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基于物联网技术的药品供应链体系研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2021/12/1 10:23:29  

摘要:区块链技术的相关研究和推广在学术界和产业界已掀起了一股热潮,但区块链在药品供应链中的应用目前仍处于初始阶段。我国药品供应链存在中心化管理成本高、参与主体间因信息缺失而产生信任危机、数据安全性无法保障等问题。为此,本文提出了基于“物联网+区块链”药品供应链体系:采用物联网技术来采集数据和信息,并利用区块链技术保证信息真实有效并保障隐私安全。物联网和区块链技术的融合,实现两者优势互补,有效实现采购、生产、物流、销售、使用和监管整个流程的信息流通,实现供应链一体化管理,提高药品供应链运作效率,同时也保证了药品质量安全性,对药品供应链的升级和创新性突破具有重大意义。可以预见的是,在药品供应链上应用区块链和物联网融合技术将成为主流,并彻底改变当下药品供应链运作模式。但目前区块链技术还未成熟定型,很多区块链和物联网融合技术案例还在概念验证阶段,两者的融合将会是一个长期的发展过程。不过随着物联网和区块链技术的发展和应用探索,我国药品供应链体系也将不断得到完善和发展,进而稳步推进我国医药行业的创新健康发展。

关键词:区块链;物联网;技术融合;药品供应链;

党的十九大报告明确提出“实施健康中国”的战略,作为国家发展基本方略中的重要内容,要继续健全药品供应保障制度,深化药品流通体制改革和强化药品监管。药品的质量安全关系到人民的生命健康、国家医药产业的持续健康发展和社会的和谐稳定。2017年,国务院办公厅印发的《关于进一步改革完善药品生产流通使用政策的若干意见》中提出了要积极推进“互联网+药品流通”,促进药品供应链的完善和发展。

目前不少学者将物联网技术应用在药品供应链体系的设计中。如孙长国,程绍海,刘峻旭[1]等融合了LA-IOT和物联网技术设计了医药冷链物流智能监控系统,真正实现了医药冷链全程温控不断链;刘永忠[2]利用物联网技术,建立了医院智能药品物流仓储系统,实现医院药品全流程精益化管理;吴晓坤,章扬[3]基于物联网的RFID标签识别技术建立了药品智能物流监管系统,实现了对药品的识别、跟踪和监督,以及问题药品的溯源。

此外,区块链技术在药品供应链应用方面,王思静[4]设计基于区块链技术的医药冷链物流系统新模式,在提高企业信用的同时,为群众用药提供了保障。曹国钧、袁振辉[5]利用区块链技术打造了中药溯源创新体系,实现中药产业链上的信息不可篡改,并利用“智能合约”实现自动交易和溯源等功能。

由此可见,现有文献大多单以物联网技术或区块链技术探讨其在药品供应链领域中的应用。然而,将“物联网+区块链”的融合技术应用到药品供应链体系中尚未有系统性研究。本文尝试结合物联网和区块链融合技术的优势应用到药品供应链体系中,实现技术优势互补,建立安全可信的新型药品供应链体系。

一、我国药品供应链体系

1. 我国药品供应链体系构成

药品供应链(Pharmaceutical Supply Chain,PSC)是药品供销体系的重要载体,实现医药产品从供应商到最终消费者的流通。药品供应链由原料供应商、药品生产商、经销商、医药电商、医疗机构、零售商和终端消费者构成的链式网络结构,联接着医药采购、生产、流通和使用等环节(见图1)。

图1 我国药品供应链体系构成

2. 药品供应链的特殊性

药品供应链有其特殊性:(1)由于药品需求的价格弱弹性[6],供应链中药品价格在其资源配置上属于无效率或低效率状态;(2)由于药品的高度专业性,药品供应链上的信息流充满不对称性;(3)由于药品的生命安全关联性,药品供应链要求保证其安全性、有效性和专用性。

二、基于物联网技术的药品供应链体系

1. 物联网技术应用于药品供应链体系架构

基于物联网技术的药品供应链体系包括感知互动层、网络层和应用层三个层次。感知互动层通过无线射频识别技术、传感器技术及无线传感网络等技术完成原料或药品相关信息的采集[7];网络层将感知层收集到的信息数据通过网络技术或通讯技术进行传输,实现供应链上信息交互;应用层是将收集到的海量信息进行智能化处理,将有价值的信息反馈给药品供应链中利益相关者,为企业决策或国家监管提供数据支撑。

