导读
新兴区块链技术最有前途的应用之一是供应链管理。区块链为加密货币网络开发的数字记录保存系统，可以帮助供应链合作伙伴应对一些挑战，为交易中的信息流、库存流和资金流创建一个完整、透明、不可篡改的历史记录。
作者研究了七家美国大型企业，这些企业正在探索区块链如何改善其供应链运营。他们早期的举措表明，该技术可以更快、更具成本效益地实现产品交付，使产品更具可追溯性，简化融资流程，并加强买家、供应商和银行之间的协调。
在供应链管理中使用区块链有一些特殊的要求：将参与范围限制在已知的、值得信赖的合作伙伴；采用新的共识协议；采取措施消除供应链中的错误和伪造品。即便如此作者仍认为，在考虑周全的情况下部署区块链，可以为许多行业的公司带来巨大红利。
以下为正文
区块链是比特币和其他加密货币网络背后的数字记录保存技术，是金融世界潜在的游戏规则改变者，但供应链管理是另一个有巨大应用前景的领域。区块链可以极大地优化供应链，使产品的交付速度更快，成本效益更高，增强产品的可追溯性，改善合作伙伴之间的协调，并获得融资。
为了更好地了解这个机会，我们研究了七家美国大型企业，并试图阐明区块链如何帮助他们解决面临的挑战。作为供应链管理行业的领导者，这些公司——康宁、艾默生、海沃德、IBM、万事达卡以及另外两家公司（不愿透露姓名）——在不同的行业开展业务：制造业、零售业、技术和金融服务。其中一些公司刚刚开始探索区块链，一些公司正在进行试点，还有一些公司已经走得更远，正在与供应链伙伴合作开发应用。本文介绍了我们所了解到的现状，区块链所能提供的优势，以及区块链在供应链中的应用与在加密货币中的应用将有何不同。
区块链是一个分布式的，或者说是去中心化的账本——一个以可验证、不可篡改的方式记录多方交易的数字系统。账本本身也可以被编程为自动触发交易。对于旨在取代法币的加密货币网络来说，区块链的主要功能是使无限多的匿名（anonymous）主体能够在没有中间方的情况下进行私下安全地交易。
对于供应链来说，区块链则是让一定数量的已知（known）主体保护自己的商业经营不受恶意行为者的影响，同时更高效地运转。区块链在供应链领域的成功应用将需要新的许可链、用于链上交易的新标准以及管理系统的新规则——这些都处于不同的开发阶段。
区块链的优势
在沃尔玛和宝洁公司等公司的带动下，自1990年代以来，ERP系统的应用使供应链信息共享取得了相当大的进展。然而，在涉及复杂交易的大型供应链中，可见性仍然是一个挑战。
为了说明当前财务账本条目和ERP系统的局限性，以及区块链世界的潜在好处，我们假设如下场景：在一次简单交易中，零售商从供应商那里采购产品，以及银行提供了供应商完成订单所需的周转资金。该交易涉及信息流、库存流和资金流。需要注意的是，某一流程的变化并不会在全部三方的财务帐本中有所体现。而最先进的ERP系统、人工审计和检查都无法可靠地将这三个流程连接起来，消除执行错误，改善决策，解决供应链冲突显得困难重重。
捕捉简单交易的细节：传统方法 vs 区块链系统
现在使用的财务账本和ERP系统并不能可靠地让参与简单的供应链交易的三方看到所有相关的信息、库存和资金流。区块链系统消除了这些盲点。
执行错误 ——例如库存数据的错误、遗漏的货物和重复付款 —— 往往无法实时发现。即使是在事后发现问题，也很难确定其来源或通过追踪现有账本条目和文件中记录的活动顺序来修复它，而且成本很高。虽然ERP系统捕捉到了所有类型的流动，但要评估哪些条目（应收账款、付款、退货款项等）对应于哪些存货交易是很困难的。在一个庞大的供应链合作伙伴和产品网络中，这是每天从事成千上万笔交易的公司的真实写照。
