دراسات وأبحاثمراقبة سلاسل توريد الأغذية باستخدام سلاسل الكتل وانترنت الأشياء
بقلم محمد حمامي
دكتور باحث
بدأت عجلات الصناعة والتصدير بالدوران مع بدء مرحلة التعافي لبلدنا بفضل الله سبحانه وتعالى. وقد تزامن ذلك مع تطبيق إجراءات حكومية واسعة بوقت قياسي نحو التحول الرقمي للمجتمع، وهو إن دلّ على شيء فهو يدلّ على مرحلة مهمة سابقة من العمل الجاد والصامت من قبل الجهات المعنية بهذا التطوير؛ فلهم جزيل الشكر.
تكمن إحدى أهم أهداف المقالات المنشورة في مجلة المعلوماتية هذه في تعريف القطاعات الاقتصادية بالتقانات الحديثة وكيفية الاستفادة منها.
تستكشف هذه المقالة كيف يمكن تطبيق تقانتي إنترنت الأشياء وسلاسل الكتل Blockchain الناشئتين للحصول على مراقبة دقيقة وموثوقة لإجرائيات توزيع الأغذية من منشئها حتى وصولها إلى الزبون المحلي في سورية أو خروجها عبر البوابات الحدودية.
المقدمة
تعدّ معرفة منشأ أي منتج وإمكان تتبعه أمرًا بالغ الأهمية في شبكة توزيع الأغذية ونقلها لضمان سلامة المعلومات على ملصقات الأغذية والإدارة الفعالة لقضايا الجودة والتلوث والتلف، مما يجعلها أداة مهمة بيد وزارة التموين وحماية المستهلك. ويمكن أن تنتج مشكلات كبيرة من حيث زيادة الأسعار غير المنطقية وتدنّي الجودة والمشكلات الصحية عند غياب الرقابة الكافية، ودليل ذلك ما نلاحظه من ارتفاع أعداد محاضر الضبط التموينية والصحية في السوق السورية.
توضح هذه المقالة استعمال تقنية سلسلة الكتل Blockchain الناشئة لتحسين الخدمات اللوجستية الغذائية بدعم من تقانة إنترنت الأشياء.
يرغب تجار الجملة وتجار التجزئة والمستهلكون والجهات الرقابية الحكومية في معرفة منشأ طعامهم، والأطراف الوسيطة والمعالِجة التي مرت بها، ودرجة الوثوق في المعلومات الموجودة في الملصق على المنتج. ويرغبون أيضًا - عند تفشي مرضٍ ما منقول عن طريق الأغذية - في معرفة أين بدأ هذا التلوث؛ إذ إن الطعام الطازج قابل للتلف ويسهل تلوثه، وهو مسؤول عن الكثير من الأمراض التي تنقلها الأغذية "التسمم الغذائي". ويلاحظ في بلادنا زيادة حالات التسمم الغذائي، وخاصة في فصل الصيف. لا يمكن تحديد أصل أمثال هذه الأوبئة بدقة وسرعة عند غياب معلومات عن المنشأ أو تسلسل التوريد، وهذا يؤدي إلى آثار صحية سيئة أكبر أو الإجبار على التخلص من كميات كبيرة من الطعام قد تكون ما زالت صالحة للاستعمال البشري.
يتسم النظام المستعمَل عالميًّا لمراقبة سلاسل التوريد الحالية بكفاءته الضعيفة إذ يقدر تلف الطعام أو هدره بنحو 12٪ في سلسلة التوريد نفسها، ويضاف إليه 8% عند بائع التجزئة أو المستهلك. يمكن معالجة هاتين المسألتين بالمراقبة المستندة إلى إنترنت الأشياء (IoT) لجميع مراحل الخدمات اللوجستية الغذائية؛ ومنها: الحصاد، والمعالجة، والتوزيع بالجملة، والبيع بالتجزئة. وهذا مما يجعل عملية الاستلام والنقل والتخزين والتسليم أكثر مرونة وتوافقًا مع تغيرات العرض والطلب والجودة بمرور الوقت.
