Wie Walmart mit Hilfe von Blockchain-Technologie-Lösungen die Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln verbessern will

Die Lebensmittelindustrie ist eng mit allen Stufen der Lieferkette verbunden, von der Ernte der Rohstoffe bis hin zur Einkaufstasche des Verbrauchers. Die Verfolgung des Weges, der Authentifizierung und der Sicherheitsbestätigung jedes Produkts ist eine anspruchsvolle Aufgabe, aber die Blockchain-Technologie kann eine Lösung anbieten.

Blockchain wird seit Jahren in vielen Bereichen eingesetzt, und die Lebensmittelbranche ist keine Ausnahme. Die Verbraucher wollen wissen, woher ihre Mahlzeiten kommen, und die Einzelhändler müssen die Lieferkette kontrollieren und Fälschungen oder Lebensmittel, die lebensmittelbedingte Krankheiten verursachen können, sofort erkennen. Im Falle eines Ausbruchs einer lebensmittelbedingten Krankheit wird die Situation für alle Beteiligten extrem gefährlich. Lebensmittellieferanten und Einzelhändler müssen mit Klagen, Kunden- und Umsatzverlusten rechnen, und für den normalen Käufer kann die Sache mit schweren gesundheitlichen Problemen oder sogar tödlichen Folgen enden.

Blockchain-Technologie kommt zur Rettung. Während viele noch dabei sind, sich mit der Implementierung von Blockchain vertraut zu machen, wurde der amerikanische Einzelhandelsriese Walmart zum Pionier bei der Einführung von Blockchain zur Verbesserung seiner Lebensmittelsicherheitspraktiken.

Wie passt Walmart dazu?

Walmart ist ein amerikanischer multinationaler Einzelhandelskonzern, der eine Kette von Verbrauchermärkten, Lebensmittelgeschäften und Discount-Kaufhäusern betreibt. Walmart besitzt weltweit über 11.000 Geschäfte und Clubs, von denen fast 60 unter verschiedenen Namen betrieben werden.

Das Unternehmen hat seine Lieferkette ständig weiterentwickelt und innoviert, um die Arbeitsabläufe zu optimieren. Das hat dazu beigetragen, die Preise zu senken, die Kosten zu reduzieren und mehr Kunden zu gewinnen.

Zentrale Herausforderungen für die Lebensmittelsicherheit

Es gibt kaum einen Einzelhändler, der noch nie mit mindestens einer der folgenden Herausforderungen konfrontiert war: lebensmittelbedingte Krankheiten, Lebensmittelbetrug, Lebensmittelrückrufe und illegale Produktion.

Lebensmittelbedingte Krankheiten

Lebensmittelbedingte Krankheiten entstehen durch kontaminierte, verdorbene oder gefälschte Lebensmittel. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) bezeichnet solche Krankheiten als eine der Hauptursachen für Krankheit und Sterblichkeit beim Menschen. In dem Bericht der WHO heißt es, dass jedes Jahr etwa 600 Millionen Menschen auf der Welt an verunreinigten Lebensmitteln erkranken und 420.000 von ihnen sterben.

Lebensmittelbetrug

Es handelt sich um jede vorsätzliche Handlung von juristischen oder natürlichen Personen mit dem Ziel, Kunden zu täuschen und einen unrechtmäßigen Vorteil zu erlangen. Es gibt mindestens 7 Arten von Lebensmittelbetrug: Verdünnung, Substitution, Verschleierung, nicht zugelassene Veredelung, falsche Etikettierung, Fälschung und Graumarktproduktion.

Illegale Produktion

Bei der illegalen Produktion besteht das Problem darin, dass oft weder das Unternehmen noch der Kunde weiß, wie das Lebensmittel hergestellt wurde. Die Studie des World Wildlife Fund kommt zu dem Schluss, dass zwischen 5 % und 50 % aller weltweit verkauften Lebensmittel illegal hergestellt sein könnten. So wurde in Großbritannien eine Analyse der Lebensmittel Betrugsfälle zwischen 1997 und 2017 durchgeführt, bei der Daten aus dem Rapid Alert System for Food and Feed und dem Horizon Scan der FERA gesammelt wurden. Von allen Vorfällen, die Rindfleisch betrafen, waren 75 % auf illegale Produktion zurückzuführen.

