2022-05-07 10:23
[导读]前言
随着政策和市场的双重驱动以及国内医药电商市场规模的高速增长，近年来医药冷链物流作为冷链物流行业的细分市场逐渐进入大众的视野，社会对医药冷链物流的需求也迎来了爆发式增长。但当前我国医药冷链物流存在缺乏完善的追溯机制和标准化的实时监控体系、行业内存在信息壁垒以及物流环节协同和监管难度大等一系列问题，优化医药冷链物流成为当前需要解决的重要课题。区块链是集成分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链技术因其去中心化、信息公开透明、数据不可篡改伪造、可追踪溯源等特性，目前在供应链管理、信息共享、隐私保护、风险识别等领域得到了广泛探索和实践。应用区块链技术能够很好地解决医药冷链物流发展中存在的问题，优化医药冷链行业诚信环境，促进医药冷链行业降本增效和协同治理，推动我国医药冷链物流行业朝着精益化、信息化、规范化及智能化的方向发展。
一、我国医药冷链物流行业现状
医药冷链是指冷藏医药品从生产、贮藏运输到配送的各个环节始终处于所规定的低温环境内，保证药品有效性以满足人们疾病预防、诊断和治疗等需求的一项系统工程。相关数据显示，我国医药冷链物流行业规模保持着持续增长的态势。据不完全统计，2020年我国冷链市场的销售额为3903.4亿元，同比增长14.97％。医药冷链物流费用规模从2018年的130.14亿元开始逐年增长，到2020年我国医药冷链物流费用规模为173.17亿元，同比增长25.81％。除此之外，2020年我国医药冷链基础设施资金投入逐步扩大，医药冷链物流网络体系逐步加强，相关的新技术和智能化装备也在不断涌现。随着新冠疫苗的集中批量上市以及医药电商市场的加速扩张，我国的医药冷链物流行业势必将迎来创新和变革。
二、我国医药冷链物流发展困境
医药安全是不可忽视的民生问题，药品物流问题对于医药安全至关重要。随着医药冷链热度的不断提升，社会对于医药冷链物流体系标准化建设提出了更高的要求，医药冷链不仅要满足终端需求的时效性，同时也要满足流通过程中的复杂性和不确定性。医药冷链物流行业在迎来巨大发展空间的同时，也存在着问题和挑战。
2.1 缺乏完善的防伪溯源机制
在医药品的生产和流通环节中，由于冷藏和运输基础设施欠缺以及相关人员操作不当，药品污染变质、货源丢失、劣质药品混入市场的事件时常发生。多数企业缺乏相对完善的药品防伪溯源机制，导致药品无法溯源，药品质量出现问题时往往很难判定责任。当前药品的防伪溯源需要终端扫描静态标识进行查询，这些标识记录着药品的生产信息及物流信息。但这些数据和信息通常以中心化的形式存储，防伪数据往往被单独的企业掌握，相关信息不向消费者开放，存在数据垄断的乱象。此外，由于缺乏防范信息被恶意变更的措施使得数据易于篡改，终端用户获得的药品详情数据公信力不强，药品质量状况难以辨别。
2.2 缺乏可靠的全程动态冷链监控体系
冷链医药品在生产、存储和运输过程中，通常对温度、光感以及湿度有着一定的要求，超出药品标准的温度条件对药品质量产生的影响是不可逆转的，温控运输作业断链是造成药品质量问题的重要原因。当前大多数企业仍存在人工记录各项数据指标、记录时间间隔大、记录标准不统一等问题，造成温控数据记录有偏差、不连续，使得冷链药效发生变化时不能实时预警并及时反应，安全隐患不能及时排查到。相关大型企业也借助物联网技术进行冷链物流监控，通过ＲＦＩＤ、ＧＰＳ等技术获取实时温度和车辆信息。但全程冷链需要集成大量的传感器设备，由于物联网设备的存储和计算能力较弱，对于产生的大量数据难以实现集中存储，并且容易被黑客攻击。
2.3 冷链环节协同和监管难度大
医药信息与冷链数据的高效整合是优化医药冷链物流行业发展的重要路径。医药冷链物流中往往涉及相关医药企业、冷链物流公司、冷链物流共同配送中心以及行业监管部门等主体，由于行业内信息化水平较低，在药品制造、运输、存储、配送等环节没有统一的信息化管理平台，主体间很难进行大量的信息交互及协作沟通。此外，医药冷链流程中的相关数据由单独的企业负责，没有覆盖全面的数据库来记录冷链物流各个环节的信息，企业间互通性弱，不相邻的主体间往往衔接不畅，存在严重的信息不对称。这不仅增加了企业的管控成本，当面临一些紧急情况或突发性的需求时，冷链各方也不能进行及时有效的协同沟通，造成冷链的供需不平衡。此外，企业与监管部门也存在信息壁垒，对于冷链中存在的药品质量问题和冷链带来的环境问题，相关监管部门作为外部渠道很难介入，监管效率低下。
