第 8 章
数字供应链中的区块链技术
摘要
在物流和供应链管理中应用区块链或更广泛的分布式账本技术，引起了学术界和从业人员的极大兴趣。区块链的固有特征包括不可变数据、无缝信息流和数据共享访问。此外，利用区块链部署智能合约（自动执行的程序代码）的潜力也让人们对提高供应链的有效性、效率和可持续性寄予厚望。在本章中，我们将阐明区块链生态系统中使用的术语的含义，并介绍广泛的文献综述结果，总结当前的研究成果。我们强调了影响区块链应用的主要驱动因素--可追溯性、信任和透明度、供应链整合、数据安全、隐私和可持续性。我们注意到，技术、组织和监管方面的障碍可能会抑制供应链应用中区块链的采用，包括可扩展性、投资成本与预期收益、数据共享和互操作性挑战，以及缺乏标准或法规。虽然区块链的应用仍处于早期阶段，但报道的应用数量越来越多。我们按行业领域对已报道的供应链应用进行了分类。本章让学者和从业人员了解区块链如何为当代供应链提供价值。
关键词区块链应用障碍；区块链应用驱动因素；区块链技术；分布式账本技术；文献综述；供应链管理。
1.导言
据预测，区块链技术将在未来十年颠覆众多工业和商业领域（Clohessy 等人，2020 年）。以往的研究表明，区块链可能会以各种方式影响现代供应链。Queiroz 等人（2020 年）指出，区块链引发的去中介化具有巨大的颠覆潜力，并指出与供应链管理（SCM）的整合仍处于起步阶段。从理论角度来看，Treiblmaier（2018）展示了如何利用现有理论（即委托代理理论、交易成本理论、基于资源的观点、网络理论）来研究区块链引发的供应链变化。Rejeb 等人（2019 年）在研究区块链与物联网（IoT）的结合如何对供应链管理产生潜在影响时，发现了这些技术的各种协同作用，例如区块链对物联网解决方案的可扩展性、安全性和互操作性的积极影响。在谈到区块链对供应链协作的重要性时，Rejeb 等人（2021 年）指出了三个主要的成功因素，即简化信息共享流程、支持决策和奖励模式以及加强与供应链合作伙伴的沟通关系。
然而，在供应链中采用区块链时也存在诸多挑战。其中，Ghode 等人（2021 年）指出，必须发展组织间信任、遵守治理规则、提供防篡改数据、改善网络合作伙伴之间的协调和信息共享，并对参与者进行培训。此外，必须指出的是，实际实施已经表明，基于区块链的网络可能会导致一些问题，如网络内部的权力斗争（Allison，2018）。
鉴于以往研究结果的多样性，以及文献中指出的区块链应用的众多驱动因素和障碍，我们将在本章中对现有研究进行总结和批判性评估，并强调在供应链中采用和应用区块链技术的现状。更具体地说，我们概述了区块链的功能，回顾并更新了以前的研究，提出了区块链采用的驱动因素和障碍框架，并以当前的行业实例丰富了理论学术成果。
2.区块链的功能
区块链技术是加密货币比特币（Bitcoin）的基础技术，因此广受公众欢迎。但更确切地说，区块链是多种技术的结合，其中许多技术仍在开发中。它结合了以往与链接时间戳和可验证日志、工作证明、拜占庭容错、作为身份的公钥以及智能合约有关的解决方案（Narayanan & Clark，2017）。根据 Treiblmaier（2018 年，第 547 页），区块链可定义为 "一种数字化、去中心化的分布式账本，其中的交易按时间顺序记录和添加，目的是创建永久且不可篡改的记录"。通常，分布式账本技术（DLT）一词还包括不以链式结构记录数据，而是使用有向无环图（如 IOTA 或 Hedera Hashgraph）的协议（Treiblmaier，2019a）。
图 8.1 显示了比特币特有的简化区块链结构。多个交易被组合在一个区块中，然后为每个交易计算哈希值。哈希值是一个固定长度的数字，可用于轻松检查数据的完整性（即如果数据被更改，哈希值也会随之更改）。所有单独的哈希值都会合并成一个哈希值（即 Merkle 根），然后存储在区块头中。即使是对数据的微小修改，也会产生完全不同的哈希值，因此很容易立即发现底层数据的修改。除了梅克尔根，区块头还包括一些信息，如时间戳和所谓的 nonce（"只使用一次的数字"），这是一个任意数字，区块链矿工在试图解决加密谜题时会搜索这个数字。矿工是高度专业化的计算机，他们验证交易，将其放入区块中，然后添加到区块链网络中。为了找到一个指向有效解法的非ce（在比特币中，这是一个以指定0开头的哈希值），矿工们会尝试无数个非ce，第一个找到有效解法的矿工就可以在现有链上添加一个新的区块。作为回报，矿工会收到一些新铸造的比特币和交易费。这种机制确保了添加新区块的能力只取决于计算能力，而不是由任何中央机构授予。区块链的另一个重要特征是将前一个区块的哈希值纳入后一个区块的头部。这样就形成了一种数据结构，如果不破坏修改后区块链的完整性，就无法对其进行更改。有关区块链工作原理及其特点的更多信息，请参阅 Kravchenko 等人（2018）、Morkunas 等人（2019）和 Treiblmaier（2019a）。
