区块链技术能否缓解食品污染危机?

最近一段时间,随着越来越多的消费者开始倾向于选择更新鲜、加工少的“农场到餐桌”类直送菜品,生菜污染引发的食物中毒等严重问题在美国的食品供应链体系当中持续爆发。而如果不对此采取行动,我们接下来可能还将不断遭遇类似的大规模食品污染危机。

那么,近年来的IT技术进展,特别是物联网与区块链分布式分类账技术,是否能够为这个问题带来令人满意的答案?为此,Michael Forhez甲骨文公司零售与消费品高级总监,和他的同事——甲骨文公司区块链与物联网行业解决方案主管Anant Kadiyala共同展开了探讨。

Kadiyala: 目前的风险水平相当高,而且大多数食品企业都意识到这一点并正在努力加以解决。 

在处理新鲜食品时,发生污染问题的风险要远高于加工食品——这一点在结合跨越全球不同国家与地区的国际间物流体系时表现得尤其明显。在此期间,涉及的参与方越多,规模与复杂性也就越高,导致风险与污染的可能性自然就更大。 

目前,各类食品公司已经建立起补偿性措施,旨在以人工流程为主体管理上述风险。而在这方面,物联网与区块链有望帮助他们为现有处理方式带来简化。

Forhez: 在我个人的大部分职业生涯当中,我一直从事产品包装相关工作——从面包到冰淇淋,再到意大利面以及冷冻蔬菜。这些乃至其它大部分产品之所以相对安全,是因为它们能够在实验室控制的条件之下进行制备与包装。二十一世纪之初发展起来的相关制造与供应链流程,全部建立在当时最为先进的技术之上。

Kadiyala: 如果你观察过如今的企业之间如何保持对接,就会发现在订单管理、订单调整以及退货等方面,他们主要采用的仍然是EDI(即电子数据交换)机制——这项技术发明自上世纪九十年代。这是一种点对点技术,如果一切进展顺利,那么其确实能够良好起效。然而,如果希望在发生污染危机时对其源头进行准确追溯——例如究竟是哪里出了问题?为什么会引发这样的问题?那么点对点系统就会带来严重的限制。 

好,下面假设我是一家制造商,我把自己的产品出售给某家经销商,其将这些产品转售给多家中间商,这些中间商最终又把产品卖给各零售商。那么假设出现了问题,而我希望追踪某些产品的最终流向位置:在这种情况下,由于整个流程都采用点对点机制,因此我也许只能向上或向下追踪一到两个层级。在超出这一范围之后,追踪工作将变得极为复杂且难以实现。 

目前大部分供应链中都存在着这种盲区——现有追踪机制无法提供完整的端到端可见性,盲区与无意中造就的业务风险就此产生。

Forhez: 由于消费者如今要求享用有机、无添加剂类产品,因此现有系统发生问题的机率也越来越高。我们需要新鲜的食物,真正的食物,而且在进行消费之前需要保证这些食物充分满足我们的健康要求——这意味着整个食品行业都需要赶上这种潮流并快速行动起来。其中存在着不少需要解决的科学问题。不只是大型企业,中小型企业也有着同样迫切的愿望,而供应链解决方案必须提供理想的答案。更具体地讲,这类解决方案需要对监管标准以及检查点机制做出审查与更新。

Kadiyala: 建立标准能够帮助各项事务以某种方式实现排序,但其本身仍然相当复杂。即使是在已经建立起监管体系的行业当中——例如药品领域,召回事务的管理也同样非常复杂且耗时。就目前来看,我们的传统追踪与跟进技术解决方案太过麻烦,亦不足以解决如此规模与难度水平之下的现实问题。 

这里我们假设需要运送某些温度敏感型产品,例如牛奶、葡萄酒或者鱼类。无论出于何种原因,假定卡车的温度比最佳储藏温度范围高出10度左右,那么运输食品的保持期以及质量都将受到严重影响。 

