食品安全可追溯系统(精选十篇)
国际标准ISO 9001 2000中提及了追溯问题, 认为追溯是质量管理系统中的一个重要组成部分, 并定义为:回溯目标对象的历史、应用或位置的能力。
在食品安全领域, “追溯”被定义为:通过记录的标识对具体实体的历史、应用或位置进行回溯的能力。
可追溯不仅仅是帮助消费者把握产品“前世今生”的一种技术, 更是食品质量管理和危机控制中的一个重要武器。它包括两个途径:一是从上往下进行追踪, 即从农场、食品原材料供应商、加工商、运输商到销售商, 这种方法主要用于查找质量问题的原因, 确定产品的原产地和特征;另一种是从下往上进行追溯, 也就是消费者在销售点购买的食品发现了安全问题, 可以向上层层进行追溯, 最终确定问题所在, 这种方法主要用于问题召回。
2 食品安全追溯的必要性
自20世纪70年代以来, 无论是国际上还是在国内, 食品安全问题日益突出, 食源性疾病危害越来越大。实施食品可追溯系统的重要性日益凸现。
虽然ISO9000认证、GMP (良好操作规范) 、SSOP (卫生标准操作程序) 、HACCP (危害分析和关键点分析系统) 等多种有效的控制食品安全的管理办法纷纷被引入并在实践中运用, 均取得了一定的效果。但是上述的管理办法都主要是对加工环节进行控制, 缺少将整个供应链连接起来的手段。
可追溯系统强调产品的惟一标识和全过程追踪, 对实施可追溯系统的产品, 在其各个生产环节, 可以实行HACCP、GMP或ISO9001等质量控制方法对整个供应链各个环节的产品信息进行跟踪与追溯, 一旦发生食品安全问题, 可以有效地追踪到食品的源头, 及时召回不合格产品, 将损失降到最低。
由此可见, 我国建立食品可追溯体系不仅能为人民群众的饮食健康提供优质安全的食品, 同时也是打破国外因食品安全追溯而设置的贸易壁垒的重要手段, 对提高我国食品在国际市场上的竞争力起到重要的作用。
3 主要发达国家食品安全可追溯系统应用现状
从20世纪90年代开始, 许多国家和地区已经应用可追溯系统进行农产品质量安全管理。
欧盟的食品可追溯系统应用最早, 尤其是活牛和牛肉制品的可追溯系统。欧盟把食品可追溯系统纳入到法律框架下。2000年1月欧盟发表了《食品安全白皮书》, 提出一个项根本性改革, 就是以控制“从农田到餐桌”全过程为基础, 明确所有相关生产经营者的责任。2002年1月欧盟颁布了178/2002号法令, 规定每一个农产品企业必须对其生产、加工和销售过程中所使用的原料、辅料及相关材料提供保证措施和数据, 确保其安全性和可追溯性。据牛肉标签法, 欧盟国家在生产环节要对活牛建立验证和注册体系, 在销售环节要向消费者提供足够清晰的产品标识信息。
美国的食品可追溯系统。在市场经济高度发达的美国, 食品可追溯系统主要是企业自愿建立, 政府主要起到推动和促进作用。2003年5月FDA公布了《食品安全跟踪条例》, 要求所有涉及食品运输、配送和进口的企业要建立并保全相关食品流通的全过程记录。美国的行业协会和企业建立了自愿性可追溯系统。由70多个协会、组织和100余名畜牧兽医专业人员组成了家畜开发标识小组 (USAIP) , 共同参与制定并建立家畜标识与可追溯工作计划, 其目的是在发现外来疫病的情况下, 能够在48小时内确定所有涉及与其有直接接触的企业。
在食品可追溯系统应用方面, 日本走在前列, 不仅制定了相应的法规, 而且在零售阶段, 大部分超市已经安装了食品可追溯终端, 供消费者查询信息使用。在政府的推动下, 日本从2001年起在肉牛生产供应体系中全面引入信息可追踪系统, 要求肉牛业实施强制性的零售点到农场的可追溯系统, 系统允许消费者通过互联网输入包装盒上的牛肉身份号码, 获取他们所购买牛肉的原始生产信息。
英国政府建立了基于互联网的家畜跟踪系统 (CTS) 。该系统记录了家畜从出生到死亡的转栏情况, 农场主通过该系统的在线网络来登记注册新的家畜, 查询其拥有的其他家畜的情况。
加拿大从2002年7月1日起开始实施强制性活牛及牛肉制品标识制度, 要求所有的牛肉制品采用符合标准的条码来标识。
国家牲畜标识计划 (NLIS) 是澳大利亚的家畜标识和可追溯系统。活牛采用经过NLIS认证的耳标或者瘤胃标识球来标识身份, 牛迁移到新的地点时, 养殖场或屠宰场的射频身份读取器将读取并在NLIS数据库中记录其迁移信息。