图 8.1 作为公共区块链示例的简化比特币结构（Treiblmaier，2020 年）。
根据参与者各自权利的不同，存在各种不同的协议。区分协议的第一个标准是操作验证器节点的能力，验证器节点存储区块链副本并确认交易的正确性（即有效性）。无权限区块链使任何人都能做到这一点，而有权限区块链则限制对这一角色的访问。第二个标准涉及提交和查看交易的能力。公共区块链允许任何人这样做，而私有区块链则需要特定的访问密钥（Lacity，2020 年）。混合解决方案结合了私有和公共解决方案的特点，在开放性和受控访问之间实现了平衡。
区块链/DLT 背后的主要理念是创建一个数字记录账本，其真实性基于网络参与者的共识。分类账可以很容易地在参与者之间共享，并且由于其不可更改性而具有很高的信任度，而这种不可更改性是通过上述区块链实现的。不过，必须指出的是，现有的区块链/DLT 协议都不能为所有行业问题提供完美的解决方案。例如，一致性、可用性和分区容忍度（即分布式系统在发生通信故障时仍能继续工作的能力）之间仍然存在权衡，这也被称为 CAP 定理（Kannengießer 等人，2020 年）。因此，区块链的不变性取决于一组验证者的集体行为和共识。在大多数供应链应用中最常见的私有区块链中，验证者群体可能相对较小，并且由相互认识的参与者组成。
必须指出的是，区块链的某些功能可能会给组织带来新的问题。例如，为了满足编辑或删除数据以符合《一般数据保护条例》（GDPR）的要求，有人提出了可变区块链解决方案（Politou 等人，2019 年），这与区块链不变性的最初理念相矛盾。尽管存在这些局限性，而且还有可能通过额外的网络攻击载体引入新的漏洞（Katrenko & Sotnichek, 2020），但与集中式数据库相比，区块链提供了更高水平的不变性、透明度、去中心化和分布式信任（Treiblmaier, 2019a）。此外，区块链还实现了可编程性，即部署计算机代码，建立规则，在出现预定义条件时自动执行。这种代码通常被称为智能合约，尽管它并不是法律意义上的合约，而且复杂纠纷的解决也不可能完全自动化。无论如何，要开发和部署这种程序代码，就需要在基于区块链的商业解决方案的设计和工程中采用新方法（Sillaber 等人，2020 年）。
3.供应链学术文献中的区块链
近年来，区块链在供应链文献中越来越受欢迎。因此，学者们进行了大量综述研究，以概述与供应链管理中区块链应用相关的各种研究问题。例如，Queiroz 等人（2019 年）进行了系统的文献综述，对围绕区块链在供应链管理中的整合的文献进行了识别、分析和分类。作者认为，除了电力行业对区块链在供应链管理中的潜力表现出相对成熟的理解外，区块链在供应链管理中的实施仍处于起步阶段。Wang 等人（2018 年）调查了学术界和从业人员的区块链相关文献，发现该技术的价值在于其通过共享数据访问、可追溯性、供应链数字化和去中介化以及数据安全和部署智能合约来提高可见性的能力。Gurtu 和 Johny（2019 年）强调了该技术在多个行业中日益增长的适用性，以及其在消除中间商和提高供应链效率方面的巨大潜力。同样，Cole 等人（2019 年）对区块链进行了解释和分析，以确定其对运营和供应链管理领域的影响。他们的研究结果表明，区块链的特性可以加强产品安全和安保，改善质量管理，打击非法造假，提高供应链的可持续性。在食品行业，Feng 等人（2020 年）对区块链技术的特点和功能进行了审查，并确定了基于区块链的解决方案，以克服食品溯源问题，并通过增强信息确保可持续性。在本章中，我们将以之前的研究成果为基础，更新区块链在供应链管理领域的研究进展，这是一个快速发展的领域。此外，我们还提供了已报道行业应用的链接。
3.1 方法
为了确定当前物流和供应链管理领域区块链研究的关键领域，我们按照 Kitchenham 和 Charters（2007 年）的指导方针进行了系统的文献综述。相关步骤包括计划、实施和报告综述结果。在下面的分析中，我们将解释文献搜索和选择的过程。我们使用 Scopus 数据库对标题、摘要和关键词进行了检索。检索时间为 2021 年 2 月，使用
进行以下搜索查询：区块链*和（"供应链*"或物流*）。Scopus 因其包容性和对各种科学数据库（如 Emerald Insight、Science Direct、Springer Link、IEEE Xplore 和 Wiley Online Library）的全面覆盖而广受认可（Roy 等人，2018 年）。删除了文献计量数据（如摘要）缺失的研究，然后根据表 8.1 中列出的纳入和排除标准对结果进行筛选。
