Prefácio

A tecnologia Blockchain desenvolveu-se rapidamente ao longo da última década, enraizando-se em vários campos e transformando muitas indústrias, sendo a gestão da cadeia de fornecimento uma área com um significativo potencial para aplicações de blockchain. Como parte essencial das operações empresariais modernas, a gestão da cadeia de fornecimento exige uma coordenação eficaz de recursos em diferentes regiões do cenário globalizado para garantir processos de serviço e produção suaves e satisfazer com precisão as exigências dos clientes. Com as suas características de transparência, confiabilidade e automação, a tecnologia blockchain pode aprimorar as capacidades de intercâmbio de informações entre os utilizadores e melhorar o desempenho de outros elementos impulsionadores na cadeia de fornecimento, como produção, inventário e transporte.

Neste curso, começaremos introduzindo os princípios básicos do blockchain e, em seguida, exploraremos suas aplicações na gestão da cadeia de suprimentos. O livro-razão distribuído descentralizado e a segurança criptográfica do blockchain o tornam uma solução ideal para muitos problemas nos sistemas de informação da cadeia de suprimentos. Ao estabelecer dados da cadeia de suprimentos no blockchain com registros imutáveis, as empresas podem realizar a rastreabilidade dos produtos durante todo o processo, desde a compra e inspeção de matérias-primas até o monitoramento em tempo real durante a fabricação e desde a gestão logística durante o embarque até as vendas pelos varejistas. Dessa forma, todos os participantes da cadeia de suprimentos podem compartilhar dados em tempo real, aumentar a visibilidade do processo, garantir a qualidade do produto, melhorar a eficiência da colaboração e reduzir os riscos de atrasos e erros. Forneceremos exemplos práticos e experiências nesta indústria para ajudá-lo a obter uma compreensão mais profunda das aplicações de blockchain na gestão da cadeia de suprimentos.

Princípios básicos do Blockchain

A Blockchain é um tipo especial de base de dados onde o armazenamento de dados está sujeito a regras específicas e não pode ser eliminado ou modificado arbitrariamente. A sua tecnologia central é o livro-razão distribuído, onde cada pedaço de dados está ligado ao anterior, e os dados armazenados desta forma são geralmente referidos como um 'bloco'.

Cada bloco é construído em cima do bloco anterior, ligado e ordenado através de carimbos de data e hora, e identificado por um valor de hash único gerado por uma função de hash. Por isso, é chamado de “blockchain.” Novos dados só podem ser adicionados como parte de um bloco à base de dados da blockchain, e a coleção de blocos constitui a base de dados da blockchain.

É amplamente reconhecido que em uma rede blockchain:

1. Os dados podem ser adicionados.
2. Os dados não podem ser eliminados ou modificados arbitrariamente.
3. Cada peça de dados está ligada à anterior.

Esta base de dados inviolável é valiosa, uma vez que não requer uma autoridade central fidedigna (um intermediário terceiro) para operar o sistema, minimizando o potencial de utilização indevida ou abusiva da confiança. Suas características de transparência de dados, fácil verificação e imutabilidade reduzem significativamente o custo da confiança.

Blockchain depende de uma rede distribuída peer-to-peer e usa um mecanismo de consenso para alcançar um entendimento compartilhado entre todos os participantes dos dados contidos no banco de dados e sincronizar quaisquer atualizações. Uma vez que um bloco é adicionado ao blockchain, ele pode ser considerado permanentemente válido.

Como resultado, a tecnologia blockchain pode servir como um fator orientado pela informação para melhorar a capacidade de resposta e eficiência da gestão da cadeia de fornecimento. Pode aumentar a transparência, rastreabilidade e coordenação da troca de dados entre diferentes participantes, ao mesmo tempo que previne falsificações e fraudes.

Introdução à Tecnologia Blockchain

Criptografia

A criptografia é a base da tecnologia blockchain, e suas aplicações incluem assinaturas digitais, criptografia assimétrica e funções de hash. As assinaturas digitais são usadas para verificar a autenticidade e integridade dos dados, garantindo que os dados não tenham sido adulterados. A criptografia assimétrica utiliza chaves públicas e privadas, onde os dados são criptografados com a chave pública ao iniciar uma transação e descriptografados com a chave privada, garantindo a confidencialidade e segurança da transmissão de informações.

