建立透明供应链：善用区块链，提升信任、效率和速度

区块链这种新兴技术最有潜力的应用之一，就是供应链管理。区块链这种为加密货币网路奠基的数字纪录技术，可针对资讯流、存货流和金流，建立完整、透明、防止变造的历程纪录，帮助供应链的伙伴解决部分挑战。

区块链技术，这个在比特币（Bitcoin）和其他加密货币网路背后、用于保存纪录的数字技术，是改变金融界运作方式的潜在力量。但是，它具备雄厚潜力的另一个领域，是供应链管理。区块链能大幅改善供应链，因为它可以增进产品运送的速度和成本效益、提升产品的可追溯性、改善合作伙伴之间的协调，并协助取得融通资金。

为了深入了解这个机会，我们研究了七家大型美国企业，想要探讨如何运用区块链来解决他们面对的挑战。这些企业都是供应链管理的领导业者，包括康宁（Corning）、艾默生（Emerson）、海华（Hayward）、IBM、万事达（Mastercard），另外两家公司则希望保持匿名。它们来自不同的产业，包括制造、零售、科技和金融服务。其中有些公司才刚开始探索区块链，有几家正在实施试行计划，还有些公司则推展得更深入，正在与供应链伙伴合作开发应用软体。本文描述我们所知的发展状况、区块链能够提供的优势，以及区块链在供应链的应用与在加密货币的应用有何差异。

区块链是分散式或去中心化的分类帐（ledger，编按：会计名词，指对业务进行分类登记的帐本），这套数字系统用可验证、防篡改的方式，记录多方之间的交易。这套分类帐本身也可以藉由程式设定，自动启动交易。对于为了取代法定货币而设计的加密货币网路来说，区块链的主要功能，是让无限个匿名方能够在没有中央中介者的情况下，私下进行安全的交易。对于供应链来说，它的作用是让无限个已知参与者，保护本身的事业营运免受恶意参与者的破坏，同时支持展现更好的绩效。若要成功地把区块链应用于供应链，需要经核可的新区块链、在区块里代表呈现各项交易的新标准，以及治理这套系统的新规则，而这些都正处于不同的发展阶段。

善用区块链优势

完整记录交易过程里的每个步骤

在沃尔玛（Walmart）和宝侨家品（Procter & Gamble）等多家公司的领导下，自1990年代以来，供应链在资讯分享方面有了长足的进展，而这多亏了企业资源规划（enterprise resource planning，ERP）系统的使用。然而，在牵涉复杂交易的大型供应链，能见度（visibility）仍然是一项挑战。

为了说明当前金融分类帐分录（entry）和ERP系统的限制，还有区块链领域的潜在利益，我们要提出一个假设情境：一件简单的交易，其中包括一家零售商（向供应商采购产品），以及一家银行（提供这家供应商履行订单所需的营运资金）。（见下页图表「记录简单交易的细节：传统系统vs. 区块链系统」。）这件交易涉及资讯流、存货流和金流。请注意，其中任何一项流动都不会在三方都产生财务分类帐分录。最先进的ERP系统、人工稽核和侦察，都无法可靠地连结这三项流动，因此难以消除执行错误、改善决策，并解决供应链的冲突。

执行错误（例如存货资料错误、遗漏出货和重复付款等）通常不可能即时侦测到。即使在事后发现问题，也难以透过追踪现有分类帐分录和文件所记录的活动序列，来确认错误的来源或修正错误，或者可以做到这些，但成本高昂。虽然ERP系统记录了所有类型的流动，但很难评估哪些分录（应收帐款、付款、销货退回折让等等）是对应哪一笔存货交易。有些公司的众多产品每天都在庞大的供应链伙伴网络里有数千笔交易，对这样的公司尤其是如此。

雪上加霜的是，供应链活动通常极为复杂，复杂程度远远超过图表的描绘。例如，订单、出货和付款可能不会整齐地同步，因为一笔订单可能会分成好几批出货，而每一批出货有各自相对应的发票，或是可能有好几笔订单，合并成一单出货。