4 我国实施食品可追溯系统的建议
4.1 食品可追溯系统要逐步建立, 不能操之过及
食品可追溯系统的建立需要花费一定的成本, 在我国还没有足够的经验之前, 应该首先选取单位价值比较高的产品进行试点, 一旦获得一定的成功和经验后, 再向其他产品推广, 更符合我国的发展实际。
4.2 要选择一部分条件比较成熟的企业进行试点, 再逐步推广到更多的企业
我国地域广阔, 企业数量重多, 规模资质各不相同, 因此在实施食品可追溯系统中应该首先选择规模比较大, 条件比较成熟的企业进行试点, 取得一定的经验后再进行推广, 更能起到事半功倍的效果。
4.3 加强政府在食品可追溯系统建立中的主导地位
在我国食品可追溯系统建立初期, 政府的作用是不可替代的, 因为在建立初期, 企业花费成本较高, 收益不能马上显示, 因此从市场经济运行的角度来看, 在我国企业缺乏主动建立农产品可追溯系统的动机, 因此在这种情况下, 政府的作用非常重要, 将对我国食品可追溯体系的建立起到重要的保障作用。我们完全可以向西方国家那样, 首先可以强制一部分企业实施可追溯, 等市场条件逐渐成熟, 再逐渐过渡为市场化运作。
另外, 从我国目前实施食品可追溯系统的现状来看, 政府尽管起到了比较重要的作用, 但是多头管理现象仍然比较严重, 不同的行业, 不同的管理机构, 不同的省都有着不同的管理, 往往造成了很多事件的冲突不协调。例如, 不同行业和系统开发出来的可追溯条码就各不相同, 存在不相容, 效率不高的现象, 因此建立一个国家负责管理食品可追溯系统的权威机构, 统一行动, 会提高我国食品可追溯系统的效率。
5 食品追溯发展趋势
民以食为天, 食以安为先。食品安全, 关系国计民生, 是近年来国内外普遍关注的热门话题。目前食品安全追溯的理念已经越来越深入人心, 越来越多的部门和企业接受并愿意采用EAN?UCC系统作为食品安全追溯的工具。由于目前我国食品安全工作分段管理的特点, 部门利益的考虑将长期存在, 统一和规范还有待时日。包括国家食品药品监督管理局、农业部、商务部、卫生部、工商总局、质检总局、海关总署等部门。不同部门负责食品供应链的不同环节, 这种以分段监管为主、品种监管为辅的监管体制, 常常导致职责不清、管理重叠和管理缺位等问题。
国外成功推广食品安全追溯应用的关键在于有相应的法律法规作保证, 有成熟的尊法、守法的社会环境。以欧盟和美国为例, 由于有相应的法律规定, 因此生产企业就有了法定义务和责任, 食品安全追溯制度很快就建立起来了。我国目前正处于社会转型时期, 法律法规尚不健全, 有法不依, 执法不严的现象还相当普遍。不过我们相信, 随着我国法制建设的逐步完善, 公民法制观念的增强, 食品安全追溯的要求迟早也会纳入我国法制建设的轨道, 到那时食品安全追溯也会在我国全面建立并运行起来。目前我国正在制订“中华人民共和国食品安全法”。中国物品编码中心已向国家有关部门提交有关增加“食品安全追溯条款”的建议, 希望食品安全追溯的条款能够尽早纳入正在制订的“中华人民共和国食品安全法”。
摘要:叙述食品安全追溯系统, 简要归纳国外食品安全可追溯系统的应用现状, 提出我国关于食品安全可追溯系统建立的相关建议及其建立的必要性。
关键词:食品安全,可追溯系统,法律法规
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食品可追溯系统是以食品生产企业、政府机关、第三方机构以及交易市场等作为可追溯系统的主体提供数据,形成一个基本信息库,进而对基础信息进行专业化收集、整合和处理,构成可追溯系统的核心内容。最终通过终端查询机、网络、电话以及短信等多种方式为企业、政府和公众提供全方位、多角度的服务
食品是保证人体健康的三大要素之一,食物的营养成分是构成人体组织和免疫系统的基本物质。食物的好坏直接影响到每一个消费者的健康。随着食品工业的发展,食物这一维系我们生命健康的物质虽然在数量、安全、多样性等方面取得了不小的成就,但仍然存在很多问题,比如说食品变质、有杂物、有异物、过期商品销售、标签不符、添加剂超标等。另一方面,面对经济全球化、贸易自由化的世界潮流,国与国之间食品和农产品的贸易往来都必须遵循“符合性评价程序”,其基础除了国际公认的计量基准、品质的标准化、产品的认证之外,还有就是生产与流通过程的可追溯性。食品安全可追溯制度已经成为农产品国际贸易的要点之一,有可能成为新的贸易壁垒,影响我国食品和农产品的国际贸易。因此建立食品可追溯系统有助于我们从根源上保障食品安全,它已是现代社会食品企业、消费者和政府的共同要求,并成为全球食品安全管理的发展趋势。
