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  • 基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式

    中國是一個農業大國,傳統農業在農業經濟中一直處于主導地位。糧食金融不僅關系著農村經濟的發展,而且與中國的糧食安全有很大的關系。傳統的糧食金融過程存在著諸多問題,很大程度上限制了中國農業的發展和改革。隨著信息技術的發展,智能出入庫和智能倉儲以及智能物流的應用使糧食信息化取得了巨大的進步,但未得到充分的利用。結合區塊鏈技術、物聯網技術以及相關的金融手段,設計了一個新型的糧食供應鏈金融新模式。該平臺可以對企業的經營活動進行有效監管,解決用糧企業和儲糧企業主體信用不足、抗風險能力低的問題。由于區塊鏈技術的引入,整個過程公開透明且數據共享,同時也可以保證信息的安全性,為糧食供應鏈金融模式提供了一種新的思路。

    原文:金會芳,呂宗旺,甄彤. 基于物聯網+區塊鏈的糧食供應鏈金融的新模式[J]. 計算機科學, 2020(S2):604-608.
    單位:河南工業大學信息科學與工程學院;糧食信息處理與控制教育部重點實驗室.

    1 引言

    中國是一個糧食生產、加工和消費的農業大國,農業是我國國民經濟的基礎。自從1978年以來,中國在農村實行經濟體制改革,中國的農業發展和農村的經濟發生了巨大的變化。由于現行的經營制度是家庭承包制,所以小農經濟占中國農產品和糧食生產的主導地位[1]。隨著社會的發展和農村的變革,小規模的農業經營體制存在著諸多問題。

    傳統的糧食金融是用糧企業/儲糧企業向征信機構/銀行采用資產抵押方式來獲得貸款。由于監管方式和審計方式比較困難,征信機構/銀行往往不能對其資產進行很好地評估,間接地阻礙了它們的發展[2]。征信機構/銀行由于缺少信息獲取的途徑,不能對企業進行有效的監管,因此面臨逾期還貸的風險。用糧企業和儲糧企業的糧食交易信息和出入庫信息僅在企業內部使用,方便人員對糧食的管理,并沒有得到充分的利用。區塊鏈作為分布式賬本和數據庫,可以將用糧企業的交易情況和儲糧企業的出入庫信息保存為賬本,使征信機構/銀行可以對其資產進行更好的評估;同時能實時掌握資金的流動情況,使企業和銀行之間成為互信關系,從而促進糧食金融更好更快地發展。

    2 糧食供應鏈和糧食金融的現狀

    中國目前現存的家庭承包制度,農民以家庭為單位對農作物進行種植和管理,存在不了解市場需求而盲目種植和“跟風”種植的情況,直接導致農產品區域性的供不應求或者供過于求。農產品價格的頻繁波動,對農民的經濟收入造成影響,成為威脅中國糧食安全的巨大隱患[3]。在傳統的糧食供應鏈中,農民直接通過糧貿商或者糧食經紀人售賣糧食,隨著物價上漲,種植成本的提升,農民對糧食的價格預期較高,容易出現持糧觀望而錯過最佳售期的情況[4]。

    隨著糧安工程的實施,儲糧企業信息化程度得到很大改善,但業務范圍單一且倉庫利用率不足,僅僅在收儲時臨時使用。當國家儲備和用糧企業發出糧食采購時,儲糧企業將儲備的糧食進行售賣并根據差價獲利。由于運輸成本和資金問題,儲糧企業在儲糧和售糧時往往束手束腳[5]。

    傳統的糧食融資服務中,用糧企業和儲糧企業將不動產、股權及機器設備抵押給征信機構/銀行,征信機構/銀行會派相關人員進行資產盤點,并根據其價值評估貸款額度。用糧企業和儲糧企業普遍存在抵押物少、抗風險能力有限等問題,面臨融資難、融資貴的困境[6-7]。貸款風險高、管理難度大,擠占挪用的歷史教訓讓征信機構/銀行心有余悸。由于資金不足,用糧企業和儲糧企業收購糧食時只能向農民“打白條”[8]。

    由于缺少獲取信息的途徑,征信機構/銀行對資金流動情況不能進行有效監管。企業違約之后,銀行對其抵押的資產無法進行有效處置。由于征信機構/銀行對企業不信任,審批額度小或不批準貸款,用糧企業/糧庫因為信用和抵押資產不足,資金鏈斷裂甚至破產,于是企業與征信機構/銀行產生對立情緒,甚至出現惡意抱團逃離債務的情況,由此以往形成惡性循環,不利于企業和銀行的發展[9]。