A criptografia desempenha um papel crucial na blockchain ao proteger a segurança dos dados, impedir o acesso não autorizado e a adulteração, e fornecer aos participantes anonimato e proteção da privacidade, permitindo que a blockchain lide de forma segura com informações e transações sensíveis.

Mecanismo de consenso

Em sistemas distribuídos, surge o problema da confiança entre os participantes. Permitir a comunicação e alcançar consenso entre todos os participantes na presença de informações defeituosas é conhecido como o Problema dos Generais Bizantinos. Sistemas que conseguem superar esse problema são chamados de sistemas tolerantes a falhas bizantinas (BFT).

As abordagens tradicionais dependem de autoridades centrais confiáveis para determinar a autenticidade e a ordem dos dados. No entanto, as redes de blockchain peer-to-peer usam mecanismos de consenso para resolver disputas.

O objetivo dos mecanismos de consenso é determinar os dados reais na rede e ordenar corretamente os eventos. Diferentes plataformas e projetos de blockchain podem usar diferentes mecanismos de consenso, como Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS).
No mecanismo de PoW, os participantes precisam resolver um problema matemático complexo para provar a sua contribuição para o sistema e ganhar o direito de escrever dados. No mecanismo de PoW, os participantes precisam deter uma certa quantidade de criptomoeda como garantia para enviar dados. Nós maliciosos serão identificados e sofrerão perdas, evitando assim ataques maliciosos e garantindo que todos os participantes possam chegar a um consenso para manter o funcionamento suave da rede blockchain.

Estrutura de Rede da Blockchain

A Blockchain é um livro-razão distribuído mantido por muitos participantes mutuamente desconfiados usando mecanismos de encriptação e consenso. Estes participantes são comumente referidos como nós, mas nem todos os nós são iguais. Podem ser classificados com base nas suas funcionalidades como nós completos, nós leves e nós mineiros. Os nós completos realizam verificações extensivas nos conteúdos dos blocos, incluindo a validação de transações e o armazenamento de cópias completas da blockchain. No entanto, requerem recursos significativos para operar. Os nós leves ligam-se a outros nós completos e apenas validam dados limitados dos blocos, requerendo assim menos recursos de armazenamento e largura de banda. Os nós mineiros são ou nós completos ou nós leves e são responsáveis por fornecer potência computacional ou apostar tokens para processar transações, ganhar recompensas do algoritmo de consenso e proteger a rede blockchain de ataques maliciosos.

A escrita de dados e a troca entre diferentes nós criam uma rede blockchain descentralizada, peer-to-peer, síncrona e sem confiança, que mitiGate.ios o risco de um único ponto de falha levando a uma falha do sistema.

Blockchain Pública, Blockchain Privada, Blockchain de Consórcio

A tecnologia blockchain pode ser aplicada a diferentes cenários. De acordo com a identidade e o propósito dos participantes, pode ser categorizada em blockchains públicas, blockchains privadas e blockchains de consórcio.

Blockchain Pública

Uma blockchain pública é uma rede blockchain aberta onde qualquer pessoa pode participar, e transações e validações podem ser realizadas anonimamente. Os dados e transações numa blockchain pública estão abertos a todos, permitindo que todos os participantes os visualizem e verifiquem. Exemplos típicos de blockchains públicas incluem o Bitcoin e o Ethereum. São caracterizadas pela descentralização e transparência, mas também enfrentam desafios de escalabilidade.

Blockchain Privada

Uma blockchain privada é uma rede blockchain limitada a participantes convidados ou autorizados. É frequentemente utilizada dentro de organizações ou cenários específicos de aplicação de negócios, proporcionando maior privacidade e segurança. Isto permite um melhor controle do acesso aos dados, garantindo que os dados sejam apenas transparentes dentro da rede interna. Alguns exemplos de blockchains privadas são KitChain e a Plataforma Blockchain da IBM, que atendem a necessidades específicas das empresas, como alta capacidade de processamento, baixa latência e zero taxas.

Blockchain de Consórcio

Um blockchain consórcio é um tipo de rede blockchain que integra características de blockchain públicas e privadas. É gerido e operado em conjunto por várias organizações ou instituições, e os participantes devem assinar acordos para determinar os mecanismos de consenso e as regras de partilha de dados. Os blockchains consórcio são normalmente aplicados a projetos de blockchain que envolvem indústrias específicas ou parcerias, como a compensação de pagamentos entre instituições financeiras. Exemplos de blockchains consórcio incluem AntChain e a Fundação Energy Web.