有时候这些问题可能未被及时发现,因为集装箱本身无法很好地检测存放条件。或者即使被检测发现,托运方也确实在追踪问题,但供应链中的其它参与方却看不到这些信息——因为现有解决方案毕竟存在点对点特性。 

而在物联网与区块链技术的帮助下,我们能够为供应链体系的所有利益相关方提供单点事实,以便他们在适当的时间查看到正确的信息。

Forhez: 如果消费者想要获得新鲜的有机食品,那么生产商与供应商必须开发出新的手段与方法,从而将安全可靠的产品推向市场——无论是摆在货架上、交付至餐厅后厨、存放在食物柜内抑或是直接送到我们的家中。整个食品行业都需要确保建立起更有效且采用更新技术的“监管链”——用以证明我们的食品在系统中的每个阶段都具有安全保障,从原产地到分销渠道、再到销售点与消费者手中。在建立这套现代化综合性供应链的同时,所有参与方——不论规模、不论具体职能——也都必须采用这样的技术改进成果。

Kadiyala: 而这正是物联网能够带来助益的重要方面。物联网这一概念,实际上是对各类物理对象追踪与管理方法以及相关食品的统称。随着物联网实现成本的快速下降,未来我们有望根据产品的价值水平对其进行托架级、单箱级甚至是个体级追踪——这些都将成为可能。 

目前的物联网系统已经颇具智能化水平。它们采用先进的机器学习技术,算法会不断扫描以发现异常、常规模式并由传感器提取一切“值得关注”的情况。当传感器检测到这种“值得关注”的状态时,对应业务流程即会采取行动——执行针对当前状态预设的最佳处理措施。 

物联网在供应链追踪方面具有强大的能力。而在与区块链技术配合起来之后,相关解决方案的吸引力又将更上一层楼。 

例如,如果某辆卡车发生车祸,物联网系统配置将把这一“值得关注”的情况记录至供应链的区块链当中。区块链会捕捉事件信息,而相关产品的制造商、分销商、投资方、保险公司以及运输公司等一切关联方都可以即时访问卡车当前事态的真实版本外加发生原因。另外需要注意的是,只有与供应链合作伙伴共享的物联网数据才会被真正写入区块链。 

Forhez: 不过,区块链技术并不是什么万能灵药;其实际效能由最薄弱的一环决定。如果我们希望保障食品安全,那么每一位参与者都需要发挥作用。我们需要对流程管理人员进行更好的培训与监督——其中涵盖负责食品挑选与包装、运输及分发、拆装以及货架摆放等工作的人员。此外,消费者也需要定期了解并积极参与食品的检查与准备工作。

Kadiyala: 技术永远不可能成为灵丹妙药,而仅仅只是解决方案中的一部分。技术本身、技术中的人为性因素以及技术的社会性因素,这一切都必须配合起来才能带来理想的解决方案,并在适当的层面解决适当的问题。 

我们的努力目标,在于通过物联网与区块链构建起套能够实现端到端追踪,并确保所有利益相关方都能够随时查看的通用型系统。也正由于所有参与方都可以更轻松地访问信息,因此这套解决方案也就简化了源头分析工作的流程。 

Forhez: 但在情况变得更好之前,往往会先变得更糟。我们可能需要拿出很长一段时间不断尝试,才能发现其中存在的系统性问题。但在另一方面,既然我们已经能够完成将人类送上月球这样耗资无比巨大的壮举,那么我非常肯定的是,我们一定能够想出办法为食品供应链带来更好的完整性保障。

Hyperledger裂变?IBM与英特尔之间的区块链拔河比赛

Hyperledger管理委员会本月早些时候批准了英特尔主导的一个新供应链项目——Sawtooth,标志着Hyperledger开源区块链联盟的重大转变。

Sawtooth供应链(Github)进入了一个新的领域——应用层。在此之前,Hyperledger的定位是底层技术框架,并避免涉及行业参与者对区块链应用程序代码的定制设计。 这给供应商开发专有应用留下空间 – 正如IBM一直在与沃尔玛合作的食品跟踪供应链平台。   但是英特尔的Sawtooth把Hyperledger的范围拓展到了应用层,这势必会给IBM的区块链商业利益布局带来重大影响。