يُعد توحيد مقاييس وضع التسميات والعنونة لجميع العناصر المهمة في الخدمات اللوجستية أمرًا أساسيًّا لأتمتتها. ولذلك، تقوم منظمة GS1 -وهي منظمة غير ربحية- بتطوير والحفاظ على المعايير العالمية للاتصالات التجارية لتحسين كفاءة وسلامة ووضوح سلاسل التوريد في القنوات المادية والرقمية في 25 قطاعًا، فتعطي مثلًا لكل منتَج رقمًا تجاريًّا عالميًّا فريدًا GTIN (Global Trade Item Number) ولكل فعالية رقمًا عالميًّا فريدًا GLN (Global Location Number). يوضح الشكل 1 مثالًا على وضع معلومات عن حالة المنتج بواسطة الحصّادين والمصنعين والشاحنين. تعتمد كافة المصانع وسلاسل البيع بالتجزئة هذه المعايير العالمية.
الشكل 1: مثال على تطبيق معايير GS1
وبالتنفيذ الدقيق لمعايير GS1 يمكن تحقيق إيقاف سريع للمنتجات ذات المشاكل. على سبيل المثال، تنفذ كوريا الجنوبية عملية "وقف البيع" إذا وُجد أن منتَجًا ما غير آمن، فتُرسَل رسالةُ GS1 مركزية إلى تجار التجزئة، فتُحظر بموجبها جميع نقاط البيع في غضون 30 دقيقة. توجد أيضًا منصات استدعاء وطنية مماثلة في الولايات المتحدة وكندا وأستراليا ونيوزيلندا. ومع ذلك، وعلى الرغم من وجود العديد من الأطراف المعنية، فإن تنفيذ مثل هذه العمليات أمر مرهق، ومن الصعب ضمان عدم تغيير المعلومات ذات الصلة من قبل أحد الأطراف للحصول على مزايا تنافسية.
استعمال سلسلة الكتل
يمكن، من حيث المبدأ، استضافة المعطيات التشغيلية الضرورية من سلسلة التوريد بتمامها في قاعدة معطيات سحابية، ومن ثَم تكون متاحة لجميع الأطراف ذات الصلة لاتخاذ قرارات ذكية لتحسين العمليات اللوجستية وإمكان تتبعها. أما من الناحية العملية، فمن الصعب جدًّا ضمان أنّ جميع الأطراف المعنية (كالمزارعين، والمعالجين، ومشغلي الخدمات اللوجستية، وتجار التجزئة، ومشغلي المستودعات وشركات النقل، ومفتشي الأغذية، والمنظمين) يثقون بتلك المعلومات الواردة بحيث لا يمكن أن يكون أحد الأطراف قادرًا على تغيير هذه المعلومات لمصلحته الشخصية.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه دور تقانة سلسلة الكتل (تناول العدد 147 لعام 2019 من هذه المجلة موضوع هذه التقانة)، وهي بتبسيط مقبول: آلية مخزِّنة لسلسلة سجلات أو معلومات موزعة لدى عدة أطراف (كتل) ويمكنها التوسع باستمرار مع حصول كل تغير مؤكد، ويحتفظ كل طرف بنسخة خاصة من السلسلة بتمامها، وهذا ما يجعل المعطيات المدخلة في سلسلة الكتل غير قابلة للتغيير والتلاعب.
في سلسلة توريد الأغذية التي تدعم إنترنت الأشياء، يمكن استعمال المعطيات الصادرة من أجهزة إنترنت الأشياء لإنشاء سجل بالمعلومات الضرورية في سلسلة الكتل كما هو موضح في الشكل 2.
ففي مجال المحاصيل، على سبيل المثال، تشمل التعاملات المحددة بين الخدمات اللوجستية التي يمكن أن تحفظ في سلسلة الكتل ما يلي:
• في الحقول: تفاصيل تخزين البذور والمحاصيل، وتنوع البذور، ونوع الزراعة؛ مثل: العضوية، وطريقة الحصاد، ومعلومات تخزين المحاصيل.
• في مرافق المعالجة: حالة دخول المحاصيل، ومعلومات المناولة (مَن تَعامَل مع أي منتج ومتى؟)، وتفاصيل المعالجة، وتفاصيل التخزين والتبريد.
• أثناء النقل إلى تجار الجملة: درجة الحرارة والجودة في البداية وفي أثناء النقل وفي المستودعات، والتلف أثناء النقل.
• أثناء التسليم إلى بائع التجزئة والتخزين عنده: تفاصيل المناولة وجودة المنتَج وتواريخ انتهاء صلاحية عبوات البيع.
