利用区块链提高产品生态设计的透明度和可追溯性

李婧婧

(科技部火炬高技术产业开发中心，北京 100045)

控制产品设计和产品系统的企业是绿色供应链环境改善的核心企业。生态设计已成为绿色供应链管理的基本组成部分。消费者和其他利益相关者往往很难验证一个公司的产品和生产过程的可持续性。他们往往对企业提供的环境信息持怀疑态度，因为生产者有漂绿和操纵生态标签行为［1］。Global Brand Counterfeiting Report,2018的调查报告显示早在 2017 年全球假货市场给品牌造成的损失达 1.2 万亿美元，同时假货横行严重困扰着消费者群体。

全球领先的独立市场研究咨询公司 Mintel 指出，中国境内有 58% 的受访者愿意花更多的钱购买具有道德意义的品牌，但无法识别和确定对环境负责的品牌。这个领域的知识和研究仍然较为缺乏［2］。使市场混乱和竞争加剧的是，在产品开发过程中缺乏开放和可信的信息访问渠道。供应链中的每一个环节都是透明度的瓶颈，并可能导致信任侵蚀。因此，生态设计中信息透明度和可追溯性(transparency and traceability,T&T)的需求得到了利益相关者、企业及其供应链成员的广泛关注［3］。研究还强调了信息透明度的关键作用，即在实现可持续发展中能够及时获取信息［4］。可持续追溯性——为了实现透明度而跟踪信息的能力可以提高整体三重底线(triplebottom-line,TBL)绩效和竞争优势，加快风险管理和供应链流程转型。

信息T&T 可以帮助合作伙伴了解全球供应链的复杂性，减轻不可持续行为的影响，并根据长期目标监测进展情况。作为市场上产品的一个未知领域或架构基础，产品数据管理(PDM)是生态设计的一个组成部分，以获得可靠的产品质量信息［5］。PDM可以通过T&T 变得更有效。例如，从社会可持续性的角度看，在冲突矿产管理中具有高可见性的企业将实现更多的运营和市场效益［6］。透明的包装信息增加了对产品质量的感知，以及消费者的购买意愿［7］。为了改善生态设计效果，学者们已经提出了几种技术来提取产品信息，如数字孪生和射频识别(radio frequency identification,RFID)，以提高回收率［8］。

总之，生态设计往往因缺乏有效的T&T 策略而受到阻碍。鉴于消费市场对产品透明度的高期望，先进技术，如大数据、云计算、供应商搜索自动化、物联网，区块链和数字孪生，提供了解决消费者不满和信息不对称的大量方案。在所有新兴技术中，区块链除了促进产品生态设计外，还加速了数字转型和循环经济［4］。在区块链交易中，一些环境指标，如碳排放、用水、能源消耗、废物产生，危险和有毒物质的使用可以得到更好的支持、测量和监测。

可持续发展的透明度一直是实践者和学术界关注的关键问题，并将重点放在供应链上［9］。时尚、食品和制药行业已经对区块链技术产生了浓厚的兴趣。例如，德国初创公司retraced 利用区块链技术从供应链收集数据。它使时尚品牌能够显著证明他们为可持续发展所做的努力，比如材料和劳动条件。平台“了解你的供应商”(know your supplier,KYS)通过实时功能、智能合约功能和与区块链相关的分布式特性，帮助制造商识别和验证供应商风险、合规和参与程度。

将区块链技术整合到生态设计中，是可持续发展透明度的一部分。区块链促进和推动生态设计T&T，使人们全面了解产品生命周期的材料供应、使用、回收、处置、拆卸和维护等各阶段如何减少对环境的影响。但到目前为止，研究区块链和生态设计之间关系的文献非常有限。以期利用承诺-信任理论填补这一空白，为可持续发展知识体系做出了贡献。

2.1 生态设计

在监管压力、社会责任和市场需求的驱动下，生态设计可以通过在产品生命周期内使用更多的环保材料，最大限度地减少消耗、排放和浪费来实现。生态设计的积极影响体现在能效提高和资源优化等环境绩效;风险识别/缓解和成本降低等经济绩效［10］；
改善制造商的形象和声誉，留住环境友好的客户和员工，并从竞争对手中脱颖而出等隐性绩效［11］。

为此，学者提出了系列生态设计的X设计(design forx，DfX)概念。DfX 目的在于延长产品寿命使之回收利用，包括维护和维修设计、升级和适应性设计、标准化和兼容性设计、拆卸和回收设计、依恋和信任设计［12］。可拆卸设计是促进产品再利用和材料循环利用的关键步骤。选择最适合回收、再制造和升级的材料，如生物降解材料。依恋和信任设计是创造可靠和耐用的产品。例如，Fairphone 公司将智能手机供应链高度透明化，把公平贸易原则应用于手机制造。相对于不容易维修和再制造的设计趋势，Fairphone 公司有许多优势：较低的拆卸成本和模块化设计。

