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逆向數位轉型

逆向數位轉型

2020年6月號

建立透明供應鏈:善用區塊鏈,提升信任、效率和速度

Building a Transparent Supply Chain
韋夏.高爾 Vishal Gaur , 阿比納夫.蓋哈 Abhinav Gaiha
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區塊鏈這種新興技術最有潛力的應用之一,就是供應鏈管理。區塊鏈這種為加密貨幣網路奠基的數位紀錄技術,可針對資訊流、存貨流和金流,建立完整、透明、防止變造的歷程紀錄,幫助供應鏈的伙伴解決部分挑戰。

區塊鏈技術,這個在比特幣(Bitcoin)和其他加密貨幣網路背後、用於保存紀錄的數位技術,是改變金融界運作方式的潛在力量。但是,它具備雄厚潛力的另一個領域,是供應鏈管理。區塊鏈能大幅改善供應鏈,因為它可以增進產品運送的速度和成本效益、提升產品的可追溯性、改善合作伙伴之間的協調,並協助取得融通資金。

為了深入了解這個機會,我們研究了七家大型美國企業,想要探討如何運用區塊鏈來解決他們面對的挑戰。這些企業都是供應鏈管理的領導業者,包括康寧(Corning)、艾默生(Emerson)、海華(Hayward)、IBM、萬事達(Mastercard),另外兩家公司則希望保持匿名。它們來自不同的產業,包括製造、零售、科技和金融服務。其中有些公司才剛開始探索區塊鏈,有幾家正在實施試行計畫,還有些公司則推展得更深入,正在與供應鏈伙伴合作開發應用軟體。本文描述我們所知的發展狀況、區塊鏈能夠提供的優勢,以及區塊鏈在供應鏈的應用與在加密貨幣的應用有何差異。

區塊鏈是分散式或去中心化的分類帳(ledger,編按:會計名詞,指對業務進行分類登記的帳本),這套數位系統用可驗證、防篡改的方式,記錄多方之間的交易。這套分類帳本身也可以藉由程式設定,自動啟動交易。對於為了取代法定貨幣而設計的加密貨幣網路來說,區塊鏈的主要功能,是讓無限個匿名方能夠在沒有中央中介者的情況下,私下進行安全的交易。對於供應鏈來說,它的作用是讓無限個已知參與者,保護本身的事業營運免受惡意參與者的破壞,同時支持展現更好的績效。若要成功地把區塊鏈應用於供應鏈,需要經核可的新區塊鏈、在區塊裡代表呈現各項交易的新標準,以及治理這套系統的新規則,而這些都正處於不同的發展階段。

善用區塊鏈優勢

完整記錄交易過程裡的每個步驟

在沃爾瑪(Walmart)和寶僑家品(Procter & Gamble)等多家公司的領導下,自1990年代以來,供應鏈在資訊分享方面有了長足的進展,而這多虧了企業資源規畫(enterprise resource planning,ERP)系統的使用。然而,在牽涉複雜交易的大型供應鏈,能見度(visibility)仍然是一項挑戰。

為了說明當前金融分類帳分錄(entry)和ERP系統的限制,還有區塊鏈領域的潛在利益,我們要提出一個假設情境:一件簡單的交易,其中包括一家零售商(向供應商採購產品),以及一家銀行(提供這家供應商履行訂單所需的營運資金)。(見下頁圖表「記錄簡單交易的細節:傳統系統 vs. 區塊鏈系統」。)這件交易涉及資訊流、存貨流和金流。請注意,其中任何一項流動都不會在三方都產生財務分類帳分錄。最先進的ERP系統、人工稽核和偵察,都無法可靠地連結這三項流動,因此難以消除執行錯誤、改善決策,並解決供應鏈的衝突。