更糟糕的是，供应链活动往往非常复杂——远比示意图所描述的要复杂得多。例如，订单、装运和付款无法同步进行，因为一个订单和对应的发票可能会被分割成几次运输，或者多个订单可能会被合并成一个装运。
改善供应链执行情况的一种常见方法是通过审计来核实交易。审计对于确保遵守合同是必要的，但对于改善决策以解决运营缺陷的帮助却十分有限。例如，一家食品公司在零售店中产品到了保质期时面临的问题，而我们在与一家大型包装食品制造商合作的一项研究发现，审计或检查商店中的库存可以反映过期产品的数量，但它无法解释原因。
这可能涉及供应链中任何环节的问题，如上游库存管理效率低下，产品在商店的分销不理想，需求疲软，以及货架轮换不足（未能将旧产品放在新产品前面）。对所有这些活动进行记录，有助于减少过期产品。
加强供应链运作的另一种方法是用RFID标签或符合GS1标准（全球公认的处理供应链数据的规则）的电子产品代码标记库存，然后将公司的ERP系统与其供应商的系统进行整合，构建一个完整的交易记录。
这样可以消除执行错误，提高可追溯性。然而，从过往我们调研的公司情况来看，整合ERP系统是昂贵和耗时的。大型企业可能有100多个遗留的ERP系统——这是长期以来组织变革、合并和收购的结果。这些系统往往不易相互沟通，甚至可能连对数据字段的定义都不同。一家大公司曾透露，在独立的ERP系统中有17个与单一活动相关的账本——卡车，及其供应商和分销商都有单独的账本和ERP子系统。
当使用区块链记录保存时，库存单位、订单、贷款和提单等资产被赋予独特的标识，作为数字通证（类似于比特币）。此外，区块链中的参与者被赋予了唯一标识或数字签名，他们用这些标识对添加到区块链中的区块进行签名。然后，交易的每一步都被记录在区块链上，与此同时通证（token）也完成了在参与者之间的转移和流通。
回顾一下在共享区块链上发生的交易流程（再次参考上面的示意图）。首先，零售商生成一个订单并将其发送给供应商。在这一点上，由于没有发生货物或服务的交换，因此在财务账本中不会有任何条目更新。然而，通过区块链，零售商记录了订单的数字通证。
随后，供应商登录订单，并向零售商确认已收到订单——这一行为再次被记录在区块链上，但不会在财务账本中生成条目。接下来，供应商向银行申请流动资本贷款，为货物生产提供资金。银行在共享区块链上验证订单，批准贷款，并在同一区块链上记录贷款的数字通证，以此类推。
区块链之所以有价值，部分原因是它由按时间顺序排列的区块组成，整合了交易中所有三种数据流，并捕捉了金融账本系统中没有记录的细节。此外，每个区块都被加密并分配给所有参与者，他们对自己的区块链副本进行维护。鉴于这些特点，区块链为供应链中的三类活动提供了完整、可信、不可篡改的审计依据。
因此，区块链大大减少了（即便没有完全解决）我们讨论过的执行、可追溯性和协调问题。由于参与者拥有自己独立的区块链副本，每一方都可以审查交易的状态，识别错误，并要求交易方对自己的行为负责。任何参与者都不能更改过去的数据，因为这样做就必须重写区块链所有共享副本上的所有后续区块。
上述提及的银行也可以利用区块链来改善供应链融资，做出更好的借贷决策。因为通过查看区块链，它可以验证供应商和零售商之间的交易，而不必进行物理审计和财务审查，这些都是繁琐且容易出错的过程。而在区块链中加入借贷记录，以及有关发票、付款和货物实物流动的数据，可以使交易更具成本效益，更容易审计，并降低所有参与者的风险。
此外，其中许多功能可以通过智能合约实现自动化，其中计算机代码行使用区块链中的数据来验证何时履行了合同义务，何时可以发出付款。通过对智能合约编程以评估交易的状态，并自动采取诸如释放付款、记录账本条目和标记需要人工干预的异常情况等行动。