先前研究指出了生态设计和消费者市场之间的积极关系。在一个提倡产品循环和再生的时代，具有生态设计指标的产品将得到更广泛的接受。例如，生态包装的认知直接影响消费者的购买倾向［13］。尽管有这样的优点，制造商也不愿意将生态设计与公司的产品开发决策相结合。由于缺乏消费者的信任，生态设计的价值很难得到市场认可，更不用说经济激励，如税收减免和绿色产品。这一问题的潜在挑战是如何获得可用于营销和传播的可靠生态设计信息。

2.2 承诺-信任理论

Morgan 等［14］以关系承诺和信任为主要变量，提出了承诺-信任理论（commitment-trust theory，CTT）。该理论侧重于发展交易双方之间的长期关系，是建立和维持不可分割的商业关系的关键前提。双方之间的信任有助于减少脆弱性，并直接影响关系承诺。大多数研究人员利用这一理论来探讨客户保留和忠诚度等关系问题，因为合作伙伴的信任和承诺可以减少不确定性和增加合作意愿［15］。在本文中，这一理论为可持续发展的透明度提供了一个合理的解释。

（1）信任。信任是对可持续性透明度的重要贡献，因为它通过支持非个人的社会控制手段，标准化的信息、外部监督和第三方审计来改变社会关系。信任是在更大范围的合作和责任之间实现平衡的关键。利益相关者之间的信任和合作也是信息共享的关键因素。在相互信任的情况下，企业就可以寻求清洁生产过程和改变生态设计的新技术。

作为供应链管理的关键驱动因素，可追溯性解决信任危机不仅应用在经济和运营效率方面，还应用在社会和环境方面。在这个过程中，信息的重要性(即信息的准确、可信、及时和有用) 以消费者透明的方式处理，从而实现TBL 效益，同时消费者的隐私得到保障。目前，可追溯性使能技术打开了超越供应链边界透明度的可能性，如信息共享平台。因此，可追溯性是信息技术发展的趋势，值得特别注意。

（2）承诺。作为一个深刻影响人类行为及其变化的认知概念，可持续性研究中的承诺是指企业通过积极和持续的努力来应对社会和环境挑战［16］。道德信念和市场导向可以促进环境承诺战略的制定和实施［17］。Chen 等［18］开发了4 个项目来定义可持续性承诺：对可持续性的具体投资;可持续的产品和工艺设计；
对员工进行可持续发展技术培训；
建立可持续发展的激励机制。可持续发展承诺可以显著地改善环境和社会绩效。它使公司能够为关注环境保护的客户提供更大的满意度，减少能源消耗和总成本［19］，增加无形资产，提高组织声誉［20］。

具体来说，承诺是实现生态设计目标的一种解决方案。制造商认可这一概念，并进行具体的可持续发展投资，例如可维修性、多种用途、可回收性、可快速拆卸性、可传达的信息，这些都可能成为生态设计的有价值特性。根据前人对承诺的研究，承诺的本质是满足利益相关者的可持续需求。没有政府许可、合同结算、员工参与和社区认同将导致利益相关者支持和三重底线绩效的减少。因此，可持续发展承诺只有通过协作才能提高绩效［21］。信息共享就是这样一种重要的合作行为。实现T&T 必须依靠核心企业和供应链合作伙伴强有力的承诺。

2.3 区块链：一种新兴的可追溯技术

区块链是一种分布式数据存储技术，通过加密机制、应用网络接口和智能合约来保证信息的安全性、可靠性和一致性。它包含了难以篡改的经过验证的信息［22］。作为一种激励机制，所有网络参与者根据其访问级别和角色，有权获取相关数据。结合时间戳和加密结构，区块链技术本质上是安全和可追溯的［4］。区块链是由参与节点共同维护的最复杂的监管链，因为它特别适合解决一些问题，如促进去中心化各方之间的安全和道德的交易［22］，提高产品透明度，以及减少欺诈和灰色市场交易。总的来说，区块链具有显著的运营能力：

（1）可审核性。区块链强制执行必要的审计，使跟踪产品属性成为可能［23］。供应链上所有参与者的验证都依赖于授予的隐私许可。一致的信息来源反过来又允许客户获得高质量的审计记录，作出更明智的选择。

（2）实时和敏捷。区块链账本实时更新。两个贸易伙伴之间的智能合约是一份数字协议，其中包含增强敏捷性的规则和条件［24］。它可以在整个业务线内实时更新和合法地记录终端用户的产品数据。加上每次交易的绝对真实性保证，可以形成强大和敏捷的数据系统，对强制和人为因素保持弹性。

（3）开放。区块链的开放性使创新成为可能，并可以在供应链中实现自下而上的透明度，而不是繁重的自上而下的审计［25］。区块链迫使公司披露供应商和产品信息，推动他们公开支持合作伙伴和开发实践。这让客户看到哪些公司真正践行了他们的价值观。对于那些不愿与公众分享其信息的公司，区块链也有许可应用程序保护数据的机密和隐私。

