

[4] 無(wú)錫采購(gòu)與供應(yīng)鏈管理協(xié)會(huì).區(qū)塊鏈對(duì)供應(yīng)鏈管理的五大意義[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/240397701_818836.

[5] 唐要家，林梓鵬.基于產(chǎn)權(quán)理論的智慧城市信息共享機(jī)制研究[J].情報(bào)雜志，2019，38（2）：166-171.

[6] 饒加旺，楊顏顏，馬榮華.智慧城市研究的獲取與分析[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用，2018，8（8）：1183-1194.

[7] 舒航，張高煜，趙厚寶，舒洲.區(qū)塊鏈技術(shù)研究綜述[J].福建電腦，2019，35（1）：1-3.

[8] 張晉嘉.大話區(qū)塊鏈[J].數(shù)字通信世界，2019（1）：105.

[9] 丁日華.區(qū)塊鏈技術(shù)及其安全問(wèn)題[J].中國(guó)新通信，2019，21（2）：27.

【通聯(lián)編輯：梁書(shū)】