基于区块链视角下我国饲料供应链溯源体系的构建①

张舒岩 李含伟 张顺萍

（上海工程技术大学管理学院 上海201620）

饲料既是连接种植业、畜牧业和畜产品加工业的重要桥梁，也是保障畜产品质量安全的重要因素。但由于饲料供应链上各节点数据散乱、信息不透明、监管不严等原因，使得市场上一旦出现饲料质量安全问题难以追责。而饲料中滥用添加剂、违禁药物及抗生素等行为，严重影响了饲料及畜牧产品的质量安全，非常不利于饲料行业及畜牧业的健康发展。传统产品溯源系统存在依赖中心化存储、数据可信度低、易窜改、责任人定位困难等问题［1］，因此，为追溯产品质量的根源节点，急需建立一套安全、可信且易追踪的饲料溯源体系。

区块链技术的去中心化、公开透明、无需信任积累等特性，为解决饲料溯源问题提供了可能。基于区块链技术，构造饲料行业溯源体系，可为监管部门提高饲料供应链上各节点的信息监管，减少不法行为，促进饲料行业健康发展提供数据支撑。

1 研究概述

国内关于饲料供应链管理的研究，主要从供应链模式探讨、物流管理及采购等方面着手。孙亚明［2］认为供应链模式可以提高企业效益，对农牧相关企业采购环节作用显著，而作为与畜牧相关的饲料企业，也应发挥供应链模式效能，促进企业发展。姚春侠［3］以甘肃省饲料供应链为例，系统探讨了该供应链存在的问题，初步构建饲料供应链管理模式。为提高饲料供应链管理水平，张淑玲［4］将近场通信物联网技术应用到饲料供应链信息管理系统的设计中，极大地增强了链上各节点信息的互通性。然而，随着饲料销售和生产规模不断扩大，对饲料物流也提出了更高要求，如何减降低物流成本，保障饲料质量，提升经济效益，是目前饲料企业面临的一个重要问题［5］。

近年来，产品质量安全事件频发，因此，有必要建立透明、可信安全的产品质量溯源系，协助监管部门进行行业管理。然而，传统的溯源体系面临着信息采集不标准、数据存储不安全、中心系统易受攻击和企业间信息交换过程隐私不能保障等问题［6］，区块链的产生为优化溯源体系提供了可能。

目前将区块链技术运用到饲料行业中的研究不多。作为农畜牧业基础，建设饲料行业溯源体系有利于从根本上保障农畜牧产品质量，基于饲料供应链溯源存在的问题，试图运用区块链构建饲料行业溯源体系。

2 我国饲料行业溯源体系存在的问题

如图1所示，饲料供应链主要由生产商、制造商、经销商、物流商及消费者构成。由于饲料供应链参与主体多、各节点互通性差等，使得饲料行业存在难以监管、产品出现问题时难以溯源问题。

图1 饲料供应链框架图

2.1 饲料供应链各主体责任意识淡薄

2.1.1 生产商

饲料生产是保证饲料安全的关键环节，但现行饲料行业，存在生产过程质量控制不严格现象。这主要是由于一方面由于原材料的种植环境、肥料使用情况等难以监管，无法保证原材料的产品质量。另一方面，饲料生产企业从业人员的专业素质、饲料存储环境等也会影响饲料的质量。加之部分饲料企业社会责任意识淡薄，为提高饲料的营养价值，人为乱加添加剂或虚写饲料包装成分标签，不仅影响畜牧产品质量安全，还严重影响了饲料市场秩序，难以追责。

2.1.2 物流企业

从饲料生产、加工、销售到用户终端，每一环节都离不开物流环节。温度、湿度等变化会影响饲料产品质量，但目前无法做到饲料全链上的监督，导致最终溯源困难。

2.2 饲料供应链信息不透明

饲料供应需经过上游原料供应商、生产商、分销商、消费终端等多个流通环节。由于饲料供应链上各节点信息不透明，监管部门、企业、消费者存在信息不对称现象，使得宏观上监管困难，一旦出现问题，难以溯源，导致消费群体对饲料整体质量信任度低。

2.3 监管力度不够

一方面，由于我国饲料行业监管不严、经费投入不足、专业监管人才缺乏等原因，致使部分饲料企业利用监管体系漏洞，销售不合格饲料产品；另一方面，监管部门抽检饲料，会有一定时限的结果复议期，部分饲料企业会利用复议期间想办法摆脱责任，逃避处罚，而不是对有问题产品进行整改或销毁。