    3 糧食金融中物聯網和區塊鏈的相關技術

    目前,物聯網已經廣泛應用于安防、智能城市[10]、車輛道閘[11]以及視頻安全[12]等系統。物聯網技術在儲糧企業的糧庫管理方面的應用也取得了飛速的發展。隨著糧庫信息化的建設,企業可以對糧庫中的溫度、濕度、氣體濃度和糧食數量等情況進行實時監控。智能出入庫系統使用RFID射頻技術、電子地磅、自動道閘和圖像處理等技術,代替傳統的手工方式出入庫,大大降低了人工失誤造成的經濟損失[13-14]。RFID卡是出入庫過程中的唯一身份卡,與送糧車牌以及送糧人員的信息綁定;糧食稱重采用電子計量技術;運糧車輛的車牌識別采用圖像處理技術;糧食自動出入庫系統,使運糧車輛的快速出入成為現實,大大節約了出入庫的時間[15]。

    物聯網及智能出入庫相關技術的應用,不僅使企業和管理人員對糧倉的情況了如指掌,各省、市及國家級平臺的國家糧食儲備局也能夠實時掌握各個地區的糧食儲量和糧食出入庫的情況。GPS和RFID技術在智能物流中的應用使儲糧企業在糧食運輸過程中能夠對運糧車輛實時定位,實現在線調度[16-18]。

    區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制和加密算法等計算機技術的新型應用模式,可以在一定時間段內記錄各個區塊節點的全部交易信息。各個區塊之間通過哈希算法實現鏈接,后一區塊包含前一區塊的哈希值,區塊相繼連接,保證了信息的安全性、可靠性和不可篡改性[19-20]。區塊鏈又分為公有區塊鏈、行業區塊鏈和私有區塊鏈,可以應用在信貸評估[21]、金融結算[22]、電力系統[23]、公路交通[24]、糧食溯源[25-26]等行業。

    糧食物聯網技術提供了糧情監測、糧食出入庫以及糧食交易的信息,區塊鏈作為共享賬本將這些信息保存起來,保證了數據的完整性;區塊鏈的非對稱加密特性,保證了信息的安全性和不可變更性;區塊鏈的共識機制杜絕了構造虛假的糧情監控、出入庫信息和糧食交易信息的可能;智能合約機制使銀行在糧食交易后自動執行設定的動作,例如向糧貿商/糧食經紀人支付糧食貨款等。

    4 基于糧食物聯網+區塊鏈的金融服務平臺

    本文設計了一種基于糧食物聯網+區塊鏈的金融服務平臺,該平臺主要由4個模塊組成,分別為:用糧企業/儲糧企業融資、用糧企業/儲糧企業采購糧食、用糧企業/儲糧企業支付貨款和用糧企業/儲糧企業糧食出庫。

    4.1 用糧企業/儲糧企業融資

    用糧企業/儲糧企業在糧食采購之前需要向征信機構的糧食擔保提交相關資料,糧食擔保對區塊鏈中存儲的經營活動和糧食交易情況進行跟蹤,再對提交的資料和儲糧企業的實際情況進行審核,之后向其合作的銀行出具保函,合作銀行審核之后批準用糧企業/儲糧企業實際的貸款額度。上述融資過程中區塊鏈技術實時參與,由于信息是加密的和不可篡改的,保證了經營活動和交易信息的真實性。融資流程如圖1所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖1 用糧企業/儲糧企業的融資流程

    4.2 用糧企業/儲糧企業采購糧食

    用糧企業/儲糧企業獲得合作銀行的貸款額度后,在平臺上向糧貿商/糧食經紀人發送采購需求;糧貿商/糧食經紀人采購糧食后,將糧食運送至指定的智能糧庫;倉庫完成入庫操作后形成電子倉單并上傳至平臺,該電子倉單會自動質押給糧食擔保。采購流程如圖2所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖2 用糧企業/儲糧企業的采購糧食流程

    物聯網智能入庫系統可以實時監控糧食入庫的全部流程,并上傳至平臺。首先,運糧車輛進行入門登記,將RFID卡和運糧人照片、身份證、銀行卡以及車牌號進行綁定。接著進行糧食的扦樣和檢驗,檢驗合格則排隊等待稱重,稱重系統采用電子地磅、自動道閘以及圖像處理等技術,完成毛重計量后生成毛重通知單并寫入RFID卡,然后到指定糧倉進行卸糧;卸糧之前需要對質檢合格進行驗證,若質檢不合格,退卡離開糧庫,若合格則進行皮重計量生成皮重通知單并寫入RFID卡;稱重結束進行結算管理,最后退卡離開。區塊鏈技術將整個過程保存下來,物聯網智能入庫流程如圖3所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖3 物聯網糧食智能入庫流程

    4.3 用糧企業/儲糧企業支付糧食貨款

    當電子倉單質押給糧食擔保之后,用糧企業/儲糧企業需要向糧貿商/糧食經紀人付款。首先,用糧企業/儲糧企業向糧食擔保發起用信申請,糧食擔保審核通過后向合作銀行出具保函,合作銀行審核通過,使用區塊鏈的智能合約功能向糧貿商/糧食經紀人支付貨款,該流程使銀行可以有效地監管資金流向。糧食貨款支付流程如圖4所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖4 用糧企業/儲糧企業支付貨款流程

