李瑩佳

（上海工程技術(shù)大學(xué) 上海201620）

一條完整的糧食供應(yīng)鏈，從源頭到末端所涉及的信息量巨大、參與方眾多，單位重量的糧食從其生長的土壤條件和周圍環(huán)境的自然狀況到成熟收割，從供產(chǎn)銷環(huán)節(jié)的流轉(zhuǎn)到最終呈現(xiàn)在消費者的餐桌上，經(jīng)過的流程環(huán)節(jié)繁瑣冗長。要想及時、全面又精準(zhǔn)的了解其中間過程的具體細(xì)節(jié)信息，僅僅基于傳統(tǒng)的信息追溯系統(tǒng)和技術(shù)手段很難真正實現(xiàn)供應(yīng)鏈上各參與方對于商品信息和流轉(zhuǎn)過程中細(xì)枝末節(jié)數(shù)據(jù)信息的訴求。而這些關(guān)于糧食本身的質(zhì)量信息和存儲、轉(zhuǎn)銷、流通、運輸過程環(huán)節(jié)的諸多細(xì)節(jié)，對于供應(yīng)鏈上各參與主體了解市場狀況、改進商品質(zhì)量、及時發(fā)現(xiàn)并糾正自身生產(chǎn)經(jīng)營過程中的問題與制定營銷策略又至關(guān)重要。

1 糧食供應(yīng)鏈追溯體系的現(xiàn)實狀況

1.1 中國糧食產(chǎn)品供應(yīng)鏈現(xiàn)存問題

糧食供應(yīng)鏈將供應(yīng)方、運輸方、需求方和監(jiān)管者四方依照時間軸的先后順序依次串聯(lián)起來，在每條供應(yīng)鏈的不同節(jié)點都會實時更新該條供應(yīng)鏈上糧食產(chǎn)品的生產(chǎn)來源、質(zhì)量品質(zhì)、運輸狀態(tài)、終端環(huán)節(jié)、銷售方向和顧客特點等階段性的信息［1］。然而供應(yīng)鏈上各方在信息獲取類型和時間需求上各有不同，尤為關(guān)鍵的是，信息的真實性和及時性是各方都在竭盡全力追尋的目標(biāo)，在兼顧質(zhì)量和效率的同時獲取所需數(shù)據(jù)信息，通常需要以大量的時間和資金成本為代價。

當(dāng)下市場不缺乏糧食產(chǎn)品的品種，而是有品質(zhì)保障的糧食作物及其半成品，消費者在選購食品時越來越注重糧食的來源地、衛(wèi)生檢疫結(jié)果、營養(yǎng)價值的含量、種植環(huán)境、加工過程和冷藏技術(shù)。糧食品種數(shù)量繁雜、受眾覆蓋面大，是每個人日常飲食中無法缺少的食材，波及群體廣泛，因此，糧食的質(zhì)量和品質(zhì)問題在所有食品范圍內(nèi)引起高度重視。同時，食品安全是民生問題最重要的底線，國家也在積極引導(dǎo)，只為讓消費者吃到放心的食品。因此，糧食品質(zhì)信息的披露不僅關(guān)系到食品質(zhì)量安全問題，也事關(guān)消費者的信任度和滿意度。

由于糧食產(chǎn)品不同于其他農(nóng)產(chǎn)品，高級水果、乳制品、肉類、生鮮等已在業(yè)內(nèi)建立了區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)的商品信息質(zhì)量追蹤體系，而糧食作物其本身顆粒小、形狀體態(tài)散亂、質(zhì)量重、數(shù)量龐大等特點，通過傳統(tǒng)的溯源技術(shù)安裝芯片、標(biāo)記條形碼的方式實現(xiàn)數(shù)字信息的全產(chǎn)業(yè)鏈追蹤難度大、成本高，對于商家和消費者來講，這種方式勢必會將糧食的價格大大抬高。因此，使用傳統(tǒng)的溯源方式會極大的壓低糧食產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，無法讓更多文人享受最新科技成果。

1.2 傳統(tǒng)追溯體系的發(fā)展瓶頸

傳統(tǒng)食品信息追溯體系一般是借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)搭建數(shù)據(jù)信息平臺的主體部分，通常通過ERP或SCM系統(tǒng)完成并上傳訂單數(shù)據(jù)和交易信息，信息數(shù)據(jù)分布散亂，不能形成完整統(tǒng)一的數(shù)據(jù)追蹤鏈條［2］；同時，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的各個節(jié)點信息是由不同單位、不同崗位的工作人員負(fù)責(zé)的，信息接洽不夠精準(zhǔn)，導(dǎo)致各環(huán)節(jié)信息不流通，出現(xiàn)銜接縫隙，最終無法保證整條產(chǎn)品追溯鏈上的信息真實完整、隨時可查。

