UCLA Anderson Global Supply Chain Blog

区块链技术可防止有机产品欺诈吗？

Bel Yousefi、Sai Prem Achuthan和Christopher Tang

 

加州大学洛杉矶分校安德森学院

 

2017年，《华盛顿邮报》报道称，通过土耳其进口的数百万磅“美国农业部（USDA）有机认证”大豆和玉米似乎存在欺诈。[1]这在美国较为常见：有很大一部分进口“有机”食品是假货。为什么会发生这类事情？这类事情是如何发生的？   我们能做些什么？

 

有机产品欺诈的根本原因

 

人们普遍认为而且一些调查证据也表明，有机食品比传统食品具有更高的营养价值(维生素和抗氧化物)，因为不施用农药和化肥，可促进有机植物产生更多植物生化素(维生素和抗氧化物)，从而能够更好地对抗害虫和杂草。因此，有机食品的售价会高出25-60%。2017年，美国有机食品市场价值超过430亿美元，而且预计到2025年将达到700亿美元。 

 

尽管美国对有机食品的需求正在以两位数的速度增长，但我们惊讶地发现，有机作物耕地面积仍不到美国所有耕地面积的1%。其背后原因在于严格的有机认证程序，令国内农场主需要等待三年多的时间才可获得批准。由于有机食品供不应求，零售商、食品公司和包装食品制造商，纷纷从印度、乌克兰、土耳其、罗马尼亚等地进口有机食品。随着贴有“有机”标签的进口食品呈指数级增长，负责监管所有进口USDA认证有机农产品的美国认证机构（农业市场服务署(AMS)国家有机计划(NOP)），无法进行彻底检查。^[2]复杂的检查程序通常涉及到中间人，如海关经纪人和中央出口收税人。由于检查不够彻底，而进口有机食品的售价更高，这两个因素构成了进/出口商进行有机产品欺诈的主要诱因。  

 

通过区块链防止有机产品进口欺诈

 

由于进/出口商有很强的有机产品欺诈动机，因此有必要防止在向美国进口有机食品的供应链流程中出现伪造记录。如下图所示，进口有机咖啡豆的供应链流程涉及到许多供应链实体，每个实体都有可能违反USDA规定的某些有机认证要求。

 

 

对于防止在供应链中造假，区块链看起来是一个很有前景的解决方案。   区块链技术是使用公用数据库(“链”)存储的数字信息(“区块”)。每个区块均包含前一个区块的加密散列、时间戳和交易数据。区块链设计具有不可变(防止数据修改)、分散化(利用网络共识)和透明(每个公用地址均可开放查看)的特性，是一部开放的分布式分类账，可以通过可验证和永久性的方式，高效记录双方之间的事务。^[3]

 

区块链可对一个庞大供应商生态系统中的食品进行数字化跟踪和认证，直至产品在商店上架并最终到达消费者手中。其对食品行业的潜在益处如下：1)增加透明度，2)通过解决来源识别问题来执行标准和增强安全性，3)消除中间人并提高整个供应链效率，以及4)为可能无法进入更广阔市场的生产商打开新市场。^[4]这项技术的实施对各方利益均有好处。对于农场主来说，区块链可帮其产品开拓新市场，从根本上缩短到最终用户的供应链。对于分销商来说，它有助于扩大国际采购，并避免不断变化的供求带来的风险。对于加工商来说，它有助于加强质量控制，让种植者和加工商能够共享信息。最后，对于消费者来说，它有助于降低价格并提高品牌忠诚度。^[5]

 

IBM目前在食品行业的区块链创新方面处于领先地位，并已宣布与10家大型供应商结成联盟，通过IBM Food Trust帮助提高食品安全性和成分透明度。在沃尔玛的芒果跟踪项目中就存在这项技术的一些应用实例，该项目采用了IBM的区块链技术，将追踪一个芒果的时间从6天多缩短到了2.2秒。^[6]另一个值得注意的实例是，目前通过IBM Food Trust进行试点合作的大型供应商Albertsons，正采用该项技术跟踪长叶莴苣等高风险食品，以帮助缩短识别潜在大肠杆菌爆发源所需的时间。^[7]

 

采用区块链技术面临的挑战

 

虽然IBM正在带头作出努力，但要在所有供应链合作伙伴中广泛实施区块链技术仍具有挑战性，原因如下：1)欠缺经验用户(例如贫困农村地区的农场主)可能造成的数据不准确；2)能源和仓储成本高；3)可扩展性潜力不明；4)区块链与其他技术（如RFID和IOT）的同步集成和采用问题；以及最重要的是5)启动项目的责任归属问题，即，由谁负责承担实施该项技术的成本，并就其使用和效益向利益相关方进行推广？公私合作可能是一条出路。