    糧食入倉之后,采用信息化手段對糧情進行監控,糧情監控主要包括測溫、測濕、測蟲、測氣、數量檢測等。其中溫度檢測包括糧食溫度、糧倉溫度和倉外溫度的檢測;濕度檢測包括糧倉空氣濕度、糧食水份和倉外空氣濕度的檢測;氣體檢測包括氧氣、二氧化碳和磷化氫氣體的檢測;數量檢測指糧倉中糧食的數量檢測;糧蟲檢測指糧倉中的糧食害蟲檢測。物聯網技術將監測的數據實時上傳至平臺,對倉儲工作進行實時監控。區塊鏈技術將糧倉監控的過程保存下來,保障了監測數據的完整性,大大降低了糧食擔保的風險。物聯網糧情監控的主要功能如圖5所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖5 物聯網倉儲管理功能

    4.4 用糧企業/儲糧企業糧食出庫

    合作銀行向糧貿商/糧食經紀人支付貨款之后,用糧企業/儲糧企業向合作銀行還款,并向糧食擔保發出提貨需求,當合作銀行審核之后,糧食擔保解除質押,向智能糧庫發出允許出庫通知,最后糧庫將糧食配送給用糧企業/儲糧企業。糧食出庫流程如圖6所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖6 用糧企業/儲糧企業糧食出庫流程

    物聯網智能出庫系統可以實時監管糧食出庫的整體流程,并將數據上傳至平臺。首先運糧人持出庫單號進行入門登記綁定RFID卡,管理人員確認出庫單號,放行運糧車輛。接著進行皮重計量,生成皮重通知單并寫入RFID卡,接著進行管理員值倉并確認倉房信息,出糧之后進行毛重、凈重的計量,生成出庫通知單并寫入RFID卡,最后退卡離庫。物聯網糧食出庫流程如圖7所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖7 物聯網糧食智能出庫流程

    4.5 區塊鏈的數據存儲

    智能入庫流程產生的數據以及入庫后倉儲環節中的數據包括視頻信息都要上傳至區塊鏈,數據如圖8所示。智能出庫流程產生的數據包括視頻信息上傳至區塊鏈,數據如圖9所示。用糧企業/儲糧企業融資、收購糧食、支付糧食貨款以及糧食出庫過程中產生的電子倉單等各項信息數據如圖10所示。

    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖8 物聯網智能入庫+倉儲環節的數據
    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖9 物聯網智能出庫數據
    基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式
    圖10 平臺保存的數據

    本平臺采用區塊鏈技術、物聯網技術以及質押系統相結合的方式,使信息流、資金流和物流三流合一,實現了數據共享。平臺采用線上預約,省去了排隊售糧的時間;糧貿商/糧食經紀人卸糧入庫之后,次日便可拿到錢,解決了“打白條”的問題。用糧企業和儲糧企業將出入庫信息、糧情監測信息和糧食交易信息實時上報,實現資產可計量、可估價。征信機構/銀行根據平臺提供的數據對用糧企業/儲糧企業全面感知和監督,不僅實現了“動產”的融資,還解決了用糧企業主體信用不足、抵押資產不足、融資難、融資貴的問題。儲糧企業/國庫可利用自有或周邊空倉進行糧食保存,解決了倉庫利用率低和業務單一的問題,同時也節省了長途運輸的費用。通過物聯網+區塊鏈等技術手段,銀行可以實時監管企業的資金流動情況,數據真實且過程透明,解決了銀行無法有效監管資金流向的問題。智能糧庫的電子倉單實時在平臺公布,電子倉單不僅保障了糧食交易信息的真實性,長期來看也可以維持糧價的穩定。該平臺還可以利用電子倉單指導農民有針對性地種糧,調整種植結構并預測最佳售糧期,保障了農民的收益。

    結束語 

    該平臺結合物聯網、區塊鏈、質押系統和供應鏈系統,實現交易過程中的信息共享。物聯網系統對用糧企業和糧倉進行智能化識別,全天候實時定位、跟蹤、監控和管理,使糧倉和用糧企業的資源可計量、可估價;區塊鏈技術使整個交易信息透明,不可篡改,提高了信息的可靠性;質押系統實現了質權的確定、質權與債權共存,使質押公示,提升了權益的安全性和排他性;供應鏈系統銜接客戶的上下游,實現資金流、信息流、商流和物流的四流融合,保證了資金的真實性和合理性。該平臺的設計可以有效推動農業供給側結構性的改革,實現互聯互通的糧食供應鏈金融新模式。

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    網址引用: 基于“物聯網+區塊鏈”的糧食供應鏈金融模式. 思謀網. http://www.ahznzs.com/view/5694.
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