图 8.2 展示了选择过程。通过初步数据库搜索，共找到 1545 篇出版物。应用合适性标准后，首先阅读了 226 篇出版物的元数据（标题和摘要），随后阅读了全文，以便获得更详细的见解。这一过程产生了 177 篇研究报告供最终审查和分析，这些研究报告从不同角度讨论了区块链在物流和供应链管理中的应用。每篇文章的数据均已检索并分为三类：
表 8.1 遴选标准。
纳入标准
文章必须用英语撰写
根据 SJR 排名（SCImago 期刊排名）在 Q1 和 Q2 期刊上发表的文章
所选文章的主题领域必须与商业有关，尤其侧重于供应链管理和生产运营
文章必须就区块链在物流和供应链管理中的整合进行相关讨论
排除标准
为确保所检索研究的高质量和学术性，未纳入未经同行评审的文献和会议论文（Ramos-Rodríguez & Ruíz-Navarro, 2004）。
不包括专门关注区块链金融应用（如比特币和加密货币）的文章
不包括纯技术性文章
图 8.2 文献选择过程。
(1) 背景数据：讨论区块链的行业背景。
(2) 定量数据：描述性分析，包括区块链研究的演变和使用的主要关键词。
(3) 定性分析：采用归纳编码法进行深入分析，以确定重要和共同的主题，而不受预定类别的限制。
论文发表的时间分布如图 8.3 所示，从图中可以看出，2017 年至 2020 年间发表的论文数量大幅增加，这也表明将区块链整合到物流、供应链管理和相关商业企业应用中的想法在相对较短的时间内获得了越来越多的关注。
我们对所选的 177 篇文章进行了关键词分析。表 8.2 列出了作者提供的关键词在文献中的使用频率。"区块链"、"供应链 "和 "供应链管理 "是所有文章中出现频率最高的关键词。"智能合约"、"DLT "和 "工业 4.0 "也经常被提及，所有这些都是指与区块链或其应用背景密切相关的概念。区块链相关研究中经常使用的关键词
图 8.3 随时间推移发表的期刊论文数量。
表 8.2 最常见的 15 个关键词。
| Keyword | Occurrence |
| Blockchain | 150 |
| Supply Chain | 49 |
| 供应链管理 | 38 |
| 智能合约 | 18 |
| DLT | 13 |
| Industry 4.0 | 13 |
| Sustainability | 12 |
| IoT | 10 |
| Logistics | 10 |
| Technology | 10 |
| Traceability | 10 |
| Transparency | 9 |
| 食品供应链 | 6 |
| Trust | 6 |
| Big Data | 5 |
信息透明度 |
5 |
还包括 "可持续性"、"物联网"、"可追溯性 "和 "透明度"。有关这些关键词及其与区块链关系的更多细节将在以下章节中讨论。
对所选的每篇文章都进行了全文阅读和编码，以确定文献中讨论的主要主题。在此过程中，根据归纳得出的三个主要类别对文章进行了分类：(1) 采用区块链的驱动因素；(2) 阻碍在物流和供应链管理中整合该技术的采用障碍；(3) 当前区块链工业应用实例。从图 8.4 中可以看出，文献中指出的物流和供应链管理采用区块链的主要驱动因素是可追溯性、信任和透明度、供应链整合、数据安全和隐私以及可持续性。采用区块链的障碍可分为技术、组织和监管障碍。在下面的章节中，我们首先阐述这些驱动因素和障碍，然后选择一些区块链应用案例。
3.2 物流和供应链管理采用区块链的驱动因素
可追溯性。供应链（SC）可追溯性被定义为 "通过运输、储存、加工、分销和销售等整个或部分生产链[......]跟踪产品批次及其历史的能力"（Moe，1998 年，第 12 页）。可追溯性对于供应链合作伙伴来说是一个至关重要的问题，由于需要大量的信息和高精度，确保可追溯性具有挑战性。因此，Jansen-Vullers 等人（2003 年）认为，可追溯性是一个根深蒂固的信息问题，至今仍未解决，现有的解决方案既不够有效，也不够高效。它是多个行业的关键差异化因素（Martinez 等人，2019 年），而区块链为改善端到端可追溯性提供了机会（Dutta 等人，2020 年），并在这一过程中带来巨大的运营效率。区块链上记录的交易具有不可篡改的特性，各组织可共享数据访问权限，以确保实时可追溯性、问责制并提高绩效（Fosso Wamba 等人，2020 年）。
