【供应链】图解 | 区块链对供应链管理的五大意义

【供应链】图解 | 区块链对供应链管理的五大意义

文章作者: 冯维 博士(CSCP国际供应链管理师认证)
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区块链 (blockchain) 是时下最火热的技术名词之一。以比特币为代表的区块链应用吸引了全世界的目光,并且在“币圈”引发了热潮。随着比特币价格的大幅波动和ICO监管政策的陆续出台,人们开始思考,区块链在币圈以外还有哪些应用的可能?

另一方面,以《国务院办公厅关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》为标志,业界越来越重视供应链管理的技术创新和模式升级。在这其中,区块链也已经吸引了众多实体企业和互联网公司的目光,并且陆续推出了应用案例。

区块链和供应链究竟有何交集? 本文将阐述:1)区块链技术的特点;2)它对于供应链管理能带来哪些帮助?(共五个方面的意义)。

1、区块链技术的特点

区块链是一种特殊的分布式数据库,如图1所示。它主要的功能是存储数据。在多节点的存储结构中,每一个节点都是平等的(所谓“去中心化”),都保存着整个数据库的内容。所谓分布式记帐,就是说在N个节点处有N个完全一样的账本进行记录。

同样的数据在N个点作记录,这种“广而告之”的方法使得数据的存储更加公开透明,降低了隐瞒和造假的可能。网上流传一个搞笑段子:“假如你是一位女性,你男朋友每次跟你说肉麻的话或者承诺买礼物,你都立刻记录下来并且发给你和他的所有闺蜜/同学/朋友/各种群和朋友圈,让他再也无法抵赖,这就叫区块链。”

图1:区块链是一种特殊的分布式数据库

区块链存储具有“数据自动更新”和“少数服从多数”两大特点,这也就是为什么它能够保持所有节点的数据一致。如图2所示:当有人在区块链中加入新的数据内容(例如:Jack在A节点录入数据),这一数据会以点对点(P2P)的形式“广播”到其它所有的节点,让它们也进行更新。

有时各个节点的数据记录可能彼此矛盾(例如:A节点和B节点同时输入了相悖的数据),这时会根据少数服从多数的原则,使其保持统一。例如总共有100个节点,Jack在51个点输入了“太阳东升西落”,Mike在49个点输入了“太阳西升东落”,那么自动更新算法会按照Jack的输入来更新各处数据。

图2:区块链采用点对点广播的方式来更新数据

区块链的另一大特点是数据难以篡改。这是由区块链的结构和底层算法特性决定的。简单来说,每一个区块链帐簿都是由一系列“区块”(block)连接而成的链条,如图3所示:每个区块分为区块头和区块体两部分。区块体内部存储着数据库的主体内容(普通用户所关心的业务数据)。而区块头则存储了整个链条环环相扣的逻辑,包括生成此区块的时间、上一个区块的Hash值,本区块的Hash值等等。那么Hash值究竟是什么?

Hash值是用于辨识每个区块“身份”的唯一编号,是一个256位的二进制数字。每当在区块链帐簿里面记入新的内容(生成一个新的区块),必须要计算出其Hash值,但是其独特算法(叫做“SHA256”算法)使得这个计算非常耗时,如同大海捞针– 每过10分钟左右才能算出一个新的Hash值。有人作过比喻:算出有效的Hash值,好比在全世界沙子里面找到一颗符合条件的沙粒。

而且, Hash值既和本区块体内容有关,也和上个区块的Hash值有关:本区块Hash值=f(本区块体内容, 上个区块Hash值)。所以,如果有人篡改了某个区块体内容,就会导致当前区块Hash值变化,继而引起下个区块和下下个区块的Hash值变化。。。

这种环环相扣的特点使得更新某个区块链的内容变得非常困难:雪崩式的数据更新,需要消耗大量的算力(消耗的电能和成本),更不要说这种更新会发生在所有人的眼皮子底下– 因为各个节点是同步更新的。

图3:区块链的技术特点使其内容难以被篡改

简而言之,区块链内容的篡改成本非常高,以至于没有人愿意去做。所以区块链作为一种分布式数据库具备了如下特点:各个节点完全平等,其数据保持一致、自动更新,而且不可篡改。


2、区块链技术对于供应链的意义

区块链的特点,对于供应链管理能够带来哪些帮助?笔者在图4中总结了五大意义,并且注明了它们和供应链指标的相关性 – 重点关注质量、成本和及时交付这三大指标。

图4:区块链对于供应链管理的五大意义

下面将逐一阐释这五大意义的内涵:

1. 区块链信息难以篡改的特点,有利于供应链的防伪溯源。

供应链运作通常都涉及若干利益方之间的合作。链条长了之后,难免会产生质量问题– 无论是实物的质量损毁,还是信息的质量下降。为此必须在必要的节点进行监控,以及在必要的时候进行追溯。但是监控和追溯的信息往往缺失,即使不缺失也存在被篡改/隐匿的可能。

因此,区块链信息难以篡改的特性就可以发挥很大的作用:一切信息都在链条中留待查证,如果有人故意输入了虚假的信息,也会被节点中各方接收到。这使得造假成本变高了,因为造假证据将被永久记录!所以区块链特别适合多方协作(例如跨境交易)中的信息防伪溯源。

图5是天猫国际“全球溯源计划“的一个区块链应用案例,其区块链运作由蚂蚁金服提供技术支持。在进口流程中,可以把生产/通关/运输等相关数据全都记录在区块链中,利于海外品牌公司、中检集团、跨境商品质量监测中心等相关方协同合作。顾客可以用专属二维码来查询供应链溯源信息,从而为进口货物的质量提供有效保证。

