“GS1+區(qū)塊鏈”實(shí)現(xiàn)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流防偽溯源

王少然，楊寶雙，張艷芝

（河北省標(biāo)準(zhǔn)化研究院省條碼管理中心，河北 石家莊 050051）

隨著人們生活水平的提高，對(duì)高品質(zhì)生鮮產(chǎn)品的需求不斷增加。生鮮產(chǎn)品保鮮期短、易變質(zhì)、時(shí)效性強(qiáng)[1]，在冷鏈流通過(guò)程中對(duì)環(huán)境溫濕度、信息傳遞、數(shù)據(jù)管理及第三方監(jiān)管等方面要求較高，因此統(tǒng)一規(guī)范、有序高效的冷鏈物流對(duì)生鮮產(chǎn)品流通極為重要。

近年來(lái)，食品安全問(wèn)題引起人們極大的重視。2018 年年底，國(guó)家新修訂了《食品安全法》，對(duì)食品安全監(jiān)督、食品安全全程追溯、食品網(wǎng)絡(luò)交易規(guī)范及食品標(biāo)簽標(biāo)注等作出具體規(guī)定，并制定了最嚴(yán)格的食品懲罰性賠償制度。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)生鮮產(chǎn)品的追溯研究取得一定的進(jìn)展，Souza-Monteiro 等[2]將食品安全與可追溯性聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)從農(nóng)場(chǎng)大門到消費(fèi)者餐桌，再反向溯源的過(guò)程；盧娜等[3]利用全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)（GS1）對(duì)畜肉進(jìn)行編碼標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)畜肉的可追溯，保證畜肉流通過(guò)程中的質(zhì)量安全；王少然等[4]將GS1 編碼體系應(yīng)用到生鮮產(chǎn)品冷鏈物流環(huán)節(jié)，從源頭出發(fā)記錄生鮮產(chǎn)品流通信息。市場(chǎng)上生鮮產(chǎn)品對(duì)供應(yīng)鏈防偽性能的要求越來(lái)越高，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，京東與內(nèi)蒙古科爾沁牛業(yè)股份有限公司實(shí)現(xiàn)生鮮牛肉防偽溯源；阿里巴巴對(duì)跨境進(jìn)口商品全鏈路信息進(jìn)行跟蹤、查證等。本文將“GS1+區(qū)塊鏈”應(yīng)用于生鮮產(chǎn)品冷鏈物流，在確保生鮮產(chǎn)品采用全球統(tǒng)一、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化[5]唯一標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)上，有效監(jiān)控生鮮產(chǎn)品流通全程，保證生鮮產(chǎn)品冷鏈物流環(huán)節(jié)透明可溯、數(shù)據(jù)信息不被篡改，實(shí)現(xiàn)高效的信息管理與數(shù)據(jù)共享，從而實(shí)現(xiàn)生鮮產(chǎn)品的防偽溯源，最終滿足消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量安全的要求。

1 GS1 編碼體系

GS1 編碼體系是整個(gè)GS1 系統(tǒng)的核心部分，為全球產(chǎn)品流通領(lǐng)域中所有產(chǎn)品與服務(wù)（包括貿(mào)易項(xiàng)目、物流單元、資產(chǎn)、位置和服務(wù)關(guān)系等）提供標(biāo)識(shí)代碼及附加屬性代碼[6]。將GS1 應(yīng)用于生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程，并利用自動(dòng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、貯藏、運(yùn)輸、配送及零售等供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)自動(dòng)化識(shí)別。GS1 編碼體系如圖1 所示。

圖1 GS1 編碼體系Fig.1 GS1 coding system

其中，全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼（GTIN）對(duì)不同包裝形態(tài)的商品進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)；系列貨運(yùn)包裝箱代碼（SSCC）為物流單元（運(yùn)輸或儲(chǔ)藏）提供唯一標(biāo)識(shí)；參與方位置代碼（GLN）對(duì)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)法律實(shí)體、功能實(shí)體和物理實(shí)體進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)；全球服務(wù)關(guān)系代碼（GSRN）為提供服務(wù)的組織與服務(wù)接收方或提供方之間關(guān)系進(jìn)行標(biāo)識(shí)；可回收資產(chǎn)標(biāo)識(shí)（GRAI）與全球單個(gè)資產(chǎn)標(biāo)識(shí)（GIAI）實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的標(biāo)識(shí)。附加屬性代碼不可脫離標(biāo)識(shí)代碼獨(dú)立存在[6]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和深度應(yīng)用，GS1 編碼體系在不斷完善與擴(kuò)充，可不斷滿足新的市場(chǎng)需求。利用GS1 編碼對(duì)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程中的產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，將供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)實(shí)物流與信息流有效鏈接，可跟蹤追溯到生鮮產(chǎn)品整個(gè)生命周期，并實(shí)現(xiàn)生鮮產(chǎn)品全球流通。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