例如，Bumblauskas 等人（2020 年）认为，区块链技术可以成为食品生产和供应领域的一种前景广阔的解决方案，因为它可以跟踪产品从农场到餐桌的全过程。作者认为，该技术与物联网的结合有助于创建一个更可追溯、更透明的食品链，从而支持客户的购买决策和满意度。与此类似，Prashar 等人（2020 年）提出了一种基于区块链的解决方案，该方案有助于确保食品安全，因为区块链能够消除对中间商的需求，简化信息处理，从而提高食品安全。
图 8.4 区块链应用的驱动因素和障碍。
此外，区块链还可以为食品、疫苗、钻石、时尚和服务等供应链中的产品追溯提供可靠可信的数据。此外，区块链还能为食品、疫苗、钻石、时尚和服务等各种供应链中的产品溯源提供可靠可信的数据。这种可追溯性信息可以支持企业控制其原材料的来源、质量以及与供应链流程中涉及的组织和人员有关的所有信息。
信任和透明度。信任和透明度是组织发展有效关系、支持物流和供应链管理活动的关键因素。爱尔兰和韦伯（2007 年）指出，信任是预测组织间关系积极绩效的重要因素。透明度对组织至关重要，因为信息可见度较高的供应链网络能够更快地响应市场需求，进而提高营业额（Liere 等人，2006 年）。尽管信任和透明度非常重要，但却很难实现。尽管组织可能已经建立了识别和评估潜在风险的系统，但风险管理政策的整体有效性取决于从交流伙伴那里获得信息的质量和数量。为了提高供应链中的信任度和透明度，区块链是一种可行的解决方案，它可以通过其交易的公开性和透明性以及数据的不变性帮助建立信任（Qian & Papadonikolaki，2020 年）。
区块链带来的去中心化、不变性和去中介化在供应链信任和透明度方面显示出明显的优势。在这方面，Cole 等人（2019 年）断言，数据加密和编码大大提高了供应链共享流程的信任度、透明度和效率。同样，Tomlinson 等人（2020 年，第 1-31 页）指出，区块链能够独立于中央机构进行自我判断，并让客户直接了解其商品和服务的生产过程，因此能够推动更值得信赖的治理模式。因此，区块链不再需要一个受信任的机构来控制供应链中交易的验证和存储。相反，区块链的分布式共识为开发受密码学保护的环境铺平了道路（Pournader 等人，2019 年）。此外，区块链的采用还能提高实时透明度，从而大幅节约成本（Ko 等人，2018 年），加快交易时间，降低欺诈风险（Kayikci 等人，2020 年，第 1-21 页）。因此，区块链技术为物流和供应链管理中更多的信任和透明度创造了动力，并可作为组织间更多信任关系和进一步合作的基础（Rejeb 等人，2021 年）。
供应链整合。供应链整合是在竞争环境中提高企业绩效的一个重要战略课题（Narasimhan 和 Das，1999 年）。整合通常涉及多个交换伙伴，并将组织内部和组织之间的主要业务功能和流程联系起来。由于存在利益冲突，保持有效的信息和供应链整合也是一个具有挑战性的问题。从基于资源的角度来看，供应链整合被认为是一种企业能力，它包括一整套通过业务流程运作的技能和增量知识，这些技能和知识有助于组织协调活动，并为多种目的利用其资产（Lai，2004 年）。
使用区块链可以促进实际的供应链整合。根据 Wang、Chen 等人（2020 年）的研究，该技术对那些努力与他人合作、改善供应链整合并同时提高环境绩效的企业来说很有吸引力。在这方面，区块链的一个关键优势是能够实现组织间信息流、资金流和实物流的整合，从而更好地匹配供应链中的需求和供给，提高流程效率和客户满意度（Nandi 等人，2020；Treiblmaier，2019b）。更具体地说，创建基于区块链的协作平台有望为所有供应链利益相关者带来巨大利益，如提高物流效率、简化业务流程、优化资源利用和更好地协调信息（Papathanasiou 等人，2020 年）。在供应链整合中使用区块链的积极成果还包括更有效的财务运作、减少营运资金需求（Sheel & Nath，2019）以及流程自动化（Wang 等人，2018）。总之，据推测，区块链有助于组织间长期战略流程和关系的发展，从而提高供应链的整体绩效。
数据安全和隐私。数据安全和隐私政策会对供应链系统的安全性和业务运营的有效性产生重大影响。信息安全是组织面临的一个重要问题，因此受到各领域学者的极大关注（Kim 等人，2011 年）。据预测，区块链技术能够解决与供应链信息系统（包括网络物理系统和物联网）相关的主要数据安全问题。Nandi 等人（2020 年）认为，将交易与之前的交易串联起来可保证数据的完整性，并促进事件的可追溯性。数据安全性的提高源于区块链的基本特征，包括不变性、去中心化及其分布式性质。因此，区块链可以帮助防止数据泄漏，并根据加密协议维护机密性，确保保护供应链数据和减少未经授权的更改（Bullón Pérez 等人，2020 年）。通过降低安全漏洞和侵犯隐私的可能性，组织将能够更好地保护自身免受信息流和数据流的破坏（Bullón Pérez 等人，2020 年）。