Contratos Inteligentes

Os contratos inteligentes são códigos autoexecutáveis com lógica programável na blockchain, semelhantes a programas determinísticos. Eles executam tarefas específicas quando certas condições são cumpridas. Os contratos inteligentes funcionam seguindo declarações de 'se...então...'. Suas regras são predefinidas pelos programadores e podem ser replicadas e executadas por todos os nós uma vez implantadas na rede blockchain.

Os contratos inteligentes permitem o estabelecimento de acordos sem confiança, permitindo que os utilizadores realizem transações seguras e fiáveis sem a necessidade de confiar numa terceira parte. Podem ser utilizados para implementar vários negócios e compromissos de transação. Os contratos inteligentes apenas entram em vigor quando condições específicas são cumpridas, o que significa que se as condições não forem cumpridas, o contrato inteligente não será executado.

O uso de contratos inteligentes pode eliminar a necessidade de intermediários, reduzindo significativamente os custos operacionais relacionados a erros humanos e atrasos. Eles podem ser utilizados para desenvolver vários tipos de aplicações descentralizadas (DApps).

Reduza os ciclos de produção para melhorar a rastreabilidade

Na indústria de fabricação de eletrônicos, oito empresas parceiras, incluindo Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems e Wiwynn, utilizaram os serviços de blockchain fornecidos pela Microsoft Azure para otimizar os ciclos de fabricação e aquisição de sua cadeia de fornecimento existente.

O surto global da pandemia de COVID-19 em 2020 tornou a gestão da cadeia de fornecimento ainda mais desafiadora, com perturbações nas rotas de transporte e demandas de pedidos imprevisíveis levando a atrasos significativos nos prazos de produção para muitos fabricantes. Através da tecnologia blockchain, os nós de dados independentes na cadeia de fornecimento foram conectados para formar uma rede de dados para partilha de informação, permitindo comunicação frequente entre parceiros a montante e a jusante.

A rede blockchain tornou os dados em cada elo da cadeia de fornecimento transparentes, desde o fornecimento de componentes, fabricação e transporte até o armazenamento e entrega. Isso não só fornece uma troca de dados visível e confiável, mas também permite a rastreabilidade de mercadorias, facilitando a gestão proativa e dinâmica da cadeia de fornecimento.

No futuro, a gestão da qualidade também será reforçada, estendendo-se ainda mais aos materiais brutos minerais, centros de dados e eliminação de EOL (Fim de Vida).

Ao criar "gémeos digitais" para cada componente para registar documentos e informações relevantes, torna-se possível evitar a inclusão de componentes falsificados e de qualidade inferior na cadeia de fornecimento. Também permite a verificação das fontes a montante dos componentes, evitando o uso de extração de matérias-primas obtidas de forma desumana e minerais de conflito, e identificando problemas de qualidade em processos complexos.

Comércio sem papel reduz os custos de atrito

O comércio sem papel é o objetivo ideal para o comércio internacional, o que não só melhorará significativamente a eficiência da logística global, mas também beneficiará os comerciantes independentes e consumidores de diferentes países. De acordo com a Trademark East Africa, numa única transação, os empreendedores africanos podem ter de preencher até 96 documentos em papel.
Para enfrentar os desafios de digitalização enfrentados pelos exportadores quenianos, a Trademark East Africa juntou-se à Fundação IOTA para estabelecer um sistema crítico de acesso a documentos comerciais baseado na rede Tangle no Quénia. Eles partilham informações com as alfândegas dos países de destino para acelerar o processo de exportação, melhorando ainda mais a competitividade das empresas quenianas a nível global.

Atualmente, a Trademark East Africa tornou este projeto um foco estratégico e está a experimentar mais rotas comerciais. Por exemplo, estão a explorar exportações de chá para o Reino Unido, exportações de peixe para a Bélgica e exportações têxteis para os EUA. Também estão a colaborar com outros governos da África Oriental para testar a integração desta tecnologia com as suas agências fronteiriças.

Esta aplicação ajudou as agências fronteiriças do Quénia a estabelecer normas para a troca de informações comerciais entre fronteiras e indústrias, aproximando-nos um passo do objetivo global de tornar o comércio acessível e sem esforço para todos. O projeto recebeu forte apoio de agências governamentais de desenvolvimento nos Países Baixos, Reino Unido e EUA.