3 基于区块链技术的饲料供应链溯源体系设计

3.1 基于区块链的饲料溯源体系层次化技术结构设计

由于过程可信和去中心化2大特点，区块链能够在多利益主体参与背景下，以低成本方式构建信任基础［7］，从而有效提升供应链物流的运营效率［8］。因此，可利用区块链技术，搭建饲料供应链溯源体系。

采用区块链通用架构，将饲料溯源体系分为网络层、数据层、共识层、控制层及应用层。网络层是基于网络技术，完成各节点之间的数据传输，是区块链信息交互的基础。数据层是区块链的核心层，通过将各个账目的数据加密，保障了数据之间的强关联性及验证的高效性，从而达到数据的防篡改及安全特性。共识层包括各类算法，使各类账本数据在不可信的环境下达到全网统一，且可以实现共识算法的可编程特性。控制层包括处理模型、控制合约及执行环境3个模块，是数据层与应用层的中枢机构。应用层主要为监管机构、消费者及饲料供应链上各参与者，提供饲料质量安全溯源查询平台。

3.2 基于区块链的饲料质量安全溯源体系构建

饲料供应链上每一个节点数据都是一个账目，可以看出账目数据多、散乱、缺乏系统性，而区块链技术可以将各个账目融合在一起，利用区块链技术的过程可信及去中心化等特征，提高饲料链上质量安全溯源的效率和准确性。如图2所示，饲料供应链上主要包括生产、制造加工、销售、物流及消费者5个数据账目，利用区块链技术可以将各账目信息进行加密整合，保障数据的安全性。

图2 基于区块链的饲料质量安全溯源体系框架图

3.2.1 去中心化

目前，饲料业普遍采用供应链管理中心化方式，随着接入管理的节点增加，中心化管理需要建设更多的基础设施，消耗更多的能源，需要更多的管理人员，运营和维护成本越来越大，很容易导致饲料行业发展不可持续性。区块链技术具有去中心化属性，可以使区块链供应网络监管设备实现自我管理和维护，有效降低饲料供应链管理投入与维护成本，提升饲料供应链管理的效率。

3.2.2 存证和溯源

饲料供应链上环节较多，涉及面广，整个饲料产品生产前、生产中、生产后都会产生大量数据。区块链技术的不可篡改及公开透明特性，可以将各类数据进行存证与溯源，从而在生产、质检、仓储、加工、销售、运输等过程中有效避免产品相关数据造假或篡改的风险。

3.2.3 去信任化

传统交易以交易主体间信任为基础，尽管从第三方信用机构中可以获取了大量信息，但信息不具有针对性和实用性。而区块链技术可以在记录饲料供应量不同节点信息，包括企业信息、运输产品状态等，记录信息具有永久性，不再依赖第三方机构，可以有效降低各方运营成本，解决产品的安全诚信问题。

4 结论

从饲料供应链各参与方、监管机构角度分析我国饲料供应链监管及其溯源存在的问题，具体为：（1）饲料产业链各环节互联性差，且参与各方缺乏质量安全责任意识；（2）饲料供应链数据散乱，缺乏系统性及信息公开透明性；（3）监管部门责任缺失。

为有效解决饲料安全监管追责难问题，基于区块链技术，构建饲料质量安全溯源体系，实现以下需求：（1）去中心化。降低饲料供应链监管成本，提高饲料供应链管理效率。（2）存证和溯源。在饲料供应链各环节记录信息不可篡改，实现饲料供应链的有效追溯。（3）去信任化。饲料供应链所有环节和数据都是公开的，避免各主体之间相互欺骗。

虽然区块链技术的去中心化、不可篡改等特点，可使其在饲料供应链上发挥重要作用，应用前景广泛，但实际应用中，区块链技术仍面临着很多挑战。

第一，用户适应能力不强。饲料供应链中的区块链具有去中心化特性，但现阶段，区块链技术在饲料行业的应用普及率并不高，用户不太了解，风险较大。因此，在当前饲料供应管理中，依旧会采用第三方机构服务用户。

第二，数据共识存在挑战。饲料供应链上数据庞大且复杂，共识标准的建立存在挑战。在区块链中，各个节点都拥有大量系统记录。随着供应链的运营，如果没有合适的共识标准，各节点中存储的数据也会越来越多，将会导致存储和计算的负担加大，产生大量无用数据。而新用户加入时，必须与系统已有信息同步，才可以实施区块链的审核和追踪功能，这会增加新用的使用成本。因此，对新用户而言，使用该系统成本较高。