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記錄簡單交易的細節

執行錯誤(例如存貨資料錯誤、遺漏出貨和重複付款等)通常不可能即時偵測到。即使在事後發現問題,也難以透過追蹤現有分類帳分錄和文件所記錄的活動序列,來確認錯誤的來源或修正錯誤,或者可以做到這些,但成本高昂。雖然ERP系統記錄了所有類型的流動,但很難評估哪些分錄(應收帳款、付款、銷貨退回折讓等等)是對應哪一筆存貨交易。有些公司的眾多產品每天都在龐大的供應鏈伙伴網絡裡有數千筆交易,對這樣的公司尤其是如此。

雪上加霜的是,供應鏈活動通常極為複雜,複雜程度遠遠超過圖表的描繪。例如,訂單、出貨和付款可能不會整齊地同步,因為一筆訂單可能會分成好幾批出貨,而每一批出貨有各自相對應的發票,或是可能有好幾筆訂單,合併成一單出貨。

改良供應鏈執行的一個常見方法,是透過稽核以驗證交易。必須進行稽核,以確保按照合約執行,但若要改善決策以因應營運的缺失,稽核的幫助有限。

以一家食品公司為例,它的產品在一家零售商店內的展售期間結束時,面臨了問題。本文作者高爾針對一家大型包裝食品製造商所做的研究顯示,稽核或盤點店內的存貨,可呈現到期品項的數量,但無法解釋原因。原因可能是供應鏈的任何一個環節出現瑕疵,例如無效率的上游存貨管理、產品鋪貨給各商店的分配不理想、疲弱或間歇的需求,還有在貨架的陳列輪序不當(沒有把較舊的產品放在較新的前面)。所有這些活動的紀錄,都有助於減少過期品。

另一個強化供應鏈營運的方法,就是用符合GS1標準(這是全球接受的供應鏈資料處理準則)的無線射頻識別標籤(RFID,即電子標籤)或電子產品碼,來標記存貨,然後把公司的ERP系統與其供應商的ERP系統整合起來,以建立完整的交易紀錄。這麼做能消除執行錯誤,提升可追溯性。但根據我們研究的那些企業的經驗,整合各個ERP系統的費用高昂而且耗時。大型組織可能有超過一百種從過去留用至今的ERP系統,這些是組織變動、合併和收購日積月累下來的結果。這些系統通常彼此溝通不易,甚至連定義資料欄位的方式都不盡相同。一家大公司就告訴我們,他們那些各自獨立的ERP系統裡,與裝貨這個單一活動相關的分類帳就有17個,而它的供應商和通路商也有自己的分類帳和ERP系統。

如果採用區塊鏈來保存紀錄,各項資產如存貨單位數、訂單、貸款和提單等,都會標示獨一無二的識別碼,作為數位代幣(類似比特幣)。此外,區塊鏈的參與者也會獲得獨一無二的識別碼,或是數位簽章(digital signature),用來簽署他們加入到區塊鏈裡的區塊。隨著與交易相對應的代幣在參與者之間移轉,交易過程裡的每一個步驟都會記錄在區塊鏈上。

區塊鏈紀錄完整、值得信任、防竄改

想想看,我們所舉例子裡的交易,如果以一個共享的區塊鏈來表示,會是什麼樣貌(再次參閱圖表)。首先,零售商製作好訂單,發送給供應商。這時,貨物或服務的交換還沒有發生,因此財務分類帳不會有分錄。不過,如果是區塊鏈,零售商會記錄下這筆訂單的數位代幣。接著,供應商登錄這筆訂單,向零售商確認接單,而這個舉動也會記錄在區塊鏈上,但仍不會在財務分類帳上產生分錄。接下來,供應商向銀行申請營運資金貸款,以融通這些貨物的生產。銀行在那個共享區塊鏈上驗證這筆訂單的真實性、核准貸款,並在同一個區塊鏈上記錄貸款的數位代幣。

區塊鏈之所以有價值,部分是因為它的組成是依時序排列的一串區塊,整合了這筆交易裡所有三種流動,並記錄了財務分類帳系統沒有記錄的細節。此外,每個區塊都經過加密,並分發給所有參與者,每個參與者都保存自己的區塊鏈複本。由於這些特點,區塊鏈可以針對供應鏈裡所有這三類活動,提供一份完整、值得信任、防止竄改的稽核路徑。