关键词:物联网;食品供应链;食品安全;可追溯系统
中图分类号: F252.1文献标志码: A文章编号:1002-1302(2014)06-0276-03
收稿日期:2013-09-30
基金项目:江苏省南京市软科学研究计划(编号:201302028)。
作者简介:姚雨辰(1979—),满族,江苏南京人,博士,讲师,从事物流与供应链管理研究。E-mail:yuchen5111@sina.com。目前,我国食品生产企业违法使用添加剂、生产过期食品等问题严重。可追溯系统可实现对食品供应链的质量安全控制,通过在供应链上形成可靠且连续的信息流来监控食品生产过程与流向,并通过追溯或追踪来识别问题、实施召回,为消费者提供更加详细的食品信息,解决或缓解食品市场信息不完全、不对称等问题[1-2]。关于食品供应链可追溯系统问题,国内外很多学者从不同角度做了大量研究。Zuurbier等首次提出了食品供应链概念,认为食品供应链管理是一种全新的保障食品质量安全、降低物流成本的垂直一体化运作模式。有学者提出,中间商为了降低食品质量检测成本,往往降低质量检测设备的使用频率,有时甚至不经检测就直接退回农户交付的产品,把可能的质量风险成本转嫁给了小农户。周应恒认为,食品质量安全问题主要是由信息不对称造成的[2]。杨秋红等对企业建立农产品质量可追溯系统的意愿及其影响因素进行了实证分析[3]。张伟考虑了流通模式、包装形式的不同组合,提出果蔬类农产品供应链的6种追溯模式[4]。
1基于物联网的食品供应链可追溯系统
1.1基于物联网的食品供应链可追溯系统的概念
基于物联网的食品供应链可追溯系统是指借助物联网技术实现食品生产、加工、运输、销售等环节的自动获取、传输、控制、分析,发挥物联网在物品追踪、识别、查询、信息等方面的作用,推进二维条码、RFID等物联网技术在养殖、收购、屠宰、加工、运输、销售、仓储、流通等各个环节的应用,实现对食品生产全过程关键信息的采集管理,保障食品安全,实现对问题产品的准确召回。基于物联网的食品供应链可追溯系统能够实现技术可获得性、国际兼容性、经济可承受性,确保食品安全。
1.2基于物联网的食品供应链可追溯系统的重要性
基于物联网的食品供应链可追溯系统让食品安全有据可循,有利于創造优质优价的良好市场环境。食品质量安全信息处于公开透明的状态,让管理者能够对问题食品进行质量溯源并追究责任。加强食品生产、加工、物流全过程的信息记录、传递与管理功能,实现食品从“田头到餐桌”的全程质量安全控制及溯源。建立涵盖食品质检机构、农户、养殖场、食品加工企业、农贸市场、超市的全方位食品安全追溯系统的信息平台,实现对食品安全生产、物流环节的全过程监控。汇集地区、部门、市场、消费者之间的信息,实时分析相关数据,及时向社会发布并传递食品质量安全检测信息,实现信息资源共享,为保障食品质量安全提供技术支撑。
1.3食品供应链组织各部分职能
传统食品供应链的可追溯模型并未把食品原料供应商考虑进去,现有的食品安全问题大多跟食品原料供应商密切相关。本研究将食品原料供应商列入食品供应链的首个环节。改进后的食品供应链包括以下几个环节:食品原料供应商、种植养殖者、食品加工企业、物流企业、消费者、政府主管部门等。食品原料供应商主要包括农药、兽药、添加剂、激素等农用化学品供应商,种子、幼崽供应商等,主要由政府相关部门检验质量,并负责向数据中心传递数据。种植养殖企业:主要包括农民、农场等,主要负责录入个体信息、种养殖信息,并向下游企业、数据中心传递数据。食品加工企业是把农产品的个体标识转化为加工标签的场所,企业要核对农产品信息,对加工分割的信息进行登录,并负责向下游企业、数据中心传递数据。物流企业主要是从事农产品运输、存储的企业。企业要记录产品的位移信息并存储、销售信息,并负责向下游企业、数据中心传递数据。消费者:消费农产品的个人或企业。消费者通过多种方式对产品信息进行查询,并将使用情况反馈至政府相关部门。政府主管部门:主要包括卫生行政部门、农业行政部门、质量监督部门、工商行政管理部门、食品药品监督管理部门。卫生行政部门负责制定食品安全标准,并会同其他部门共同监管农产品质量,对出现质量问题的个人或企业进行责任追溯。