同時，糧食不同于其他的食品，其本身單個顆粒小，形態(tài)分散不集中，很少將其它食品的追蹤技術(shù)運用在糧食追溯體系中。對于此問題，國外有企業(yè)嘗試將微型的RFID芯片或者印有條形碼的可食用微型顆粒物分散投入糧食中，以實現(xiàn)糧食產(chǎn)業(yè)全鏈條的信息追蹤。但是這種方式降低了糧食的純度，使糧食雜質(zhì)率上升，影響口感和營養(yǎng)成分，同時加大了糧食產(chǎn)品的加工難度，增加產(chǎn)品的成本。

1.3 追溯鏈上各參與方對信息的訴求狀況

傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈中包括的參與主體來源廣泛，主要涉及有糧食種植農(nóng)戶、化肥養(yǎng)料經(jīng)銷商、糧食成品加工處理商戶、分銷商、終端消費者等，因此，一條完整的糧食供應(yīng)鏈中的信息數(shù)量龐大且多源異構(gòu)。在對信息進行處理分類時，工作量冗雜繁瑣，且并非信息鏈中所有的信息都是信息需求方所需要的，也并不是每一個信息供需方對所有信息都有共享和隨時獲取的權(quán)利。實際信息追溯過程中，信息需求方在獲取所需信息時，需要同時兼顧信息鏈的上下游信息錄入方之間的協(xié)同配合以及監(jiān)管部門的市場監(jiān)管問題。信息鏈中并不是所有的信息都能對每一個環(huán)節(jié)的信息捕獲方公開，涉及專利技術(shù)和商業(yè)隱私的數(shù)據(jù)不能展現(xiàn)給所有需求者，部分信息可以對特定的需求方公開，但是又不能在整條信息追溯鏈中完全共享［3］。因此，信息的輸入多源異構(gòu)，且信息提供方對信息的公開范圍各有不同，在信息需求端，信息獲取方的需求面也千差萬別。因此傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中的信息網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜，信息的上傳和獲取并不能及時有效地滿足各方對信息質(zhì)量和效率的訴求。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在追溯體系中的應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)開始被越來越多的行業(yè)認(rèn)可和應(yīng)用，目前已經(jīng)在金融行業(yè)、貿(mào)易交流、生產(chǎn)、運輸、倉儲等環(huán)節(jié)被不斷地探索和推進融合。區(qū)塊鏈有去中心化、時間戳和記載信息不可更改的特點，是傳統(tǒng)信息記載和追溯手段不具備的優(yōu)勢。

區(qū)塊鏈的基本單元結(jié)構(gòu)是應(yīng)用了密碼學(xué)的技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)信息以電子記錄的形式被永久的記錄下來，存放在相應(yīng)的區(qū)塊中［4］。區(qū)塊由包括元數(shù)據(jù)的區(qū)塊頭與包括交易數(shù)據(jù)的區(qū)塊體組成，每一個鏈條都完整地記錄了每一個結(jié)點相應(yīng)對象的信息變動情況。這些區(qū)塊完成了數(shù)據(jù)的存儲工作，每一個數(shù)據(jù)節(jié)點之間都包含著所有的數(shù)據(jù)，其基礎(chǔ)模型被分為六層，分別為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層。其中，數(shù)據(jù)層是整條區(qū)塊鏈技術(shù)最底層的數(shù)據(jù)機構(gòu)，主要是通過特定的時間戳與加密技術(shù)存儲數(shù)據(jù)，并形成一個有意義的區(qū)塊［5］。區(qū)塊鏈運用的哈希算法是保證所記錄的信息不會被篡改的單向密碼機制，哈希值可以唯一準(zhǔn)確地標(biāo)識每一個區(qū)塊，在接收到一段信息之后，哈希算法以一種不可逆的方式將其轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的數(shù)據(jù)串，這樣就保證了記錄的信息不會被篡改。區(qū)塊鏈記錄數(shù)據(jù)信息的技術(shù)相當(dāng)于一套由不同人來記賬大型的分布式賬本，每一個人都有自己的賬本，每一個節(jié)點都只是系統(tǒng)的一部分，所有人擁有平等的記賬權(quán)，因此單方面的修改信息是無效的，不會被認(rèn)可。

