Передмова

Технологія блокчейн стрімко розвивалася за останнє десятиліття, вкорінюючись у різних сферах і трансформуючи багато галузей, а управління ланцюгами поставок є сферою зі значним потенціалом для блокчейн-додатків. Як невід'ємна частина сучасних операцій підприємства, управління ланцюгами поставок вимагає ефективної координації ресурсів у різних регіонах глобалізованого ландшафту для забезпечення безперебійності процесів обслуговування та виробництва та точного задоволення потреб клієнтів. Завдяки своїм характеристикам прозорості, надійності та автоматизації, технологія блокчейн може покращити можливості обміну інформацією між користувачами та покращити продуктивність інших факторів у ланцюжку поставок, таких як виробництво, запаси та транспортування.

У цьому курсі ми почнемо з представлення основних принципів блокчейну, а потім розглянемо його застосування в управлінні ланцюгами поставок. Децентралізований розподілений реєстр і криптографічна безпека блокчейну роблять його ідеальним рішенням для багатьох проблем в інформаційних системах ланцюга поставок. Встановлюючи дані про ланцюжок поставок у блокчейні з незмінними записами, підприємства можуть реалізувати простежуваність продуктів протягом усього процесу, від закупівлі та перевірки сировини до моніторингу в режимі реального часу під час виробництва та від управління логістикою під час відвантаження до продажу роздрібними торговцями. Таким чином, усі учасники ланцюжка поставок можуть обмінюватися даними в режимі реального часу, підвищувати видимість процесів, забезпечувати якість продукції, підвищувати ефективність співпраці та знижувати ризики затримок і помилок. Ми надамо практичні приклади та досвід у цій галузі, щоб допомогти вам глибше зрозуміти застосування блокчейну в управлінні ланцюгами поставок.

Основні принципи Блокчейну

Блокчейн - особливий тип бази даних, де зберігання даних підпорядковане певним правилам і не може бути довільно видалено або змінено. Його основна технологія - розподілений реєстр, де кожен шматок даних пов'язаний з попереднім, і дані, збережені таким чином, загалом називаються "блоком."

Кожен блок будується поверх попереднього блоку, з'єднується та впорядковується за допомогою міток часу та ідентифікується унікальним хеш-значенням, згенерованим хеш-функцією. Тому його називають «блокчейном». Нові дані можуть бути додані лише як частина блоку до блокчейну, а збір блоків становить базу даних блокчейну.

Це широко визнано, що в мережі блокчейн:

1. Дані можна додати.
2. Дані не можуть бути довільно видалені або змінені.
3. Кожен шматок даних пов'язаний з попереднім.

Ця недоступна до втручань база даних є цінною, оскільки для її функціонування не потрібен довірений центральний орган (посередник третьої сторони), що мінімізує потенціал використання або зловживання довірою. Її характеристики прозорості даних, простої перевірки та незмінності значно зменшують вартість довіри.

Блокчейн покладається на однорангову розподілену мережу та використовує механізм консенсусу для досягнення спільного розуміння між усіма учасниками даних, що містяться в базі даних, і для синхронізації будь-яких оновлень. Після того, як блок додається до блокчейну, його можна вважати постійно дійсним.

В результаті технологія блокчейну може служити фактором, що приводиться інформацією, щоб покращити реакцію та ефективність управління ланцюгом постачання. Вона може збільшити прозорість, відстежуваність та координацію обміну даними між різними учасниками, а також запобігти підробленню та шахрайству.

Вступ до технології блокчейн

Криптографія

Криптографія є основою технології блокчейну, а її застосування включають цифрові підписи, асиметричне шифрування та хеш-функції. Цифрові підписи використовуються для перевірки автентичності та цілісності даних, забезпечуючи, що дані не були підмічені. Асиметричне шифрування використовує публічні та приватні ключі, де дані шифруються за допомогою публічного ключа при ініціюванні транзакції та розшифровуються за допомогою приватного ключа, забезпечуючи конфіденційність та безпеку передачі інформації.

Шифрування відіграє важливу роль в блокчейні, забезпечуючи безпеку даних, запобігаючи несанкціонованому доступу та втручанню, надаючи учасникам анонімність та захист конфіденційності, що дозволяє блокчейну безпечно обробляти чутливу інформацію та транзакції.