（4）清楚。区块链固有的分布式设计将核心组织从昂贵和容易出错的运营中解放出来。然后，用户可以清楚地发现系统的状态（例如当前的库存水平或具体证书的来源）。这种激励结构改善了质量体系，并最大限度地减少了非法伪造［25］。

（5）去中心化。中介的作用已经减少到提供区块链和真实身份之间的注册和链接［4］。区块链通过独立应用通用规则和公开发布数据，消除了中间运营商，确保了连续性、包容性和长期性。

（6）成本效益。具有成本效益的区块链是一个模块化、可互操作的平台，可以减少文书工作和中介服务［4,25］。虽然区块链的实现可能需要初始投资，但公司可以通过区块链功能节省大量开支。最后，它减少了公司被审计的需要，从而降低了较高的行政成本。

在绿色供应链运营中，生态设计是一个有趣的区块链应用。通过在受控环境中管理数据［26］，区块链较轻松地控制了新产品开发的环境质量和生命周期管理。生态设计的透明度和可追溯性(transparency&traceability,T&T)的主要目标是高效地生成、收集、存储和验证信息，这些信息包括产品组成、使用细节、位置、可拆卸性和各种回收方式。将这些参数集成到区块链，使之成为信息交付工具是必要的。本文使用承诺-信任理论提出的基于区块链的生态设计初步架构如图1 所示。

图1 提高生态设计透明度和可追溯性的初步架构

要实现透明度和可追溯性(T&T)，首先必须解决信任问题。区块链的神奇之处在于，通过实时共享不可变、不可逆转的信息，提高了数据源的相互信任和可追溯性，以满足当代企业的信息需求和决策过程。在整个生命周期中，每个产品可能都有一个数字区块链，收集和存储一系列数据，包括产品的关键参数和实施标准。附加在产品上的信息标签表示一个标识符，是将物理产品链接到区块链中的虚拟身份。位于分布式账本中的智能合约包含所有交易信息，仅在满足数据加密要求后才执行由此产生的操作。所有相关的参与者都可以通过设置加密来访问产品信息。当供应链上的企业达到一定数量，且上链信息的质量达到一定水平时，区块链的共识机制所揭示的企业相关信息将逼近于真实信息，从而起到防范企业信息操纵、恶意欺诈等道德风险的作用［27］。清晰和可信的产品历史记录可以提高买家对所购商品道德和环境方面的信心。

除了相互信任的关系之外，我们还应该考虑到区块链技术带来的承诺，这是未来几年生态设计的关键驱动力。承诺是通过跨公司的协作获得的，这是最具挑战性的任务。生态设计以生命周期分析为前提，涉及企业的每一项职能，并需要认真学习大量的技能和知识。生态知识是指设计者所做的一切选择及其相关的环境性能。要明确产品应用、确定兼容性以及获得合作伙伴的认可和支持，需要一系列不同的技能。因此，生态设计通常会接触到多个外部利益相关者，如供应商、分销商和客户。

区块链可以成为生态设计的强大补充，实现与多方的信息验证和知识共享，促进协调和简化运营［26］。区块链抓住供应链网络对信任建立的诉求，从价值创造中实现各参与方的利益共享，促进供应链网络各节点的可持续发展［28］。区块链只有在所有参与者都连接在一个生态系统中时才能系统地运作，因此它要求供应链的所有利益相关者紧密合作。建立以区块链技术为核心的供应链信息平台，能够有效连接供应链联盟、金融机构及政府监管部门，促使供应链中商流、物流、资金流、信息流四流合一，从而构建互信共赢的供应链生态体系［29］。开放式绿色供应链是绿色供应链生态系统的一个新阶段，它利用开放、分布式和去中心化的网络和技术，改善供应链成员之间的沟通，减少合作伙伴的冲突。

值得注意的是，公司要创造价值，就需要系统地将区块链与他们的战略和能力联系起来［30］。因此，为了提升生态设计能力，一方面，核心企业必须改善绿色流程，通过区块链减少内部流程(如ISO 14001 和EMS)的可追溯障碍。另一方面，他们应该理解跨部门伙伴关系的战略价值，并建立相互信任的关系。我们的架构显示了区块链如何模糊企业边界，并将供应链参与者整合到生态系统中。

生态设计主要从以下五个方面受到区块链特性和生态系统的影响。

（1）材料检验。在生态设计中，材料对环境的影响需要检验和明确。区块链中的智能合约将解决与大量交易相关的有害物质扩散问题。分布式账本具有大量的数据资料集，如环境问题识别，环境友好行为和声明，最后达到标准的数据。所有信息都存储在具有不可伪造的数字签名的智能合约中，只有持有正确数字密钥的各方才能访问该合约。这样，真实信息就不会被多个合作伙伴破坏，可以用于贸易和营销。获得更多的原始材料数据极大地促进了研发材料的选择和生态设计。