將區(qū)塊鏈技術(shù)運用于信息追溯體系中既保障了信息數(shù)據(jù)的安全可靠和信任度，同時由于所有上傳的交易信息可跟蹤、可追溯，因此保證了被記錄的信息不可偽造、不可篡改［6］。

3 區(qū)塊鏈構(gòu)建糧食供應(yīng)鏈追溯信息體系

3.1 滿足供應(yīng)鏈上多方參與主體的信息訴求

區(qū)塊鏈的信息溯源機制基于點對點的數(shù)據(jù)傳輸模式，且已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息不可被刪除和修改，特定時間段內(nèi)生成的數(shù)據(jù)將會被包裹在一個區(qū)塊中，最終所有已經(jīng)形成的區(qū)塊將會首尾相接永久保存［7］。在糧食的種植、施肥、加工、包裝、運輸和銷售等各環(huán)節(jié)形成的區(qū)塊在其特定的時間段內(nèi)鏈接形成鏈，每個環(huán)節(jié)的參與者將該環(huán)節(jié)生成的糧食溯源信息以二維碼的形式呈現(xiàn)于信息共享平臺，并進行實時更新，于是所有關(guān)于該批次糧食從源頭到最終銷售方向的信息都會存儲在溯源信息共享平臺上。整條供應(yīng)鏈上有關(guān)糧食從種植施肥環(huán)節(jié)到銷售終端環(huán)節(jié)的變動情況將形成完整、流暢的溯源信息鏈，從而在商品貿(mào)易交往活動的供應(yīng)方、運輸方、需求方和監(jiān)管者之間建立起緊密的聯(lián)系。服務(wù)終端通過對溯源信息的分析整合，以及各方登錄用戶信息的交互和數(shù)據(jù)信息分類后，將供應(yīng)鏈中數(shù)據(jù)切入到后臺數(shù)據(jù)庫中，最終各個參與方可以通過授權(quán)獲得所需要的數(shù)據(jù)信息，實時查看糧食在各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量品質(zhì)、流轉(zhuǎn)方向和存儲環(huán)境，為及時發(fā)現(xiàn)問題出處進而提出修正和補救措施提供了可能［8］。

構(gòu)建糧食供應(yīng)鏈溯源信息多方共享體系從很大程度上消除了信息孤島，無論是數(shù)據(jù)的真實性還是及時性，都比傳統(tǒng)技術(shù)更便捷。同時，該信息共享體系將供應(yīng)鏈中的信息供求方有機聯(lián)系起來，形成完整的信息網(wǎng)絡(luò)，借助互聯(lián)網(wǎng)平臺從供應(yīng)鏈上各環(huán)節(jié)提取有效信息并篩選分類，同時分成完全共享公開數(shù)據(jù)和有限共享隱私數(shù)據(jù)，既保護了信息數(shù)據(jù)的隱私性，同時又使信息方便可查，保證需方信息獲取渠道的可靠性和及時性。

3.2 建立多環(huán)節(jié)、全方位的完整信息追溯鏈條

3.2.1 種植環(huán)節(jié)

種植地區(qū)的氣候條件、土壤狀況、空氣質(zhì)量等客觀自然狀況都會對糧食的生長狀況和養(yǎng)分汲取質(zhì)量有重要的影響，同時種植環(huán)節(jié)也是糧食品質(zhì)和營養(yǎng)成分含量的最初決定環(huán)節(jié)。生長的源頭不僅決定了最終的成品質(zhì)量，也是消費者最關(guān)心一個環(huán)節(jié)。通過供應(yīng)鏈信息溯源系統(tǒng)對糧食種植環(huán)節(jié)的信息實時追蹤，可以將糧食的產(chǎn)地信息和種植過程全面地呈現(xiàn)出來。

我國目前的糧食種植方式主要是以家庭承包和農(nóng)場集中種植為主，但種植戶在地緣上的分散和糧食種植管理信息的獲取渠道狹窄，導(dǎo)致種植戶不了解市場需求和現(xiàn)實生產(chǎn)狀況而盲目跟風(fēng)種植。最終不僅使農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域性的供需不平衡，而且農(nóng)產(chǎn)品價格波動頻繁會對農(nóng)民收入造成影響。通過查看糧食供應(yīng)鏈上各個時點的農(nóng)作物種植和收割信息，可以及時了解各類作物的現(xiàn)存狀況，推演供需量差，為種糧、儲糧和售糧提供參考。