Механізм консенсусу

У розподілених системах виникає проблема довіри між учасниками. Забезпечення зв'язку та досягнення консенсусу серед усіх учасників у присутності недостовірної інформації відоме як проблема візантійських генералів. Системи, які можуть подолати цю проблему, називаються системами візантійської стійкості до помилок (BFT).

Традиційні підходи розраховують на довірених центральних органів для визначення автентичності та порядку даних. Однак мережі блокчейну використовують механізми консенсусу для вирішення суперечок.

Метою механізмів консенсусу є визначення справжніх даних в мережі та правильне упорядкування подій. Різні блокчейн платформи та проекти можуть використовувати різні механізми консенсусу, такі як Доказ роботи (PoW) та Доказ власності (PoS).
У механізмі PoW учасникам необхідно розв'язати складну математичну задачу, щоб довести свій внесок у систему та отримати право на запис даних. У механізмі PoW учасникам потрібно тримати певну кількість криптовалюти як заставу для подання даних. Шкідливі вузли будуть виявлені та зазнають збитків, що дозволить уникнути зловмисних атак і гарантувати, що всі учасники зможуть досягти консенсусу для підтримки безперебійної роботи мережі блокчейн.

Мережева структура блокчейну

Блокчейн — це розподілений реєстр, який підтримується багатьма взаємно недовіреними учасниками за допомогою механізмів шифрування та консенсусу. Цих учасників зазвичай називають вузлами, але не всі вузли однакові. Їх можна класифікувати на основі їх функціональних можливостей як повні вузли, легкі вузли та вузли майнерів. Повні ноди виконують ретельну перевірку вмісту блоку, включаючи перевірку транзакцій і зберігання повних копій блокчейну. Однак для їх роботи потрібні значні ресурси. Легкі ноди підключаються до інших повних вузлів і перевіряють лише обмежені дані блоку, таким чином вимагаючи менше ресурсів пам'яті та пропускної здатності. Вузли майнерів є або повними, або легкими вузлами і відповідають за надання обчислювальної потужності або стейкінгу токенів для обробки транзакцій, отримання винагороди від алгоритму консенсусу та захисту мережі блокчейн від зловмисних атак.

Запис даних та обмін між різними вузлами створюють децентралізовану, вузлову, синхронну та недовірчу мережу блокчейну, яка зменшує ризик виникнення однієї точки відмови, що може привести до краху системи.

Публічний Блокчейн, Приватний Блокчейн, Консорціумний Блокчейн

Технологію блокчейн можна застосовувати в різних сценаріях. Згідно з ідентифікацією та метою учасників, її можна класифікувати на громадські блокчейни, приватні блокчейни та консорціумні блокчейни.

Громадський Блокчейн

Публічний блокчейн - це відкрита блокчейн мережа, в якій може брати участь будь-хто, а транзакції та перевірки можуть проводитися анонімно. Дані та транзакції на публічному блокчейні відкриті для всіх, що дозволяє всім учасникам переглядати та перевіряти їх. Типові приклади публічних блокчейнів включають Bitcoin та Ethereum. Вони характеризуються децентралізацією та прозорістю, але також стикаються з проблемами масштабованості.

Приватний блокчейн

Приватний блокчейн - це мережа блокчейну, обмежена запрошеними чи авторизованими учасниками. Часто використовується в межах організацій або конкретних сценаріях бізнес-застосування, забезпечуючи підвищену конфіденційність та безпеку. Це дозволяє краще контролювати доступ до даних, забезпечуючи транспарентність даних лише в межах внутрішньої мережі. Деякі приклади приватних блокчейнів - це KitChain та Платформа IBM Blockchain, які відповідають конкретним потребам підприємства, таким як велика пропускна здатність, низька затримка та відсутність комісій.

Консорціумний блокчейн

Консорціумний блокчейн - це тип мережі блокчейн, який поєднує в собі публічні та приватні риси блокчейну. Його спільно керують та експлуатують кілька організацій або установ, а учасники повинні укладати угоди для визначення механізмів консенсусу та правил обміну даними. Консорціумні блокчейни зазвичай застосовуються в блокчейн-проєктах, що стосуються конкретних галузей або партнерств, наприклад, очищення платежів між фінансовими установами. Прикладами консорціумних блокчейнів є AntChain та Фонд енергетичної мережі.