Segurança Alimentar Melhorada

A Intel associou-se à Curry & Company, um grande distribuidor independente de mirtilos, para fortalecer a rastreabilidade e controle de qualidade da cadeia de fornecimento de alimentos usando a blockchain Hyperledger Sawtooth. Esta parceria garante que os mirtilos frescos possam ser transportados para o mercado para venda dentro de um prazo específico após a colheita.

A Plataforma de Logística Conectada da Intel® está integrada na rede blockchain, incorporando sensores em toda a cadeia de fornecimento e aproveitando a tecnologia da Internet das Coisas (IoT) para monitorizar fatores em tempo real como temperatura, humidade e condições de luz. O sistema pode verificar e rastrear as condições ambientais dos produtos em cada fase, desde a colheita e armazenamento até à entrega, garantindo frescura ideal dos alimentos e qualidade superior para os consumidores.

Comparado com os métodos tradicionais de gestão da cadeia de fornecimento, a introdução da tecnologia blockchain melhorou significativamente a rastreabilidade e segurança alimentar. Ao monitorar continuamente o estado das frutas, é possível evitar proativamente potenciais problemas de deterioração e recolha de alimentos, e também reduzir o desperdício de alimentos.

Além disso, os registros digitais substituíram muitas entradas de dados manuais, facilitando a troca de dados entre parceiros da cadeia de fornecimento e promovendo uma colaboração altamente eficiente, transparente e confiável entre eles.

Reforçar o Transporte e Logística

A Maersk, uma das maiores empresas de transporte de contentores e operadores de navios do mundo, colaborou com a IBM para desenvolver o TradeLens, um sistema de rastreamento em tempo real baseado em blockchain para o transporte internacional de mercadorias. Esta plataforma permite a partilha conveniente e segura de informações, permitindo que diferentes empresas em toda a cadeia de fornecimento colaborem, promovendo assim um comércio global mais transparente e eficiente.

O funcionamento da plataforma TradeLens baseia-se em numerosos sensores ligados às mercadorias, unidades de transporte e equipamentos portuários, que utilizam tecnologia IoT para rastrear a localização das mercadorias e outros dados como temperatura, vibrações, humidade, etc. As informações são registadas na blockchain para que todos os utilizadores possam aceder, garantindo um monitoramento constante do estado da carga.

Além disso, quando o navio chega ao seu destino, códigos de contrato inteligente pré-programados são usados para preencher automaticamente documentos relacionados a contentores e mercadorias, tais como cálculos financeiros, pagamentos de tarifas, auditorias, etc. Através da funcionalidade de interação automatizada central do TradeLens, os participantes podem otimizar fluxos de trabalho e acelerar o processamento de dados. A rede blockchain garante que todos os dados sejam confiáveis, sem erros ou imprecisões.
Atualmente, várias empresas de transporte marítimo internacionais utilizam o TradeLens para reduzir os custos logísticos. Empresas como a Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World e outras aproveitam a tecnologia blockchain para melhorar a velocidade e eficiência da consolidação de carga, declarações, desalfandegamento, pagamentos e outras operações.

Proteção Ambiental e Conformidade

A empresa sul-africana de papel Sappi e o fabricante indiano de polpa e fibras Birla Cellulose colaboraram para criar o GreenTrack, um sistema que rastreia o fluxo de produtos de tecido e materiais reciclados. Os parceiros podem usar o rastreamento em tempo real através da digitalização de códigos QR, garantindo que o processo de produção provenha inteiramente de florestas certificadas e sustentáveis. Isso ajuda os consumidores a fazerem escolhas de compra mais informadas. Atualmente, a plataforma foi adotada por mais de 250 parceiros da cadeia de fornecimento, incluindo empresas conhecidas como Walmart e Marks & Spencer.