الشكل 2: استعمال سلسلة الكتل وإنترنت الأشياء لمراقبة سلاسل توريد الأغذية
ستكون المعلومات الواردة في سلسلة الكتل مفيدة للزبائن النهائيين لاتخاذ قرارات مستنيرة قبل شراء المنتجات، ولمراقبي وزارتَي الصحة وحماية المستهلك لضمان تنفيذ لوائح المعالجة والمناولة والنقل والتخزين والتسعير السليمة. ويمكن استعمال المعلومات المسجلة لاتخاذ قرارات أكثر ذكاءً بشأن التوزيع الاستباقي للأغذية لتقليل الهدر؛ كتوزيع الأغذية السريعة الفساد، أو لتجنب نقل الطعام الذي لا يخلو من مشاكل في الجودة وتوزيعه.
ستكون هذه المعلومات مفيدة في حالة تلوث الغذاء في سلسلة غذائية كبيرة؛ فقد يستغرق تحديد منشأ الوباء من أسابيع إلى شهور إذا لم تكن هذه المعلومات متوفرة، كما حصل في المكسيك عند تفشي السالمونيلا عام 2017، فقد استغرق تعقب بداية المشكلة شهرين رغم وجود آلية لمراقبة سلسلة التوريد التي كانت معقدة ومتعددة الأطراف، وأدى ذلك إلى عمليات سحب لمواد سليمة، وفُقدت الثقة بين العملاء وانتشرت الوفيات. أما إذا وُجد نظام لوجستي مبني على سلسلة الكتل، فيمكن إجراء هذا التتبع في ثوان معدودة، مما يتيح احتواءً أسرعَ للأمراض التي تنقلها الأغذية، وزيادةَ الإيرادات بسبب قصر زمن الاستجابة وتنفيذ عمليات سحبٍ انتقائية، ومن ثَم زيادة الثقة بين الشركاء. ولتقدير زمن الاستجابة أجرت سلسلة متجر Walmart بالفعل تجربتين مع شركة IBM لتتبع لحم الخنزير في الصين والمانجو في المكسيك، فأظهرت هذه التجارب أن استعمال blockchain يمكن أن يقلل من وقت تتبع المعلومات من أسبوع واحد إلى 2.2 ثانية.
استعمال إنترنت الأشياء
يقلل استعمال سلسلة الكتل من احتمال حدوث خطأ بشري أو عدم دقة -عمدًا أو عن غير عمد- بسبب السجلات الورقية التقليدية. إن الجمع بينها وبين مستشعرات إنترنت الأشياء الآلية والذكاء الصنعي والروبوتات الصناعية يجعلها أكثر قوة وجدارة بالثقة. يَستعمل عدد من الشركات مستشعرات إنترنت الأشياء لضمان إمكان تتبع الأغذية، ومن الأمثلة على ذلك شركة ZhongAn Technology التي تتخذ من شنغهاي مقرًّا لها، والتي تضع أجهزة استشعار على الدجاج لتسجيل مواقعها ومقدار حركتها على أساس يوميّ. وثمة مبادرات أخرى من شركة Walimai بشأن عبوات حليب الأطفال، وشركة BeefLedger بشأن لحوم البقر الأسترالية، وشركة Chai Vault بشأن النبيذ من الدرجة الاستثمارية. وسيؤدي دمج هذه الصناعات في سلسلة الكتل إلى جعل قطاع الخدمات اللوجستية بكامله والعمليات المرتبطة به موثوقة بالكامل.
الجهود الحالية لاستعمال BLOCKCHAIN في اللوجستيات الغذائية
• يتعاون العديد من أكبر موردي المواد الغذائية في العالم على حلول blockchain لإدارة المخزون والجودة وتتبع مصدر الأمراض المنقولة بالغذاء. على سبيل المثال، يشترك العديد من كبار موردي المواد الغذائية وتجار التجزئة؛ مثل: Dole وUnilever وWalmart مع IBM في مبادرة FoodTrust الخاصة بها.
• Blockchain in Transport Alliance: اتحادٌ يضم قرابة 500 عضو في أكثر من 25 دولة، ويرمي إلى ضمانِ تتبُّعٍ أفضل لعمليات الشحن وكفاءةٍ أعلى في الخدمات اللوجستية.