三、区块链应用于医药冷链物流的技术优势
完善药品防伪溯源机制、建立可靠的冷链全程监控体系、促成物流冷链的互联互通，除了要保证数据采集的真实可靠，还需要容错性高的数据存储和信息分析系统。区块链系统具有的分布式高冗余存储、时序数据、数据不可篡改和伪造、去中心化、高安全性等特性，在物流监控、追溯体系、解决信任问题等方面都有较为广泛的应用场景，可以缓解当前医药冷链物流发展中的不足，帮助相关企业应对复杂的应用场景和解决关键性的冷链物流问题，区块链技术应用于医药冷链物流的技术优势如表1所示。
表1区块链技术优势
3.1 区块链实现防伪溯源
药品的溯源要实现来源可查、去向可追。区块链通过提供冷链所有参与方共同维护的分布式账本，将药品生产到流通环节中的所有信息以数据的形式记录在区块链中，所有参与方都可以参与到数据的存储和维护中，冷链物流各环节相对封闭的信息被放在公开透明的平台上，有效地解决了医药冷链环节中数据中心化存储问题。同时，区块链采用非对称加密和时间戳来保证信息的不被篡改和不可伪造，实现冷链药品的溯源防伪。通过与区块链技术结合，医药冷链中所有环节都可以被追溯到，相关企业可以对药品存证和溯源，消费者可以对药品质量和真伪问题做出判断。当药品被检测出问题时，相关主体可以凭借区块链上的溯源信息找到问题根源，同时也可以最大限度地防止假冒伪劣药品混入。
3.2 区块链优化冷链监控预警
物联网技术是实现冷链全程追踪和监控预警的重要手段，通过大量传感器、条形码、芯片以及定位设备实现相关信息的采集，简化了冷链作业流程，减少由于人工作业带来的记录失误和记录延迟。区块链与物联网技术结合，可以通过共识机制实现对物联网设备的分布式管理，同时借助数字签名和智能合约技术对各类信息进行操作处理，提供更安全的监控机制和更高效的预警服务。区块链凭借其抗攻击和分布式的特点，可以缓解物联网的数据存储和处理能力，确保物联网不受黑客的攻击和操纵，保障物联网使用安全。这样可以保障冷链信息的实时跟踪和连续准确传递，实现药品冷链的实时监测，避免出现冷链物流盲点。当检测到设备和温控作业出现异常时，自动实现预警，同时也能为管理人员及时进行分析和决策提供支持。
3.3 区块链助力冷链物流互联互通
医药冷链必须要为多方提供数据共享和及时更新的权限，保证信息的丰富统一和及时有效。区块链通过分布式数据库整合广泛的信息，数据可以被多方授权建立、追加和分享，使得冷链参与各方之间实现信息透明和信息共享，突破冷链物流环节中信息不对称的瓶颈问题。这不仅可以为企业提供有价值的信息服务，还可以减少企业在资源、人力方面的成本支出，降低运输及仓储成本，提升车辆运输效率，增加相关设备的利用率。对于突发性需求也能加快突发信息的更新速度，使得各方能及时协调沟通，实施应急预案和统筹供需［５］。监管部门可以随时查看相关药品的质检报告、企业经营资质等信息，及时对相关问题做出整改措施。此外，区块链可以将政策法规、行业标准、运输规则、环保措施写入智能合约中，有助于形成规范化的行业秩序。
四、区块链技术下医药冷链数字化平台的构建
4.1 平台架构
医药冷链数字化平台依据医药冷链物流的流程，将各参与主体纳入到区块链平台。以分布式账本和Ｐ２Ｐ网络为基础实现数据的存储和共享，智能合约对相关感知信息进行自动处理，数据安全验证机制和身份认证确保药品的质量和数据的安全可靠。与传统的医药冷链管理平台相比，该平台具有高效协同、安全可靠等优点，适用于从药品生产、存储、物流到配送的医药冷链的多阶段跟踪管理。各主体节点在链式结构上对数据进行录入、维护和使用，集成溯源防伪、冷链监控、互联互通、行业监管等功能模块，实现全链路覆盖。其架构主要分为四个层级，分别为冷链数据层、网络共识层、智能合约层和功能应用层。基于区块链的医药冷链数字化平台框架如图1所示，现将该平台的运作机理进行阐述。
4.1.1 冷链数据层
冷链数据层由区块链数据库构成，负责维护区块链数据库，实现对数据的存储、更新和不可篡改。数据经多方采集后，首先进行机构签名验证，然后生成新的加密密钥并连接存储到区块链上，形成分布式账本。在这个环节中，数据被编码为哈希函数值用来避免被篡改，同时引入时间戳来增加医药信息的可追溯性。
4.1.2 网络共识层