2008 年日裔美國(guó)人中本聰提出比特幣，為人類打開了區(qū)塊鏈的大門。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，“區(qū)塊”就是信息塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參與者的信息共享，促成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易[7]。區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)鏈接圖如圖2 所示[8]。

圖2 區(qū)塊鏈各節(jié)點(diǎn)鏈接圖Fig.2 Link diagram of nodes in block chain

由圖2 可以看到，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥说蕉私M成的網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有第3 方機(jī)構(gòu)的介入，可降低端到端的信任成本，使各節(jié)點(diǎn)間不存在欺騙，保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠[9-10]。利用區(qū)塊鏈的分布式賬本記錄每個(gè)節(jié)點(diǎn)信息，并永久保存，一旦數(shù)據(jù)寫入到區(qū)塊鏈，便無(wú)法修改，可有效防止節(jié)點(diǎn)信息被篡改，保證供應(yīng)鏈參與方的信息安全，從而實(shí)現(xiàn)防偽功能[11]。除了交易各方私有信息被加密外，區(qū)塊鏈上各節(jié)點(diǎn)信息共享，數(shù)據(jù)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)公開透明。通過(guò)圖2 中區(qū)塊鏈的去中心化，可克服中心化監(jiān)管方式的局限，從而通過(guò)區(qū)塊鏈平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)鏈流通過(guò)程參與方的全程監(jiān)督。

3 將“GS1+區(qū)塊鏈”應(yīng)用于生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程

3.1 生鮮產(chǎn)品冷鏈物流關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

圖3 繪制了生鮮產(chǎn)品冷鏈物流流程及供應(yīng)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，生鮮產(chǎn)品供應(yīng)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)作為重要參與方參與產(chǎn)品的流通與信息的交換。在生鮮產(chǎn)品流通過(guò)程中，除了有冷鏈的支撐，同時(shí)相關(guān)的信息流、商流貫穿其中，以保證各相關(guān)信息在參與方之間實(shí)時(shí)傳遞。生鮮產(chǎn)品從生產(chǎn)者到消費(fèi)者手中，需經(jīng)過(guò)種植或養(yǎng)殖、預(yù)冷處理、冷鏈加工、冷鏈運(yùn)輸、冷庫(kù)存儲(chǔ)、冷鏈配送、冷藏或冷凍銷售等環(huán)節(jié)，在冷鏈流通過(guò)程中涉及多個(gè)供應(yīng)鏈參與方，其中供應(yīng)商、生產(chǎn)商、承運(yùn)商、經(jīng)銷商及零售商作為供應(yīng)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其“作為與不作為”對(duì)生鮮產(chǎn)品安全、溫/濕度環(huán)境、質(zhì)量控制等起到關(guān)鍵作用[12]。

圖3 生鮮產(chǎn)品冷鏈物流流程及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)Fig.3 Cold chain logistics process of fresh products and key nodes

生鮮產(chǎn)品流通過(guò)程的任一環(huán)節(jié)把控不嚴(yán)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)管理不當(dāng)、信息處理滯后或監(jiān)管缺失等都可能導(dǎo)致生鮮產(chǎn)品腐爛變質(zhì)。由于我國(guó)生鮮產(chǎn)品在流通過(guò)程中存在標(biāo)識(shí)不統(tǒng)一、來(lái)源難查、假冒偽劣及冷鏈斷鏈等問(wèn)題，導(dǎo)致生鮮產(chǎn)品質(zhì)量安全難以得到保證。同時(shí)，第三方監(jiān)管存在固有的局限性，使得生鮮產(chǎn)品在冷鏈流通過(guò)程中無(wú)法擺脫“人為”因素的干擾。所以對(duì)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的控制及保證信息的有效傳遞至關(guān)重要。