• OriginTrail: شركةٌ مقرها سلوفينيا اتخذت مبادرات التتبع، وأنشأت اتحادًا يسمى Trace Alliance. تحفظ Origin Trail بصمات المعطيات في سلسلة الكتل لتقليل التكلفة إلى سنتات فقط لكل عنصر، أو حتى إلى جزء من السنت إذا كان الإجراء على مستوى الدفعة.
• تستعين شركة Proviance ومقرها لندن، والعملاق الصيني Alibaba أيضًا بسلسلة الكتل لتحسين ثقة العملاء.
• بدأت JD.com ومقرها بكين العمل مع مصدريها في منغوليا وأستراليا لتتبع تربية البقر ومعالجة لحومها ونقلها باستعمال سلسلة الكتل.
تحديات استعمال سلسلة الكتل في اللوجستيات الغذائية
• تطوير معايير مشتركة محليًّا وإقليميًّا وعالميًّا لجعل التقانة قابلةً للتطبيق في سلاسل التوريد المختلفة.
• التكاليف الباهظة لمشاركة الفعاليات الصغيرة.
• تَناسُب سماحيات النفاذ مع طبيعة الأطراف (كالمنظمين، والمراقبين، والشاحنين، والبائعين، والزبائن) وأدوارهم.
• تحديد المعلومات التي يجب أن تخزَّن في سلسلة الكتل مباشرة، والمعلومات التي يجب أن تخزَّن في مكان آخر والنفاذ إليها من طريق سلسلة الكتل. علمًا بأن الاختيار الأول ينطوي على عبءِ تخزينٍ كبير (بسبب التكرار) وصعوبة التحديث (بسبب الثبات) ولكنه يضمن سلامة المعلومات، في حين أن الاختيار الثاني ينطوي على عكس ذلك.
• الحاجة إلى بنية تحتية ضخمة للحوسبة، وإلى استقرار أداء الإنترنت بسرعات كافية.
أخيرًا...
إن ما ينطبق على الأغذية ينطبق على باقي سلاسل توريد أي نوع آخر من المنتجات؛ فالمعلومات الواردة في سلسلة الكتل مفيدة للزبائن النهائيين لاتخاذ قرارات مستنيرة قبل شراء المنتجات، ومفيدة للمراقبين للتأكد أن عمليات المعالجة والتعامل والنقل والتخزين تنفَّذ على الوجه الصحيح.
المراجع
1. D. Gunders, “Wasted: How America is losing up to 40 percent of its food from farm to fork to landfill (TR-2012).” Accessed on: Jan. 28, 2019. [Online]. Available: https://www.nrdc.org/sites/default/files/wasted-food-IP.pdf
2. Z. Li, H. Wu, B. King, Z. Ben Miled, J. Wassick, and J.Tazelaar, “A hybrid blockchain ledger for supply chain visibility,” in Proc. 2018 17th Int. Symp. Parallel and Distributed Computing (ISPDC), Geneva, pp. 118–125.
3. J. G. Keogh, “Blockchain, provenance, traceability & chain of custody.” Accessed on: Sept. 12, 2019. [Online]. Available: http://www.myfoodtrust.com/2018/08/17/blockchain-provenance-traceability-chain-of-custody/
4. S. Wang, D. Li, Y. Zhang, and J. Chen, “Smart contract-based product traceability system in the supply chain scenario,” IEEE Access, vol. 7, pp. 115 122–115,133, Aug. 2019.
5. A. Pal and K. Kant, “IoT-based sensing and communications infrastructure for the fresh food supply chain,” Computer vol. 51, no. 2, pp. 76–80, Feb. 2018.
6. S. Pearsona et al., “Are distributed ledger technologies the panacea for food traceability?” Global Food Security, vol. 20, pp. 145–149, Mar. 2019.
7. Y. Zhang, S. Kasahara, Y. Shen, X. Jiang, and J. Wan, “Smart contract-based access control for the internet of things,” IEEE Internet Things J., vol. 6, no. 2, pp. 1594–1605, 2018.
قد ترغب كذلك بقراءة
تعطل مخدمات فيسبوك: ماذا حصل بالضبط؟
الحفاظ على ملكية المنتجات الرقمية باستخدام الرموز غير القابلة للاستبدال
معالجة البيانات وتنقيتها في نظم المعلومات