Смарт-контракти

Розумні контракти - це самовиконуваний код з програмованою логікою на блокчейні, схожий на детерміновані програми. Вони виконують певні завдання, коли виконуються певні умови. Розумні контракти працюють, слідуючи умовним операторам "якщо ... то ...". їх правила заздалегідь визначені програмістами і можуть бути репліковані та виконані всіма вузлами після розгортання в мережі блокчейн.

Розумні контракти дозволяють укладати довірчі угоди, що дозволяє користувачам здійснювати безпечні та надійні транзакції без потреби довіряти третій стороні. Вони можуть бути використані для реалізації різних бізнесів та угод про транзакції. Розумні контракти набувають чинності лише тоді, коли виконані певні умови, що означає, що якщо умови не виконані, розумний контракт не буде виконаний.

Застосування смарт-контрактів може усунути потребу у посередниках, значно зменшуючи операційні витрати, пов'язані з людськими помилками та затримками. Їх можна використовувати для розробки різних типів децентралізованих додатків (DApps).

Скорочуйте виробничі цикли для покращення відстежуваності

У електронній промисловості восьмьох партнерських компаній, включаючи Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems та Wiwynn, використовували послуги блокчейну, надані Microsoft Azure, для оптимізації їхніх існуючих виробничих та закупівельних циклів у мережі постачання.

Глобальний вибух пандемії COVID-19 у 2020 році зробив управління ланцюгом постачання ще складнішим, з порушеннями у транспортних маршрутах та непередбачуваними вимогами до замовлень, що призводить до значних затримок у часі виробництва для багатьох виробників. За допомогою технології блокчейн, незалежні вузли даних на ланцюгу постачання були підключені для створення мережі обміну інформацією, сприяючи частій комунікації між партнерами угору та унизу.

Блокчейн мережа зробила дані в кожному ланцюжку постачання прозорими, від постачання компонентів, виробництва та транспортування до зберігання та доставки. Це не лише забезпечує видимий та надійний обмін даними, але й дозволяє відстежувати товари, сприяючи просунутому та динамічному управлінню ланцюжком постачання.

У майбутньому управління якістю також буде посилено, розширюючись далі на мінеральні сировинні матеріали, центри обробки даних та утилізацію кінцевого життєвого циклу (EOL).

Створюючи «цифрові близнюки» для кожного компонента, щоб записати відповідні документи та інформацію, стає можливим запобігти включенню підроблених та низькопробних компонентів у ланцюг постачання. Це також дозволяє перевірити поставників компонентів зверху вниз, уникнути використання сировини, одержаної недолюдно, та конфліктних мінералів, і виявити проблеми якості в складних процесах.

Безпаперова торгівля зменшує витрати на тертя

Безпаперова торгівля - ідеальна мета для міжнародної комерції, що не лише значно покращить ефективність глобальної логістики, але й буде корисною для незалежних торговців та споживачів з різних країн. За даними Trademark East Africa, для здійснення однієї угоди африканським підприємцям може знадобитися заповнити до 96 паперових документів.
Для вирішення викликів цифровізації, з якими зіштовхуються кенійські експортери, Східноафриканський торговельний знак уклав партнерство з Фондом IOTA для створення критично важливої системи доступу до торгових документів на основі мережі Tangle в Кенії. Вони діляться інформацією з митницями країн призначення, щоб прискорити процес експорту, подальше підвищення конкурентоспроможності кенійських компаній на світовому рівні.

На даний момент Trademark East Africa зробив цей проект стратегічним напрямком і експериментує з більшими торговими маршрутами. Наприклад, вони досліджують експорт чаю в Великобританію, експорт риби в Бельгію та експорт текстилю в США. Вони також співпрацюють з іншими урядами Східної Африки, щоб протестувати інтеграцію цієї технології з їхніми прикордонними агентствами.

Це застосування допомогло кенійським прикордонним агентствам встановити стандарти для міжкраїнього та міжгалузевого обміну торговою інформацією, наближаючи нас на крок ближче до глобальної мети зробити торгівлю доступною та беззусильною для всіх. Проект отримав сильну підтримку від урядових агентств розвитку в Нідерландах, Великобританії та США.

