Technologie met vraagtekens in logistieke omgevingen

De roots van de blockchaintechnologie liggen in de financiële sector (zie kader). Daar voelt de technologie zich ook helemaal in zijn element. In andere omgevingen – zoals de logistiek – verloopt de adoptie van de technologie veel moeizamer. Vaak blijven initiatieven steken in proefprojecten. Het kan dus niet anders dan dat er nog een flink aantal werkpunten zijn om de technologie in lijn te krijgen met de noden van de sector. Toch blijft de gestage professionalisering van de blockchainwereld – waarin vaak grote IT-bedrijven betrokken zijn – nieuwsgierigheid opwekken. Bovendien worden supply chains steeds complexer, waardoor de zoektocht naar treffende ondersteunende geautomatiseerde technologieën toeneemt.

Doelstelling van het VIL-project was dan ook door het waas van de blockchainhype de echte waarde te ontdekken. Op die manier kunnen bedrijven bij hun digitaliseringsprojecten betere technologiekeuzes maken. Tijdens het project werden drie mogelijke toepassingen voor blockchain in supply chains onder de loep genomen: tracking & tracing, e-documenten en certificaten.

Aan het blockchainproject, dat begin 2018 werd opgestart, namen in totaal dertien bedrijven deel, met name Aertssen Group, Atlas Copco Airpower, BCTN Meerhout, Bpost, Colruyt Group, DP World Antwerp Holding, H.Essers, Gosselin Forwarding Services, Lineas, Molenbergnatie, Oracle, Randstad Group Belgium en Vinçotte.

Voordelen versus nadelen

Als belangrijkste troeven van de blockchaintechnologie worden doorgaans de creatie van een hoge transparantie, een betere traceerbaarheid en meer gestroomlijnde supply chains naar voren geschoven. De gedeelde database van onveranderlijke datablokken biedt vooral kansen op het vlak van beveiliging en verregaande automatisering. De blockchain laat immers niet alleen toe kopieën van data te maken, maar ook om ze op een digitale en veilige manier over te dragen. Via ‘smart contracts’ is het immers mogelijk de overdracht te automatiseren, gekoppeld aan een combinatie van events in de blockchain (zie kader).

Verder kan het gebruik van blockchaintechnologie kostenbesparingen met zich meebrengen. Als er niemand moet worden vergoed voor de centrale beheerdersrol, dan zijn er al geen of beheerskosten. Dat betekent uiteraard niet dat blockchain een gratis technologie is. Ook bij een blockchainoplossing zullen er immers een aantal gemeenschappelijke kosten zijn.
Eric Verlinden, manager Transitie Domeinen bij VIL: “Bij het opzetten van een private blockchain is het dan ook belangrijk goed af te spreken hoe die gemeenschappelijke kosten worden verdeeld. Vooral goed uitgewerkte blockchainapplicaties, die een manuele ingave van data overbodig maken door integratie en in te zetten op smart contracts, zullen tot besparingen leiden dankzij lagere personeelskosten, efficiëntere processen en snellere betalingen.”
Hoewel de blockchain zeker een aantal voordelen biedt, moeten we ook een aantal belangrijke kanttekeningen maken. “Dat de blockchain de echtheid van data kan garanderen, neemt bijvoorbeeld niet weg dat het principe ‘garbage in, garbage out’ ook bij de inzet van blockchaintechnologie een realiteit blijft.”

Transparantie in de keten en kwaliteitscontroles zijn dan ook een must om de kwaliteit te garanderen van de data die in de blockchain worden opgenomen.
Anna Hristoskova, senior expert Software Engineering bij Sirris: “We merken evenwel dat veel bedrijven toch nog niet heel happig zijn om hun eigen data in de blockchain te gooien. Vele blijven dan ook discussiëren over welke data zullen worden gedeeld en welke niet. Als er maar een zeer beperkt gedeelte van de data wordt gedeeld, moet je je ook afvragen of de blockchain nog wel voldoende meerwaarde heeft en of je niet beter een andere technologie kunt gebruiken. Dat blijkt bij implementaties toch nog steeds een groot struikelblok.”