（2）合规审计。合规审计特别注意生态设计的标签和认证。区块链可以方便地跟踪单个供应商的合规性历史。它还为敏感文件提供了高水平的安全性，包括易被操纵的审计反馈和纠正行动计划(corrective action plans,CAP)。审计的整体周转时间会减少，因为信息收集的过程将更加精简和透明。相互依赖的供应商之间拥有承诺的社会联系是重要的。利用来自供应商的经过验证的数据，组织可以获得自身无法拥有的竞争优势。供应商也将从区块链认定的生态设计中受益。

（3）生命周期评价(life cycle assessment,LCA)。LCA 支持可持续的方法：使用轻量化材料，减少能源使用，将废物流融入生产中，通过维修和循环利用延长产品的寿命。使用区块链的优势同样也出现在产品的LCA 中：更少的LCA 数据收集、存储和访问时间，从而更好地管理回收、再制造和末端处置［23］。所有这些好处都依赖于对产品生命周期属性的跟踪。一个完整的生命周期记录可以极大地改变商品的来源，这有助于推动更广泛的可持续努力，如生态设计。消费者可以在第一时间验证产品的LCA 证书，为企业提供实时的使用体验和反馈，让企业按照用户认为有能力、有原则、有善意的方式发展。一般来说，为了实施有效的生态设计和维持与消费者的良好关系，产品的生命周期评估应该被记录在区块链上。

（4）碳排放。碳足迹是反映环境影响的重要指标，是实现生态设计的主要途径。消费者对绿色产品的压力可能会导致企业重新评估和重组他们的供应链，以减少碳排放。沃尔玛(Walmart)和乐购(Tesco)等零售商都保证会在产品上贴上碳足迹标签。然而，绿色产品的加工信息往往是不可获取和难以验证的。鉴于此，区块链技术可以通过为供应链提供基本信息来减少产品生命周期中的碳排放。每一件实物产品都配备了一个数字护照，显示产品的真实性和来源，创建一个可审核的生命周期记录，如从温室气体排放水平上验证产品的设计和制造过程。区块链还可以货币化碳足迹，创新已有模式。叶强等［31］利用区块链公链技术与侧链扩容技术，提出"公链+侧链"的碳市场体系设计方案，实现了个人碳资产聚合，保证了交易效率。这样，有环保意识的消费者可能更愿意购买绿色产品。

（5）回收利用。在回收方面，区块链可以利用信誉系统来评估各种项目的影响。回收材料和过程可以通过标准化和可比较的回流信息进行监控［26］。材料的回收需要上下游之间的协作，以满足工业规范和新用户市场的需求。对于参与回收联盟的公司来说，这种合作可以建立制度上的信任，并促进信息的流通。例如，区块链技术已经被用于激励北欧的人们通过加密令牌的形式获得经济奖励，以换取存放的回收物品。“Social Plastic”是一个基于区块链的项目，旨在将塑料变成货币。“Recycle To Coin”是区块链的另一个应用，它可以让人们回收塑料容器。这些服务大大降低了用户搜索的成本，为那些选定的废物创造更低的回收、再制造和运输成本。

利益相关者可能更愿意成为生态系统中的区块链节点之一。区块链向供应链成员传播信息，减少供应链中的不确定性。供应链关系的这种颠覆性变化可以为生态设计的影响超越供应链边界创造条件。它还可以促进供应链与非传统供应链参与者之间的战略协作，并最终促进它们在同一生态系统中的整合。例如，政府和非政府组织可以实时有效地监控所有涉及的企业，及时阻止他们的不当行为。而供应链中的企业可以利用这种监管升级来抵消区块链未来的潜在风险。加强材料的有效利用是生态设计战略的一部分，物流供应商、分销商和行业联盟必须纳入材料采购和回收的过程。一旦非传统的供应链参与者获得支持和承诺，他们就会开放沟通渠道，评估核心企业的价值，并帮助提高其透明度。非政府组织也可以广泛咨询所有潜在的利益相关者，了解他们对生态设计的关注情况。

简言之，区块链重新洗牌，并扩大了共享价值的可能性。通过所有生态系统合作伙伴之间的信任和承诺，解决生态设计信息T&T 问题指日可待。

根据提出的架构，本节阐述了区块链会促进生态设计产生突破性变化，并提出了建设性的解决方案改善信任和承诺。鉴于区块链应用的特征和挑战，案例研究是合适的研究方法［32］。首先，案例研究方法适用于研究动态变化和管理变革过程，能较好地归纳现象特征，寻找理论逻辑进行支撑和分析。本文旨在探索区块链促进生态设计的机制，属于复杂、隐蔽的“How”问题范畴，这与案例研究的本质相契合［33］。其次，基于 Eisenhardt［33］提出的案例研究方法，单案例特别适合观察和总结研究对象的纵向演化机制，提炼出解释复杂现象的理论或规律。已有文献对于区块链与可持续性的内在机理研究还处于起步阶段，仍然相对模糊和复杂，需要扎根于特定的管理情境中探索规律。这与单案例的研究目的相契合。在本研究有限的案例中，耐克是产品生态设计和区块链应用的全球领导者，在理论研究中可以提供丰富的有价值的数据。为了进行三角验证，鉴于研究数据的可得性，我们选择了不同来源的数据：研究出版物；
新闻报道；
公司官网和影响报告。下面对该案例进行描述。