1.4基于物联网的食品供应链可追溯系统模型
基于物联网的食品供应链可追溯系统的结构应当是1个以食品供应链为核心组织,以政府相关部门为监管主体,以物联网为核心技术,以国家级、省级、市级、县级可追溯信息平台为连接纽带的多层次复合网络结构。各个层次根据农产品可追溯信息的运行规律,既相互依赖又有序分工。食品供应链各级主体完成可追溯信息的基本记录,各级政府部门对食品安全的监管实现可追溯信息核实,两部分信息之间进行有效的沟通整合,保证可追溯信息的真实完整(图1)。
2食品供应链可追溯信息
完善食品供应链的可追溯信息为建设食品供应链追溯系统提供了必要的保障,把食品供应链中与质量安全相关的、有价值的信息有效保存下来,以备消费者、政府部门、企业查询,能够快速有效地识别并处理农产品质量安全事件,分析有问题的环节,及时召回产品。原有可追溯系统中的一些重要信息主要是以检验检测、政府监督为主要信息获取形式,由于农产品生产周期长、地域分布广,单靠政府相关部门对农产品检测来获取信息已经不能满足食品安全的需要,建议把更多的可追溯信息记录放在农户或养殖场的生产档案中。此举既可以丰富可追溯信息的内容,也能缓解政府有关部门人力不足的现状。基于畜产品问题的多发性及追溯易出现问题的特点,本研究以畜产品为材料,分析其可追溯系统构成(表1)。
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2.1养殖环节
畜产品的养殖周期较长,是食品供应链管理的源头。由于大部分农户的安全生产意识淡薄,片面追求增产增收,极易发生滥用兽药、激素的情况。再加上生产环境容易遭到破坏或者污染,食品往往在源头就受到了污染。养殖阶段信息采集与记录应当准确全面,由于养殖户较为分散,规模小,不便经常进行检疫检测,应该由养殖企业录入环境、兽药、饲料等情况,由政府相关部门进行监管,建立随机检查、定时检查相
活体检测检疫信息身份标识信息身份编号养殖档案信息养殖饲料信息养殖兽药信息养殖环境信息出生信息转入信息转移信息转出信息屠宰加工环节可追溯检疫检测信息肉产品卫生标识信息信息肉产品检测检疫信息活体检测检疫信息屠宰加工环境信息编码标志信息身份档案转入屠宰加工档案信息肉产品编码信息肉产品转移入库信息肉产品转出信息肉产品包装信息物流环节可追溯信息检测检疫信息运输环境监测信息存储环境监测信息流通档案信息肉产品的转入记录肉产品的存储记录肉产品的转出记录销售环节可追溯信息检测检疫信息肉产品质量抽查销售环境检测销售档案信息肉产品的转入记录肉产品的存储记录肉产品的转出记录
结合的监管制度。畜产品出生信息包括出生时间、出生国家、出生地以及母体信息。畜产品进入、转移、转出是指畜产品内产、外购。畜产品转移围栏包括畜产品死亡、淘汰、出售3种情况。为了避免对畜产品尸体的不当处置,还应该记录畜产品的死亡时间、死亡原因以及处置畜产品尸体的场所等信息。为了防止非法流转不合格畜产品,还应该记录畜产品的出售时间、买家信息等情况。在养殖环节畜产品的可追溯信息是其个体标识号,主要是耳标号。耳标用人工可识读的代码、射频标签、条码标签表示,但是依靠电子耳标或者通过在动物身体上做烙印等来标识动物个体,会对动物造成伤害,并且信息会受外部环境影响而难以辨别,容易被人修改替换,降低识别的可信度。也有学者利用生物特征识别技术对大型畜产品个体进行信息标识,如运用DNA、鼻纹、视网膜、虹膜、面部等生物特征,并取得了比较好的效果,但往往成本较高。
2.2屠宰加工环节
屠宰阶段较为复杂,可追溯信息由畜产品的耳标信息转化为深加工产品的标签信息,在分割阶段很难对产品进行有效标识,因此容易造成信息失效。为了实现信息有效追溯,在有些加工环节需要对产品进行隔离加工,尽量减少不同产品之间的混合。如果不能进行分离作业,应该对畜产品的各个部分进行有效标识。屠宰环节需要畜产品的身份证或健康证明及其耳标号,屠宰场要记录畜产品的个体信息。对畜产品进行加工后,单个畜产品转化为胴体或其他加工产品,相关的追溯信息由耳标转变为胴体标签及各级加工标签。胴体标签包括畜产品属性信息,如屠宰日期、耳标号、屠宰场批准号码等。一方面胴体标签应确保畜产品胴体、二分之一畜产品或肉块标志之间的连接,另一方面应确保在标签上能够查询到畜产品的准确信息。各级加工标签衔接了上游屠宰环节信息及下游销售信息。各级分割加工厂通过EANCOM 报文或相应的加工标签形式将所有与畜產品、畜产品胴体以及畜产品肉加工处理相关信息传递给供应链的下一环节。