 

公私合作可帮助将这项技术标准化并提高采用率。由于食品行业在许多国家都得到了大量补贴，因此政府有理由承担这项技术开发和实施的成本，并向利益相关方进行推广。类似于前面提到的试点项目，可通过与少数重要生产商和分销商建立战略伙伴关系对体系的可行性进行测试。此外，由于只有一个政府机构（AMS）监督所有在美国和全世界生产并由USDA认证的有机农产品，因此他们是帮助实现这项技术标准化的关键所在。由于AMS与各利益相关方建立了良好关系，因此也能帮助提高采用率。

 

区块链似乎是打击有机食品欺诈的一个有效的解决方案。如果这项技术获得成功，各类品牌可通过在市场上销售更多正宗有机食品来增加收入。与此同时，消费者食用更多有机食品后，也能吸收更多维生素和抗氧化物，从而强身健体。 

 

 

 

[1] https://www.washingtonpost.com/news/wonk/wp/2017/06/12/millions-of-pounds-of-apparently-fake-organic-grains-convince-the-food-industry-there-may-be-a-problem/?noredirect=on&utm_term=.e62639a8767f

^[2] Organic Trade Association Organic Regulatory Update 2017

^[3] https://www.investopedia.com/terms/b/blockchain.asp

^[4] https://www.startus-insights.com/innovators-guide/8-blockchain-startups-disrupting-the-agricultural

^[5] https://www.forbes.com/sites/themixingbowl/2017/10/23/the-blockchain-of-food

^[6] https://newfoodeconomy.org/blockchain-food-traceability-walmart-ibm/

^[7] https://www.forbes.com/sites/rachelwolfson/2019/04/11/albertsons-joins-ibm-food-trust-blockchain

¿Puede la tecnología "blockchain" prevenir el fraude de los alimentos orgánicos?

Bel Yousefi, Sai Prem Achuthan y Christopher Tang

 

UCLA Anderson School

 

En 2017, el Washington Post reportó que millones de libras de soja y maíz con certificación “USDA Organic” importadas a través de Turquía parecían haber sido fraudulentas.[1] Esto es algo común en los Estados Unidos: una parte significativa de los alimentos “orgánicos” importados resultan falsos.  ¿Por qué ocurre esto?  ¿Cómo ocurre esto?   ¿Qué puede hacerse al respecto?

 

Las causas subyacentes del fraude de los alimentos orgánicos

 

Existe la creencia y algunas investigaciones evidencian que los alimentos orgánicos pueden contener un mayor valor nutricional (más vitaminas y antioxidantes) que los alimentos convencionales ya que, en la ausencia de pesticidas y fertilizantes químicos, las plantas orgánicas mejoran su producción natural de los fitoquímicos (vitaminas y antioxidantes) para defenderse mejor de los mosquitos y la maleza. Por este motivo, los alimentos orgánicos pueden venderse con un precio premium entre 25 y 60% superior a los alimentos convencionales. Para el 2017, el mercado de alimentos orgánicos en Estados Unidos estaba valorado en más de 43 millardos de dólares estadounidenses, y se espera que para el 2025 alcance los 70 mil millones de dólares. 

 

A pesar de que la demanda de alimentos orgánicos en los Estados Unidos ha experimentado un crecimiento de dos dígitos, resulta sorprendente darse cuenta que los campos de cultivo orgánicos siguen por debajo del 1% de toda la tierra de cultivo de los Estados Unidos. La razón subyacente es el estricto proceso de certificación necesario para cultivar alimentos orgánicos, cuya aprobación puede demorar hasta tres años para los agricultores del país.  Debido a que la oferta no puede satisfacer la demanda de alimentos orgánicos, los minoristas, las compañías de alimento para ganado y los fabricantes de alimentos empacados están importando alimentos desde India, Ucrania, Turquía y Rumania.  Con el aumento exponencial de alimentos importados etiquetados como “orgánicos”, la agencia certificadora de los Estados Unidos (el Programa Orgánico Nacional (NOP) del Servicio de Comercialización Agrícola (AMS)) que supervisa todos los productos agrícolas orgánicos con certificación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) es incapaz de realizar las inspecciones minuciosas que debería hacer.^[2] A menudo, el complicado proceso de inspección involucra a intermediarios, tales como agentes de aduana y exportadores centrales.  Debido a que las inspecciones no son tan minuciosas como deberían y gracias a que los alimentos orgánicos importados pueden venderse a precios más altos, se tiene el entorno perfecto para que exportadores o importadores cometan fraude con los alimentos orgánicos.  