近30 年来，耐克一直是可持续发展领域的先锋，并在2019 年名列Gartner 供应链25 强的第10位。为了使其产品更具可持续性，耐克致力于将废物转化为价值流来推动生态设计。它于2019 年发布了产品设计指南Circularity: Guiding the Future of Design。该指南提出产品循环设计的十大准则，涉及原材料，可再生性，减少废料，可降解性，绿色化工，翻新，灵活性，耐用性，再生包装以及商业模式创新方面的内容，旨在让有限的资源发挥最大的潜力，并鼓励在设计过程的每个阶段进行创新。耐克专注于可持续材料，它通过环境友好的化学工艺、更低的资源强度、更少的浪费和可回收性来减少对环境的影响。耐克76%的鞋类和服装款式包含回收材料。耐克空气制造创新技术从垃圾填埋场转移了95%以上的垃圾，相当于每年近10 个奥运会场馆大小的游泳池。耐克还为充气鞋底发明了一种染色工艺，可以使用99%的可回收水。此外，它最大限度地减少了包装浪费，减少了碳密集型运输方式。

作为鞋业巨头，耐克除了在生态设计方面的表现外，还获得了区块链专利“Cryptokicks”，通过该系统将加密的数字资产（ERC-721 代币）附加到球鞋等物理产品上，生成一个独特的识别ID，鞋子信息存储在一个被称作“数字储物柜”（Digital Locker）的加密货币钱包中，用户可以追踪产品所有权，验证其真实性，安全交换鞋子的具体款式，从而记录数字轨迹。本文在以下耐克的案例中阐述区块链集成的生态设计T&T 架构。

5.1 信任——区块链特征

耐克专利揭示了一些关键的区块链特性。区块链技术为生态设计的每一个流程都提供了公开的账本。产品都会有一份出产证明，包括其品牌、价格、回收说明、材料属性和来源、染料工艺细节，以及一份护照，以便在其整个生命周期中进行跟踪。

客户可以通过扫描产品标签上的代码进入这个分类账，查看生态设计的开始到末端的全部信息。这是由区块链的实时功能和分布式特性实现的。区块链中的智能合约可以为利益相关者提供准确和负责任的跟踪记录。合约效力通过数字签名得到了增强，这导致了区块链的去中心化，从而创建了可信的交易和永久的记录。然后，智能合约将执行生态设计交易，进而提供诸如绿色化学工艺的完整踪迹。此外，所有交易都有时间戳和防篡改功能，确保了单个数据源的完整性。为了实施原材料指定标准等监管规则，用于数据存储的智能合约可以添加项目、更新项目和搜索项目来触发特定事件。供应商将得到及时通知，并提供正确的材料。

区块链的深层安全特征保证了数据机密性、完整性和可用性。区块链上跟踪记录的内容，例如涉及交易或产品的身份信息，可以被加密。只有拥有强健的网络防御密钥的组织才能被区块链其他成员看到。因此，利益相关者应该具备加密访问手段，以便在任何时候检索信息并对其作出响应。

假冒商品带来了社会对企业产品广泛的不信任。区块链使用一个去中心化的数据库来存储和交换数据，该数据库不可能修改或破坏数据，从而促进了假冒伪劣产品的识别和召回。这些产品可能面临罚款，罚金会在发货前自动向该公司收取。利用对不良产品的检测能力，区块链不仅可以降低合规风险，还可以防止不合格产品的销售，最终赢得消费者的信任。综上所述，区块链可以保证耐克产品的真实性，为客户提供值得信赖的基础架构，如图2 所示。

图2 耐克公司基于区块链的信任框架

5.2 承诺——区块链生态系统

在耐克，可持续性不仅是产品设计的原则，也是一种贯穿公司的文化。设计师和产品开发人员一直致力于在环境绩效方面获得更好的表现。耐克是许多企业社会责任和可持续发展组织的成员。表1概述了它在透明度和可持续性方面的承诺。

表1 耐克公司在透明度和可持续性方面的承诺

这些行业标准和协议使耐克能够更快地提高其社会和环境绩效，同时也与监管机构保持一致。在耐克，合作形成了将承诺转化为行动的基础。耐克主张在服装和鞋类行业采用全系统的方法来应对可持续发展的挑战，因为广泛的利益相关者之间的合作是提高行业标准、改善工作条件和推动补救措施的关键。