Rückruf von Lebensmitteln

Dieses Problem bezieht sich auf die Rücknahme von Lebensmitteln vom Markt, wenn man annimmt, dass sie gefälscht sind, die falsche Marke tragen oder einen Ausbruch von lebensmittelbedingten Krankheiten ausgelöst haben. Häufige Gründe für die Rücknahme von Produkten vom Markt sind entweder nicht deklarierte Inhaltsstoffe oder das Potenzial für eine Kontamination mit Salmonellen, Listeria monocytogenes, Cyclospora oder E. coli.

Aufgrund der zunehmenden Mengen an importierten Lebensmitteln, der Veränderungen der Umwelt auf der ganzen Welt, der Entwicklung der Gewohnheiten und Vorlieben der Menschen und des Auftretens neuer Viren wird es immer wieder neue Herausforderungen für die Lebensmittelsicherheit geben.

Warum Blockchain eine lohnende Lösung für das Management der Lebensmittel-Lieferkette ist

In der Lebensmittelversorgungskette wandern die Produkte vom Landwirt zum Verbraucher und durchlaufen dabei Verarbeiter, Großhändler und Einzelhändler. Bei der Analyse von Lebensmittelsicherheit Fällen wird deutlich, dass die größten Herausforderungen für die traditionellen Lebensmittelketten Rückverfolgbarkeit und Transparenz sind. Selbst wenn der Einzelhändler weiß, welcher Lieferant ein bestimmtes Lebensmittel hergestellt hat, kann er es nicht bis zu sekundären und weiteren Lieferanten zurückverfolgen, die mit dem Bauernhof verbunden sind. Die Übermittlung von Daten innerhalb der Kette führt unweigerlich zu Komplexität und Verzögerungen.

Kennen Sie wirklich Ihr Essen? Fallstudie zu einer viel beachteten Geschichte

Beginnen wir mit einer Geschichte, die sich im Jahr 2013 ereignete und sich zu einem europaweiten Skandal ausweitete. Alles begann, als die irische Behörde für Lebensmittelsicherheit (FSA) beschloss, Fertiggerichte und billige tiefgefrorene Rindfleisch-Burger auf Spuren von DNA anderer Tierarten zu testen, die ursprünglich nicht in der Zutatenliste angegeben waren. Die Ergebnisse waren schockierend: In mehr als einem Drittel der Rindfleischburger-Proben wurde Pferde-DNA gefunden, in 85% der Proben Schweine-DNA.

Nach den irischen Erkenntnissen hat die britische FSA die gesamte Branche aufgefordert, ihre Rindfleischprodukte zu testen. Es stellte sich heraus, dass das “Rindfleisch” in Tiefkühllasagne und Spaghetti Bolognese bis zu 100% aus Pferd bestand. Die Supermärkte, die die “Mischungen” aus Schweine- und Pferdefleisch anstelle von reinem Rindfleisch verkauften, entschuldigten sich bei ihren Kunden, behaupteten aber, selbst Opfer eines Betrugs zu sein.

Obwohl die irische Untersuchung mehrere Fabriken als Quellen für kontaminierte oder gepanschte Rindfleischprodukte identifiziert hatte, war es äußerst schwierig, die wahren Schuldigen zu ermitteln, da jede Seite mit dem Finger auf ihre Lieferanten zeigte. Das größte Problem war wahrscheinlich die komplexe internationale Lieferkette.

Infolgedessen dauerte es etwa 2-3 Monate, um die Verantwortung für das Verbrechen zuzuweisen, aber das ist zu lang: Die Kriminellen hatten viel Zeit und es war schwierig, sie zu fassen. Mehrere Täter wurden bestraft, und 2019 befand ein Pariser Strafgericht vier weitere Personen für schuldig, Pferdefleisch fälschlicherweise als Rindfleisch gekennzeichnet zu haben. Sie wurden zu Geld- und Freiheitsstrafen verurteilt, einer von ihnen erhielt eine Bewährungsstrafe.