需要注意的是，区块链不会取代ERP系统所执行的广泛的交易处理、会计和管理控制功能，如开票、支付和报告。事实上，区块链的加密链表或链式数据结构并不适合快速存储和检索——甚至不适合高效存储。相反，区块链将联通各参与公司的原有系统。每家公司将从内部ERP系统中生成交易区块，并将其添加到区块链中。这将使各公司之间的各种交易流易于整合。
应用
现在让我们深入了解一下，我们所调研的公司是如何应用区块链来应对当前技术和方法无法解决的问题的。
一、加强可追溯性
2013年美国药品供应链安全法案要求制药公司识别和追踪处方药，保护消费者免受假冒、被盗或有害产品的侵害。在该法案的推动下，我们调研的一家大型制药公司正在与其供应链伙伴合作，利用区块链实现这一目的。药品库存被贴上符合GS1标准的电子产品代码，当每个库存单位从一家公司流向另一家公司时，它的标签会被扫描并记录在区块链上，创建每个物品的历史记录，一直贯穿供应链——从来源到最终消费者。
这种方法在美国试点取得的一些早期成功，促使该公司在其他地方进行更多的试点，并在欧洲推广应用。同时，IBM也在进行类似的努力，以创建一个更安全的食品供应链。IBM食品信托基金已经成立，并与沃尔玛达成合作，利用区块链追踪新鲜农产品和其他食品。
这类应用需要最低程度的信息共享：采购订单、发票和付款不需要包含在同一个区块链上。因此，那些对分享竞争数据持谨慎态度的公司更愿意参与进来。
应用区块链带来的收益是显而易见的。如果一家公司发现了有问题的产品，区块链使该公司及其供应链合作伙伴能够追踪该产品，识别与该产品有关的所有供应商，识别与该产品相关的生产和运输批次，并有效地召回该产品。如果产品是易腐烂的（如生鲜农产品和某些药品），区块链让参与方自动监控质量：装有物联网（IoT）设备监测温度的冷藏集装箱可以在区块链上记录任何不安全的温度波动。
如果对零售商退货的产品的真实性有顾虑，区块链可以消除这些顾虑，因为假货在区块链上是缺乏验证历史的（后面我们会讲到公司如何防止破坏分子将假货引入供应链和区块链中）。因此，各行各业的公司都在探索此类区块链应用——无论是出于要求他们证明产品来源的合规要求，还是出于下游客户寻求追踪部件库存的能力。
二、提高效率和速度，减少中断
艾默生是一家跨国制造和工程公司，拥有一条复杂的供应链。它涉及众多供应商、客户和地点的数千个组件。艾默生总裁Michael Train 告诉我们，这样的供应链经常要面对漫长的、不可预测的交货期和缺乏可视性的问题。因此，供应链中任何一个环节的微小延迟或中断都可能导致其他环节的库存过剩和缺货。他认为，区块链有助于克服这些挑战。
我们现在假设一种情况，看看区块链如何解决这个问题的。使用C1和C2组件的产品A和使用C1和C3组件的产品B。如果B的生产因为组件C3的生产中断而被耽搁，那么最优的举措是将C1的库存暂时分配给A，直到恢复生产。但是，如果所有的产品和零部件都是由不同的公司生产的，对彼此的库存情况了解有限，那么很容易发生的情况是，即使A的制造商有C1的缺货，C1的过剩库存也会堆积在生产B的公司。
一种解决方案是，有关公司同意将他们的生产和库存分配决策数据集中到一个共同的存储库中。但想象一下这将会是怎样程度的整合：所有参与其中的公司都必须信任其他公司的数据，并接受中心化的决议，不管他们是合作伙伴还是竞争对手。这显然是不现实的。
更实际的解决方案是，让参与的公司在区块链上共享他们的库存流，并允许每个公司使用共同完整的信息做出自己的决定。各公司将利用看板系统（kanban system）完成下单和管理生产。看板卡将被分配给生产的项目，区块链将记录代表看板卡的数字通证。这将提高各公司库存流的可视性，让交货时间更可预测。