因此,區塊鏈能大幅減少(甚至可以消除)我們之前討論到的執行、可追溯性和協調方面的問題。參與者都擁有自己的區塊鏈複本,因此每一方都可以檢視交易的狀態、找出錯誤,並要求其他各方為自己的行動負責。沒有任何參與者可以重寫過去的資料,因為若要這麼做,就必須重寫區塊鏈上所有共享複本上的所有後續區塊。

我們這個例子裡的銀行,也運用區塊鏈來改善對供應鏈的融資。銀行能夠做出更好的借款決策,因為它可以檢視區塊鏈,以驗證供應商與零售商之間的交易,而不必進行實地查核和財務審查,這些都是繁瑣枯燥而容易出錯的流程。在區塊鏈裡納入借貸紀錄,加上有關發票、付款和貨物實際移動情況等的資料,可以讓交易更具成本效益、更容易稽核,對所有參與者的風險也更低。

此外,其中許多功能都可以透過智慧型合約而自動化進行,也就是以幾行電腦程式編碼,運用區塊鏈的資料來驗證合約的責任何時已經履行,可以撥付借款。智慧型合約可以透過程式設定來評估交易的狀態,並自動採取行動,如撥款、記錄分類帳分錄,以及標示需要人力介入的例外情況。

重要的是,我們應知道,區塊鏈不會取代ERP系統大範圍的交易處理、會計和管理控制等功能,例如開立發票、付款和出報表。確實,區塊鏈的加密連結清單或是鏈式數據結構,並不適合快速儲存和檢索,甚至不是有效率的儲存方式。相反地,區塊鏈的作用是橋接各參與公司的舊有系統。每家公司都自本身的內部ERP系統產生交易的區塊,加進區塊鏈裡。這就更容易整合各公司之間各種交易的不同流動。

應用區塊鏈解決需求

提高可追溯性、提升效率、改善交易

現在,我們要深入檢視我們研究的企業如何應用區塊鏈,以解決當前科技與方法無法處理的需求。

提高可追溯性。美國2013年的藥物供應鏈安全法案(Drug Supply Chain Security Act, DSCSA)規定,藥廠必須辨識並追蹤處方藥,以保護消費者,不致買到偽造、失竊或有害的產品。在這項規定的驅使下,我們研究裡的一家大型藥廠與它的供應鏈伙伴,合作運用區塊鏈以達成這個目的。他們以符合GS1標準的電子產品碼為庫存藥物設置標籤。隨著每一單位存貨從一家公司流動到另一家公司,它的標籤會被掃描和記錄在區塊鏈上,建立了每一個品項在整條供應鏈裡的歷程紀錄,包括從它的來源到最終消費者的整個歷程。在美國試行這套方法有一些早期成功的例子,因此這家公司在其他地點進行更多試行計畫,並在歐洲擴大實施。

同時,IBM也採取類似行動,創造更安全的食物供應鏈。它成立區塊鏈解決方案「IBM Food Trust」,與沃爾瑪成為合作伙伴,運用區塊鏈追蹤生鮮食物和其他食品。

這些種類的應用只需要最低限度的資訊分享:採購訂單、發票和付款,不必納入同一個區塊鏈。因此,擔心得要分享競爭資料的公司,就會比較願意參加這個平台。

這麼做的好處很清楚。如果公司發現故障的產品,區塊鏈可以讓這家公司和它的供應鏈追蹤那個產品,找出所有與它有關的供應商,也找出與它相關的生產與出貨批次,並有效率地回收那個產品。如果是會腐壞的產品(像是生鮮食品和某些藥品),區塊鏈能讓參與的公司以自動化方式監看品質:配備了物聯網裝置以監控溫度的冷藏貨櫃,可以在區塊鏈上記錄任何不安全的溫度波動。如果對於零售商所退回產品的真偽有疑慮,區塊鏈也可以緩解這些顧慮,因為偽造產品在區塊鏈上沒有驗證歷程。(後文會談到企業如何防止腐敗的參與者讓偽造品流入供應鏈和它們的區塊鏈。)因此,各產業的公司都在探索區塊鏈的這項應用,動機可能是法規要求它們證明產品來源,或是因為下游顧客希望能追溯零組件庫存。