Warum hat diese Situation eine solche Resonanz in der Gesellschaft ausgelöst? Erstens ist der Verzehr von Schweine- oder Pferdefleisch in einigen Kulturen und Religionen inakzeptabel. Zweitens waren die Menschen besorgt über die Fleischqualität und mögliche Gesundheitsschäden.

Das könnte die Blockchain leisten

Was wäre, wenn diese Lieferketten auf der Blockchain-Technologie basieren würden? Die Rückverfolgung kontaminierter Lebensmittel mit Hilfe von Blockchain würde nur wenige Sekunden dauern, nicht Tage, Wochen oder Monate. Die Technologie selbst bietet eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der Produkte in Echtzeit, buchstäblich vom Feld bis zur Gabelung.  Außerdem sind die Lieferanten bei der Verwendung von Blockchain-Lösungen anstelle von papierbasierten Hauptbüchern verpflichtet, alle Informationen in unveränderlichen Blöcken hinzuzufügen und zu speichern. Blockchain hat einen transparenten Charakter; die Daten sind offen und für jeden Teilnehmer der Lieferkette zugänglich.

Wie begann die Geschichte der Walmart-Blockchain?

Gehen wir zurück ins Jahr 2016, als Frank Yiannas Vizepräsident für Lebensmittelsicherheit bei Walmart war (heute ist er stellvertretender FDA-Kommissar für Lebensmittelpolitik und Reaktion). Frank Yiannas stellte einmal fest, dass die Kunden eine transparentere Lieferkette verdienten und fügte hinzu, dass das Modell der Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln mit nur einem Schritt nach oben und einem Schritt zurück für das 21.

Er war schon immer ein Fürsprecher der Verbraucher und ist nun ein weltweit anerkannter Pionier bei der Nutzung der Blockchain-Technologie, um ein digitales und transparenteres Lebensmittelsystem zu schaffen. Anfangs standen Vertreter von Walmart, darunter auch Herr Yiannas, der Einführung von Blockchain jedoch nicht so positiv gegenüber.

Das Problem ist, dass die Blockchain-basierte Lieferkette nicht die allererste Neuheit in der Branche war. Andere Systeme, die Walmart zuvor ausprobiert hatte, skalierten am Ende nicht. Später erkannte Yiannas, dass es sich bei den vorherigen Systemen um zentralisierte Datenbanken handelte, während Blockchain ein dezentralisiertes, gemeinsam genutztes Hauptbuch darstellte, das “für das Lebensmittelsystem gemacht war”.

Walmarts Schritte zur Beherrschung der Blockchain-Technologie

Nachdem die Skepsis in den Hintergrund getreten war, begann Walmart, die Möglichkeiten des Einsatzes von Blockchain zur Optimierung der Lieferketten zu erkunden. Da das Lebensmittelsystem insgesamt eine gemeinsame Verantwortung ist, wies Frank Yiannas darauf hin, dass die Rückverfolgbarkeit kein Ziel sei: Das ultimative Ziel sei Transparenz.

Zwei POC-Projekte in Partnerschaft mit IBM

Kurz nachdem Walmart sein geschäftliches Interesse an der Blockchain bekräftigt hatte, ging das Unternehmen eine Partnerschaft mit IBM ein und begann mit der Entwicklung von zwei Proof-of-Concept-Projekten (POC). Dabei handelte es sich um zwei Pilotprojekte: Im ersten ging es darum, Schweinefleisch in den chinesischen Walmart-Filialen auf eine Blockchain zu stellen, und das zweite zielte darauf ab, die Herkunft der in den Filialen in den USA verkauften Mangos zurückzuverfolgen. Auf diese Weise begann die Arbeit am Walmart-Blockchain-Tracking-System im Oktober 2016.

Die Lieferketten für Schweinefleisch und Mangos wurden nicht zufällig ausgewählt. China ist das bevölkerungsreichste Land und gleichzeitig der größte Schweinefleisch Konsument und -produzent der Welt. Schweinefleisch war auch in viele Skandale um die Lebensmittelsicherheit in China verwickelt, und auch Walmart sah sich mit Anschuldigungen konfrontiert.