艾默生不是唯一认为区块链可以提高供应链效率和速度的公司。游泳池设备的跨国制造商海沃德也是如此。根据海沃德的高级运营副总裁Don Smith的说法，可以像对待数字货币一样对待成品、加工能力、在制品库存和原材料。他表示，如果你用了区块链，不同阶段的机器时间和库存就能依据客户订单进行可靠地分配。区块链通过解决“双花”问题——将同一单位产能或库存错误地分配给两个不同的订单——使之成为可能。
沃尔玛加拿大公司已经开始与运输货物的卡车公司合作使用区块链。共享的区块链使得同步物流数据、跟踪运输和自动支付成为可能，而不需要对卡车运输公司的内部流程或IT系统进行重大改变。
使用区块链提高供应链效率和速度的方案之所以吸引人，是因为这些应用与改善可追溯性的应用一样，只需要参与公司共享有限的数据——在这种情况下，只是库存或装运数据。此外，这些应用即使在拥有多个ERP系统的大型组织内也可以派上用场。
三、改善融资、承包（contracting）和国际交易
当库存、信息和资金流通过区块链在企业间共享时，就有可能在供应链融资、承包和国际商务方面获得重大收益。
关于融资的问题。向企业提供周转资金和贸易信贷的银行面临的问题众所周知，即借款企业的业务、资产质量和负债的信息不对称。例如，一家公司可能会以同一资产向几家银行借款，或者申请一笔贷款用于多种用途。银行在设计流程时要控制这种风险，这就增加了交易成本，延缓了获得资本的速度，增加了小公司的融资难度。这种摩擦不仅对银行不利，也阻碍了公司获得低成本的周转资金。
另一项亟待优化的业务是应付账款管理。这是一个复杂的过程，包括开具发票、将发票与订购单进行核对、跟踪条款和付款，并在每个步骤进行审查和批准。尽管ERP系统已经将其中的许多步骤自动化，但仍然需要大量的人工干预。而且，由于交易公司都没有掌握完整的信息，冲突往往在所难免。
区块链第三个机会领域是跨境贸易。这涉及到人工程序、实物文件、大量中间方以及在出入境港口的多重检查和核实。交易速度慢、成本高，货物状态可见度低。
我们调研的零售和金融服务公司正在这三个领域开展区块链试点项目或开发平台。通过连接库存、信息和资金流，并与所有交易方共享，区块链使公司能够更容易地核对采购订单、发票和付款，跟踪交易进度。当供应商收到订单时，接入区块链的银行可以立即为供应商提供周转资金；当商品交付给买方时，银行可以迅速获得付款。由于有现成的审计依据并且可以自动对账，辅以基于区块链数据的智能应用，银行和借款企业之间的冲突就可以消除。
创造可行的技术
从我们调研的情况来看，企业在供应链管理中使用区块链需要创建新的规则，因为供应链的需求与加密货币网络的需求有所不同。比特币网络的区块链协议是一个奇妙的系统，同时实现了几个目标。它提供了一个非常安全的、不可撤销的金融交易记录，最大限度地减少了“双花”问题，并提供了数字硬币的所有权证明。而且，它不需要依赖一个中心化的机构，允许参与者保持匿名，自由地进入和退出网络。然而，为了实现这一切，比特币网络牺牲了速度，消耗了大量的能源来挖掘比特币，并且存在一定的黑客攻击漏洞。
但供应链不需要做出同样的取舍，因为它们的运作方式和特点不同。我们来深入研究一下这些问题。
一、已知参与者
供应链需要适用于已知各方的私有链，而不是匿名用户使用的开放区块链。因此，供应链的成员可以确定其库存的来源和质量，在供应链流程的各环节每个单位必须都与其所有者的身份牢牢绑定。因此，只有已知的各方才能被允许加入这样的区块链，这意味着企业必须获得许可才能加入区块链系统。
同时，授予许可必须有选择性。这是因为区块链的开放性和去中心化结构对数据隐私构成了风险。当公司在区块链上发布交易时，这些数据可以被任何参与者访问。随着数据量的增长，它有可能被滥用于收集竞争情报、交易股票或预测市场动向。因此，出于安全考虑，区块链的参与者需要经过审核和批准。
