区块链环境下供应链网络演化研究

作 者:

作者简介:
钱晓东,男,甘肃兰州人,博士,教授,兰州交通大学自动化与电气工程学院、经济管理学院,研究方向:复杂网络、大数据挖掘;王昱澎(通讯作者),男,陕西西安人,兰州交通大学自动化与电气工程学院硕士生,研究方向:区块链技术在供应链中的应用(兰州 730070)。

原文出处:
统计与信息论坛

内容提要:

随着世界经济的快速发展,部分发达国家借助其掌握的区块链核心技术对其国内大型企业的供应链管理做出了一系列优化。为了实现区块链在中国企业供应链技术领域的广泛应用,中国明确提出了关于区块链应用和供应链技术发展的指导意见。在指导意见的引领下,中国区块链环境下的供应链网络建设持续发展,且呈现出了不断优化的良好局面。本文将区块链技术结合到供应链网络中,探究区块链环境下供应链网络形成网络演化的规律。在传统供应链网络模型的基础上,引入区块链技术的PBFT共识机制,并进行优化,得到基于信用评价的共识机制CDBFT,同时通过Agent理论将供应链网络的企业节点进行等效分析;将区块链技术映射到供应链网络的企业行为中,以智能合约的形式将影响供应链网络的因素加入到网络演化中,改变了传统供应链网络的连接方式。在优化后的共识机制和多Agent供应链网络企业交互的智能合约的基础上构建新型供应链网络演化模型,并对其网络演化进行复杂网络相关特性分析。实证研究表明:即使是在去中心化的区块链供应链环境下,供应链网络也会呈现出节点幂律分布的特点和无标度特性,但在该环境下使得供应链网络中的企业具有匿名可信、交易记录透明可追溯的特点,由此解决了信任机制的相关问题,使得交易双方是完全可信的,为今后的信息服务带来新变革,既能进行身份认证,也可以与人工智能相结合,为企业提供信息服务,帮助管理大数据的生命周期,在提高供应链效率管理中发挥重要作用。


期刊代号:F14
分类名称:物流管理
复印期号:2022 年 10 期

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      现阶段,中国政府高度重视对区块链在供应链领域的应用,国务院办公厅在2017年10月发布的《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》指出,要积极利用区块链以及人工智能等具有先进性的技术构建供应链的信用评价机制。中国“十四五”规划中明确指出,要将区块链作为核心技术,在技术基础上实现自主创新,从而推动区块链技术以及相关产业的创新与发展。

      中国传统的产业链供应链条上参与方多,信息错综复杂,链上成员企业之间存在竞争,部分企业的真实数据很难获得,产品追溯问题也很难解决,经常性造成行业竞争力的耗散效应,所以需要在产业链供应链节点企业间建立信任机制,推动协作共赢。区块链目前被广泛应用于商业银行、证券、保险等多个行业,未来几年,在国家信息安全技术引领和政策指导下,文化休闲、媒介等各个行业的应用发展将会加速,供应链系统产品在各行业的广泛应用也一定会紧随其后,带来全新的移动互联网时代供应链系统产品和服务行业的跨越式增长。区块链的本质为在一定规则下进行的信息联系过程,区块链技术的核心在于去中心化的分布式结构,不仅大大降低了层级数量,还降低了中间成本消耗,其安全机制作为突出特征,所依靠的是不可篡改的时间戳来对信息进行追踪和防伪。一般而言,传统化的核心企业难以实现对供应链的实际控制,信息不对称而导致的溯源需求与能力情况不清晰,使得其商业活动所形成的信任机制缺乏约束力,就目前互联网技术发展而言,区块链技术弥补了其核心缺陷,能够以灵活性更强的编程模式来给予市场秩序的规范化处理,改变以往合作模式的同时,提高了合作各方的信任度,因此区块链环境下的技术革新,能够促使供应链网络在构建过程中,实现管理时间和成本的优化。