 

Prevención de fraude de importación de alimentos orgánicos a través del blockchain

 

Debido a que existe un fuerte incentivo para que exportadores y/o importadores cometan fraude con alimentos orgánicos, existe la necesidad de prevenir la presencia de registros falsificados en el proceso de la cadena de suministros asociado con la importación de alimentos orgánicos hacia los Estados Unidos.  Como se muestra en la figura a continuación, el proceso de la cadena de suministros para la importación de granos de café orgánicos involucra a numerosas entidades dentro de la cadena de suministros, cada una de las cuales tiene el potencial para violar ciertos requisitos de certificación orgánica impuestos por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA).

 

 

Para prevenir que se registre información falsificada en la cadena de suministros, la tecnología blockchain parece ser una solución prometedora.   La tecnología blockchain (o "cadena de bloques") es información digital (el “bloque”) que se almacena utilizando una base de datos pública (la “cadena”). Cada bloque contiene un hash criptográfico perteneciente al bloque previo, una marca de tiempo y datos de la transacción. Por diseño, una cadena de bloques es inmutable (resistente a la modificación de los datos), descentralizada (utiliza el consenso de la red) y transparente (cada dirección pública está abierta a ser visualizada); es decir, es un libro de contabilidad abierto y distribuido que puede registrar eficientemente transacciones entre dos partes de forma verificable y permanente.^[3]

 

La cadena de bloques puede ayudar a rastrear y autenticar digitalmente productos alimenticios de un amplio ecosistema de proveedores, desde su producción hasta alcanzar los anaqueles donde se exhiben para llegar finalmente a los consumidores. Sus beneficios potenciales para la industria de los alimentos son: 1) aumenta la transparencia, 2) establece y hace cumplir normas y mejora la seguridad al resolver el problema de la identificación de la fuente, 3) elimina a los intermediarios y aumenta la eficiencia de la cadena de suministros en su totalidad y 4) abre nuevos mercados para productores que de otra forma no tendrían acceso a los mismos.^[4] La implementación de esta tecnología ofrece beneficios a todas las partes interesadas. Para los agricultores, la cadena de suministros puede abrir nuevos mercados para sus productos al, en esencia, encoger la cadena de suministros hasta el usuario final. Para los distribuidores, ayuda a ampliar el aprovisionamiento internacional y evitar los riesgos relacionados con cambios en la oferta o la demanda. Para los procesadores, ayuda a aumentar el control de calidad al permitir a los agricultores y procesadores compartir información. Por último, para los consumidores, puede ayudar a disminuir los precios e incrementar la lealtad respecto a las marcas.^[5]

 

Actualmente, IBM lidera el movimiento en cuanto a la innovación en la cadena de bloques en la industria de los alimentos y ha anunciado un consorcio con 10 proveedores importantes para ayudar a mejorar la seguridad alimentaria y la transparencia en cuanto a los ingredientes a través del IBM Food Trust.  Algunos ejemplos de esta tecnología en acción pueden apreciarse en el proyecto Mango Tracking DE Walmart, el cual usó la tecnología de cadena de bloques (de IBM) para reducir el tiempo que tomaba hacer seguimiento a un mango desde más de 6 días hasta 2.2 segundos.^[6] Otro ejemplo notable de un proveedor importante que hace pruebas piloto gracias a su sociedad con IBM Food Trust es Albertsons, quienes ahora usan la tecnología para hacer seguimiento a alimentos de alto riesgo, tales como la lechuga "romaine", para ayudar a reducir el tiempo que toma identificar la fuente de brotes potenciales de la bacteria e-coli.^[7]

 

Los desafíos de adoptar la tecnología de cadena de bloques

 

Mientras IBM lidera su esfuerzo, la implementación generalizada de la tecnología de cadena de bloques en todos los socios de la cadena de suministros es un desafío debido a: 1) el potencial de imprecisiones en los datos provistos por usuarios menos sofisticados (p. ej., agricultores rurales de bajos recursos); 2) los altos costos de la electricidad y el almacenamiento; 3) el potencial desconocido para la escalabilidad; 4) la integración y adopción sincronizada de la cadena de bloques con otras tecnologías como RFID (identificación por radio frecuencia) e IOT (Internet de las cosas) y, más importante aún, 5) la cuestión de a quién corresponde la responsabilidad de iniciar el proyecto, es decir, ¿quién es responsable de asumir el costo de implementar la tecnología y educar a las partes interesadas respecto a su uso y beneficios? Las sociedades mixtas (privadas-públicas) podrían ser una respuesta.