2.3物流环节
物流环节主要实现畜产品的运输与储存,其主要功能是记录产品移动的轨迹及其位置,反映产品的存储运输环境,即时召回有问题的产品。目前国内大多食品追溯系统缺乏对运输阶段的信息记录。
2.4销售环节
销售环节的主要功能是检测并监控农产品销售场所。由于欠缺管理设施,难以保证所有食品都合格安全,一些不法商家用添加剂造假牟取暴利现象严重。应确保销售环境符合质检部门的要求,记录产品的库存、销售记录,建立销售档案,实现企业数据与中央数据库同步。
3结论
应该加强食品供应链的可追溯系统信息平台建设,各食品供应链生产、加工、流通、销售企业以及个人应认真记录有关信息。同时,政府相关部门应加强对可追溯信息的监管,保证其真实可信,方便对问题产品进行责任追溯及召回。
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即使在企业内部, 产品质量与食品安全控制相关的各个环节, 如生产、运输、储存、销售等之间也会存在信息盲区或孤岛, 如大量的手工记录会导致查找困难、字迹不清、档案丢失等问题, 为寻找问题原因和追溯责任者带来挑战。回顾国内近年来发生的几起重大食品安全事件, 虽然涉事企业进行了产品召回, 但相关的产品信息、批号和数量仍然是遮遮掩掩、含糊其辞, 有许多细节经不起推敲。如果政府相关监管部门按照可追溯标准进行检测, 那可能不仅仅是违规罚款, 很可能会导致企业倒闭, 其中包括行业龙头企业。因此, 建立高效的食品可追溯体系, 对于品牌企业不仅可以让其产品生产过程的信息更为透明, 而且对保护品牌、企业可持续经营都有非常重要的意义。
目前, 中国食品安全问题突出的根源不是食品本身不安全, 而是消费者对食品生产经营者的不信任。其中的原因就是消费者认为涉事企业对待问题的表现, 不足以证明他们是为消费者负责。当某一行业出现信任危机时, 任何小事都可能酿成巨大的社会性问题。
食品经营者, 尤其是那些在某一行业已经成为佼佼者的龙头企业, 需要向消费者证明自己的诚信, 其中一个最简单、最高效、最实用的方式, 就是将产品生产过程中产生的大量数据进行透明化管理, 实现责任清晰、原因明确、有效改进等目标, 就是要建立产品可追溯管理体系。
在全球常见的各类食品安全管理体系标准, 如ISO22000、BRC、IFS、SQF等中, 都有关于建立产品可追溯体系的要求。如在ISO22000∶2005中是这么规定的:“组织应建立且实施可追溯性系统, 以确保能够识别产品批次及其与原料批次、生产和交付记录的关系。可追溯性系统应能够识别直接供方的进料和终产品初次分销的途径。应按规定的期限保持可追溯性记录, 以便对体系进行评估, 使潜在不安全产品得以处理;在产品撤回时, 也应按规定的期限保持记录。可追溯性记录应符合法律法规要求、顾客要求, 例如可以是基于终产品的批次标识。”
在刚刚修订的《食品安全法》第39条中, 也提出“食品生产经营企业应当建立食品追溯管理制度, 保证食品可追溯。鼓励和支持食品生产经营企业采用信息化手段实现食品可追溯。”在法律中规定的“应当”, 实际上就是必须。而建立信息化食品可追溯体系则是可选项。
食品可追溯管理可以分为3个层次; (1) 当产品发生重大事故, 产品需要召回时, 能够按照追溯管理流程, 找到相关产品质量、批次、数量等信息, 为管理层提供决策依据。 (2) 产品信息作为流程有效性验证的依据, 对于食品安全的预防性管理, 提供全面、及时、准确的信息。 (3) 基于风险管理原则, 通过IT技术手段, 对反映食品安全的信息进行分类收集, 并通过人机界面, 提供数据分析结果。分析不仅限于质量、食品安全, 也可以包括质量成本、生产成本、绩效分析等。
从世界级标杆企业的最佳实践可以看到, 依据IT技术建立食品可追溯管理体系是未来趋势。目前国内许多食品企业已经采用ERP技术整合企业内部资源, 但由于早期ERP系统缺乏质量特性的信息整合, 因此正在考虑建立食品可追溯体系的企业需要搞清楚以下几个问题:
1.企业发展的阶段