Um die Lebensmittelsicherheit in China zu verbessern, hat der Einzelhändler das Walmart Food Safety Collaboration Center in Peking eröffnet. Eine Sprecherin von Walmart, Rebecca Lui, gab bekannt, dass man sich mit IBM und der Tsinghua Universität zusammengetan hat, um die Art und Weise zu verbessern, wie Lebensmittel im ganzen Land verfolgt, geliefert und verkauft werden. Gemeinsam wollten sie eine Neuerung in die Lieferkette bringen.

Da Mangos häufig mit Listerien und Salmonellen kontaminiert sind, plante Walmart, diese aufgeschnittenen Früchte von Süd- und Mittelamerika bis in die USA zurückzuverfolgen und den grenzüberschreitenden Transfer und die Verantwortlichkeit zu demonstrieren. Mit der Umsetzung beider Projekte hoffte der amerikanische Einzelhändler auch, das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Lieferinformationen zu stärken.

Mit der Blockchain-Lösung von IBM, die auf Hyperledger Fabric basiert und speziell für die beiden Produkte – Mangos und Schweinefleisch – entwickelt wurde, hat Walmart seine Piloten erfolgreich abgeschlossen. Bei Schweinefleisch in China stellte die Glaubwürdigkeit des Systems ein großes Problem dar. Nach der Implementierung einer neuen Lösung, die das Hochladen von Echtheitszertifikaten in die Blockchain ermöglichte, war dieses Problem nicht mehr relevant. Und die Zeit, die benötigt wurde, um die Herkunft von Mangos in den USA zu ermitteln, verringerte sich erheblich – von 7 Tagen auf 2,2 Sekunden. Die Ziele der beiden Pilotprojekte wurden also erreicht.

Walmart und IBM bauen Food Trust auf

Nach den negativen Erfahrungen mit herkömmlichen geschlossenen Systemen und zufrieden mit den Ergebnissen der Pilotprojekte hat Walmart die Blockchain-Technologie übernommen und andere Lebensmittelunternehmen und sogar Einzelhändler aufgefordert, ihrem Beispiel zu folgen. Das Walmart-Team sorgte sich nur um die Kompatibilität mit anderen Blockchain-basierten Tracking-Systemen, und später kündigte das Hyperledger-Team eine Partnerschaft mit Ethereum an.

Der nächste Schritt, den Walmart unternahm, war eine weitere Zusammenarbeit mit IBM und die Einrichtung von IBM Food Trust, an der Branchengrößen wie Nestle und Unilever beteiligt waren. IBM Food Trust war die erste Lösung für die Lebensmittelsicherheit, die zur Schaffung einer transparenteren und sicheren globalen Lebensmittelversorgungskette beitrug. Das Netzwerk umfasst nun autorisierte Mitglieder – vom Lieferanten bis zum Verbraucher.

Seit der Einführung der IBM Food Trust Lösung haben sich über 300 Lieferanten und Käufer dem Netzwerk angeschlossen, die für Millionen von verpackten Lebensmitteln in den Regalen stehen.

Auch kanadische Geschäfte haben sich angeschlossen

Eine weitere Nachricht über den Einsatz von Blockchain bei Walmart erschien im Jahr 2020. Die kanadischen Walmart-Filialen haben eine Blockchain-basierte Lieferkettenplattform namens DL Freight als nationalen Standard für die Rechnungsstellung und das Zahlungsmanagement eingeführt. Walmart Canada hat sich zum Ziel gesetzt, die Einsparungen, die Effizienz und das Vertrauen zwischen Walmart und seinen Lieferkettenpartnern zu erhöhen. Die Lösung wurde bei 60 Spediteuren eingesetzt.

Was wird mit Blockchain nun wirklich verfolgt?

Neben der Blockchain setzte das Unternehmen auch künstliche Intelligenz (KI) und das Internet der Dinge (IoT) ein. Die IoT-Technologie – Sensoren und RFID-Etiketten – ermöglichte die Aufzeichnung von Echtzeitdaten, während die Lebensmittel die Lieferkette durchliefen.