图5:区块链进行物流信息追溯的案例。来源:“阿里技术”公众号

2. 区块链各个节点的信息完全一致,可削弱供应链的“牛鞭效应”。

“牛鞭效应”(Bullwhip Effect)是困扰供应链运作的一大难题。其主要表现为:当供应链由多个环节组成的时候,订货量的波动性从下游(最终顾客处)到上游(原始供应商处)逐渐变大,如图6所示。例如,下游波动幅度为正负10%,到最上游处可能变为正负50%。

牛鞭效应有很多成因,其中最关键原因之一是信息的不对称。各级供应商因为不能看到全局的信息,只能根据相邻一级客户的情况作需求预测; 如果每一级都加上10%的保险系数,订货量的“振幅”就会明显增大。

图6:供应链常见的牛鞭效应。来源:“弘毅供应链”公众号

在区块链中,由于所有节点存储的数据信息都是相同的,所以能够有效地消除信息不对称:最上游供应商和终端客户所看到的市场需求/库存水平完全一致,因此可以作出更加精准的全局判断,而不用在日常运作中加上过多的保险系数。这样可以有效地降低各级库存水平,从而改善供应链的成本和质量指标:库存水平低了可以减少对企业资金的占用,而且还能降低库存时间过长所带来的货物损毁风险。

3. 区块链节点的数据自动更新,有利于实现信息流的精益。

精益生产(Lean Manufacturing)的理念最初由日本汽车企业提出,目前已经扩展到物流运输、服务运作、研发管理等领域。精益管理有很多实用的工具,如价值流图(Value Stream Mapping),见图7的例子。运用可视化工具可以识别出企业运作中的“浪费”(所有不为客户创造价值的操作),例如多余的库存,不必要的运输环节等,并且相应地加以优化。其关键在于,要加快实物流和信息流的运转速度,让供应链真正“流”起来。

除了肉眼可见的浪费(比如堆积如山的库存),其实企业中还有很多不可见的浪费,尤其体现在信息流方面。例如:一道手续需要花三天时间才能办完,因此相关的确认文档一直停留在上游审核环节。这就使得下游相应的人员/机器等资源处于等待状态,从而导致时间的浪费和资源的闲置。

如果能够有效运用区块链技术,各个节点之间的信息实现同步更新,则有可能把供应链的响应速度压缩到最短:实物流的生产加工时间不可能无限压缩(由物理特性决定),但是信息流所占用的时间可以接近于0。

图7. 精益管理常用的价值流图。来源:维基百科

供应链响应速度快了之后,向客户的交付时间会变短,库存也会降低,从而库存货物的质量问题也会减少。所以信息的自动更新对于成本、质量和交付都有好处。

4. 区块链的“智能合约”运作,可以减少相关的人力投入。

上面提到的“数据自动更新”主要保证了各个节点彼此之间的存储内容一致,而“智能合约”的运作则可以在每个节点内部自动生成新的数据。智能合约是什么?它是一个计算机协议,可以用来数字化地验证和执行一个合同的内容。或者说:它是一个在计算机系统上存储的合约,当一定条件被满足的情况下,可以被自动执行。

如果单从这个定义来看,我们日常的信用卡自动扣款、水电煤自动交费都可以称之为智能合约– 这主要还是因为我们对相关方有足够的信任:我们相信,大银行不会平白无故多扣钱。但是对于比较复杂的供应链操作,合作关系就没有这么简单了。

例如,对于货物进出口流程(一个典型例子如图8所示),有许多验证步骤和单证流转,而且相关的接触方往往是没听说过的陌生人/外国人。这使得我们对于计算机全自动交易有所顾虑,觉得有“黑纸白字”的文档审核和手写签章会带来些安全感。

图8:典型的海关进出口流程

区块链因其信息难以篡改、可供追溯的特点,而特别适合于“信任缺失”情况下的金钱交易和信息交换,例如跨境供应链运作。只要各方事先确认了货物通关的规则(写成计算机代码),就可以用算法来自动确认通关,不必担心造假– 因为造假的证据会被永远记录,被抓到则有被列入黑名单的风险。所以,智能的算法执行取代了纯人工的确认过程,可以有效地节省人力成本。

5. 区块链运作不需要中介参与,可以降低信任成本。

区块链的这一条优点和第四点密切相关,只不过第四条主要说的是“无人化”,而这里说的则是“去中介化”。

在传统的供应链运作,我们为了解决信任问题,往往会在第三方平台上进行交易– 例如:银行支付渠道、支付宝等等。为此不得不向平台支付相应的费用 – 这就是所谓信任的成本。如果区块链本身可以消除我们的信任焦虑,则网络中任何两方可以进行直接合作,“没有中间商赚差价”。

3、展望

由于区块链对于供应链运作有上述的好处,所以已经吸引了许多知名公司开展应用试点。其中既包括新兴互联网公司(腾讯、阿里、京东等),也包括相对“传统”的企业(百威啤酒、马士基等)。运用区块链技术的目的,终究还是要优化供应链运作的KPI:降低成本、保证质量、缩短交付周期、等等。

区块链技术距离大规模商用还存在一些距离。目前主要问题在于:效率不够高(节点数据更新慢)、计算成本高企等。但是它确实有利于大量数据之下的多方网络化合作,而这种合作方式是未来商业的趋势。随着技术应用成本的下降、投资回报率的提高,相信区块链技术会对供应链发挥越来越大的作用。


参考资料:

1、《别人在忙挖矿,阿里工程师却悄悄用区块链搞了件大事!》,阿里技术,2018-1;

2、《为什么要用区块链技术实现智能合约?》- 知乎问答;

3、《二十四张图看懂牛鞭效应Bullwhip effect(上)》,弘毅供应链,2017-10。


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编辑于 2018-07-09

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