2. 物联网技术下药品供应链体系的优势及发展困境

物联网技术应用在药品供应链管理中,实现了药品识别智能化,药品信息可视化,提高了药品质量安全的管理水平。但是其物联网技术依赖于核心企业的运营和维护,仍存在一些问题,主要表现在以下五个方面:一是药品供应链上各参与者信息交互困难。物联网技术下的药品供应链信息离散存储在不同参与主体的系统内部,分属于不同中央服务器,业务相对独立,无法实现供应链上下游企业信息的高效交换和充分共享。二是传统物联网部署和运营成本比较高[8]。面对庞大的物联网络和其产生的数量级增长的数据,中心化处理的物联网的搭建成本和维护成本高且效率低。三是供应链上信息可篡改。中心数据库对数据记录具有高度控制权,可以随意进行增删改查,很难建立供应链上各参与者之间的信任。四是信息安全问题难以保障。传统的物联网由中心化的数据库利用无线通讯技术收集和传输数据,存在信息泄露的风险。五是药品供应链监管难度大。药品质量出现问题时,信息的可追溯性低,进而造成追责困难。

三、“物联网+区块链”

1. 区块链概述

自2008年化名中本聪的学者提出比特币交易系统后,作为比特币的底层核心支撑技术,区块链逐渐受到社会各界的关注。随着区块链技术研究的深入,区块链的应用已经从机密数字货币领域逐步延伸到其他各领域中。2016年,区块链首次被国务院列入“十三五”国家信息化规划,确定其为国家战略性前沿技术。2018年3月,工信部发布《2018年信息化和软件服务业标准化工作要点》,提出推动组建全国信息化和工业化融合管理标准化技术委员会、全国区块链和分布式记账技术标准化委员会。2018年6月,工信部印发《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》,鼓励推进边缘计算、深度学习、区块链等新兴前沿技术在工业互联网的应用研究。

2. 区块链特征

从本质上讲,区块链就是一种高度安全的分布式数据库。区块链技术是融合了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、智能合约等多重计算机技术的创新应用模式。具体而言,区块链技术具有去中心化,去信任化,透明开放性,安全可信,可追溯性和匿名性等特征[9]。

3. 区块链技术系统和物联网技术系统对比

区块链技术作为一项颠覆性技术,打破了互联网的传统理念,并解决了传统互联网技术不能解决的问题。区块链技术和物联网技术系统的对比见表1。

表1 区块链和物联网技术系统对比

四、基于“区块链+物联网”技术的新型药品供应链体系

1. 新型药品供应链体系的提出

物联网和区块链技术的融合,可以从根本上解决物联网的数据管理、信任及隐私安全的等难题。在保证数据安全性的同时实现业务数据的透明可视化。此外,区块链中的密码算法、数字签名,共识机制等技术,为物联网的应用扩展提供强大的技术支持。区块链的加入,促使供应链转换为多节点共同协作,数据透明共享的高效模式。

基于物联网和区块链融合技术的优势,本文提出了“区块链+物联网”技术融合下的新型药品供应链体系。根据药品供应链结构特点并结合区块链技术中公有链、私有链和联盟链三种类型的适用条件,可以选择联盟区块链作为药品供应链的技术架构。利用区块链技术构建包括原料供应商、药品生产商、物流服务商、药品销售商、患者等在内的联盟区块链,形成生态联盟。药品供应链联盟企业共同维护并共享一个药品信息平台,见图2。

图2“物联网+区块链”应用于药品供应链

在新型药品供应链体系中,每件药品都拥有独一无二的ID身份证,从原料的获取到成品的销售、运输和使用等供应链环节,所有的药品信息都可以通过电子ID存储在区块链上。药品信息的收集通过物联网的二维码、射频识别标签技术和其传感设备进行识别并将其存储在药品信息共享平台上。每一件药品的真实信息应用区块链的分布式存储和共识机制技术确保不可伪造和篡改,提高了药品供应链的安全性。联盟企业和最终消费者可以根据约定的权限,查阅到该药品在供应链上流转的所有信息,明显降低了各参与者的信任成本,实现药品可溯源。在药品流转信息流层面,区块链利用非对称加密算法,实现供应链数据匿名传输,保护交易者隐私安全的同时实现了信息共享。

2. 新型药品供应链体系的优势

(1)药品供应链网络信息一体化。基于“区块链+物联网”融合技术下的药品供应链体系中,每个参与者都是区块链上独立的节点,在独立操作的同时存储信息,共同维护着区块链。各参与者共同协作和互相监督,避免药品供应链的单方控制,降低单一企业供应链的成本,提高供应链上下游的协同水平。

(2)药品供应链信息透明化。在新型药品供应链体系下,供应链上的数据在权限范围内公开透明。供应链上各参与主体既相互支持又相互独立,共享药品供应链上的必要信息的同时保护企业的核心机密。供应链上必要数据的共享实现了全链透明化管理,打破了各参与方信息壁垒,推动药品供应链信息资源有效整合和流程优化。例如:医药生产企业能更准确监测到市场销售情况并做出市场判断,及时调整生产计划和合理配置库存;患者可以根据自己的需要便捷地获取其购买的药品相关信息,从而购买到更安全、更放心的药品。新型药品供应链体系兼顾了生产者和患者双方的利益,实现多方共赢,有利于建立诚信的药品市场。

