基于區塊鏈的食品冷鏈供應鏈體系構建研究

付立斌 董晨陽

摘?要：隨著我國國民經濟水平日益上升，居民食品消費結構發生了很大的變化，特別是對冷鏈食品新鮮度提出了越來越高的要求，食品冷鏈供應鏈的發展越來越受到重視。文章對食品冷鏈供應鏈痛點進行分析，發現和總結出食品冷鏈供應鏈存在的問題，結合區塊鏈技術理論對食品冷鏈供應鏈體系進行構建研究，從參與管理主體設置、體系架構設計和運作模型及流程等方面構建了基于區塊鏈技術的食品冷鏈供應鏈體系，并從政府、冷鏈企業和消費者三個方面提出了保障思路。

關鍵詞：區塊鏈;食品冷鏈;冷鏈供應鏈;去中心化

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

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2023.10.020

1?引言

隨著我國國民物質生活的豐富和消費觀念的轉變，生鮮食品需求不斷增加，冷鏈行業快速發展。據《2020年中國食品冷鏈供應鏈研究報告》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，食品冷鏈供應鏈發展水平顯著提升，已影響到國民經濟的全局，成為經濟發展與人民生活中的一個新熱點。受新冠肺炎疫情影響，食品冷鏈供應鏈迎來了新的挑戰和發展機遇，如何打造食品冷鏈供應鏈、提升食品冷鏈供應鏈透明度成為人們關注的焦點，為此建立完備的食品冷鏈供應鏈體系迫在眉睫。目前食品冷鏈供應鏈仍存在著供應鏈體系不健全、基礎設施設備滯后且分布不均衡、管理主體責任不明確、信息化程度低等問題，制約著食品冷鏈行業發展?；诖?，文章結合區塊鏈技術，構建食品冷鏈供應鏈體系，真正做到全程溫度可控、各環節無縫銜接，為我國食品冷鏈行業探索出新路徑。

2?文獻綜述

2.1?國外研究現狀

Barrangour等（2019）基于CRISP技術，改變食品細菌的基因容量，控制農產品從源頭到C端食品供應鏈全過程微生物種群的組成和活動，提高食品質量和安全，進而高效推進冷鏈供應鏈高質量發展［2］。Zhang等（2017）基于分解分析，從農產品冷凍加工、儲藏、配送運輸及冷儲銷售4個相關環節中，識別選取技術設備、人員組織、產品加工、產品供應和外部環境5個關鍵風險要素［3］。Yang等（2013）采用AHP和風險優先數（RPN）方法評估生鮮食品冷鏈物流的安全風險，找出生鮮食品冷鏈中的關鍵風險因素和最薄弱環節，以提高冷鏈系統的績效［4］。

2.2?國內研究現狀

在國內食品冷鏈供應鏈的研究上，相關專家學者從不同的角度進行探討。沈玉燕等（2021）從風險因素方面對生鮮冷鏈供應鏈做了研究，結合物聯網理論思想，對食品冷鏈供應鏈進行了風險識別與分類，采用OWA算子賦值權重方法對風險指標賦值、評估及排序，提出了生鮮冷鏈供應鏈風險Logistic擴散收斂模型和風險管控對策［5］。李學工等（2021）從重大突發事件環境下應急冷鏈供應鏈出發，通過層次分析法構建應急冷鏈供應鏈協同化測度指標，確定指標的綜合權重，采用序參量法提出應急冷鏈供應鏈協同化測度模型，評估各應急環節的協同度?；诖?，更好地判斷應急冷鏈供應鏈協同水平，合理規避重大突發事件下應急冷鏈供應鏈食品安全和風險問題［6］。王曉丹等（2021）通過對我國水果冷鏈供應鏈發展現狀的研究，分析了大數據在水果冷鏈供應鏈中的應用，進而從頂層設計、基礎設施建設、大數據收集工作、高科技人才等方面提出發展建議［7］。

