分享自:

区块链供应链追溯系统的建模与仿真框架

期刊:international journal of production economicsDOI:10.1016/j.ijpe.2024.109408

这篇文档属于类型a,是一篇关于区块链技术在供应链追溯系统中建模与仿真的原创研究论文。以下是详细的学术报告:


一、作者与发表信息

主要作者
- Lucas Antonio Risso(第一作者,巴西圣卡洛斯联邦大学工业工程系/Fundação Hermínio Ometto工程学院)
- Gilberto Miller Devós Ganga(巴西圣卡洛斯联邦大学工业工程系)
- Luis Antonio de Santa-Eulalia(加拿大舍布鲁克大学商学院)
- Moacir Godinho Filho(法国勒阿弗尔EM Normandie商学院)
- 其他合作者来自加拿大蒙特利尔École de technologie supérieure等机构。

发表期刊与时间
- 期刊:International Journal of Production Economics
- 时间:2024年9月(Volume 278, Article 109408)


二、学术背景

研究领域
本研究属于供应链管理(Supply Chain Management)信息技术(区块链技术)的交叉领域,聚焦于通过混合仿真(Hybrid Simulation, HS)方法评估区块链在供应链追溯系统中的性能。

研究动机
尽管区块链技术因其不可篡改性(immutability)和去中心化特性被广泛讨论,但不同行业中基于区块链的供应链追溯系统的实际效能仍缺乏实证证据。现有文献缺乏统一的建模框架,导致仿真模型开发困难。

研究目标
提出一个方法论框架,指导开发结合供应链追溯(Supply Chain Traceability)、区块链技术(Blockchain Technology)和混合仿真的模型,帮助决策者评估区块链技术的适用性。


三、研究流程与方法

1. 框架设计

  • 理论基础:整合供应链操作参考模型(SCOR模型)、全球追溯标准(GTS)和自适应Holonic控制架构(ADACOR)。
  • 步骤
    1. 问题定义:明确仿真目的(如预测召回效率)和关键性能指标(KPIs)。
    2. 供应链配置:基于SCOR模型定义各参与方(如供应商、制造商)的角色与流程。
    3. 追溯配置:根据GTS标准定义追溯类型(如原产地追溯、流程追溯)和关键数据元素(KDEs)。
    4. 区块链配置:选择区块链类型(公有/私有/联盟链)、智能合约逻辑及基础设施参数。

2. 模型开发

  • 仿真范式:结合离散事件仿真(Discrete-Event Simulation)基于Agent的仿真(Agent-Based Simulation),以捕捉供应链复杂性和动态交互。
  • Agent分类
    • 供应链参与方Agent(如制造商、零售商)
    • 追溯对象Agent(如产品、物流单元)
    • 区块链Agent(管理权限与数据共享)
  • 交互逻辑:通过ADACOR架构实现Agent的自主决策与协作(如召回流程中的信息传递)。

3. 概念验证(Proof-of-Concept)

  • 案例选择:加拿大活龙虾供应链,涉及10名渔民、1家加工公司和100家零售商。
  • 实验设计
    • 变量:召回时间(Time to Recall)、批次混合程度(Maximum per Batch)、区块链参与率(Blockchain Membership Rate)。
    • 性能指标:召回有效率(Recall Effectiveness)。
  • 工具:使用FlexSim®软件构建混合仿真模型。

4. 数据分析

  • 方法:单因素实验(One-Factor-at-a-Time)分析各变量对召回有效率的影响。
  • 统计处理:25次重复实验,通过箱线图展示结果分布。

四、主要结果

  1. 区块链参与率的影响

    • 当零售商100%参与区块链时,召回有效率接近100%,显著高于传统手动流程(50%)。
    • 数据支持:区块链实时信息共享缩短了召回响应时间。
  2. 召回时间的敏感性

    • 延迟召回(>105小时)导致有效率下降30%,表明区块链的时效性优势。
  3. 批次混合的有限影响

    • 产品随机分布对召回效率影响微弱(差异%),建议简化批次管理。
  4. 追溯信息的价值

    • 基于捕捞日期(KDE “when”)的筛选能显著提高召回精准度。

五、结论与价值

科学价值
- 首次提出跨学科框架,整合供应链、追溯标准和区块链技术,填补了仿真建模指南的空白。
- 验证了区块链在提升供应链透明度与响应速度中的潜力。

应用价值
- 为食品、医药等高监管行业提供量化工具,评估区块链投资的可行性。
- 支持政策制定者设计追溯法规(如加拿大海鲜行业)。


六、研究亮点

  1. 方法论创新
    • 结合SCOR、GTS和ADACOR,实现供应链流程与区块链技术的无缝集成。
  2. 案例实证
    • 活龙虾供应链的仿真结果提供了行业-specific的决策依据。
  3. 可扩展性
    • 框架支持其他技术(如IoT、AI)的后续嵌入。

七、其他有价值内容

  • 局限性:未深入区块链技术细节(如共识算法性能),未来可扩展至多链架构研究。
  • 跨行业潜力:框架可适配电子产品、药品等复杂供应链场景。

(全文约2000字)

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com