Een belangrijk pijnpunt is dat er rond de technologie nog heel wat juridische onduidelijkheid heerst. Een specifieke wetgeving ontbreekt en het is ook onwaarschijnlijk dat die er binnenkort komt. Met name bij open blockchaintoepassingen kunnen zich problemen stellen rond de identificatie van de deelnemers en databescherming. Ook het garanderen van de privacy is een aandachtspunt. De data op een blockchain worden immers verspreid over verschillende servers die telkens door andere – soms zelfs anonieme – partijen worden beheerd. In een blockchain is bovendien vaak iedereen en tegelijk niemand aansprakelijk. Wie verantwoordelijk is voor het eventueel lekken van data of een – al dan niet bewuste – foutieve werking van de softwarecode, is onduidelijk. De rechtspraak kan dan ook zorgen voor juridisch drijfzand onder de technologie. 

Waar in de toekomst het schoentje kan gaan wringen, is op het vlak van de interoperabiliteit van verschillende blockchains. Toen de blockchain als onderliggende technologie voor de Bitcoin werd ontworpen, werd er immers geen rekening mee gehouden dat er op termijn meerdere blockchains zouden zijn. “De wildgroei aan publieke en private blockchainapplicaties- en -platformen zorgt ervoor dat het steeds onwaarschijnlijker wordt dat één blockchain op termijn zal instaan voor alle denkbare toepassingen van de technologie”, aldus Eric Verlinden. “Standaarden voor communicatie zijn er voorlopig niet en ook het ontwerp van blockchainapplicaties is vaak niet voorzien op interoperabiliteit met andere. In de toekomst zal het dan ook een uitdaging worden om bijvoorbeeld communicatieprotocollen overeen te komen, wil men de duurzaamheid van de technologie niet aan het wankelen brengen.”

Anna Hristoskova benadrukt daarnaast dat de blockchaintechnologie vooral een toegevoegde waarde heeft in langere, complexe ketens. “Vandaag zien we evenwel projecten tussen directe partners die eigenlijk al goed samenwerken en vertrouwen hebben in elkaars processen. In zulke omgevingen zal blockchaintechnologie uiteraard minder meerwaarde hebben. Dat zorgt ook dat er maar weinig drive is om verder te gaan dan pilootprojecten”, legt ze uit.

Toepassingen in supply chains

Tracking & tracing
Traceerbaarheid van transportmiddelen en goederen is een voor de hand liggende logistieke toepassing van blockchain. Statusupdates kunnen worden toegevoegd via integratie met bedrijfssystemen of IoT-toepassingen, die voor een nog grotere zichtbaarheid zullen zorgen. Naast de locatie kunnen die statusupdates ook allerlei informatie over de staat van de goederen bevatten, zoals controleresultaten en schaderapporten.
Van zodra ze in de blockchain zijn opgeslagen en voorzien zijn van een ‘timestamp’, blijven de goederen onveranderlijk beschikbaar, auditeerbaar en daardoor minder fraudegevoelig. Die fraudebestendigheid betekent een groot voordeel tegenover alternatieve systemen zoals EDI. Daarbij kan immers niet worden gegarandeerd dat iedereen op hetzelfde moment dezelfde updates heeft gekregen.

Certificaten en e-documenten
Blockchaintechnologie kan een belangrijke doorbraak betekenen in de digitalisering van allerhande certificaten. Denken we maar aan oorsprongs- en kwaliteitscertificaten, maar ook aan keuringscertificaten en eigendomsbewijzen. Cruciaal voor de goede werking van die certificaten is dat hun echtheid kan worden gegarandeerd. Vaak gebeurt dat nog steeds door het gebruik van originelen, met watermerken, stempels en handtekeningen. Los van de beperkte veiligheid van die technieken, belemmert het gebruik van originele documenten ook de snelheid en flexibiliteit binnen supply chains. Zo kost het verzenden van zulke documenten veel tijd en geld.

De blockchaintechnologie kan ervoor zorgen dat, als een certificaat eenmaal in de blockchain is opgenomen, dat onveranderlijk wordt. De timestamp van het block garandeert ook dat het om de juiste versie van het certificaat gaat. Dat is vooral belangrijk in lange en complexe supply chains. Bovendien is dat meteen na aanvaarding van de transactie beschikbaar op alle nodes in de blockchain. Het mag duidelijk zijn dat in deze context blockchaintechnologie de administratieve rompslomp, verzendkosten en vertragingen aanzienlijk kan verlagen.