改良供应链执行的一个常见方法，是透过稽核以验证交易。必须进行稽核，以确保按照合约执行，但若要改善决策以因应营运的缺失，稽核的帮助有限。

以一家食品公司为例，它的产品在一家零售商店内的展售期间结束时，面临了问题。本文作者高尔针对一家大型包装食品制造商所做的研究显示，稽核或盘点店内的存货，可呈现到期品项的数量，但无法解释原因。原因可能是供应链的任何一个环节出现瑕疵，例如无效率的上游存货管理、产品铺货给各商店的分配不理想、疲弱或间歇的需求，还有在货架的陈列轮序不当（没有把较旧的产品放在较新的前面）。所有这些活动的纪录，都有助于减少过期品。

另一个强化供应链营运的方法，就是用符合GS1标准（这是全球接受的供应链资料处理准则）的无线射频识别标签（RFID，即电子标签）或电子产品码，来标记存货，然后把公司的ERP系统与其供应商的ERP系统整合起来，以建立完整的交易纪录。这么做能消除执行错误，提升可追溯性。但根据我们研究的那些企业的经验，整合各个ERP系统的费用高昂而且耗时。大型组织可能有超过一百种从过去留用至今的ERP系统，这些是组织变动、合并和收购日积月累下来的结果。这些系统通常彼此沟通不易，甚至连定义资料栏位的方式都不尽相同。一家大公司就告诉我们，他们那些各自独立的ERP系统里，与装货这个单一活动相关的分类帐就有17个，而它的供应商和通路商也有自己的分类帐和ERP系统。

如果采用区块链来保存纪录，各项资产如存货单位数、订单、贷款和提单等，都会标示独一无二的识别码，作为数字代币（类似比特币）。此外，区块链的参与者也会获得独一无二的识别码，或是数字签名（digital signature），用来签署他们加入到区块链里的区块。随着与交易相对应的代币在参与者之间移转，交易过程里的每一个步骤都会记录在区块链上。

区块链纪录完整、值得信任、防窜改

想想看，我们所举例子里的交易，如果以一个共享的区块链来表示，会是什么样貌（再次参阅图表）。首先，零售商制作好订单，发送给供应商。这时，货物或服务的交换还没有发生，因此财务分类帐不会有分录。不过，如果是区块链，零售商会记录下这笔订单的数字代币。接着，供应商登录这笔订单，向零售商确认接单，而这个举动也会记录在区块链上，但仍不会在财务分类帐上产生分录。接下来，供应商向银行申请营运资金贷款，以融通这些货物的生产。银行在那个共享区块链上验证这笔订单的真实性、核准贷款，并在同一个区块链上记录贷款的数字代币。

区块链之所以有价值，部分是因为它的组成是依时序排列的一串区块，整合了这笔交易里所有三种流动，并记录了财务分类帐系统没有记录的细节。此外，每个区块都经过加密，并分发给所有参与者，每个参与者都保存自己的区块链复本。由于这些特点，区块链可以针对供应链里所有这三类活动，提供一份完整、值得信任、防止窜改的稽核路径。

因此，区块链能大幅减少（甚至可以消除）我们之前讨论到的执行、可追溯性和协调方面的问题。参与者都拥有自己的区块链复本，因此每一方都可以检视交易的状态、找出错误，并要求其他各方为自己的行动负责。没有任何参与者可以重写过去的资料，因为若要这么做，就必须重写区块链上所有共享复本上的所有后续区块。

我们这个例子里的银行，也运用区块链来改善对供应链的融资。银行能够做出更好的借款决策，因为它可以检视区块链，以验证供应商与零售商之间的交易，而不必进行实地查核和财务审查，这些都是繁琐枯燥而容易出错的流程。在区块链里纳入借贷纪录，加上有关发票、付款和货物实际移动情况等的资料，可以让交易更具成本效益、更容易稽核，对所有参与者的风险也更低。

此外，其中许多功能都可以透过智能合约而自动化进行，也就是以几行电脑程式编码，运用区块链的资料来验证合约的责任何时已经履行，可以拨付借款。智能合约可以透过程式设定来评估交易的状态，并自动采取行动，如拨款、记录分类帐分录，以及标示需要人力介入的例外情况。