Покращена безпека харчових продуктів

Компанія Intel уклала партнерську угоду з великим незалежним дистриб'ютором черниці Curry & Company, щоб зміцнити відстеження ланцюга постачання продовольства та контроль якості за допомогою блокчейн-платформи Hyperledger Sawtooth. Це партнерство забезпечує, що свіжа черника може бути доставлена на ринок для продажу протягом конкретного часового інтервалу після збирання.

Платформа зв'язаної логістики Intel® інтегрована з мережею блокчейну, включаючи сенсори на протязі всього ланцюжка постачання та використовуючи технологію Інтернету речей (IoT) для моніторингу реальних факторів, таких як температура, вологість та світлові умови. Система може перевіряти та відстежувати умови навколишнього середовища для продуктів на кожному етапі, починаючи зі збору та зберігання до доставки, забезпечуючи оптимальну свіжість продуктів та вищу якість для споживачів.

Порівняно з традиційними методами управління ланцюгом постачання, впровадження технології блокчейн значно покращило можливості відстеження та безпеки харчових продуктів. Шляхом постійного моніторингу стану фруктів можна активно уникати можливих проблем зі шкідливістю продуктів та відкликанням, а також зменшити кількість відходів харчів.

Крім того, цифрові записи замінили багато ручних введень даних, сприяючи обміну даними між партнерами ланцюга постачання та сприяючи високоефективній, прозорій та надійній співпраці між ними.

Підвищення транспорту та логістики

Maersk, одна з найбільших у світі ліній з перевезення контейнерів і операторів суден, співпрацювала з IBM для розробки TradeLens, системи в реальному часі на основі блокчейну для міжнародних перевезень товарів. Ця платформа дозволяє зручний і безпечний обмін інформацією, дозволяючи різним підприємствам у мережі постачання співпрацювати, тим самим сприяючи більш прозорій і ефективній глобальній торгівлі.

Функціонування платформи TradeLens ґрунтується на численних сенсорах, прикріплених до товарів, транспортних засобів та портового обладнання, які використовують технологію Інтернету речей для відстеження місцезнаходження товарів та інших даних, таких як температура, вібрації, вологість і т. д. Інформація реєструється в блокчейні для доступу всіх користувачів, забезпечуючи постійний моніторинг статусу вантажу.

Крім того, коли корабель досягає своєї мети, передбачені наперед смарт-контракти використовуються для автоматичного заповнення документів, пов'язаних з контейнерами та товарами, таких як фінансові розрахунки, платежі за тарифами, аудити тощо. Завдяки основній автоматизованій функції взаємодії TradeLens учасники можуть оптимізувати робочі процеси та прискорити обробку даних. Блокчейн мережа гарантує, що всі дані є достовірними, без помилок чи неточностей.
Наразі кілька міжнародних морських компаній використовує TradeLens для зниження логістичних витрат. Компанії, такі як Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World та інші, використовують технологію блокчейн для підвищення швидкості та ефективності консолідації вантажу, декларацій, митного оформлення, платежів та інших операцій.

Охорона навколишнього середовища та дотримання вимог

Південноафриканська паперова компанія Sappi та індійський виробник целюлози та волокон Birla Cellulose співпрацюють для створення GreenTrack, системи, яка відстежує рух тканинних продуктів та вторинних матеріалів. Партнери можуть використовувати трасування в реальному часі шляхом сканування QR-кодів, що гарантує, що виробничий процес повністю походить із сертифікованих сталих лісів. Це допомагає споживачам приймати більш обдумані вибори під час покупок. На даний момент платформа була прийнята понад 250 партнерами ланцюга постачання, включаючи відомі компанії, такі як Walmart та Marks & Spencer.