解決無法建立共享資料庫的問題

提升效率與速度,減少干擾。多國籍製造與工程公司艾默生,擁有複雜的供應鏈。其中包含涉及許多供應商、顧客與地點的數千個零組件。艾默生總裁麥可.川恩(Michael Train)告訴我們,這種供應鏈通常必須應付長時間、不可預測的前置期,而且缺乏能見度。因此,供應鏈的任何一個環節若是稍微有延誤或干擾,都會導致其他環節的存貨過剩和缺貨。川恩相信區塊鏈有助於克服這些挑戰。

以下簡單說明這個問題,以及區塊鏈可以如何處理這個問題。假設產品A使用零件C1和C2,而產品B使用零件C1和C3。如果C3的生產遭遇障礙而導致產品B的製造停工,最理想的做法是把C1的庫存暫時分配給產品A,一直到C3的障礙解除為止。然而,如果所有產品和零件都是由不同的公司生產,而這些公司不太清楚彼此的庫存狀況,那麼很容易就會導致製造產品B的公司裡堆積太多C1,造成C1庫存過剩,即使產品A製造商的C1已經缺貨。

對於前述公司來說,一個解決辦法就是大家同意建立共享資料庫,以集中儲存有關生產的資料,並集中進行有關庫存配置的決策。但是,想像一下這麼做必須要有的整合程度:所有涉及的公司都必須把自己的資料交託給他人,並接受集中式決策,無論他們彼此是合作伙伴或競爭者。這並不切實際。

一個較務實的解決方案,是讓參與的公司在區塊鏈上分享他們的存貨流,並讓每家公司可以運用完整的共享資訊,自行做決策。企業可以利用看板系統向彼此下訂單,並管理生產。生產的品項都要有看板卡,而區塊鏈會記錄代表這些看板卡的數位代幣。這樣能提高公司之間存貨流的能見度,讓前置時間更可以預測。

艾默生並非唯一認為區塊鏈能提升供應鏈效率和速度的企業。多國籍游泳池設備製造商海華也這麼認為。(資訊揭露:本文作者高爾為海華提供少量諮詢服務。他也獲聘向一家為棕櫚油產業開發區塊鏈應用的新創事業提供顧問服務。)海華營運資深副總裁唐.史密斯(Don Smith)表示,把成品、產能、半成品和原料當成數位貨幣來處理是可行的。他說,如果你這麼做,各個階段的機器時間和存貨,都能夠可靠地分配給顧客訂單的生產。區塊鏈可以做到這一點,是因為它解決了雙重支付(double spend)的問題(同一單位的產能或存貨,錯誤地分配給兩筆不同的訂單)。

加拿大沃爾瑪已經開始和運輸其存貨的貨運公司,使用區塊鏈。有了共享的區塊鏈,他們就能同步物流資料、追蹤出貨,並自動化執行付款,而不需要貨運公司大幅改變內部流程或資訊科技系統。

使用區塊鏈來提升供應鏈的效率和速度,這麼做的吸引力之一,在於這些應用只需要參與的公司分享有限的資料,非常類似提升可追溯性的應用,而以這裡來說,它只需分享存貨或出貨資料。此外,即使在有多個EPR系統的大型組織內,這些應用也很有用處。

改善融資、訂約與國際交易。當存貨流、資訊資和金流能透過區塊鏈在公司之間共享,供應鏈融資、訂約和國際業務往來就可能獲得重大效益。

以融資為例。提供營運資金和交易信用給公司的銀行,在借款公司的經營、資產品質與負債情況等方面,會面臨著名的「資訊不對稱」問題。例如,企業或許會以同一項資產為擔保,同時向好幾家銀行借款,或是以某個目的申請貸款,卻把資金用於其他目的。銀行在設計流程時,會顧及這種風險的控管,而這會增加交易成本、減緩資金動用,並減少小公司可取得的資金。這些阻力不僅對銀行有害,對於需要成本低廉營運資金的公司而言,也是有害的。