促进合规与合作的成功取决于信息披露的方式，合作伙伴接受和信任这种模式，并认为它可以为企业决策提供信息。区块链技术在推动信息披露方面发挥了关键作用。除了自愿合作，建立相互信任的关系，区块链允许采用新的和更高级的协作模型。生态系统中的所有成员都可以获取来源、验证项目及合规性，从而进行需求管理和收入预测。利用可见性，区块链有潜力提高每个节点和生态系统的整体性能。此外，作为一个全行业的平台，区块链生态系统可以管理利益相关者之间的关系和审查承诺的落实情况。生态系统中的每个用户都被鼓励使用数字身份访问平台来共享数据。智能合约可以存储利益相关者参与和维护关系相关的元数据。

以耐克生态设计为例，区块链生态系统非常适合承诺落实。它包括供应链合作伙伴和非供应链合作伙伴，如图3 所示。生态系统运营流程如下：供应链合作伙伴向非供应链合作伙伴提供产品生命周期细节，即供应商概况、认证资质、产品材料和部件。政府和组织将对整个供应链活动有端到端的可见性，以了解产品的环境性能。由于添加到区块链的所有信息都有时间戳，与供应链有直接联系的用户可以为它们提供背书，如评论、评级或其他支持。这样，供应链就有动力保持质量认证，以维持与非供应链伙伴的合作关系。通过实时访问监测数据，这个透明的生态系统使所有利益相关者能够直接相互交流，分享知识和技术，以更好地改善生态设计。

图3 耐克公司基于区块链的承诺框架

5.2.1 供应链合作伙伴

供应链已经成为区块链技术的典型应用。Rosanna 等［34］认为区块链技术能够调节供应链内的资金流动、库存管理和补给系统，最终实现无缝连接和信任的良性循环。

耐克与供应商建立了牢固的、长期的关系，这些供应商分享了耐克对可持续发展和规模能力建设的承诺，如员工参与、安全文化和环境项目。根据合规要求，耐克对供应商有更高的要求。例如，记分卡用于评估供应商在质量、交付、成本和创新方面的表现；
在网络上不断更新供应商的数据和信息，提高实时监控的准确性。区块链的不可变审计特征提供了一种更便宜、更有效的方法来消除冗余和耗时的过程(如记分卡)，并帮助降低欺诈和错误的风险。由于长期的可持续表现，23 家供应商目前正在利用国际金融公司获得更好的融资条件。耐克与供应商合作，在全球市场使用了具有竞争力的可再生能源。超过90%的耐克鞋类和品牌服装是由超过15年合作关系的供应商工厂生产的。中国丰泰集团作为其中之一体现了这种合作的价值。

使用区块链技术共享生态系统，可以为分销商提供完全透明的库存水平，以及实时更新的供求数据。耐克将受益于物流和采购决策，可以利用区块链证明资源和碳合规的承诺。此外区块链生态系统降低了整个供应链的运营成本，因为每个成员都可以看到新加入的合作伙伴的信息。

为了激发消费者对地球的热爱，耐克与加州艺术家史蒂文·哈林顿(Steven Harrington)合作举办地球日，将他乐观而有趣的创作风格与耐克最可持续的材料之一相结合。区块链生态系统可以促进消费者的参与。对永久数字记录的即时访问已经影响了消费者对绿色产品的期望和需求。消费者更多地使用智能设备研究、购买和评估整个产品生命周期。一旦客户在早期阶段发现质量问题或不良的环境影响，区块链智能合约就可以触发并通知利益相关者迅速召回产品，并追踪问题产生的源头。

5.2.2 非供应链合作伙伴

为了深入解决行业可持续性风险，耐克积极加入了行业协会和机构，如危险化学品零排放(Zero Discharge of Hazardous Chemicals,ZDHC)、皮革工作组(Leather Working Group)、公平劳动协会(Fair Labor Association,FLA)、更好的工作计划(Better Work Program) 和社会劳动融合项目(Social Labor Convergence Project)，以开发创造性的工具和方法。例如，耐克与蓝标技术(Bluesign Technologies)合作，在产品中加大了可持续材料和化学物质的使用。这些组织对于加强供应链的弹性、提高资源效率和整个行业的环境绩效是不可或缺的。

然而，传统的合作方法常常涉及繁琐的手工过程，这使得验证证书和合同等文件变得困难。如果透明度倡议没有得到有效管理，反而可能导致不信任和控制的恶性循环。区块链可重新调整组织惯例，考虑其复杂性，并整合知识和实践。任何经过许可的参与者都可以访问生态设计过程中的特定组分的数据。