No setor das pescas, a TraSeable Solutions estabeleceu parceria com o World Wildlife Fund (WWF) para atender às exigências dos clientes em relação às cadeias de fornecimento de frutos do mar que cumpram as normas ESG e evitem a pesca ilegal. O seu sistema recolhe dados sobre as capturas de cada embarcação de pesca, incluindo coordenadas, registos de capturas e detalhes da tripulação, e depois etiqueta as embalagens dos produtos com códigos QR para permitir que os consumidores finais obtenham informações registadas na rede blockchain e minimizem a venda de peixes pescados ilegalmente. Na indústria da joalharia, a De Beers, um dos maiores produtores de diamantes, utiliza a plataforma blockchain Tracr para rastrear os diamantes desde a mineração, processamento e envio até às lojas de joias. Cada diamante recebe um ID único imediatamente após ser extraído. Sensores detetam a secção, a clareza, a cor e o peso de cada diamante, e a informação é depois registada na plataforma Tracr. Os dados posteriores sobre polimento, processamento, envio e revenda também são atualizados em tempo real, permitindo que todas as partes interessadas relevantes rastreiem e revejam a jornada do diamante. Isto não só melhora a transparência e a confiabilidade dos registos, mas também impede que os diamantes de sangue desumanos entrem no mercado através de canais ilegais.

Conclusão

Neste curso, exploramos a aplicação da blockchain na gestão da cadeia de fornecimento. A tecnologia blockchain armazena dados num livro-razão distribuído, fornecendo imutabilidade e descentralização. Também usa mecanismos de consenso para garantir que os participantes alcancem um consenso, alcançando assim transparência de dados, rastreabilidade e coordenação contínua. Além disso, adquirimos insights sobre diferentes tipos de redes blockchain, como blockchains públicas, blockchains privadas e blockchains de consórcio, oferecendo às empresas a flexibilidade de selecionar a tecnologia mais adequada de acordo com os seus casos de uso e requisitos específicos.

Na gestão da cadeia de fornecimento, a tecnologia blockchain tem demonstrado um sucesso significativo. Tem provado ser eficaz na redução dos ciclos de produção, na melhoria da rastreabilidade do produto, no aprimoramento da gestão de transporte e logística, na redução dos custos operacionais manuais e na garantia da proteção ambiental e conformidade. O uso de contratos inteligentes aumentou significativamente a gestão da cadeia de fornecimento, permitindo transações e operações comerciais seguras e confiáveis. Também reduziu a necessidade de intermediários e diminuiu os custos operacionais decorrentes de erros humanos e atrasos.

Na próxima lição, vamos aprofundar as aplicações de blockchain na cadeia de fornecimento financeira e explorar as tendências futuras e desafios potenciais.

Takeaways

1. Blockchain é um tipo especial de base de dados que armazena dados usando um livro-razão distribuído e uma estrutura em cadeia, caracterizada pela imutabilidade e descentralização.
2. Através de mecanismos de consenso, a blockchain garante que todos os participantes cheguem a um consenso sobre os conteúdos incluídos e sincronizem quaisquer atualizações, alcançando transparência de dados, rastreabilidade e coordenação.
3. A criptografia desempenha um papel crucial na tecnologia blockchain, incluindo assinaturas digitais, criptografia assimétrica e funções de hash. Garante a segurança de dados e a confidencialidade das transações.
4. Os mecanismos de consenso desempenham um papel crucial na abordagem das questões de confiança em sistemas distribuídos, garantindo dados genuínos e a ordenação correta. Os mecanismos comuns incluem a Prova de Trabalho e a Prova de Participação.
5. As blockchains públicas são redes de blockchain abertas onde qualquer pessoa pode participar, e os dados e transações são públicos, caracterizados pela descentralização e transparência.
6. As blockchains privadas são redes blockchain com participantes limitados, utilizadas dentro de organizações ou em cenários de aplicação específicos, proporcionando maior privacidade e segurança.
7. As blockchains de consórcio são um tipo de rede blockchain que incorpora características de blockchain públicas e privadas, geridas e operadas em conjunto por múltiplas organizações ou instituições.
8. Os contratos inteligentes são códigos autoexecutáveis na blockchain com lógica programável, permitindo transações seguras e confiáveis e operações comerciais sem a necessidade de confiança em terceiros. Eles podem eliminar a necessidade de intermediários, reduzir os custos operacionais causados por erros humanos e atrasos, e são usados para desenvolver várias aplicações descentralizadas (DApps).
9. Na gestão da cadeia de fornecimento, a tecnologia blockchain tem sido aplicada na prática em vários cenários, incluindo a redução dos ciclos de produção, o aumento da rastreabilidade, o reforço da segurança alimentar, o fortalecimento dos transportes e logística, a redução dos custos operacionais manuais, a melhoria da eficiência de colaboração entre empresas, a promoção da proteção ambiental e a garantia de conformidade.