3.2 將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于生鮮產(chǎn)品冷鏈物流

傳統(tǒng)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流信息存儲(chǔ)于各節(jié)點(diǎn)信息系統(tǒng)中，信息系統(tǒng)的互不兼容導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)間信息孤島的產(chǎn)生，難以實(shí)現(xiàn)信息共享與信息溝通，信息安全性和真實(shí)性無(wú)法得到保障。在冷鏈流通過(guò)程中利用區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺(tái)，真實(shí)、安全、可靠地記錄和傳遞生鮮產(chǎn)品流通過(guò)程中的物流、資金流、信息流，保存并管理整個(gè)供應(yīng)鏈流通數(shù)據(jù)，防止任何環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)被篡改[13]。如圖4 為冷鏈物流關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及其他相關(guān)節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈平臺(tái)上鏈接示意圖。

由圖4 可以看出，各節(jié)點(diǎn)信息在區(qū)塊鏈平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)充分共享，保證流通環(huán)節(jié)信息透明，克服中心化監(jiān)管的局限，防止任一節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)被篡改，從而實(shí)現(xiàn)冷鏈物流防偽溯源[14]。

圖4 冷鏈物流關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈平臺(tái)鏈接示意圖Fig.4 Link diagram of key nodes of cold chain logistics in block chain platform

3.3 “GS1+區(qū)塊鏈”技術(shù)在冷鏈物流的應(yīng)用

傳統(tǒng)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程沒(méi)有一套完整的、統(tǒng)一的編碼標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)的不統(tǒng)一及信息系統(tǒng)的互不兼容導(dǎo)致信息流斷鏈，溫濕度無(wú)法得到有效控制，不利于生鮮產(chǎn)品全程自動(dòng)化識(shí)別，降低冷鏈流通效率。GS1可以為生鮮產(chǎn)品冷鏈物流提供一整套完整的用于標(biāo)識(shí)生鮮單品、位置或服務(wù)的編碼體系，在實(shí)現(xiàn)信息流有效傳遞的基礎(chǔ)上，保證生鮮產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)不斷鏈全球流通。

“GS1+區(qū)塊鏈”利用GS1 對(duì)生鮮產(chǎn)品貿(mào)易項(xiàng)目、物流單元、物理位置及服務(wù)關(guān)系進(jìn)行唯一編碼標(biāo)識(shí)，并采用區(qū)塊鏈技術(shù)監(jiān)控管理生鮮產(chǎn)品從生產(chǎn)者到消費(fèi)者手中全流程信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的防偽溯源。

3.3.1 生鮮產(chǎn)品貿(mào)易項(xiàng)目

生鮮產(chǎn)品經(jīng)過(guò)種植或飼養(yǎng)、采購(gòu)或批發(fā)、預(yù)冷或加工后進(jìn)入流通環(huán)節(jié)，利用GS1 對(duì)生鮮產(chǎn)品品類、批號(hào)、生產(chǎn)日期等基本信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在區(qū)塊鏈平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)，信息一旦寫入，便不會(huì)被篡改，保證了生鮮產(chǎn)品信息的真實(shí)性和完整性。如編碼為“（01）06901234567892（17）220524（10）ABC001（21）A495”指代GTIN 代碼為“6901234567892”，有效期（應(yīng)用標(biāo)識(shí)符為“17”）為“2022 年5 月24 日”，批號(hào)（應(yīng)用標(biāo)識(shí)符為“10”）為“ABC001”，序列號(hào)（應(yīng)用標(biāo)識(shí)符為“21”）為“A495”的生鮮產(chǎn)品。同樣可繼續(xù)向后添加附加屬性信息，以更詳細(xì)地標(biāo)識(shí)生鮮產(chǎn)品。基于區(qū)塊鏈上信息公開、透明、可查，消費(fèi)者可以查詢生鮮產(chǎn)品從源頭到自己手中的整個(gè)過(guò)程，保證生鮮產(chǎn)品的質(zhì)量安全[15]。

3.3.2 生鮮產(chǎn)品物流單元

圖5 “GS1+區(qū)塊鏈”與傳統(tǒng)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流作用對(duì)比圖Fig.5 Comparison of‘GS1+block chain’and traditional fresh products cold chain logistics