      传统大数据环境下,供应链是从客户的客户到供应商的供应商,从原材料到客户端,涉及其中所有元素,是包括贯穿其中的整个产品流、信息流和资金流,以最大化客户价值,最小化各节点的成本。但是在供应链管理中信息不透明,导致了在整个供应链组织里需求信息从终端客户逐级传递给生产制造商或者原材料商,由于其中涉及的节点企业大多都是以自身利益为导向,当需求不确定时,各个节点通常以增加库存来应对需求上涨的风险。长期演变就会导致需求和供给无法合理匹配。无论是需求大于供给还是供给大于需求都会给企业带来巨大的损失。传统供应链网络虽然有信任评价模型,但是仍然存在一定的交易风险。

      为了解决传统产业链供应链存在的问题,本文立足于解决信任机制的相关问题,在研究中采用区块链相关技术构建了供应链网络,在该网络中的企业具有匿名可信、交易记录透明和可追溯三方面特点。区块链技术可以很好地解决传统供应链中信息不透明以及传递虚假信息问题,区块链环境下的供应链网络中,能够通过技术手段实时记录企业信息并让需求信息在整个供应链网络中共享透明化,这样供给和需求就可以得到合理的匹配,供给企业就可以根据需求制定切合市场需求的生产计划,大大减少库存成本,且各个节点之间可以更好地相互配合,提升运作效率,从而有效解决传统供应链中的信任、产品追溯、数据信息的共享问题。

      二、文献综述

      本部分围绕供应链演化以及区块链技术在供应链中的应用问题进行文献梳理。基于学术界关于区块链技术对供应链应用价值的共识,首先对供应链网络进行综述,并回顾了供应链网络演化的相关研究,指出本文的创新之处。最后,对已有相关文献评述。基于国内外研究现状分析,本文主要从以下三个方面展开。

      (一)关于供应链网络动态演化的研究

      Pathak等明确指出供应链是一个具有复杂性的适应系统,其在研究供应链的过程中主要集中于供应链的生长、涌现机制和其他影响因素方面,并在具体研究中对供应链的网络动态演化进行了分析[1]。葛伟和秦效宏立足于局域世界演化模型,并在节点相关度引入的基础上对节点与网络中其他节点间相近程度的指标进行了衡量,确定了局域世界的整体规模是存在动态变化的,并且在此基础上建立了基于供应链系统的局域演化模型[2]。傅培华等对供应链网络的动态演化特性进行了具体分析,并在分析研究基础上提出了集聚性供应链网络演化模型,该模型的显著特点是度值与连边优先连接[3]。吴义生在系统动力学理论的支持下构建了低碳供应链协同运作的演化模型,并在自组织原理基础上研究分析了序参量对于低碳供应链协同运作的影响[4]。曹文彬和熊曦将供应链企业合作所带来的边际效应与复杂网络进行了结合,并在节点度和边际效益因素基础上建成了复杂供应链网络局部演化模型,利用仿真的方法对模型展开了验证分析[5]。Barabasi和Albert认为无标度网络的形成机制是增长和择优连接,并且在复杂的网络研究中引入了连续化方法,最终获得了能够在无标度网络中具有适用性的BA模型[6]。在此之后,复杂网络的研究进入了一个高潮阶段。就供应链的网络复杂性研究来看,范碧霞和刘帅首先进行了复杂网络特性的描述,并在此基础上对复杂性的产生机制进行了剖析[7]。丁飞和陈红立足于BA网络模型,并引入了反择优概率,由此构建出了包含节点进入、退出和合作的网络模型,同时利用仿真的方法对模型有效性进行了验证[8]。在之后的研究中,Venkata等人利用基于演化的自组织理论方法对供应链的复杂网络结构特征以及节点成员企业与系统目标之间的联系等进行了阐述,并利用仿真的方式分析研究了供应链网络的复杂架构特性[9]。

      (二)关于Agent理论与供应链的研究

      熊伟清和魏平根据供应链的特性与Agent系统的特性,提出了基于多Agent供应链网络企业竞合关系演化分析[10]。以演化Agent的企业组织演化模型为基础,结合Agent的行为特点,设计Agent的行为策略,构造智能Agent节点,建立了基于演化Agent的企业人际关系网络模型。杨斯博和李敏强说明了Agent是一个概念模型,它的内部组成根据实时的参考环境而决定[11]。国内学者孙军艳等从复杂自适应系统角度利用Agent仿真分析了轿车供应链的网络特征,并对轿车供应链系统的非线性特性、各Agent和网络整体的演化规律进行了仿真分析[12]。

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