因此，区块链有助于加强数据安全，克服威胁供应链信息基础设施的网络安全攻击，同时又不损害相关利益方的隐私（Kamble et al.因此，区块链可能有助于加强数据安全，克服威胁供应链信息基础设施的网络安全攻击，同时不损害相关利益攸关方的隐私（Kamble 等人，2019 年）。
可持续性。近年来，学术界、从业人员和组织机构对供应链可持续性给予了极大关注（Saberi 等人，2019 年；Seuring & Müller, 2008 年）。供应链的可持续发展需要一种高度重视可持续产品设计和流程开发的管理态度。管理经济、社会和环境绩效及影响，以及在整个产品/服务生命周期内创建有效治理实践的必要性，是各组织的关键目标。为了提高供应链的可持续性，组织可以使用区块链来支持其供应链可持续性竞争努力，并在可持续性的三个基本维度（即经济、社会和环境）方面改进其供应链（Treiblmaier，2019b）。从经济角度来看，区块链使组织能够降低供应链成本（例如，通过简化流程）、优化运营效率并提高其在多梯队供应链中的绩效（Dutta 等人，2020 年）。区块链凭借其透明度、可追溯性、去中介化能力以及智能合约的应用，可以取代传统的交易平台（De Giovanni，2020），并为客户与供应商之间的交易建立更加市场化的治理结构（Schmidt & Wagner，2019）。因此，区块链在促进经济可持续发展、提高组织盈利能力、支持内部和外部组织流程以及加强复原力和竞争优势方面可以发挥关键作用。
从社会角度来看，区块链可以通过提高数据质量（Choi 和 Luo，2019 年）、跟踪可能造成健康和安全问题的潜在社会状况以及促进供应链合作伙伴之间的合作，帮助改善福利和供应链利润（Rejeb 等人，2021 年；Saberi 等人，2019 年）。区块链的积极社会影响体现在减少不道德的商业行为，包括童工、不人道的工作条件、敲诈勒索、保护人权以及消除社会不平等和贫困（Kononets 等人，2022 年；Varriale 等人，2020 年）。
除了提高企业的社会责任，企业还可以利用区块链更好地向客户传达产品的环境质量，并根据准确的绿色性能值改进供应商选择（Kouhizadeh & Sarkis，2018）。同样，区块链可以通过加强信息共享减少产品返工和召回，从而减少资源使用和温室气体排放，从而提高环境的可持续性（Saberi 等人，2019 年）。因此，组织将能够更好地平衡其可持续发展目标，并面对对全面可持续供应链日益增长的需求。为了推进未来的研究，表 8.3 列出了之前讨论过的区块链应用驱动因素和几个相关的研究缺口。
3.3 供应链采用区块链的障碍
技术障碍。尽管区块链在供应链方面具有多方面的潜力，但仍有一些挑战阻碍其在整个行业的实施。例如，区块链有几个技术问题尚待解决（Wong 等人，2020 年）。这些问题包括可扩展性、安全性和隐私问题。Choi 等人（2020 年）指出，区块链因其有限的可扩展性（即交易速度和区块大小）而受到广泛批评。尽管可扩展性问题主要出现在公共区块链上，但组织也可能在许可区块链上面临这一问题。Behnke 和 Janssen（2019 年）认为，区块链的实施也可能受到不确定因素的阻碍，例如缺乏政府参与或供应链合作伙伴的抵制。
此外，区块链还可能受到安全攻击，如僵尸网络、非法交易（Kumar 等人，2020 年）或
组织障碍。由于区块链在供应链中的应用仍处于早期阶段，许多组织不愿意将该技术整合到自己的业务流程中（Bai & Sarkis，2020 年）。Bavassano 等人（2020 年）认为，组织将面临一些不确定性，这些不确定性与对新的替代技术解决方案的高成本投资有关，区块链就是这种情况。对于规避风险的管理者来说，区块链可能无法在盈利能力和实用性方面实现其预期收益。区块链不是一个独立的解决方案，根据
表 8.3 今后研究的差距
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研究差距 | 辅助文献 | |||||||||
| Traceability |
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| 信任和透明度 |
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Ivanov 等人（2019）、Rejeb 等人（2021）、Saberi 等人（2019） |
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供应链整合 |
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Karamchandani 等人（2020 年），Wang，Wang 等人（2020 年） |