Net als voor certificaten, worden ook voor vrachtbrieven vooral nog papieren documenten gebruikt. Hoewel ook daar de blockchaintechnologie voordelen kan bieden, zijn de uitdagingen om tot digitale vrachtbrieven te komen groot. Redenen daarvoor zijn het ontbreken van standaarden, wetgeving en praktische bezwaren. Of blockchaintechnologie hier een oplossing kan bieden, is ook afhankelijk van de transportmodus en de daaraan gekoppelde vrachtbrief. De opstart van de e-CMR voor wegtransport verloopt bijvoorbeeld bijzonder moeizaam, onder meer door het gebrek aan interoperabiliteit van systemen, de hoge investering en de beperkte beveiliging van de gegevens. De blockchain zou binnen deze context vooral op het vlak van veiligheid een oplossing kunnen bieden, maar zal het digitaliseringsproces niet versnellen.
E. Verlinden: “Wat betreft de CMR voor wegvervoer zijn een aantal private spelers intussen wel applicaties aan het ontwikkelen, waarvan er een aantal met blockchaintechnologie werken. Wat het spoor betreft, wordt momenteel aan de e-CIM gewerkt, waarbij standaarden worden afgesproken door zestien spoorbedrijven. Aangezien er intussen al gekozen is om een centraal technisch platform uit te bouwen, is het onwaarschijnlijk dat daarbij blockchaintechnologie als standaard zal worden ingezet.”

Trade Finance
Als goederen aan relatief onbekende partijen worden verkocht, is het niet vanzelfsprekend op een correcte betaling na levering te vertrouwen. Daarnaast loopt de koper ook altijd het risico dat de goederen na de betaling niet tijdig en correct worden geleverd.
Volgens KBC kan blockchaintechnologie in die context verschillende voordelen bieden. Zo zorgen smart contracts (zie kader) voor de automatisering van betalingen op basis van vooraf afgesproken events. Elke bank binnen het netwerk beschikt ook altijd over dezelfde data en de data in de blockchain zijn onveranderlijk en traceerbaar, wat fraude en discussies kan vermijden. De blockchaintechnologie maakt een tussenpersoon tussen de banken ook overbodig. Blockchaininitiatieven maken het dus mogelijk de handel tussen de klanten van het bankenconsortium te beschermen via digitale trade finance processen. Maar om de hele wereldwijde handel te bedienen, is interconnectie tussen de systemen noodzakelijk. Dat zal niet evident zijn voor blockchaintechnologie.

App voor de logistieke sector

In het kader van project ontwikkelde VIL ook zelf een blockchainapplicatie voor tracking & tracing en e-documenten. Het track & trace-luik van de applicatie mikt met name op een betere traceerbaarheid van transporteenheden in multimodaal vervoer. Daarbij werd ook een smart contract in de vorm van een automatische factureringsopdracht geïntegreerd. Als de transporteenheid op de bestemming is aangekomen, wordt het dossier als ‘voltooid’ aangeduid in de blockchain. Dat gebeurt op basis van de data uit de IoT-sensor en geofencing. Dat event initieert automatisch een factureringsopdracht. De applicatie voor e-documenten voorziet dan weer een digitale vrachtbrief voor gecombineerd weg-spoorvervoer.

De blockchainapplicatie die VIL ontwikkelde voor de tracking & tracing van voertuigen en containers, werd op vier routes getest door DP World-Gosselin, BCTN-DP World, Molenbergnatie en H. Essers-Lineas. Bij het gecombineerde weg-spoortraject van H.Essers-Lineas werd ook het digitale CIM- en CMR-document getest (zie kader ‘Proefproject voor H.Essers en Lineas).

De applicatie staat intussen als open source softwarecode op de VIL-website ter beschikking. Ze moet bedrijven in eerste instantie helpen om de mogelijkheden van blockchain in de praktijk te ontdekken. De applicatie kan dan ook als basis dienen voor de verdere ontwikkeling van de oplossing bij de deelnemende bedrijven en in de ruimere logistieke sector. Op die manier hoopt VIL de digitalisering van supply chains met behulp van de blockchaintechnologie een duwtje in de rug te geven.

De blockchaintechnologie samengevat

Je moet de voorbije jaren al onder een steen geleefd hebben om nog nooit van de blockchain gehoord te hebben. Toch is het voor velen nog niet altijd duidelijk wat er precies achter de technologie steekt. Daarom nog even de basisbeginselen op een rijtje.