 

Las sociedades mixtas (privadas-públicas) pueden ayudar a estandarizar la tecnología y aumentar la tasa de adopción. Debido a que la industria de los alimentos es altamente subsidiada en muchas naciones, tiene sentido que los gobiernos asuman el costo de desarrollar e implementar la tecnología, así como de educar a las partes interesadas. Se puede probar la factibilidad del sistema a través de sociedades con un número limitado de productores y distribuidores importantes, de forma similar a los proyectos piloto antes mencionados. Además, como solo una agencia gubernamental, el Servicio de Comercialización Agrícola (AMS), supervisa todos los productos agrícolas orgánicos con certificación del USDA producidos en los EE. UU. y en el mundo, la misma debería desempeñar un rol importante en la estandarización de la tecnología. El Servicio de Comercialización Agrícola (AMS) puede ayudar también a aumentar las tasas de adopción ya que tiene relaciones bien establecidas con diversas partes interesadas.

 

La tecnología de cadena de bloques parece ser una solución prometedora para combatir el fraude de los alimentos orgánicos.  Si funciona, las marcas pueden ganar más al vender más alimentos orgánicos genuinos en el mercado. Al mismo tiempo, los consumidores absorben más vitaminas y antioxidantes al ingerir alimentos orgánicos y logran una dieta más sana. 

 

 

 

[1] https://www.washingtonpost.com/news/wonk/wp/2017/06/12/millions-of-pounds-of-apparently-fake-organic-grains-convince-the-food-industry-there-may-be-a-problem/?noredirect=on&utm_term=.e62639a8767f

^[2] Actualización Regulatoria sobre Alimentos Orgánicos 2017 de la Asociación de Comercio de Alimentos Orgánicos

^[3] https://www.investopedia.com/terms/b/blockchain.asp

^[4] https://www.startus-insights.com/innovators-guide/8-blockchain-startups-disrupting-the-agricultural

^[5] https://www.forbes.com/sites/themixingbowl/2017/10/23/the-blockchain-of-food

^[6] https://newfoodeconomy.org/blockchain-food-traceability-walmart-ibm/

^[7] https://www.forbes.com/sites/rachelwolfson/2019/04/11/albertsons-joins-ibm-food-trust-blockchain

Can Blockchain Technology Prevent Organic Fraud?

Bel Yousefi, Sai Prem Achuthan, and Christopher Tang

 

UCLA Anderson School

 

In 2017, the Washington Post reported that millions of pounds of “USDA Organic” soybeans and corn imported through Turkey appear to have been fraudulent.[1]  This is a common occurrence in the United States: a significant proportion of imported “organic” foods turns out to be fake.  Why does this happen?  How does this happen?   What can be done?

 

The underlying causes of Organic Fraud

 

There is a belief and some research evidence that organic foods may have higher nutritional value (vitamins and antioxidants) than conventional food because, in the absence of pesticides and chemical fertilizers, organic plants boosts their natural production of the phytochemicals (vitamins and antioxidants) to better fight against bugs and weeds. For this reason, organic foods can be sold with a 25-60% price premium. By 2017, the US organic market was valued at over US$43 billion and it is expected to reach $70 billion by 2025. 

 

Despite the demand for organic food in the U.S having grown by double digits, it is surprising to note that organic cropland remains less than 1% of all U.S. farmland. The underlying reason is due to a strict organic certification process, for which approval can take domestic farmers more than three years.  Because supply cannot meet demand of organic foods, retailers, feed companies, and packaged food manufacturers are importing organic foods from India, Ukraine, Turkey, Romania, etc.  With an exponential growth of imported foods labelled as “organic”, the US certifying agency (the Agricultural Marketing Service (AMS) National Organic Program (NOP)) that oversees all imported USDA-certified organic agricultural products is unable to thoroughly conduct inspections.^[2] The convoluted inspection process often involves intermediaries such as customs brokers and central exporting collectors.  Because the inspection is not as thorough as it should be and because imported organic foods can be sold at a higher price, these two issues create a perfect storm for exporters/importers to commit organic fraud.   