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数据安全和隐私 |
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Nandi 等人（2020 年），Pournader 等人（2019 年） |
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| Sustainability |
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研究差距 | 辅助文献 | |||||||||
| 技术障碍 |
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表 8.3 今后研究的差距--续表
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辅助文献 | |||||||
| 组织障碍 |
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| 监管障碍 |
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George 等人（2019 年），Wong 等人，2020 年） |
Choi 等人（2020 年）认为，单独实施该技术是不切实际的。作者认为，该技术需要所有相关方的参与、共享信息的意愿以及良好关系的发展。因此，区块链需要具有互操作性，以确保供应链交换伙伴之间的效率和一致性。
在组织层面，管理者必须通过提供研讨会和培训来提高员工对区块链的认识，这对提高员工技能和促进区块链的顺利整合十分必要（Choi 等人，2020 年）。在这方面，未来的研究需要调查采用区块链的先决条件--组织机制、实践和流程（Clohessy 等人，2020 年）。此外，迄今为止，在解释区块链的采用时，组织文化的促进作用大多被忽视（Treiblmaier 等人，2020）。因此，进一步的研究方向是将未来的工作建立在文化理论概念的基础上，以阐明采用区块链所需的价值观和信念，以及该技术如何帮助组织促进创造力、员工满意度和塑造管理信念。
监管障碍。虽然区块链自诞生以来发展迅速，但对其融入供应链的监管支持却滞后（Paliwal 等人，2020 年）。Sahebi 等人（2020 年）认为，监管的不确定性是区块链应用的重要障碍之一。除技术配置外，监管措施的缺乏也会阻碍区块链在供应链中的有效整合，从而影响组织的技术准备程度和便利条件（Wong 等人，2020 年）。Hastig 和 Sodhi（2020 年）认为，如果没有负责任的机构和支持性的监管框架，组织将只能依靠不透明的监控系统，从而难以维持其供应链运营。因此，缺乏监管会导致一些不必要的并发症和结果（Dutta 等人，2020 年）。如果没有配套的监管体系，强大的供应链参与者可能会利用其金融和技术能力威胁较小的市场参与者，为自身利益服务，并为未来的竞争者制造进入壁垒（Hooper & Holtbrügge, 2020）。还需要进一步研究法规对区块链时代组织间实践和企业绩效的影响。需要确定监管措施，以应对使用区块链技术时可能出现的违规行为或干扰。表 8.3 的下半部分总结了三类障碍和相关研究缺口。
4.区块链的行业应用
除了上文讨论的区块链应用的驱动因素和障碍外，我们还努力找出研究中明确提及的行业。不过，大多数学术文章都停留在一般的供应链管理层面，这可能是由于尚未实现大规模的区块链实施。最常见的实际应用是在食品行业，有 24 篇文章提到了这一点（例如，dos Santos 等人，2019 年；Kayikci 等人，2020 年，第 1-21 页）。该行业采用区块链有几个驱动因素，包括日益增长的可追溯性要求、快速质量退化和产品易腐性，以及由于食品行业与其他行业相比利润较低而需要提高生产率（Kittipanya-ngam & Tan, 2019）。实施区块链可带来多种益处，如提高可追溯性和食品安全性，以及高效的数据采集、管理和控制。
共有15篇论文讨论了运输方面的区块链，其潜力包括提高运输中货物的可追溯性、减少文书工作（Batta等人，2020年），以及提供一种核实合作伙伴责任的机制（Peronja等人，2020年）。有九篇论文关注区块链在制造业中的应用，其中常见的用例包括供应商合同管理、通过智能合约提高支付效率，以及解决增材制造市场中与安全和知识产权保护相关的问题（Chang 等人，2020 年）。五篇文章分别讨论了服装、人道主义和贸易行业。在四篇或更少的文章中提到的行业包括服务业（如旅游业、娱乐业、餐饮业）、奢侈品业、建筑业和医疗保健业。尽管这些行业在信息和通信系统的采用方面经历了大幅增长，但在区块链的具体实施方面仍然落后。表 8.4 从物流和供应链的角度总结了区块链在各行业中的机遇，指出了当前的研究空白，并为感兴趣的读者列出了相关文献。