建立一个值得信赖的伙伴群体，与之共享区块链上的数据，需要克服一些挑战。第一，确定治理机制以及系统的规则，例如谁可以被邀请加入网络，共享哪些数据，如何加密数据，谁有访问权限，如何解决争端，以及物联网和智能合约的使用范围。第二，解决区块链可能对定价和库存分配决策产生的影响，让供应链中产品的数量或年龄信息更加透明。很难预测这种透明度的成本和收益会落在供应链的哪个环节。
由于上述原因，我们所调研的公司都专注于具体场景的应用，如药品和食品的可追溯性以及应付账款的管理——这些都有明确的落地应用或法规要求支持。企业限制区块链上记录的信息类型，以降低数据隐私风险，使系统更容易被供应链合作伙伴接受。
二、更简单的共识协议
区块链需要共识协议——某种来维护大家都同意的单一版本的交易历史的协议。由于加密货币基于P2P网络，没有中心化机构，所以采用一种复杂的方法，称为工作量证明（Proof of Work）。这确保了网络上的所有交易都被大多数参与者接受，但同时也限制了增加新区块的速度。因此，PoW的速度太慢，无法负荷供应链中的交易速度和数量。
在美国制药行业，每年有40亿个可售单位进入药品供应链。每个单位平均经过3-5次处理，这相当于平均每天大约有3300万到5500万笔交易。相比之下，比特币网络每天只允许大约36万笔交易。
幸运的是，如果一个区块链是许可的和私有的，那么工作量证明的方法就没有必要建立共识。可以使用更简单的方法来确定谁有权添加下一个区块。其中一种方法是轮询调度协议（round-robin protocol），添加区块的权利在参与者之间按照固定的顺序传递。由于所有参与者都是已知的，如果有人在他的轮次作恶，用有害或非法的方式修改链，就很容易被发现。通过参与者对之前的区块进行验证，可以很容易地解决纠纷。
三、实物资产的安全
考虑到错误和破坏分子的存在，即使区块链上的记录是安全的，仍然有被污染或假冒产品被标记并引入供应链的危险。另一个危险是扫描、标记和数据输入错误导致的库存数据不准确。
通常采取如下三种方式应对这些风险。第一，在产品首次进入供应链时严格进行实物审计，以确保出货量与区块链记录相符。第二，构建分布式应用程序，称为dApps，在整个供应链中跟踪产品，检查数据完整性，并与区块链通信，以防止错误和欺骗。如果检测到假冒伪劣或错误，可以利用该资产的交易区块链线索进行溯源。第三，通过使用物联网设备和传感器自动扫描产品并将记录添加到区块链中，无需人工干预，从而使区块链更加强大。
通证化可以满足数字书籍和音乐等资产交易的信任和安全需要。如果这些资产的所有权与区块链平台挂钩，就可以完全杜绝假货。例如，大学通常与出版商和版权所有者合作，在许多课程中使用数字阅读包。通过融合数字供应链与可部署智能合约的区块链平台，可以帮助参与者获取产品、验证所有权以及处理支付，从而显著提升效率。
结论
在端到端可追溯性、产品交付速度、协调和融资方面，供应链还有很大的改进空间。我们的调研结果也证明，区块链可以成为解决这些缺陷强有力的工具。是时候让那些还在旁观的供应链经理开始评估区块链对其业务的潜力了。他们需要加入到制定新规则的工作中来，尝试不同的技术，在不同区块链平台进行试点，并与其他公司一起建立生态系统。诚然，这需要投入资源，但也有望产生丰厚的回报。
作者 | Vishal Gaur & Abhinav Gaiha
来源 | 《哈佛商业评论》2020年第5期
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