3.2.2 加工、儲藏環(huán)節(jié)

糧食加工環(huán)節(jié)的工藝流程和加工器械用具的異同都對出品糧食的質(zhì)量、營養(yǎng)流失程度和口感好壞有直接或間接的影響，加工環(huán)節(jié)也是消費者極其關(guān)注的重點之一。因此，公開糧食加工環(huán)節(jié)的信息可以使消費者更深入地了解糧食的質(zhì)量信息，選購滿足需求的糧食加工產(chǎn)品。由于不同類型的糧食作物在收割之后對存儲環(huán)境的條件要求千差萬別，存放不當(dāng)則容易腐爛變質(zhì)，同時溫度、濕度、菌落和酶的種類及活性都對其新鮮程度有嚴(yán)重的影響，檢測方式、加工工藝和保藏技術(shù)的偏差，都會損壞糧食產(chǎn)品及其半成品的新鮮程度和營養(yǎng)價值，甚至?xí)癄€變質(zhì)。

糧食的加工和儲藏環(huán)節(jié)的所有信息記錄在供應(yīng)環(huán)節(jié)的區(qū)塊鏈中，易于獲取糧食加工環(huán)節(jié)工藝流程、儲藏環(huán)節(jié)的環(huán)境狀況以及在此過程中糧食本身的質(zhì)量品質(zhì)的變動情況。

3.2.3 運輸、轉(zhuǎn)銷環(huán)節(jié)

糧食的物流運輸、轉(zhuǎn)銷環(huán)節(jié)也是關(guān)乎其質(zhì)量安全保障的重要一環(huán)。傳統(tǒng)信息追溯系統(tǒng)是以物流運輸企業(yè)為驅(qū)動，構(gòu)建溯源信息的中心化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，但由于信息來源分散、涉及的轉(zhuǎn)銷企業(yè)廣泛，收集到的信息多呈現(xiàn)分散化狀態(tài)，降低了各需求方的信息溝通便捷度，甚至?xí)霈F(xiàn)信任缺失的現(xiàn)象。以區(qū)塊鏈為核心技術(shù)，在去中心化和共同信任機制的支持下，構(gòu)建多方參與、相互協(xié)調(diào)的糧食運輸、轉(zhuǎn)銷環(huán)節(jié)的信息追溯體系，可以實現(xiàn)在傳感器的輔助下倉儲和物流過程中的溫度、濕度、菌落、保鮮劑殘留等信息都會跟隨糧食的轉(zhuǎn)運流程全面留存、實時查詢，同時，物流轉(zhuǎn)運信息多方共享。

3.2.4 銷售環(huán)節(jié)

糧食產(chǎn)品進入銷售環(huán)節(jié)后，需要通過質(zhì)量核驗和數(shù)量清點來核對糧食成品和半成品的產(chǎn)品信息、質(zhì)檢部門再次進行檢疫化驗，審核無誤后才能轉(zhuǎn)到銷售平臺。銷售平臺上達成銷售交易后，本次糧食交易的銷售價格、銷售時間、貨品來源、發(fā)貨地址和收貨地址等信息將會記錄在供應(yīng)鏈中糧食的電子信息庫和時間戳上［9］。消費者、供應(yīng)商和市場監(jiān)管部門都可以隨時查看已記錄下來的任何信息，便于消費者了解購入食品的全部信息。于供應(yīng)商而言，能夠高效全面地搜集到所有銷售信息和目標(biāo)客戶信息，為進一步制定合理的銷售方案和采用市場戰(zhàn)略提供了依據(jù)。同時，市場監(jiān)管部門能夠有效降低檢查監(jiān)管費用。

區(qū)塊鏈的公開透明、不可篡改的特點為消費者提供溯源服務(wù)，保障鏈上的每一個環(huán)節(jié)都處在可控范圍中，任何階段的產(chǎn)品質(zhì)量信息都會展現(xiàn)在區(qū)塊體中［10］。同時，借助區(qū)塊鏈技術(shù)的支撐，建立網(wǎng)絡(luò)信息平臺，將供應(yīng)方、運輸方、需求方和監(jiān)管者等信息供需方連成網(wǎng)絡(luò)，將農(nóng)戶、企業(yè)以及零售終端聯(lián)結(jié)起來，共置于信息共享平臺，不僅可以實現(xiàn)追溯信息多方共享，還可以實現(xiàn)對糧食物流環(huán)節(jié)的實時跟蹤以及全程監(jiān)管，加強信息鏈管理，將大幅降低信用成本。