表 8.5 列示了不同行业中与物流和供应链管理相关的著名区块链项目实例。但必须指出的是，区块链的应用仍处于早期阶段，许多公司和财团刚刚开始探索其全部潜力。将区块链技术用于整个供应链的产品可追溯性，是当前众多区块链应用的主要驱动力（Kshetri，2018）。食品行业的家乐福（2021 年）和沃尔玛（Hyperledger，2019 年）、纺织行业的兰精集团（Lenzing，2019 年）和汽车行业的沃尔沃（2019 年）等领先企业已经尝试使用区块链来跟踪
| Industry | 区块链用例 | 研究差距 | 辅助文献 | |||||||||||
| Food |
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| Transportation |
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Peronja 等人（2020 年），Yang（2019 年） |
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| Manufacturing |
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| Apparel |
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| Humanitarian |
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| Trade |
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Chang 等人（2020 年）；Kimani 等人（2020 年） |
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| Service |
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| Luxury |
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| Construction |
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| Healthcare |
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Dutta 等人（2020 年）、Kshetri（2018 年） |
表 8.5 区块链项目。
| 区块链案例 | Industry | Description | 应用领域 | |||||||||
| 家乐福（2021 年） | 食品和饮料 |
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产品可追溯性 | |||||||||
沃尔玛（超级账本，2019 年） |
食品和饮料 |
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产品可追溯性 | |||||||||
| 兰精（2019） | 纺织业 |
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产品可追溯性 | |||||||||
| Volvo (2019) | Automotive |
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产品可追溯性 | |||||||||
| 布洛克航空（2019） | Aerospace |
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飞机资产数据管理 |
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| 莫杜姆（鲁尔，2019 年） | Pharmaceutical |
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产品温度监控 |