处于生存期的企业, 要谨慎思考是否需要投入较高的成本, 来建立信息化食品可追溯体系。如果产品生产方式简单、企业规模不大、销售区域不广, 食品可追溯体系完全可以通过手工方法实现, 即达到上面所说的第1个层次即可。
但如果企业已经成为行业龙头, 销售额已经达到几十亿, 建立信息化食品可追溯体系就是唯一选择, 因为它可以大大提高数据的价值, 为做预防性管理提供依据, 也就是达到上面所说的第3个层次。
2.信息化战略
信息化时代让信息化技术成为企业管理的利器, 它是企业后工业化时代获得竞争力的唯一出路。由于信息化技术发展的阶段性, 也造成了企业在引入信息化技术时的片段性。如对人、财、物等资源整合的ERP, 对客户关系管理的CRM, 对实验室管理的LIMS等, 虽然都是围绕企业业务管理的不同信息化系统, 但却造成信息孤岛, 没有达到整合所有信息的目的。
因此准备采用信息化食品可追溯体系技术的企业, 需要先做10~15年信息化战略, 要围绕企业未来经营战略、发展规模和全球扩张目标等。信息化系统必须是要有“远见”的系统, 否则信息化反而是企业发展的障碍, 或不得不常常花费巨额成本, 更新信息化系统。
3.ERP与信息化食品可追溯体系间的关系
许多企业已经使用E R P多年, 对ERP有许多了解。ERP也属于信息化管理系统, 它针对的管理对象也包括产品 (物) 。但由于描述食品质量的特殊性, 其中生物性指标需要较长时间 (超过24小时) 才能得到结果, 产品的其他特性, 如批号、数量等与质量特性就会产生时间差, 这也是ERP在管理质量方面的先天缺陷。
另外, 食品的安全性是通过产品抽样来验证的, 而抽样水平与过程控制能力有密切的关系, 因此抽样水平也是一个动态变化的因素。如果在ERP系统内开发食品可追溯系统, 势必会造成对ER P其他信息处理的负担, 造成系统的不必要符合, 降低系统信息化处理效率。
进一步的完善食品安全追溯系统,能够深入了了解整个关于食品的安全保障问题。餐饮行业已经成为目前的重点发展行业,为了能够避免出现遗忘的食品安全问题,进而决定利用食品安全追溯系统,进一步通过完整的体系实现对食品的安全管理。
餐饮行业已经成为现在主要的发展行业,也为食品行业带来了很大的发展空间。为此能够深入对策了解更多的相关知识,进而保障食品的安全。到目前为止,保障食品安全,已经成为人们关注的焦点,也成为了餐饮行业的重要的面对对象。以此来发展餐饮行业,保障食品安全,让消费者放心消费。
“阳光厨房”看起来很美,其实,恰恰反映出消费者对食品安全的不信任感。要从根本上解决该问题除了要加强法律和制度的建设,完善食品检测体系,强化监督力度,还须对违规者进行严惩。只有多管齐下、层层把关才能改变整个食品生产加工的大环境,让经营者自律守法,这样才能使消费者对食品安全问题恢复信心、重获“安全感”。
在餐饮行业中,经营者和消费者的关系并不对等,食物加工过程于消费者而言是隐秘的。“阳光厨房”让顾客对食物加工有了知情权,会对其起到一定的监督作用。这种创新还是值得鼓励。但食品生产加工是环环相扣的链条式流程,要保证从田间到厨房全过程都合乎安全卫生标准,这可不是在厨房里装上摄像头就可以解决的问题。
保证食品安全应是生产者、加工者和监管者的分内之事,而非消费者的责任。目前相关的负责人所有农产品建立了“身份证”,农户必须记录蔬果、肉乳制品等农产品的生产者、生产所在地、使用的农药和肥料、收获和出售日期等信息,一旦问题出现,通过“身份证”即可追溯其生产及流通信息,责任到位。
【关键词】物联网;RFID技术;信息追溯;食品安全
【中图分类号】F322
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158(2012)10-0051-02
一、引言
目前,我国普遍存在食品安全事故,比如“瘦肉精”事件、“有毒奶粉”事件。人们开始重视食品安全问题,如何解决食品安全隐患显得迫在睫。尽管我国加强了食品质量安全的监管措施,但是依旧无法从源头上保障食品的质量。而随着物联网技术的研究与应用,逐步出现了一些可行的食品安全追溯机制,可以对食品流通的各个环节进行监控,追查责任人,从而逐步解决食品安全隐患。
二、食品安全问题现状