另一項改善時機成熟應改善的活動,是應付帳款管理:這是一個繁複的流程,包括開立發票、核對發票與採購單、記錄條件與付款,並在每一個步驟進行檢查和核准。雖然ERP系統已自動化進行其中許多步驟,卻仍然需要大量的人力介入。交易雙方都沒有完整的資訊,因此衝突經常發生。

第三個機會領域是跨國界交易,其中包括人工處理的流程、實體文件、許多中介者,還有在進出口岸的多重查核和驗證。交易的速度緩慢、成本高昂,並深受貨運狀況能見度低之苦。

我們研究的零售業者與金融服務公司,正在進行所有這三個領域的試行區塊鏈計畫,或是開發平台。區塊鏈可以連結存貨流、資訊流和金流,並與交易各方分享這些情況,因而讓公司能夠更容易調節(reconcile)採購訂單、發票和付款,並與交易方追蹤交易進度。供應商接到訂單時,可使用這個區塊鏈的銀行,就能立刻提供營運資金給那家供應商,而貨物運送到買方時,銀行可以立刻取得付款。既然有現成的稽核過程紀錄可用,而且可以運用仰賴區塊鏈資料的智慧型應用,來自動化進行帳目調節,銀行和借款公司之間的衝突就可以消除了。

如果偵測到偽造或錯誤,就能用這項資產交易的區塊鏈路徑,追溯到它的源頭。

創造可行的科技

用區塊鏈管理供應鏈,需建立新規則

我們研究的公司發現,若要在供應鏈管理上運用區塊鏈,需要建立新規則,因為供應鏈的需求與加密貨幣網路有重要的差異。比特幣網路的區塊鏈協議,是一套能同時達成好幾個目標的巧妙系統。它提供一種高度安全、無法更改的財務交易紀錄,把雙重支付問題降到最低,並提供數位代幣的所有權證明。而且這些都不需要依賴一個集中式的權威,同時能讓參與者保持匿名,自由進出這個網路。不過,為了達成所有這些目標,比特幣網路犧牲了速度,消耗大量能源去採幣,而且有些地方容易被駭。

供應鏈不需要做出同樣的取捨,因為它們的運作方式不同,具備的特性也不同。接下來就深入檢視這些差異。

已知的參與者。供應鏈需要的是已知各方之間的私有區塊鏈,而非匿名使用者之間的開放區塊鏈。如此可讓供應鏈的成員確知他們存貨的來源和品質,每個存貨單位在全部歷程的每一步驟,都緊扣著它那個所有權人的身分識別。因此,只有已知的參與者可獲准參加這樣的區塊鏈,這表示公司必須得到許可,才能加入這個系統。

此外,准許的對象必須經過挑選。這是因為區塊鏈的開放和分散式結構,會對資料隱私帶來風險。企業在區塊鏈發布交易時,任何參與者都可以取得這些資料。隨著資料量增加,就有可能被錯誤使用於蒐集競爭情資、交易股票,或預測市場動向等。因此,為了安全的理由,區塊鏈參與者必須經過審查和核准。

若要建立一個信任的伙伴群體,共享區塊鏈上的資料,會需要克服幾項挑戰。其中一項就是需要一項治理機制,以決定系統的規則,例如誰可以受邀加入這個網路、要共享哪些資料、如何加密、誰能存取、如何解決爭端,還有物聯網與智慧型合約的使用範疇。另一項挑戰,是讓供應鏈裡產品的數量或貨齡的相關資訊更透明,以了解如何處理區塊鏈可能對訂價和存貨配置決策的影響。我們難以預測,這種透明度的成本與效益會落在供應鏈的哪個環節。