网络共识层主要通过封装区块链共识算法、组网模式、数据验证机制和传播协议实现数据的传播和验证。在充分考虑冷链业务性能和需求的情况下，使数据通过共同认证和共识机制验证，实现在链上的传播和更新，提高数据在节点间高效安全传递，完成与功能应用层的连接。此外，网络共识层采用非对称加密技术对数据进行加密，并通过哈希算法转换格式对数据进行存储，使其形成相互关联的链式数据库，防止数据被篡改。
4.1.3 智能合约层
智能合约层主要是封装一系列智能合约和脚本代码，根据事先设定好的算法和规则策略，在满足条件的情况下强制执行合同条款，整个过程受公共监督且不受外部的网络攻击而更改，为区块链提供一个灵活可信的数据操作环境。智能合约借助自动判别机制，通过控制整个冷链流程对数据真实性进行实时分析。在智能合约中对不同类型的药品设置不同标准的阈值，当超出阈值范围时进行报警，对相关数据进行快速反馈。此外，智能合约层可以将政策法规、行业标准、操作规范以及环保措施编写到智能合约，使得药品生产、温控作业异常报警、行业监管等常规性操作实现自动化和智能化，提高医药冷链物流效率。
4.1.4功能应用层
功能应用层集成多种应用场景，为使用者提供操作和可视化界面，授权人员通过ＡＰＰ、小程序或其他设备接入系统，不同主体之间可以实现跨地域、跨行业、跨企业之间的信息共享和信息联通。依据不同的权限等级，生产制造企业实现对药品的出厂信息的录入和维护，冷链物流企业将运输中的实时数据进行上传和维护，同时实现对历史数据的溯源查询、对冷链环节的实时监测以及对相关需求的发布。消费者对药品实现防伪溯源，并将相关问题药品进行反馈，相关部门实现对药品的质检和对企业的监管。
图1基于区块链的医药冷链数字化平台框架模型
4.2 运作流程
医药冷链物流环节中区块链涉及的主体角色主要有生产企业、物流企业、配送中心、监管部门以及终端消费者五类，围绕医药冷链物流的具体流程，基于区块链的医药冷链数字化平台运作流程如图2所示。
图2基于区块链的医药冷链数字化平台运作流程
4.2.1 药品生产环节
药品生产环节涉及原料供应、药物研发、药物检测以及批量生产等环节。此环节中涉及到的数据包括原材料供应商提供的原料信息和采购电子合同、药品研发中心提供的药物研发参数、药检中心的合格药品检测报告以及生产企业记录的各类生产信息。数据经不同主体机构上传后，平台依次通过验证机构签名、解析原始数据、生成加密密钥等流程，将数据存储和更新在区块链分布式账本中。
4.2.2 冷链物流环节
承担仓储、运输、配送业务的相关企业是整个医药冷链的重要连接方，整个环节要录入仓储、运输以及配送等物流企业的详细信息、物流订单信息、传感器设备采集的温度信息、ＧＰＳ采集的定位信息以及流通过程中各责任人的相关信息。信息在采集完成后，先进行验证机构签名，进而加密存储相关数据。平台通过非对称加密技术实现对使用主体身份的识别和验证，验证通过的主体可以通过区块链平台及时掌握药品及设备的实时状态和历史状态。相关主体通过私钥签署智能合约，当出现温度超标、设备异常等状况时，平台依据不同权限设置向不同的主体发出预警信息，便于及时处理异常事件。
4.2.3 冷链监管溯源
平台通过查验主体的数字证书来验证其身份的真实性，以此来进行不同的授权。其中，冷链溯源主要包括药品生产企业对原材料的溯源、消费者对医药品的防伪溯源以及监管部门对问题药品的溯源，生产企业可以追溯到生产药品原料或药材的种植、加工、检测、物流配送的信息，消费者通过溯源码查询药品的真伪以及药品在生产、仓储、运输、配送等环节的信息。当出现医药安全事故时，相关监管部门通过区块链获取药品从生产到消费整体流程的信息，从而高效准确地定位到问题环节、查找问题根源并召回问题药品。
五、结语
随着医药电商的迅速发展，医药冷链市场需求不断提升，医药冷链市场有着巨大的发展前景，医药物流行业任重而道远。随着区块链技术不断创新应用以及区块链市场政策和行业监管的不断完善，区块链行业迎来了广阔的应用场景。将区块链应用于医药冷链物流建设可以在保证物流效率的同时降低物流成本，实现冷链信息在各环节的实时共享，实现对医药品的全链追踪，形成安全高效的冷链体系。以区块链为底层技术，构建医药冷链数字化平台，对于该行业信息化建设具有启示意义。
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作者：浙江理工大学经济管理学院霍家玉
来源：《物流工程与管理》
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