随着我国经济的快速发展,人们的生活水平开始不断提高,人们对衣食住行的要求普遍提高。然而随着而来的食品安全问题受到越来越多的人重视,人们都希望吃到放心、安全、绿色的食品。但是却频繁地出现了食品安全问题,比如人造鸡蛋、染色橙子、有毒奶粉等,严重降低了消费者的消费欲望。民生问题是大事,老百姓在买东西之前都要认真地审核商品生产日期,仔细查看商品的生产材料及成分。
三、物联网技术
1、物联网
物联网主要是依据约定的通信协议,将无线射频识别设备、红外传感设备、GPS全球定位系统、激光扫描仪设备、物品等关键的设施、设备连接起来,实现数据信息交换和传输,从而实现通过这个网络对网络中的设施、设备进行自动识别、定位、跟踪、管理、监控。物联网是最近发展起来的一种全新网络,它的核心基础依旧是互联网技术。
2、无线射频识别技术
无线射频识别技术(RFID),一般简称为电子标签,它可以通过无线网络实现自动识别信号范围内的目标,同时可以根据需要读写数据信息,并通过计算机系统进行集中、统一管理。RFID技术目前是物联网中的核心技术,也是基础。RFID系统主要包括:电子标签、读写器、天线等部件。
四、食品安全信息追溯系统
4.1 构建食品安全信息追溯系统的重要意义
食品跟踪与追溯在欧美、日本等一些国家早已经盛行,他们各国对出口到当地的食品都必须进行跟踪,以确保安全,为人民的餐桌送上一份份绿色、原生态食品。早在20世纪90年代,法国等部分欧盟国家就倡议建立一种旨在加强食品安全信息传递,控制食源性疾病危害和保障消费者利益的信息记录体系,即食品可追溯体系。我国在这方面的发展水平有些滞后,直到最近几年,才开始实施一种被称为“从农场到餐桌”的食品安全追溯系统,该系统从产品生产与销售、安全运作两个方面入手,以确保食品问题从根源上被消除,就算根源上没有被扼杀,也能够在运输过程中被发现,从而在销售环节将问题解决,真正地做到了保证食品安全。
4.2 物联网关键技术的应用
在物联网技术领域中,应用较为广泛的技术之一是无线射频识别技术(RFID),基于RFID技术的非接触式识别模式给食品追溯带来了极大的便利,其次,RFID系统的后台信息系统能够对问题食品的处理做出安全的管理。毋庸置疑,RFID技术的应用必将会为无论是生产商还是消费者带来巨大的经济、社会甚至环境效益。因此,如何更大程度上降低电子标签成本,构建完善的食品监管服务体系势在必行。
4.3 RFID技术应用于食品安全信息追溯系统的优势
RFID系统有着得天独厚的优势,使得食品安全问题的解决在最大程度上依赖于RFID技术的解决:首先RFID系统给食品供应链提供了非常高质量的数据交流,其次所应用到的食品追溯解决方案一般都是从源头做起,所以给整个供应链带来了透明度十足的追溯,最后RFlD技术非接触式快速读写、可数据加密等一系列优点使得实现统一管理、高效流通、协调动作成为可能。
4.4 食品安全信息追溯系统解决方案
4.4.1 系统流程分析
采集器首先通过RFID技术自动识别食品信息,包括食品状态特征,食品所处环境等信息,并且以一定的格式将这些信息存取,然后通过网络及数据库技术形成有效的食品供应信息链。
现代信息技术和物流技术贯穿于商品从生产到消费的始终,形成一个安全而有效的控制体系,食品供应链中各个环节的相关信息通过RFID技术与互联网相结合的自动识别解决方案支撑,从而实现追溯。后台信息系统提供给消费者透明的食品追溯及食品状态的评估信息。
过程追溯其目的是为了追查出现漏洞、消除食品运输或储存环节的安全隐患,根据对现存系统问题的分析,RFID食品安全追溯系统的业务流程图如4-1所示。
4.4.2 技术方案设计
通过上文对食品流通安全追溯过程的需求分析,可以了解到完全可以使用RFID技术来追踪和管理食品流通的各个环节,下面结合实际情况给出总体技术解决方案和技术环节。
本系统主要包括三大模块:电子标签、上位机软件系统、读写器。其中读写器包括:天线、射频芯片及外围电路、主机接口及控制电路、人机交互外设,本文主要侧重于食品流通信息追溯及追踪系统中的读写器的设计。本系统中,射频收发功能模块主要包括射频电路模块、单片机电路模块。其中,射频电路芯片使用的是奥地利微电子公司的AS3991射频芯片,而MCU使用的是C8051F340单片机。
4.3.3 RFID在食品安全信息追溯系统中的工作过程
实际应用系统中,采集器按照如下工作流程工作:
(1) 系统管理模块先生成惟一的采集器ID认证编码,并在系统平台中注册,然后将此编码被固化到采集器中。