Een blockchain is een ‘enkel toevoegen’-datastructuur. Die bestaat uit elementen (blocks) die cryptografisch (versleuteld) met elkaar zijn gelinkt. Elk block bevat de cryptografische ‘hash’ van het vorige block, een ‘timestamp’ en de transactiedata. Vergelijk het gerust met een grootboek: een lijst van transacties of data die in chronologische volgorde van toevoeging worden opgelijst. Elke toevoeging vormt een block in de blockchain, vergelijkbaar met een regel in het grootboek.

Oorspronkelijk werden via de transacties in de eerste plaats geldbedragen uitgewisseld, zoals bij de cryptomunten het geval is. Het systeem raakte dan ook vooral bekend als onderliggende datastructuur van de bekende Bitcoin. Maar we kunnen ook andere gegevens zoals sensordata, certificaten of productgegevens via de blockchain delen. Dat kan door data en documenten in de vorm van binaire data in de blockchain op te slaan. De voorbije jaren werden dan ook allerhande blockchainapplicaties ontwikkeld voor diverse sectoren.

Basisprincipes
In principe is een blockchain gedeeld, open en onveranderlijk. Met ‘gedeeld’ bedoelen we dat er geen centrale moederkopij van de blockchain bestaat. Elke toevoeging wordt bijna simultaan uitgevoerd op alle computers of servers van de deelnemers. Die computers vormen binnen het netwerk de knooppunten, in het Engels ‘nodes’ of ‘peers’ genoemd.

Die opzet creëert vertrouwen door de transparantie. Elke node voert elke transactie uit, controleert en valideert ze. In publieke blockchains wordt consensus verkregen via ‘mining’. Dat is het proces waarbij deelnemende computers een zeer complexe wiskundige puzzel oplossen. Zo’n voltooide oplossing heet een ‘proof of work’. Een nieuw block kan pas aan de keten worden toegevoegd als het door een proof of work is onderschreven. Op dat moment wordt de transactie achteraan de lijst toegevoegd en gekoppeld aan het vorige block. Wordt er met een transactie geknoeid, dan is er geen consensus meer en wordt het block verworpen. Dat maakt van de blockchain een zogenaamde ‘gedeelde bron van waarheid’. Dat in tegenstelling tot traditionele databases, waarbij het principe van de ‘single source of truth’ gangbaar is. Hoewel uiteraard iedere technologie kan worden aangevallen, is blockchain een van de veiligste technologieën voor dataopslag die we vandaag kennen.

Publieke blockchains zijn ook ‘open’. Dat betekent dat iedereen die van de blockchain gebruik wil maken dat kan en gelijke rechten heeft binnen het netwerk. Er is dan ook geen centrale beheerder van het systeem, de blockchain wordt collectief door alle partijen beheerd.

Eigen aan een blockchain is ook dat die ‘onveranderlijk’ is en dus niet toelaat om eerder toegevoegde transacties te veranderen of te verwijderen. Er kunnen alleen nieuwe transacties worden bijgeschreven. Alle transacties blijven dus voor eeuwig en altijd in de blockchain.

Publieke versus private blockchains
Met name in b2b-toepassingen zijn private blockchains weliswaar meer gangbaar dan publieke. Hierbij wordt met allerlei varianten op de blockchain geëxperimenteerd. “Daarbij wijkt men vaak af van de basisprincipes van een zuivere blockchain. Zo zal toegang vaak alleen mogelijk zijn mits goedkeuring door de andere deelnemers. Daarmee wil men naar eigen zeggen vaak de veiligheid van de data verhogen”, vertelt Eric Verlinden, manager Transitie Domeinen bij VIL. “Maar dat wijst vooral op een nog steeds gebrekkig vertrouwen in de veiligheid van blockchains. Het kan zelfs zo zijn dat niet iedereen dezelfde rechten heeft binnen de blockchain. Naarmate de blockchain zich verder ontwikkelt en het vertrouwen groeit, is het best mogelijk dat er vaker wordt teruggekeerd naar de principiële toepassing van de inherent toch zeer veilige technologie.”
In private blockchains is er trouwens ook geen behoefte aan mining. Daar wordt de infrastructuur geleverd door de deelnemende partijen of er worden specifieke afspraken gemaakt rond de acceptatie van nieuwe data in de blockchain en de gemeenschappelijke kosten.