Was genau wird also mit Hilfe der Hyperledger-Blockchain-Technologie aufgezeichnet? Die Kette beginnt mit der Herkunft des Bauernhofs, dann wird die Chargennummer hinzugefügt, gefolgt von Fabrik- und Verarbeitungsdaten. Weitere notwendige Informationen, die in die Blockchain einfließen, sind Verfallsdaten, Lagertemperaturen und schließlich Versanddetails.

Walmart setzt KI auch ein, um Richtlinien und Variablen zu analysieren, die sich auf die Lieferkette auswirken, und um Muster im Einzelhandel vorherzusagen. Walmart setzt die Technologie sogar ein, um den Verkehr auf den Straßen vorherzusagen und beschleunigt auf diese Weise auch den Lieferprozess.

Wie kann Blockchain also helfen?

Rückverfolgbarkeit. Die Blockchain-Technologie ermöglicht es Unternehmen, Komponenten zu verfolgen, ihre Echtheit zu identifizieren und zu verhindern, dass gefälschte oder Graumarktwaren in die Lieferkette gelangen.

Transparenz und Vertrauen. Kunden interessieren sich für das Herkunftsland, die Authentizität der Marke und die Bedingungen, unter denen ihre Lebensmittel produziert wurden. Die Implementierung von Blockchain ermöglicht es Einzelhändlern, die Herkunft zu bestimmen und problematische Waren rechtzeitig zurückzurufen. In der Zwischenzeit erhalten die Verbraucher die notwendigen Informationen, die ihnen helfen, die richtige Wahl entsprechend ihrer kulturellen, religiösen und ethischen Präferenzen zu treffen.

Unveränderlichkeit. Bevor Informationen zu einer Blockchain hinzugefügt werden, müssen die Daten streng strukturiert und überprüft werden. Die Daten werden dann in einen Block geschrieben und der Block wird mit Hilfe von Kryptographie chronologisch mit einem benachbarten Block verkettet, was ebenfalls die Sicherheit des Systems erhöht. Sobald die Informationen aufgezeichnet sind, kann niemand ihren Inhalt bearbeiten oder verändern, da das Blockchain-Konzept Unveränderlichkeit impliziert. Warum ist das ein Vorteil für eine Lebensmittel-Lieferkette? Es hilft, Finanzmanipulationen zu verhindern und senkt die Wahrscheinlichkeit von Lebensmittelbetrug erheblich.Effizienz. Mit der Blockchain zeichnen die Mitglieder der Lieferkette Transaktionen in Echtzeit auf und versorgen die anderen Teilnehmer mit aktuellen Informationen zu Angebot und Nachfrage. Die Blockchain garantiert eine genaue und effiziente Sendungsverfolgung. Geschwindigkeit ist ein weiterer Faktor, der zur Effizienz beiträgt. Die Rückverfolgung von kontaminierten Lebensmitteln bis zu ihrer Quelle dauert in der Regel etwa 7 Tage, aber mit der Blockchain-Technologie ist dies in Sekundenschnelle zu bewerkstelligen.

Walmart Blockchain-Innovation: Die Auswirkungen auf die Lebensmittelindustrie

Walmart ist einer der Tester der Blockchain-Technologie und ein Vorreiter bei der Einführung dieser Technologie. Die Blockchain-Partnerschaft von Walmart und IBM führte zur Schaffung eines Systems, das Zeit und Geld spart und die Transparenz und das Vertrauen zwischen den Teilnehmern der Lieferkette erhöht. Walmart arbeitet mit zahlreichen Lieferanten zusammen und verlangt nun von vielen von ihnen die Implementierung von Blockchain.Das Zeitalter der traditionellen Lieferkette neigt sich eindeutig dem Ende zu und es ist wichtig, den Übergang zu neuen Technologien rechtzeitig zu vollziehen. Ob es sich um die Lebensmittelindustrie, die Pharmaindustrie oder einen anderen Bereich handelt, Blockchain kann die aktuellen Herausforderungen bewältigen. Sie müssen sich nur an ein kompetentes Blockchain-Entwicklungsunternehmen wenden, das Ihre geschäftsspezifischen Ideen in sichere, skalierbare und profitable Lösungen umsetzt.