綜上所述，國內外相關學者對于冷鏈供應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鏈的研究還比較少，僅有的研究集中在風險因素、供應鏈協調方面，而利用區塊鏈思想，構建食品冷鏈供應鏈體系建設鮮有研究，基本上處于空白狀態。為此，文章結合區塊鏈理論思想，構建食品冷鏈供應鏈體系架構，為建設全程溫度可控、各環節無縫銜接、信息可追溯的食品冷鏈供應鏈體系提供思路。

3?食品冷鏈供應鏈痛點分析

3.1?食品冷鏈供應鏈體系不健全

一是法律規范體系不完善。食品冷鏈供應鏈各環節缺乏系統規范化的管理，相關法律法規和標準化體系不夠健全甚至缺失。二是供應鏈體系尚未形成。供應鏈節點企業之間缺乏有效的溝通協調，各環節極易出現“斷鏈”現象，進而導致食品腐敗變質。

3.2?基礎設施設備滯后，分布不均衡

我國冷鏈基礎設施陳舊且分布不均，主要集中在東部沿海地帶和發達城市，但是中西部基礎設施卻嚴重不足，呈現出“東多西少”的現狀。此外，在設備的類型和功能上發展滯后，生產規?！靶《ⅰ?。

3.3?管理主體責任不明確

《2020年中國食品冷鏈行業市場現狀及發展前景預測分析》指出，食品冷鏈需求是我國冷鏈物流需求的關鍵，占比行業總需求達90%［8］。其中涉及冷鏈食品監管部門、生產加工企業、倉儲配送企業、批發零售商等多個參與主體，其整個環節難以把控具體流程和運營資質。此外，食品冷鏈供應鏈各參與管理主體處在“各自為政”的狀態，關鍵性數據很容易在某個環節被篡改和漏填。

3.4?信息化程度低

供應鏈相關主體尚未形成統一的食品冷鏈供應鏈信息化平臺，容易引發信息不對稱和信任危機，造成前后環節銜接困難、失誤率高。同時，各節點之間尚未建立智能化全程可追溯體系，難以打造從供應端到銷售端全鏈條可追溯管理體系。

4?食品冷鏈供應鏈體系構建

4.1?參與管理主體設置

食品冷鏈供應鏈體系貫穿于冷鏈食品原料供應商到終端消費者的整個流通過程，其中國家市場監管部門監督管理，形成了國家市場監管部門、冷鏈食品企業、消費者等三類主體。第一類是監管冷鏈食品質量安全的機構，即國家冷鏈監管部門；第二類是冷鏈食品上下游企業，即冷鏈食品原材料供應企業、生產企業、加工企業、農貿市場、餐廳和超市；第三類是消費者。

4.2?體系架構設計

食品冷鏈供應鏈是食品冷鏈運作過程中的一種組織形態，涉及食品冷鏈縱向產業鏈的上游與下游，而政府冷鏈監管部門監督整個流通過程，形成政府、冷鏈企業和消費者三方組成的供應鏈體系?；诖?，結合區塊鏈技術理論，建立基于區塊鏈的食品冷鏈供應鏈體系，并劃分為物理層、數據層、平臺層和應用層。如圖1所示。

物理層是區塊鏈信息采集的底層基礎，植入物聯網技術（冷鏈監控設備、溫控設備、定位設備），對冷鏈食品的相關數據上鏈，確保原始數據的準確與完整。

數據層是區塊鏈信息處理的核心，冷鏈食品從源頭供應信息、出入庫信息、檢測信息等全過程數據上鏈，嚴格按照區塊鏈數據塊格式進行封裝，分布式存儲在鏈上的數據按照時間順序生成唯一的數字簽名，保障歷史數據不被篡改。此外，區塊鏈技術憑借其獨特的加密技術特點（非對稱加密、哈希算法），保障數據真實準確。

平臺層是區塊鏈業務運營的關鍵，提供食品管理信息、質量監管狀態以及溯源來源等查詢服務，便于政府、冷鏈企業、消費者高效地使用區塊鏈；同時支持資源管理、身份認定、運營監管、生態服務，更好地支撐管理服務，以此保證業務運營在高效環境下的持續運行。

應用層采用B/S結構的Web前端界面，封裝了區塊鏈的各種應用場景。該層主要鏈接政府、上下游企業、消費者，為其提供數據接口，打破各環節數據壁壘，實現信息準確性、安全性和可追溯性。