重要的是，我们应知道，区块链不会取代ERP系统大范围的交易处理、会计和管理控制等功能，例如开立发票、付款和出报表。确实，区块链的加密连结清单或是链式数据结构，并不适合快速储存和检索，甚至不是有效率的储存方式。相反地，区块链的作用是桥接各参与公司的旧有系统。每家公司都自本身的内部ERP系统产生交易的区块，加进区块链里。这就更容易整合各公司之间各种交易的不同流动。

应用区块链解决需求

提高可追溯性、提升效率、改善交易

现在，我们要深入检视我们研究的企业如何应用区块链，以解决当前科技与方法无法处理的需求。

提高可追溯性。美国2013年的药物供应链安全法案（Drug Supply Chain Security Act, DSCSA）规定，药厂必须辨识并追踪处方药，以保护消费者，不致买到伪造、失窃或有害的产品。在这项规定的驱使下，我们研究里的一家大型药厂与它的供应链伙伴，合作运用区块链以达成这个目的。他们以符合GS1标准的电子产品码为库存药物设置标签。随着每一单位存货从一家公司流动到另一家公司，它的标签会被扫描和记录在区块链上，建立了每一个品项在整条供应链里的历程纪录，包括从它的来源到最终消费者的整个历程。在美国试行这套方法有一些早期成功的例子，因此这家公司在其他地点进行更多试行计划，并在欧洲扩大实施。

同时，IBM也采取类似行动，创造更安全的食物供应链。它成立区块链解决方案「IBM Food Trust」，与沃尔玛成为合作伙伴，运用区块链追踪生鲜食物和其他食品。

这些种类的应用只需要最低限度的资讯分享：采购订单、发票和付款，不必纳入同一个区块链。因此，担心得要分享竞争资料的公司，就会比较愿意参加这个平台。

这么做的好处很清楚。如果公司发现故障的产品，区块链可以让这家公司和它的供应链追踪那个产品，找出所有与它有关的供应商，也找出与它相关的生产与出货批次，并有效率地回收那个产品。如果是会腐坏的产品（像是生鲜食品和某些药品），区块链能让参与的公司以自动化方式监看品质：配备了物联网装置以监控温度的冷藏货柜，可以在区块链上记录任何不安全的温度波动。如果对于零售商所退回产品的真伪有疑虑，区块链也可以缓解这些顾虑，因为伪造产品在区块链上没有验证历程。（后文会谈到企业如何防止腐败的参与者让伪造品流入供应链和它们的区块链。）因此，各产业的公司都在探索区块链的这项应用，动机可能是法规要求它们证明产品来源，或是因为下游顾客希望能追溯零组件库存。

解决无法建立共享数据库的问题

提升效率与速度，减少干扰。多国籍制造与工程公司艾默生，拥有复杂的供应链。其中包含涉及许多供应商、顾客与地点的数千个零组件。艾默生总裁麦可．川恩（Michael Train）告诉我们，这种供应链通常必须应付长时间、不可预测的前置期，而且缺乏能见度。因此，供应链的任何一个环节若是稍微有延误或干扰，都会导致其他环节的存货过剩和缺货。川恩相信区块链有助于克服这些挑战。

以下简单说明这个问题，以及区块链可以如何处理这个问题。假设产品A使用零件C1和C2，而产品B使用零件C1和C3。如果C3的生产遭遇障碍而导致产品B的制造停工，最理想的做法是把C1的库存暂时分配给产品A，一直到C3的障碍解除为止。然而，如果所有产品和零件都是由不同的公司生产，而这些公司不太清楚彼此的库存状况，那么很容易就会导致制造产品B的公司里堆积太多C1，造成C1库存过剩，即使产品A制造商的C1已经缺货。

对于前述公司来说，一个解决办法就是大家同意建立共享数据库，以集中储存有关生产的资料，并集中进行有关库存配置的决策。但是，想像一下这么做必须要有的整合程度：所有涉及的公司都必须把自己的资料交托给他人，并接受集中式决策，无论他们彼此是合作伙伴或竞争者。这并不切实际。