(3)药品供应链流程电子化。在新型药品供应链体系中,利用物联网终端设备将药品信息记录到供应链上;利用区块链智能合约和共识机制,自动执行和控制药品供应链的相关流程;利用区块链数字签名和加密技术,实现供应链上数据的可靠传输和高效交互。药品供应链信息电子化,减少人为操作失误,保障信息安全的同时提高了供应链运营效率。

(4)药品信息可视化。通过物联网的智能识别和跟踪系统,药品供应链体系上能够准确无误地记录药品资金流、信息流和实物流信息,实时进行药品供应链原料采购、药品生产、销售和使用等所有环节信息动态的跟踪,形成完整的信息流,构造覆盖药品全生命周期网络。

(5)药品供应链监管智能化。政府监管部门可以通过智能合约访问并监控药品供应链所有环节,建立“事前预警——事中防御——事后追溯”的药品安全风险闭环监督机制。如果发生药品安全事件时,可迅速切断药品来源并及时召回问题药品,减少问题药品的危害,监管部门可以通过区块链链式结构对药品进行溯源,找到发生问题的环节,界定和追究责任,避免各主体之间的纠纷。新型药品供应链体系调动了供应链各参与方的积极性和主动性,将传统的政府单中心的药品监管模式转化为全链共治共管模式。

(6)药品供应链生态信任化。药品供应链上信息流真实透明,不需要第三方机构提供担保。随着药品供应链的持续健康运营,各参与者之间的信任会日益坚固,构建包含政府监管部门、药品供应链联盟企业和最终消费者在内的可信任供应链生态,进而提高消费者对药品质量安全的信息。

3.“区块链+物联网+药品供应链”技术产业融合面临的挑战

区块链是互联网的一个价值体现,因此将区块链和物联网技术结合起来应用在药品供应链上将成为未来发展的趋势。但从目前来看,其发展之路上还面临着挑战。在技术方面,随着近年来的通信技术、传感技术和射频技术等物联网核心技术的快速发展,物联网技术已趋于成熟。而区块链的出现时间比较晚,区块链技术目前还处于概念形成或开发阶段,国内标准化还在摸索,各行业和场景的应用还有待成熟。区块链和物联网技术的融合在药品供应链中的应用还存在很多技术问题有待解决。因此,如何利用“物联网+区块链”技术创造安全可信、多方共赢的医药商业环境,还需要供应链上的企业、政府和研究机构等多方共同研究和探索。

五、结语

区块链技术的相关研究和推广在学术界和产业界已掀起了一股热潮,但区块链在药品供应链中的应用目前仍处于初始阶段。我国药品供应链存在中心化管理成本高、参与主体间因信息缺失而产生信任危机、数据安全性无法保障等问题。为此,本文提出了基于“物联网+区块链”药品供应链体系:采用物联网技术来采集数据和信息,并利用区块链技术保证信息真实有效并保障隐私安全。物联网和区块链技术的融合,实现两者优势互补,有效实现采购、生产、物流、销售、使用和监管整个流程的信息流通,实现供应链一体化管理,提高药品供应链运作效率,同时也保证了药品质量安全性,对药品供应链的升级和创新性突破具有重大意义。可以预见的是,在药品供应链上应用区块链和物联网融合技术将成为主流,并彻底改变当下药品供应链运作模式。但目前区块链技术还未成熟定型,很多区块链和物联网融合技术案例还在概念验证阶段,两者的融合将会是一个长期的发展过程。不过随着物联网和区块链技术的发展和应用探索,我国药品供应链体系也将不断得到完善和发展,进而稳步推进我国医药行业的创新健康发展。

参考文献

[1] 孙长国,程绍海,刘峻旭,等.LA-IOT技术在医药物流中的应用研究[J].中国医药导刊,2019,21(2):126-128.

[2] 刘永忠.物联网技术在医院药品仓储物流管理中的应用[J].物流技术与应用,2018,23(2):111-112.

[3] 吴晓坤,章扬.基于物联网及RFID识别技术的智能药品物流监管系统研究[J].物流技术,2015,34(6):222-224.

[4] 王思静.区块链技术在医药冷链物流领域的应用设计[J].价值工程,2019,38(5):76-78.

[5] 曹国钧,袁振辉.基于区块链打造中药溯源创新体系[J].中国现代中药,2018,20(12):1465-1470.

[6] 王春鸣,李卫平,孔宪明,等.公立医院多院区药品供应链管理模式构建[J].中国医院管理,2015,35(10):25-27.

[7] 葛其南,杨帆,邵蓉.美国处方药供应链体系研究及启示[J].卫生经济研究,2018(4):38-41.

[8] 陈广仁,唐华军.供应链管理的开放式创新机制:基于物联网的“零边际成本”的理论假设[J].中国流通经济,2017,31(8):105-115.

[9] 许金叶,夏凡.区块链的产生根源及其本质[J].会计之友,2017(13):132-136.

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