基於這些原因,我們研究的公司把焦點放在狹窄的應用上,例如藥物和食品的可追溯性,以及應付帳款管理,這些應用都有定義明確的使用案例或法規要求來支持。企業限制區塊鏈上記錄的資訊類型,以降低資料穩私的風險,讓供應鏈伙伴更容易接受這套系統。

簡化的共識協議。區塊鏈需要共識協議(consensus protocol),這套機制可以維持一個各方同意的單一版本交易歷程。加密貨幣網路是沒有中央權威的點對點(peer to peer)網路,因此使用一套名為「工作量證明」(proof of work,POW)的複雜方法。POW能確保這個網路上的所有交易,都為多數參與者所接受,但可惜的是,它也限制了增加新區塊的速度。因此,它的速度太慢,無法處理供應鏈交易的速度和數量。

以製藥業為例,在美國,每年有四十億可銷售單位進入藥品供應鏈。平均每個單位的處理次數是三到五次。這表示一天平均大約有3,300萬到5,500萬筆交易。對比之下,比特幣網路一天只能容許進行大約36萬筆交易。

幸好,如果某個區塊鏈是需要經過許可的私有區塊鏈,就不需要POW方法來建立共識。我們可以用更簡單的方式,決定誰有權增加下一個區塊到區塊鏈裡。一個方法就是循環制,也就是增加區塊的權利,是以固定順序在參與者間輪替。既然所有參與者為已知,惡意的成員在輪到自己時,若是以有害或違規的方式修改區塊鏈,就會被發現。若是出現爭端,也能由參與者查核確認之前的區塊而輕易解決。

實體資產的安全。即使區塊鏈的紀錄是安全的,仍然會有被汙染或偽造的產品被標記並進入供應鏈的風險,原因可能是過失或是腐敗的參與者。另一個風險是庫存資料不正確,原因是掃瞄、標記和資料輸入的作業出現錯誤。

企業以三種方法處理這些風險。第一,他們在產品首次進入供應鏈時,嚴格進行實體查核,確保這些貨品符合區塊鏈的紀錄。第二,它們建立分散化的應用程式,稱之為「dApps」,可在整條供應鏈裡追蹤產品、檢查資料的完整度,並與區塊鏈溝通以防止錯誤和欺騙。如果偵測到偽造或錯誤,就能用這項資產交易的區塊鏈路徑,追溯到它的源頭。第三,企業運用物聯網裝置與感測器,自動掃瞄產品,並在沒有人力介入之下在區塊鏈添加紀錄,讓區塊鏈更穩固。

有一個領域裡,代幣化足以提供信任和安全,那就是電子書和數位音樂這類資產的交易。如果這些資產的所有權與某個區塊鏈平台綁定,就能徹底根除仿冒。例如,大學經常與出版商和版權所有權人合作,在許多課程使用數位閱讀封包(packet)。把這些數位供應鏈都連綴成一個區塊鏈平台,搭配智慧型合約以協助參與者取用產品、核對確認所有權並處理付款,就能大幅增進效率。

以區塊鏈補供應鏈不足

供應鏈還有相當大的改善空間,包括端對端可追溯性、產品交貨速度、協調與融資等方面。區塊鏈可以是處理這些無效率之處的有力工具,我們所研究的企業已證明這一點。仍在旁觀的供應鏈主管,目前是恰當的時機,可評估區塊鏈對他們營運的潛在可能。他們必須加入努力的行列,建立新規則、實驗不同的技術、在不同的區塊鏈平台試行一些計畫,並與其他公司建立一個生態系統。沒錯,這會需要投入資源,但是這項投資可望帶來豐厚的報酬。

(周宜芳譯自“Building a Transparent Supply Chain,” HBR, May-June 2020)



韋夏.高爾 Vishal Gaur

美國康乃爾大學詹森商學院(Cornell's SC Johnson College of Business)製造管理學講座教授,以及營運、科技與資訊管理學教授。


阿比納夫.蓋哈 Abhinav Gaiha

在Google擔任產品經理。


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