一个较务实的解决方案，是让参与的公司在区块链上分享他们的存货流，并让每家公司可以运用完整的共享资讯，自行做决策。企业可以利用看板系统向彼此下订单，并管理生产。生产的品项都要有看板卡，而区块链会记录代表这些看板卡的数字代币。这样能提高公司之间存货流的能见度，让前置时间更可以预测。

艾默生并非唯一认为区块链能提升供应链效率和速度的企业。多国籍游泳池设备制造商海华也这么认为。（资讯揭露：本文作者高尔为海华提供少量咨询服务。他也获聘向一家为棕榈油产业开发区块链应用的新创事业提供顾问服务。）海华营运资深副总裁唐．史密斯（Don Smith）表示，把成品、产能、半成品和原料当成数字货币来处理是可行的。他说，如果你这么做，各个阶段的机器时间和存货，都能够可靠地分配给顾客订单的生产。区块链可以做到这一点，是因为它解决了双重支付（double spend）的问题（同一单位的产能或存货，错误地分配给两笔不同的订单）。

加拿大沃尔玛已经开始和运输其存货的货运公司，使用区块链。有了共享的区块链，他们就能同步物流资料、追踪出货，并自动化执行付款，而不需要货运公司大幅改变内部流程或资讯科技系统。

使用区块链来提升供应链的效率和速度，这么做的吸引力之一，在于这些应用只需要参与的公司分享有限的资料，非常类似提升可追溯性的应用，而以这里来说，它只需分享存货或出货资料。此外，即使在有多个EPR系统的大型组织内，这些应用也很有用处。

改善融资、订约与国际交易。当存货流、资讯资和金流能透过区块链在公司之间共享，供应链融资、订约和国际业务往来就可能获得重大效益。

以融资为例。提供营运资金和交易信用给公司的银行，在借款公司的经营、资产品质与负债情况等方面，会面临著名的「资讯不对称」问题。例如，企业或许会以同一项资产为担保，同时向好几家银行借款，或是以某个目的申请贷款，却把资金用于其他目的。银行在设计流程时，会顾及这种风险的控管，而这会增加交易成本、减缓资金动用，并减少小公司可取得的资金。这些阻力不仅对银行有害，对于需要成本低廉营运资金的公司而言，也是有害的。

另一项改善时机成熟应改善的活动，是应付帐款管理：这是一个繁复的流程，包括开立发票、核对发票与采购单、记录条件与付款，并在每一个步骤进行检查和核准。虽然ERP系统已自动化进行其中许多步骤，却仍然需要大量的人力介入。交易双方都没有完整的资讯，因此冲突经常发生。

第三个机会领域是跨国界交易，其中包括人工处理的流程、实体文件、许多中介者，还有在进出口岸的多重查核和验证。交易的速度缓慢、成本高昂，并深受货运状况能见度低之苦。

我们研究的零售业者与金融服务公司，正在进行所有这三个领域的试行区块链计划，或是开发平台。区块链可以连结存货流、资讯流和金流，并与交易各方分享这些情况，因而让公司能够更容易调节（reconcile）采购订单、发票和付款，并与交易方追踪交易进度。供应商接到订单时，可使用这个区块链的银行，就能立刻提供营运资金给那家供应商，而货物运送到买方时，银行可以立刻取得付款。既然有现成的稽核过程纪录可用，而且可以运用仰赖区块链资料的智慧型应用，来自动化进行帐目调节，银行和借款公司之间的冲突就可以消除了。

如果侦测到伪造或错误，就能用这项资产交易的区块链路径，追溯到它的源头。

创造可行的科技

用区块链管理供应链，需建立新规则

我们研究的公司发现，若要在供应链管理上运用区块链，需要建立新规则，因为供应链的需求与加密货币网路有重要的差异。比特币网路的区块链协议，是一套能同时达成好几个目标的巧妙系统。它提供一种高度安全、无法更改的财务交易纪录，把双重支付问题降到最低，并提供数字代币的所有权证明。而且这些都不需要依赖一个集中式的权威，同时能让参与者保持匿名，自由进出这个网路。不过，为了达成所有这些目标，比特币网路牺牲了速度，消耗大量能源去采币，而且有些地方容易被骇。