4.3?運作模型及流程

傳統食品冷鏈供應鏈單純是以供應鏈所有參與者為運作主體，缺乏統一監管，導致出現“各自為政”現象?；诖?，結合區塊鏈技術的去中心化，構建基于區塊鏈的食品冷鏈供應鏈體系運作模型。如圖2所示。

同時，運用區塊鏈共識機制，從冷鏈食品供應到生產加工、質量檢驗、倉儲配送、冷鏈銷售等全過程上鏈，構建基于區塊鏈的食品冷鏈供應鏈體系運作流程，將供應鏈所有參與者連接成一個整體，實現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?供應生產環節

冷鏈食品供應商和生產企業基本信息在區塊鏈認證上鏈，隨后將雙方電子采購合同寫入區塊鏈；生產企業引入各類傳感器實時采集環境信息，并且將傳感器終端與區塊鏈進行連接，真實數據實時進行上鏈處理，這些數據生成對應的時間戳，保障數據不會被篡改。進入下一個環節，當前主體提出交易請求，并與加工企業利用私鑰簽署內嵌在區塊鏈的智能合約。交易完成過后，系統授權給加工企業，其負責跟進冷鏈食品質檢、操作、物流等關鍵信息，并實時更新和維護信息文檔。

4.3.2?質檢加工環節

加工企業負責鏈上數據的權限維護，對冷鏈食品進行全面質檢和處理加工。在保障環境溫濕度的同時，將檢驗合格、處理加工等全過程數據寫入區塊鏈，形成“一物一碼”的標識，為消費者提供查詢支持。

4.3.3?倉儲運輸環節

冷鏈倉儲運輸企業全程采用冷鏈冷藏技術、冷鏈保鮮技術、定位技術，保證冷鏈食品綠色新鮮和實時精準定位。在此過程產生的倉庫環境、出入庫時間、運輸定位等信息通過時間戳寫入區塊鏈平臺，在共識機制下實時更新且不可篡改。

4.3.4?配送銷售環節

消費者通過門店購買或線上商城下單的方式購買冷鏈食品，消費者可通過掃描冷鏈包裝上條形碼，鏈接區塊鏈信息平臺，獲取冷鏈食品來源，做到來源可追溯，去向可查詢。

5?具體保障措施

5.1?政府監管部門方面

政府監管部門應完善食品冷鏈服務標準體系，將食品冷鏈供應鏈體系建設納入法律法規中，采用多種形式和方法加強食品冷鏈供應鏈體系的推廣和應用。

5.2?冷鏈企業方面

冷鏈企業需要重視加強冷鏈食品標準化，加快推進區塊鏈技術運用，培養冷鏈專業技術人才。同時，落實企業主體責任，嚴管嚴控企業私鑰，確保鏈上關鍵信息真實可靠，保障食品冷鏈供應鏈體系高效運作。

5.3?消費者方面

消費者需要培養主動“掃碼查溯源”的意識，真正實現“要我做”到“我要做”的轉換。若發現異常冷鏈食品，消費者對其提出訴求同步至鏈上，精準定位問題環節，對同批次問題產品及時召回。

6?結論

文章結合區塊鏈技術理論，提出了基于區塊鏈的食品冷鏈供應鏈體系和運作模型及流程，對其結構進行闡述，有效提升供應鏈的快速反應能力和運作能力，促進流程間的無縫銜接，并從政府、冷鏈企業和消費者等三方面提供透明化的保障思路。

參考文獻：

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［6］李學工，李芳.重大突發事件下應急冷鏈供應鏈協同化評價模型及策略研究［J］.中國安全生產科學技術，2021，17（10）：18-24.

［7］王曉丹，沈思強.大數據在水果冷鏈供應鏈中的應用［J］.中國果樹，2021（1）：?100-103.

［8］中商情報網.2020年中國食品冷鏈行業市場現狀及發展前景預測分析［EB/OL］.?（2020-07-30）.https：//www.askci.com/news/chanye/20200730/1102351166813.shtml.

［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：糧食供應鏈、冷鏈供應鏈。