Smart contracts
‘Smart contracts’ worden als een van de grote troeven van de blockchaintechnologie beschouwd. Dat zijn in de blockchain geprogrammeerde regels die zorgen voor de automatische uitvoering van overeenkomsten. Ze treden in werking wanneer vooraf voorziene gebeurtenissen zich in de blockchain voordoen.
Het kan hier bijvoorbeeld gaan over het automatisch verzenden van een ontvangstbewijs of vrachtbrief, het in werking stellen van een geautomatiseerd factureringsproces of de bevestiging van een registratie. Smart contracts kunnen in die zin zorgen voor snellere en meer automatische administratieve processen.

Maar er kunnen bij smart contracts ook addertjes onder het gras zitten. Zo is het heel belangrijk dat de programmeercode van smart contracts van hoge kwaliteit is en geen bugs bevat. Daarnaast zijn contracten soms bijzonder complex en genuanceerd en daarom niet eenvoudig in softwarecode te vatten. Programmeren dat er pas betaald wordt na een goede ontvangst en niet als er niet geleverd werd, is bijvoorbeeld relatief eenvoudig. Maar hoe gaat een smart contract om met gedeeltelijke leveringen, late leveringen of waardeverlies? Zulke genuanceerde situaties zijn moeilijker in een smart contract vast te leggen. Ook de mogelijkheid om een smart contract op te zeggen, moet correct in de code worden voorzien. En als er foutief geregistreerde events aan de blockchains worden toegevoegd, zijn die onveranderbaar én stellen ze automatisch smart contracts in werking, wat zeer vervelende (financiële) gevolgen kan hebben. Het is dan ook raadzaam om tussen de partijen vooraf een raamovereenkomst op te stellen waarin de werking, de voorwaarden en de gevolgen van het smart contract worden omschreven.

Proefproject voor H.Essers en Lineas

Ter illustratie geven we mee hoe de applicatie van VIL werd ingezet op een gecombineerde weg-spoorroute van logistiek dienstverlener H.Essers en spooroperator Lineas.
Dat project ging meer bepaald over het spoortraject van Euroterminal Genk naar het Roemeense Curtici (Railport Arad). Over de weg werden het voortransport van de Euroterminal en het natransport voorbij Curtici in de test opgenomen. Zo’n multimodale route vereist een CMR-vrachtbrief voor het wegvervoer en een CIM-spoorvrachtbrief voor het spoorvervoer.

Voor H.Essers is het probleem op deze route het ontbreken van specifieke data over het spoorvervoer (in het CIM-document), waardoor de operaties bij aankomst van de trein in Curtici niet optimaal kunnen verlopen. Voor Lineas is het belangrijkste knelpunt het ontbreken van een gedetailleerde dataset met alle informatie over de goederen.
Een uitdaging bij het ontwikkelen van de oplossing bestond erin een datamodel op te stellen dat tijdens elk deel van het project zowel voor CMR als voor CIM de nodige data aanlevert. Daarbij werd besloten niet vanuit één trein- of vrachtwagenrit, maar vanuit een zogenaamde ‘tradeflow’ te vertrekken. Dat kunnen we vergelijken met wat een expediteur een ‘dossier’ zou noemen.’

Via H.Essers werden alle data over de container en zijn lading in de blockchainapplicatie van VIL meegenomen, samen met de informatie over afzender en bestemmeling. Voor elk H.Essers-dossier werd een elektronische boeking naar Lineas gestuurd. Die boeking omvatte onder andere het containernummer en de gegevens over de goederen. Vervolgens werden de boekingsgegevens via een interface tussen Lineas en het Terminal Management Systeem van Euroterminal aan de terminal in Genk ter beschikking gesteld.
Voor elke trein die bij Euroterminal Genk vertrekt, werd de samenstelling van de trein in het TMS ingevoerd. Omdat het binnen het project niet mogelijk was een integratie met de systemen van Lineas of Euroterminal Genk te voorzien, werd een user interface gebouwd waarbij de samenstelling van de trein manueel door de terminal kon worden ingevoerd. Op basis daarvan werd het CIM-document aangemaakt. Daarvan werd een kopie teruggestuurd naar Lineas en gingen de data via een interface naar de juiste Lineas-applicatie. Een groot voordeel is dat blockchaintoepassing alle betrokken partijen toegang biedt tot dezelfde gedetailleerde gegevens voor het hele traject. Vanuit die data in de blockchain konden zowel de CIM-vrachtbrief als de CMR-vrachtbrieven voor- en natransport digitaal worden opgemaakt.

Voor deze route werd bovendien de track- & trace-oplossing toegepast via de integratie met het Transics-platform, waarvan H.Essers gebruik maakt voor de tracering van trekkers en oplegger.