生鮮產(chǎn)品在流通過(guò)程中需要進(jìn)行包裝、組合以供冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)或運(yùn)輸?？梢詫b好的生鮮產(chǎn)品置于保溫箱中，或者將幾個(gè)包裝箱置于一個(gè)托盤中，作為物流單元進(jìn)行儲(chǔ)存或搬運(yùn)。此時(shí)應(yīng)選用系列貨運(yùn)包裝箱代碼對(duì)生鮮產(chǎn)品物流單元進(jìn)行標(biāo)識(shí)。將產(chǎn)品信息存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈上，利用區(qū)塊鏈物流的“流向可見”性，記錄物流單元的裝卸、搬運(yùn)、運(yùn)輸、配送等基本信息，加強(qiáng)冷鏈運(yùn)輸、冷藏或冷凍倉(cāng)儲(chǔ)的數(shù)據(jù)化管理。如編碼為“（00）006141411234567890（13）190425”指代SSCC代碼為“006141411234567890”包裝日期為“2019 年4月25 日”的物流單元。

3.3.3 冷鏈物流物理位置

生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程中供應(yīng)商或承運(yùn)商等節(jié)點(diǎn)的部門、冷庫(kù)、碼頭、箱位等作為冷鏈物流物理位置，選用GS1 系統(tǒng)中全球參與方位置代碼進(jìn)行編碼。由于冷鏈過(guò)程中對(duì)冷藏或冷凍車、冷庫(kù)溫濕度等有嚴(yán)格要求，所以將位置信息鏈接到區(qū)塊鏈上，并利用RFID 技術(shù)、傳感器技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)生鮮產(chǎn)品所處環(huán)境的監(jiān)測(cè)。如編碼為“（410）6929000123455”指代將貨物運(yùn)到或交給物理位置碼為6929000123455 的某位置。

3.3.4 冷鏈物流服務(wù)關(guān)系

生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程中涉及多個(gè)參與方，利用GS1 系統(tǒng)中的服務(wù)關(guān)系代碼（GSRN）對(duì)供應(yīng)商、生產(chǎn)商、承運(yùn)商等冷鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，嚴(yán)格控制各節(jié)點(diǎn)溫濕度等環(huán)境信息，落實(shí)問(wèn)題環(huán)節(jié)，做到“責(zé)任可究”，保證生鮮產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，充分保證冷鏈物流信息安全并防止信息被篡改。如編碼為“（8018）693489020000000118”指代編碼為693489020000000 118 的接收方代碼。同樣，可通過(guò)應(yīng)用標(biāo)識(shí)符繼續(xù)向后添加接收方其他信息。另一方面，區(qū)塊鏈的多維搜索功能可詳細(xì)跟蹤生鮮產(chǎn)品各節(jié)點(diǎn)流轉(zhuǎn)過(guò)程，查驗(yàn)各節(jié)點(diǎn)庫(kù)存，以供及時(shí)補(bǔ)貨或產(chǎn)品促銷，從而實(shí)現(xiàn)冷鏈物流效率最大化。

3.4 與傳統(tǒng)冷鏈物流的對(duì)比分析

本文將“GS1+區(qū)塊鏈”模式與傳統(tǒng)模式下生鮮產(chǎn)品冷鏈物流進(jìn)行對(duì)比，如圖5 所示。

通過(guò)圖5 的對(duì)比，可以看出“GS1+區(qū)塊鏈”生鮮產(chǎn)品冷鏈物流優(yōu)勢(shì)明顯。GS1 編碼解決了傳統(tǒng)代碼不規(guī)范、不統(tǒng)一、不兼容的問(wèn)題，區(qū)塊鏈技術(shù)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管理中介，在保證各節(jié)點(diǎn)信息安全與隱私的前提下，公開、透明地記錄冷鏈過(guò)程中傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)永久保存于區(qū)塊鏈平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)“來(lái)源可查、去向可追、責(zé)任可究”，從根本上杜絕篡改數(shù)據(jù)、產(chǎn)品仿冒等現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)生鮮產(chǎn)品冷鏈物流防偽溯源。

4 結(jié)語(yǔ)

食品安全重要性日益凸顯，消費(fèi)者對(duì)生鮮產(chǎn)品的需求日益增加及生鮮電商與新零售的高速發(fā)展等均促使生鮮產(chǎn)品冷鏈物流實(shí)現(xiàn)防偽溯源之路不斷向縱深推進(jìn)。“GS1+區(qū)塊鏈”在生鮮產(chǎn)品冷鏈物流過(guò)程的應(yīng)用，降低了管理和服務(wù)成本，提升了供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的規(guī)范性與透明度，對(duì)不合格產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位與召回，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的防偽溯源，最終滿足消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量安全的要求。

如今，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)在物流業(yè)嶄露頭角，加之GS1 編碼體系的不斷完善，相信“GS1+區(qū)塊鏈”必將為生鮮產(chǎn)品冷鏈物流提供更加高效的平臺(tái)。