作为其可持续产品设计的一部分，耐克推出了一款名为MAKING 的新应用程序，帮助设计师和产品创造者就他们选择的材料对环境的影响做出明智的决定。可持续服装联盟(Sustainable Apparel Coalition,SAC) 和伦敦时装学院(London College of Fashion,LCF)被公认为可持续设计研究和教育的领导者。耐克与他们合作，在全行业分享材料可持续指数(materials sustainability index,MSI)。MSI 可以存储在区块链分类账中，产品开发团队通过密码访问，能获得由700 多家供应商提供的更精确的信息，如能源，水，化学物质，以及产生的废物。该指数还奖励参与可持续发展项目的材料供应商。耐克和工业设计师可以通过MSI 选择可验证的更小环境足迹的材料，如可回收的棉花，有机或BCI (better cotton initiative)认证的棉花，或在生产过程中需要更少化学品或能源的材料。这个公共数据库为引领行业的可持续发展提供了强大动力。

从政府的角度来看，耐克主张在谈判自由贸易协定时加入劳工和环境条款。例如，它建议土耳其政府改善叙利亚难民的工作条件。区块链在任何时候都能提供真实和可追溯的信息，帮助政府作出更明智的决定，解决社会和环境问题，减少官僚主义，促进法规的制定、实施和监督。政府拥有可靠的产品能源、资源和材料生命周期，可以为耐克提供更可持续的研发项目资金和优惠政策。

由于生态系统是区块链网络建设的重要组成部分，将其纳入耐克的利益相关者将从以下五个方面影响生态设计的透明度。

（1）材料检验。耐克选择了最可持续的材料，这些材料只使用了所需的自然资源和预加工/消费后回收原料。区块链审核原材料来确保T&T。产品二维码含有唯一的ID，允许用户将智能合约的所有权转移到自己的加密货币账户。基于以太坊区块链网络，加密令牌以数字方式表示鞋子。有关产品生态设计特征的信息：可以再利用、回收或生物降解的包装材料；
产品的可循环性、耐用性和可拆卸性；
减少或消除有害物质的使用，都可以从这个在线ID中看到。耐克Cryptokicks 的专利将这个性能提升到了一个新的高度。

（2）合规审计。随着区块链的普及，用户可以很容易地获得原材料和供应商的透明度。每一双运动鞋都配置了区块链驱动芯片，这将为消费者带来合规的供应链。为了提高整个行业的合规性，耐克制定了行为准则、合规协议和透明度整治措施。它与供应商合作，以确保负责任和可持续地采购产品材料，引领行业走上零浪费或低碳发展之路。公平劳工协会(fair labor association)重新认可了耐克的社会合规计划，以及可持续发展战略。供应商对采购的反馈是通过匿名评级方案Better Buying 收集的。区块链技术在供应链追溯方面提供了一些令人兴奋的工具，使其更容易证明审计和反馈的真实性。耐克可以使用这些信息来了解其长期采购战略，增加表现优异的供应商的业务。

（3）生命周期评价（LCA）。为延长产品生命周期，耐克建立了循环设计原则。LCA 对生态设计的意义在于评估和最小化整个产品生命周期的环境影响。与LCA 类似，耐克通过材料可持续性指数(MSI)、服装可持续性指数(apparel sustainability index,ASI) 和鞋类可持续性指数(footwear sustainability index,FSI)来评估产品的环境可持续性。其中MSI 是建立在7 年多的材料研究和分析基础上的数据库，构成了测量的基础。每个区块链产品都有一个独特的数字身份，它提供了对一系列信息的访问途径，如供应商、材料、来源、模型和产品生命周期。这一功能使客户能够跟踪耐克产品的生命周期数据，并验证其可靠性和可持续性。利用LCA 数据的便利性和透明性，区块链可以帮助耐克了解每个产品的环境性能，在材料选择、产品规划、设计和开发方面做出更好的选择。

（4）碳排放。到2030 年将全球供应链的碳排放减少30%，是耐克“零排放(Move to Zero)”战略的一个关键指标。耐克的最终目标是减少时尚行业的浪费。十多年来，耐克一直把能源管理和碳减排放在首位，包括扩大可再生能源规模、投资低碳材料、创新运营模式，以及加强全球供应链。例如，Flyleather 通过使用至少50%的再生天然皮革，大大减少了碳足迹。所有这些举措都将通过区块链跟踪鞋的碳排放水平对用户可见。此举将帮助消费者核实碳排放的真实性，在价格主导的市场中引导消费者关注可持续发展问题，并增强他们的购买欲望。通过区块链，耐克有能力应对气候不确定性。

（5）回收利用。耐克每年回收10 亿多个塑料瓶用来制造新的产品。通过提高产品的设计方式和透明度，耐克认证和转让给其他所有者的可能性也会增加，如出租、共享、转售、修复、回收等。耐克可以创建销售点的永久记录，为消费者提供回收路径和商店信用以重复购买。人们任何时候都可以交出他们的可回收物品，以换取安全代币，这些代币可以用来支付其他交易。因此耐克就可以利用回收的原材料生产新鞋了。此外，这样的途径可以使耐克与消费者建立建设性的关系，给予社区处置物品更大的所有权，并提供一种安全有趣的方式来回收真正的区块链产品。