尽管如此,Hyperledger的11个技术指导委员会(TSC)成员中有9个在12月6日投票赞成Sawtooth新项目。Sawtooth供应链作为高级项目获得批准大大提高了其形象,同时也意味着它进入了Hyperledger的正式项目生命周期并将获得相应的支持(社区,营销,安全审查等)。

但是TSC的另外两名成员的反对意见让人们嗅到了IBM的不满,他们两人都在IBM工作,分别是没有参加投票的Arnaud Le Hors 和前TSC主席Chris Ferris出席了会议但弃权。 两人质疑该项目是否属于Hyperledger的范围。

从表面一团和气的企业区块链社区内部,IBM与英特尔之间已经展开一场拔河比赛,一方是IBM及其受欢迎的Hyperledger实现(Fabric),另一方则是英特尔支持的Sawtooth。后者坚定的支持者中包括新任命的TSC主席和Sawtooth领导者——英特尔的丹米德尔顿。

除了在应用层进一步提升工程量外,Sawtooth Supply Chain还是由非科技公司美国食品巨头嘉吉赞助的第一个项目。因此,虽然该供应链项目尚未获得永久名称,但可能会比Hyperledger部署速度更快,而嘉吉的参与,意味着IBM食品安全领域出现了一个潜在竞争对手。

从食品溯源开始,区块链如何改变贸易世界的游戏规则?

作者介绍:尼尔·克什特里(Nir Kshetri),美国北卡罗来纳大学格林斯博罗分校管理学教授。

当一位中国消费者购买一块标有“澳大利亚牛肉”的肉制品时,里面的肉只有50%的可能真正来自澳大利亚。事实上,这类所谓的进口肉食有很大机率包含老鼠肉、狗肉、马肉或者骆驼肉——乃至这几种肉源的混合体。这无疑是个严重、危险且成本极高的大问题。

全球食品行业中的欺诈行为是一个价值数十亿美元的老问题,多年来一直困扰着消费者,甚至引导大量食品疾病状况。目前,世界各地的食品制造商普遍对此感到忧虑——高达39%的制造商担心自己的产品可能被伪造,亦有40%的制造商认为食品欺诈问题很难被及时发现。

在三年多对区块链技术的研究过程当中,我相信这项技术能够有效防止欺诈活动并加强安全水平,甚至足以对抗农业欺诈并改善食品安全。众多企业都抱有相同的观点,并已经开始推动各类测试,包括追踪从浆果到装瓶的葡萄酒供应流程,甚至对国际贸易体系中的咖啡豆进行监控。

食品追踪

2016年,沃尔玛公司率先收集关于中国国内饲养猪的相关信息,观察消费者对其食物的实际情况以及来自何处抱持的怀疑态度,并以此为基础对区块链系统进行早期试验,旨在追踪从农场到消费者的食物供应流程。猪场的员工负责扫描农场检查报告以及牲畜健康证明的图像,将其存储在安全的在线数据库当中,且其中的记录无法被删除或者修改——仅可进行添加。

在动物从农场到屠宰场,再到加工、包装以及交付至店头的过程当中,货运卡车司机发挥了关键性作用。在每一步当中,他们都会收集详尽的货物描述、储存温度以及其它检查与安全报告文件,外加政府当局用于审查证明的官方印章——整个流程与以往的机制完全相同。但在沃尔玛的新体系当中,司机需要将这些拍摄下来的文件上传至基于区块链的数据库当中。该公司控制着运行该数据库的计算机,同时亦可访问政府机构的系统,从而进一步确保数据的完整性。

由于猪肉会以独立包装形式出售,每个独立包装上都将贴有贴纸,上面印有可供智能手机读取的代码,用以链接至区块链上的肉类记录。消费者可以在商店当中扫描代码以确保他们所买到的产品本身与包装上的描述高度一致。贴纸技术的最新进展,使其得到更高的安全性与防伪能力。