 

Preventing Organic Import Fraud via Blockchain

 

Because there is a strong incentive for exporters and/or importers to commit organic fraud, there is a need to prevent falsified records in the supply chain process associated with importing organic foods to the United States.  As shown in the figure below, the supply chain process of imported organic coffee beans involves many supply chain entities, each of which has the potential to violate certain organic certification requirements imposed by the USDA.

 

 

To prevent falsified information recorded along the supply chain, Blockchain appears to be a promising solution.   Blockchain technology is digital information (the “block”) that is stored using a public database (the “chain”). Each block contains a cryptographic hash of the previous block, a timestamp, and transaction data. By design, a blockchain is immutable (resistant to modification of the data), decentralized (uses network consensus), and transparent (each public address is open to viewing) - an open, distributed ledger that can record transactions between two parties efficiently and in a verifiable and permanent way.^[3]

 

Blockchain can help digitally trace and authenticate food products from a vast ecosystem of suppliers all the way to store shelves and ultimately to consumers. Its potential benefits to the food industry are: 1) increases transparency, 2) enforces standards and enhances security by solving the issue of source identification, 3) eliminates intermediaries and increases efficiency of the whole supply chain, and 4) opens up new markets to producers who may otherwise not have access to a wider market.^[4] Implementation of this technology has benefits across stakeholders. For farmers, blockchain can help open up new markets for their products by essentially shrinking the supply chain to the end user. For distributors, it helps to expand international sourcing and avoid risk related to changing supply or demand. For processors, it helps increase quality control by allowing growers and processors to share information. Finally, for consumers, it can help lower prices and increase brand loyalty.^[5]

 

IBM is currently leading the charge in blockchain innovation in the food industry and has announced a consortium with 10 major suppliers to help improve food safety and ingredient transparency via the IBM Food Trust.  A few examples of this technology in action can be seen in Walmart’s Mango Tracking project that used (IBM’s) blockchain technology to reduce the time it took to track a mango from 6+ days to 2.2 seconds.^[6] Another notable example of a major supplier piloting IBM’s Food Trust partnership is Albertsons who is now using the technology to track high-risk foods such as romaine lettuce to help reduce the time it takes to identify the source of potential e-coli outbreaks.^[7]

 

The challenges of adopting Blockchain technology

 

While IBM is leading its effort, widespread implementation of blockchain technology across all supply chain partners is challenging because: 1) the potential of  data inaccuracies incurred by less sophisticated users (e.g. poor rural farmers); 2) the high energy and storage costs; 3) the unknown potential for scalability; 4) the synchronized integration and adoption of blockchain with other technologies such as RFID and IOT, and most importantly, 5) the question of whose responsibility it is to initiate the project; i.e., who is responsible for bearing the cost of implementing the technology and educating stakeholders on its usage and benefits? Private-public partnerships may be one answer.

 

Public-private partnerships can help standardize the technology and increase the adoption rate. Since the food industry is heavily subsidized in many nations, it makes sense for governments to bear the cost of developing and implementing the technology, and educating stakeholders. System feasibility can be tested through strategic partnerships with a limited number of key producers and distributors similar to the pilot projects previously mentioned. Additionally, as only one government agency, the AMS, oversees all the USDA-certified organic agricultural products produced in the U.S and around the world, they would be key in helping to standardize the technology. The AMS can also help increase adoption rates as it has well-established relationships with various stakeholders.

 

Blockchain technology appears to be a promising solution for fighting organic food fraud.  If it works, brands can earn more by selling more genuine organic foods in the market. At the same time, consumers absorb more vitamins and antioxidants from eating organic foods and thrive. 

 

 

[1] https://www.washingtonpost.com/news/wonk/wp/2017/06/12/millions-of-pounds-of-apparently-fake-organic-grains-convince-the-food-industry-there-may-be-a-problem/?noredirect=on&utm_term=.e62639a8767f

^[2] Organic Trade Association Organic Regulatory Update 2017

^[3] https://www.investopedia.com/terms/b/blockchain.asp

^[4] https://www.startus-insights.com/innovators-guide/8-blockchain-startups-disrupting-the-agricultural

^[5] https://www.forbes.com/sites/themixingbowl/2017/10/23/the-blockchain-of-food

^[6] https://newfoodeconomy.org/blockchain-food-traceability-walmart-ibm/

^[7] https://www.forbes.com/sites/rachelwolfson/2019/04/11/albertsons-joins-ibm-food-trust-blockchain