У секторі рибальства TraSeable Solutions співпрацює зі Всесвітнім фондом дикої природи (WWF), щоб задовольнити потреби клієнтів у ланцюжках поставок морепродуктів, які відповідають стандартам ESG та запобігають незаконному вилову риби. Їхня система збирає дані про улов кожного рибальського судна, включаючи координати, журнали вилову та інформацію про екіпаж, а потім маркує упаковку продукту QR-кодами, щоб кінцеві споживачі могли отримати інформацію, записану в мережі блокчейн, і мінімізувати продаж незаконно виловленої риби. У ювелірній промисловості De Beers, один з найбільших виробників алмазів, використовує блокчейн-платформу Tracr для відстеження видобутку, обробки та доставки алмазів до ювелірних магазинів. Кожному алмазу присвоюється унікальний ідентифікатор відразу після видобутку. Датчики визначають секцію кожного алмазу, чистоту, колір і вагу, а потім інформація записується на платформу Tracr. Подальші дані про полірування, обробку, доставку та перепродаж також оновлюються в режимі реального часу, що дозволяє всім відповідним зацікавленим сторонам відстежувати та переглядати шлях алмазу. Це не тільки підвищує прозорість і достовірність записів, але й запобігає потраплянню негуманних кривавих алмазів на ринок через нелегальні канали.

Висновок

У цьому курсі ми досліджували застосування технології блокчейн в управлінні ланцюгом поставок. Технологія блокчейн зберігає дані в розподіленому реєстрі, що забезпечує незмінність та децентралізацію. Вона також використовує механізми консенсусу для забезпечення того, що учасники досягають консенсусу, тим самим забезпечуючи прозорість даних, відстежуваність та безшовну координацію. Крім того, ми здобули уявлення про різні типи мереж блокчейну, такі як публічні блокчейни, приватні блокчейни та консорціумні блокчейни, які надають підприємствам гнучкість у виборі найбільш підходящої технології відповідно до їх конкретних використань та вимог.

У керуванні ланцюгом постачання технологія блокчейну успішно показала себе. Вона довела свою ефективність в скороченні циклів виробництва, покращенні відстеження продукції, підвищенні управління транспортом та логістикою, зменшенні витрат на ручний операційний контроль та забезпеченні захисту навколишнього середовища та відповідності. Використання смарт-контрактів значно покращило управління ланцюгом постачання, забезпечуючи безпечні та надійні транзакції та бізнес-операції. Воно також зменшило потребу в посередниках та знизило операційні витрати, що виникають від людських помилок та затримок.

У наступному уроці ми дослідимо застосування блокчейну в фінансах ланцюга постачання та дослідимо майбутні тенденції та потенційні виклики.

Забрати

1. Блокчейн - це особливий тип бази даних, який зберігає дані за допомогою розподіленого реєстру та ланцюжкової структури, що відзначається незмінністю та децентралізацією.
2. За допомогою механізмів консенсусу блокчейн забезпечує те, що всі учасники досягають згоди щодо включених вмісту та синхронізують будь-які оновлення, досягаючи прозорості даних, можливості відстеження та координації.
3. Криптографія відіграє важливу роль у технології блокчейну, включаючи цифрові підписи, асиметричне шифрування та хеш-функції. Вона забезпечує безпеку даних та конфіденційність транзакцій.
4. Механізми консенсусу відіграють важливу роль у вирішенні проблем довіри в розподілених системах, забезпечуючи достовірні дані та правильне упорядкування. Серед загальних механізмів включають Proof-of-Work та Proof-of-Stake.
5. Публічні блокчейні - це відкриті блоціх мережі, в яких може брати участь будь-хто, і дані та транзакції є відкритими, відзначені децентралізацією та прозорістю.
6. Приватні блокчейни - це мережі блокчейну з обмеженим кількістю учасників, які використовуються в організаціях або в конкретних сценаріях застосування, забезпечуючи вищий рівень конфіденційності та безпеки.
7. Консорціумні блокчейни - це тип мережі блокчейну, яка включає як публічні, так і приватні функції блокчейну, спільно управляється та експлуатується кількома організаціями чи установами.
8. Розумні контракти - це самовиконуючі коди на блокчейні з програмованою логікою, що забезпечують безпечні та надійні транзакції та бізнес-операції без необхідності довіри до третіх сторін. Вони можуть усунути потребу в посередниках, зменшити операційні витрати, спричинені помилками людини та затримками, і використовуються для розробки різноманітних децентралізованих додатків (DApps).
9. У управлінні ланцюгом постачання технологія блокчейну практично застосовується в різних сценаріях, включаючи скорочення виробничих циклів, збільшення трасованості, підвищення безпеки харчових продуктів, посилення транспорту та логістики, зниження витрат на ручну роботу, поліпшення ефективності співпраці між підприємствами, сприяння охороні довкілля та забезпечення відповідності.