沃尔玛公司对于由南美洲进口至美国的芒果进行了类似的测试。该公司发现,消费者只需要2.2秒即可查找到单一水果的重量、品种、种植地点、收获时间、通过美国海关的日期、切片的时间与地点、切片的冷藏设施以及芒果被送到商店之前经过了多长时间等等。

防止假冒问题

除了追踪产品的来源之外,区块链系统还有助于确保廉价的劣质酒不致被装入高级葡萄酒瓶子并高价出售。一部分造假者会出钱惧内顶级品牌的空酒瓶,并使用更便宜的葡萄酒重新将其装满,从而获得欺诈性利润。

而安全的数据库能够帮助买家确定这些葡萄酒中是否存在任何假冒产品。

2016年12月,葡萄酒专家Maureen Downey推出了一套区块链系统,该系统能够为每个酒瓶提供独特的数字身份,其中包含90多种关于其生产、所有权以及存储历史的数据——包括高分辨率照片、酒瓶以及软木塞的数据。随着该酒瓶从酒厂转移至经销商以及零售商,数据会持续更新,并可由仓储、零售商甚至拍卖行轻松进行检查。

最近,Downey的系统经历了一轮更新,旨在对抗水平更高的葡萄酒造假者——这批造假者逆向设计出一套葡萄酒保鲜系统,无需打开瓶子即可引出葡萄酒。升级后的保护装置在葡萄酒软木塞顶部嵌入一个小型微芯片,因此如果有人取下包装或者刺穿芯片,其将无法读取并证明酒品存在问题。

提高原产地人民收入

消费者不仅担心食品遭受污染或者被假冒。也有不少消费者表示,他们更喜欢选择环保产品,从而改善小农及工人的生活与工作条件。但为了实现这一目标,中间商赚到了更多利润。举例来说,在全球价值2000亿美元的咖啡行业,只有10%的收入真正归于咖啡豆生产国。

公平贸易组织是环境尊重与人权问题的主要认证机构,由其批准的产品在2017年获得了高达96亿美元的全球销售额。然而,公平贸易及其它类似的项目并没能显著改善穷人的生活。对埃塞俄比亚及乌干达种植花卉、咖啡以及茶叶的小型农场进行的一项研究表明,公开贸易组织生产商主导的地区与规模较大且未经公平贸易认证的商业农场相比,支付的工资反而较低。

总部位于科罗拉多州的Coda Coffee公司通过利用区块链系统追踪从非洲农场到美国咖啡厅的咖啡豆供应流程,旨在确保款项支付的公平性。该系统中包含一个摄像头,其会对每颗咖啡豆的浆果进行三维扫描。如果农民供应的浆果尺寸更大,则在区块链数据库当中记录支付金额,并在消费者检查确认之后支付更多费用。

咖啡豆的相关记录会在豆子处理、包装、不同咖啡豆混合、烤制以及磨制时及时更新,从而确保消费者了解谁对咖啡豆进行了哪些处理,他们又为此付出多少金钱。批发商与烘焙商则可借此了解咖啡豆的来源与处理方式,并评估由此产生的风味影响,最终为未来的采购决策提供参考。

这还不只是唯一的使用方向——全世界无数其它企业也在努力做出符合自身需求的尝试。

确保数据完整性

区块链系统非常安全,但其中的数据与其它数据库一样,必须立足输入阶段确保其准确无误。事实上,欺诈者也有可能伪造与有机种植或者农场检查相关的证明材料。

除此之外,非洲及中国等发展中经济体的大多数食品都生产自不具备相关技术或互联网连接的小型农场。再有,区块链系统本身的成本也相当可观,这也是早期试验主要面向高端牛肉、葡萄酒以及咖啡的一部分原因所在。

目前正在推进的研究工作有望开发出成本更为低廉的系统,这些系统将更为易用且提供更强有力的信任支持,从而降低农民、食品加工厂以及客户的使用门槛。