供应链不需要做出同样的取舍，因为它们的运作方式不同，具备的特性也不同。接下来就深入检视这些差异。

已知的参与者。供应链需要的是已知各方之间的私有区块链，而非匿名使用者之间的开放区块链。如此可让供应链的成员确知他们存货的来源和品质，每个存货单位在全部历程的每一步骤，都紧扣着它那个所有权人的身分识别。因此，只有已知的参与者可获准参加这样的区块链，这表示公司必须得到许可，才能加入这个系统。

此外，准许的对象必须经过挑选。这是因为区块链的开放和分散式结构，会对资料隐私带来风险。企业在区块链发布交易时，任何参与者都可以取得这些资料。随着资料量增加，就有可能被错误使用于搜集竞争情资、交易股票，或预测市场动向等。因此，为了安全的理由，区块链参与者必须经过审查和核准。

若要建立一个信任的伙伴群体，共享区块链上的资料，会需要克服几项挑战。其中一项就是需要一项治理机制，以决定系统的规则，例如谁可以受邀加入这个网路、要共享哪些资料、如何加密、谁能存取、如何解决争端，还有物联网与智能合约的使用范畴。另一项挑战，是让供应链里产品的数量或货龄的相关资讯更透明，以了解如何处理区块链可能对订价和存货配置决策的影响。我们难以预测，这种透明度的成本与效益会落在供应链的哪个环节。

基于这些原因，我们研究的公司把焦点放在狭窄的应用上，例如药物和食品的可追溯性，以及应付帐款管理，这些应用都有定义明确的使用案例或法规要求来支持。企业限制区块链上记录的资讯类型，以降低资料稳私的风险，让供应链伙伴更容易接受这套系统。

简化的共识协议。区块链需要共识协议（consensus protocol），这套机制可以维持一个各方同意的单一版本交易历程。加密货币网路是没有中央权威的点对点（peer to peer）网路，因此使用一套名为「工作量证明」（proof of work，POW）的复杂方法。POW能确保这个网路上的所有交易，都为多数参与者所接受，但可惜的是，它也限制了增加新区块的速度。因此，它的速度太慢，无法处理供应链交易的速度和数量。

以制药业为例，在美国，每年有四十亿可销售单位进入药品供应链。平均每个单位的处理次数是三到五次。这表示一天平均大约有3,300万到5,500万笔交易。对比之下，比特币网路一天只能容许进行大约36万笔交易。

幸好，如果某个区块链是需要经过许可的私有区块链，就不需要POW方法来建立共识。我们可以用更简单的方式，决定谁有权增加下一个区块到区块链里。一个方法就是循环制，也就是增加区块的权利，是以固定顺序在参与者间轮替。既然所有参与者为已知，恶意的成员在轮到自己时，若是以有害或违规的方式修改区块链，就会被发现。若是出现争端，也能由参与者查核确认之前的区块而轻易解决。

实体资产的安全。即使区块链的纪录是安全的，仍然会有被污染或伪造的产品被标记并进入供应链的风险，原因可能是过失或是腐败的参与者。另一个风险是库存资料不正确，原因是扫瞄、标记和资料输入的作业出现错误。

企业以三种方法处理这些风险。第一，他们在产品首次进入供应链时，严格进行实体查核，确保这些货品符合区块链的纪录。第二，它们建立分散化的应用程式，称之为「dApps」，可在整条供应链里追踪产品、检查资料的完整度，并与区块链沟通以防止错误和欺骗。如果侦测到伪造或错误，就能用这项资产交易的区块链路径，追溯到它的源头。第三，企业运用物联网装置与感测器，自动扫瞄产品，并在没有人力介入之下在区块链添加纪录，让区块链更稳固。

以区块链补供应链不足

供应链还有相当大的改善空间，包括端对端可追溯性、产品交货速度、协调与融资等方面。区块链可以是处理这些无效率之处的有力工具，我们所研究的企业已证明这一点。仍在旁观的供应链主管，目前是恰当的时机，可评估区块链对他们营运的潜在可能。他们必须加入努力的行列，建立新规则、实验不同的技术、在不同的区块链平台试行一些计划，并与其他公司建立一个生态系统。没错，这会需要投入资源，但是这项投资可望带来丰厚的报酬。

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