生态设计是一个支持可持续决策的工具，体现在可持续材料验证、减少碳足迹、生命周期评估、合规审计和回收利用等几个方面。然而，促进生态设计实施的信息非常有限。如果设计师和企业无法开展生态设计，可持续产品将如何进入市场？随着全球信任危机的加剧，产品生态设计应以实现更高水平的透明度为目标，从而更快地响应不断变化的消费者需求。幸运的是，许多公司已经认识到生态设计的重要性。他们正在研究能够改变游戏规则的技术区块链，它不仅能带来产品设计的合规性，还能实现产品生命周期端到端的可追溯性。承诺-信任理论为透明度的可持续发展奠定了良好的基础。因此，培养信任和承诺是核心企业的当务之急。从这个角度出发，本研究挖掘了区块链在生态设计实施中的潜力，并提出了一个集成架构来实现T&T 的目标。耐克公司的案例分析证明了该框架的合理性。诚然，这是一项探索性的研究，对于促进生态设计有如下重要意义：

在供应链中所有的信息都不可避免地受到一定程度的简化和抽象。制造商和消费者之间普遍存在信息不对称，不仅会导致糟糕的购买决策，从宏观经济的角度来看，还会导致资源的无效配置。在生态设计方面，提高产品信息的透明度有助于减少外界对整个设计过程和方法的歧义和疑惑，特别是在供应商合规、绿色包装、低碳物流和循环材料等方面。所有这些条件都代表了多个约束。区块链技术提供了一个令人兴奋的机会来追踪产品生态设计在供应链中的实施程度。相关信息在多个利益相关者之间共享，隐私受到加密访问的严格保护。与内部本地数据系统相结合，智能合约允许实时审核和分析每笔交易，同时也有助于揭露生态设计信息中的偏见和不平衡，不同的参与者都可以访问这些信息。

区块链技术可以提高生态设计管理流程的效率，提高公众对公共档案保存的信任水平。用户可以用他们的智能设备扫描产品上的条形码，获取碳足迹、LCA、材料可持续性的记录，并跟踪从原材料供应到末端回收的整个产品生命周期。通过区块链平台，公司可以证明产品符合生态设计标准和规定。当产品出现异常情况时，区块链可以提示公司对不合格产品予以制裁或召回。这种灵活的T&T 实现方式创建了一个直接的沟通渠道，制造商可以与其他合作伙伴分享他们的生态设计努力。区块链下商业模式的独特价值主张，即基于数据、信息等虚拟元素的价值创造，其商业模式创新关键要素是信任［35］。正如耐克案例所证明的那样，企业的可持续发展及其实践程度得以彰显。

承诺是生态设计T&T 的另一个重要组成部分。它需要利益相关者提供更高程度的参与和交互信息。生态设计构成对企业相当大的挑战，是因为公司难以确定所有层次的供应商参与设计过程。他们通常很少或没有识别哪个供应商或职能部门应对生态设计的实施瓶颈负责。区块链生态系统表明让更多的人参与生态设计是多么重要。它把供应商、协会、政府到最终消费者的各种利益相关者聚集在一起，共建一个可持续发展的未来。耐克的故事为我们克服这一挑战提供了富有启发的思路。本文详细清晰地论证了如何利用区块链来解决T&T、合规性和灵活性等问题。在这些问题上，参与者相互依赖和信任，共享数据和收益。承诺架构包括供应链和外部合作伙伴的基本参与者。这种优化的生态系统可以快速取胜并足够发挥区块链的优势。通过纵向和横向整合，监测整个生态设计过程和共享可持续实践变得切实可行。万物互联是工业4.0 最显著的特征。在一个日益数字化的世界中，区块链为核心企业提供了增加产品和业务价值的窗口，同时为供应链和非供应链合作伙伴带来了推动可持续发展的商机。

本研究以一个完整的架构和应用案例来阐述区块链如何解决生态设计的T&T 问题。研究发现，新兴的可追溯技术区块链正是承诺-信任理论的体现和应用。其特征和生态系统分别对应信任和承诺，在材料检验、合规审计、LCA、碳排放和回收利用五个方面提高了生态设计的T&T。通过解决生态设计的T&T 问题，区块链有效地增加了消费者的信任，扩大了绿色产品的市场，为实现可持续发展迈出了关键的一步。

考虑到实现生态设计T&T 存在较多的障碍，本研究开发的架构需要进一步证实。区块链技术具有颠覆性，其在商业领域的应用仍处于起步阶段。为了释放区块链的潜能，必须提高分布式账本的技术和生态系统的成熟度。一些公司认为他们的供应链是商业机密，不提供采购规范和供应商范围。因此，在公众可以将数据透明度的解决方案依托给区块链之前，网络安全问题是区块链迫在眉睫的挑战。因为它在很大程度上仍然不受监管，没有普遍认可的标准或认证过程。为了更好地推广区块链在生态设计上的应用，政府应关注非技术壁垒，如区块链的解决方案与现有法律和组织框架之间的不兼容性。

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