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装运文件管理 |
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鹿特丹港（2019） |
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| Arianee (2021) | Luxury |
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Retail |
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Aerospace |
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在整个供应链中，区块链的目标是确保产品的真实性、来源和可持续性。在制药行业，一个由 SAP、Modum 和瑞士邮政组成的联盟利用区块链监控和跟踪药品在运输过程中的温度，以确保药品的质量和安全（Rohr，2019 年）。包括MediLedger和PharmaLedger在内的其他全行业区块链联盟目前正在尝试将该技术用于药品溯源。
区块链有能力改变业务流程（Viriyasitavat & Hoonsopon，2019 年），这在努力克服长期以来效率低下问题的航运业中显而易见，尤其是在处理和处理航运文件方面。马士基和 IBM 这两家行业巨头开发了由区块链驱动的全行业平台 TradeLens。TradeLens 旨在提供航运流程的端到端可视性，并在获得许可的各方之间实现贸易文件的安全共享和可追溯性（TradeLens，2021 年）。鹿特丹港一直是使用区块链改善港口物流的先驱，因此与 BlockLab 合作开发了 DELIVER，这是一种管理和跟踪货运的区块链解决方案。2019 年，DELIVER 成功部署，以无纸化和近乎实时的方式处理和跟踪从韩国经鹿特丹港运往荷兰蒂尔堡的两个集装箱（鹿特丹港，2019 年）。在航空航天业，人们对在飞机零部件跟踪和资产数据管理中使用区块链的兴趣与日俱增。最近成立的维护、修理和大修（MRO）区块链联盟旨在为飞机零部件的跟踪和记录开发区块链解决方案和标准，包括零部件制造和 MRO 流程（SITA，2020 年）。航空航天初创企业 Block Aero 开发了一个由区块链技术驱动的飞机资产管理平台，目前正与阿提哈德航空公司合作（Block Aero，2019 年）。
区块链的不可篡改性使其成为一项具有潜在价值的数据保护技术。为了保护奢侈品，Arianee 项目将区块链与产品识别技术（如 RFID、NFC）相结合，安全存储贵重资产的数字身份，确保其真实性，打击假冒品牌产品（Arianee，2021 年）。此外，中国跨国科技公司阿里巴巴开发了一个区块链即服务（BaaS）平台，为产品来源提供解决方案，促进供应链金融和数据资产保护（阿里巴巴云，2021 年）。
5.结论和进一步研究
据预测，区块链技术将彻底改变物流和供应链管理，并创建以不可变数据、无缝信息流和共享数据访问为特征的现代价值网络。在本章中，我们将简要概述区块链技术的主要组成部分，并指出这些组成部分正处于不断发展之中。供应链中的区块链实施将根据各自的特点和访问模式而大不相同。没有一种单一的区块链技术，必须强调的是，它不是解决物流和供应链管理中所有现有问题的灵丹妙药。相反，它是另一种技术构件，有助于供应链的日益数字化，其中还包括许多其他技术，所有这些技术都受到许多（组织间）和环境因素的影响。
我们的文献综述从 2017 年至 2020 年间发表的 177 篇学术论文中提炼出了目前学术界讨论的最重要的驱动因素和障碍。前者包括可追溯性、信任和透明度、供应链整合、数据安全和隐私以及可持续性，后者可分为技术、组织和监管障碍。此外，我们还确定了目前讨论区块链最多的行业，即食品、运输和制造业。最后，我们提供了几个针对物流和供应链管理的区块链解决方案的实际案例，这些解决方案目前正在各行各业部署或开发中。
为了启发进一步的研究，我们列出了许多研究空白，这些空白涉及行业各部门在供应链中采用区块链的驱动因素和障碍。这些差距不仅给学术界带来了挑战，也构成了行业需要克服的主要障碍，以改善其运营和战略定位。鉴于学术研究的稳步增长和众多行业项目的激增，可以预见，区块链将在未来横跨全球产业网络的价值链中发挥重要作用。本章总结了区块链研究和行业实施的最新进展，希望有助于研究人员和从业人员确定最佳实践以及需要进一步关注的领域。
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