(2) 在各个现场环节中,现场采集器在写入食品安全特征信息时,将该采集器的惟一ID认证编码写入到标签中。
(3) 采集器读取含写入采集器ID认证编码的标签信息后,将标签信息和该读取采集器的惟一ID认证编码相结合,通过加密算法使编码融合成一条信息。
(4) 再将此融合信息传输到RFID中间层。
(5) RFID中间层首先对信息分拆,获得读取采集器的ID认证编码。
(6) 判断此ID认证编码的有效性,如果为已在系统平台注册的采集器,则转到步骤7,否则此采集器为非授权的采集器,系统拒绝此次安全信息登记请求,登记相应的审计信息,转到步骤10。
(7) RFID中间层对步骤5分拆后所得的标签信息进一步分拆,获取写入采集器的II)认证编码。
(8) 判断此ID认证码的有效性,如果为已在系统平台注册的采集器,则转到步骤9,否则表明此标签已被非授权的采集器所改写,系统拒绝此次安全信息登记清求,登记相应的标签编号,转到步骤10。
(9) RFID中间层将步骤6所得的食品安全信息登记到系统平台的数据库中。
(10) 完成一次数据采集。
五、结语
RFID是物联网中的核心技术,具有快捷、高效、安全、准确度高等优势,是目前的重要科学技术,得到广泛的普及、应用。而随着经济全球化的深入发展,物联网技术必将得到进一步发展,各国政府开始投入人力、物力、财力来研究RFID技术,大大促进了物流供应链系统的发展。尤其在食品流通领域,RFID技术为了保障食品质量安全做出了重大贡献。相信在未来,物联网技术将会逐步改善人们的生产及生活水平。
参考文献
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[2] 莫锦辉,徐吉祥.论食品追溯体系现状及其作用[J].科技信息,2010(12)
可追溯系统最早应用于汽车等工业产品的召回制度中。1996年, 因英国疯牛病事件, 丹麦猪肉沙门氏菌污染事件和苏格兰大肠杆菌事件 (导致21人死亡) , 导致食品安全问题日益突出, 引起欧盟消费者对食品安全的恐慌, 食品安全危机催生了可追溯系统的建立, 因而畜产品可追溯系统首先在欧盟产生并建立。国际食品法典委员会 (CAC) 与国际标准化组织 (ISO 8042:1994) 把可追溯性的概念定义为“通过登记识别码, 对商品或行为的历史和使用或位置予以追溯的能力”。可追溯性是利用已记录的标识, 追溯产品的历史、使用情况、当前状态或活动的能力, 这种标识具有惟一性, 即与被追溯对象具有一一对应的关系。可追溯系统是保障实现可追溯性的各个环节和要素的完整体系, 包括整个产品生产链即从原材料产地、产品加工, 直到终端用户的各个环节信息, 实现可追溯管理、信息收集及其系统的建立, 能够为消费者提供便捷准确而详细的产品信息查询服务。因此, 实行可追溯系统的意义在于:
1. 可追溯系统是控制产品质量安全, 推动行业健康发展的有效手段
对消费者具有保护和产品认知的作用, 有利于人们生活水平的不断提高;对产业具有积极规范和推动可持续发展的作用, 可追溯系统强调产品的唯一标识和全过程追踪, 对实施可追系统的产品, 在其各个生产环节, 可以实行HACCP、GMP或ISO9001等质量控制方法对整个供应链各个环节的产品信息进行追踪与追溯, 一旦发生质量安全问题, 对人们生命和财产安全进行及时保护, 并有效追踪和及时召回不合格产品, 将损失降到最低。
2. 实施可追溯系统已成为国际贸易发展的必然趋势
在国际上, 欧盟、美国等发达国家和地区要求对出口到当地食品必须具备可追溯性要求。欧盟管理法规No.178/2002要求从2005年1月1日起在欧盟范围内销售的所有肉类食品都能够进行跟踪与追溯, 否则就不允许上市销售。日本决定对进入日本市场的农产品进行“身份”认证。发达国家建立的食品质量安全追溯体系, 除了可以有效保证食品安全卫生和可以溯源外, 其贸易壁垒的作用也日益凸显。
二、畜牧及其产品可追溯系统发展现状
1.国外畜牧及其产品可追溯系统
1.1欧盟可追溯系统
欧盟的产品可追溯系统应用最早, 尤其是活牛和牛肉制品的可追溯系统。欧盟把农产品可追溯系统纳入到法律框架下。2000年1月欧盟发表了《食品安全白皮书》, 提出一项根本性改革, 就是以“从农田到餐桌”全过程关键点控制为基础, 明确相关生产及经营者的责任。根据牛肉标签法, 欧盟国家在生产环节要对活牛建立验证和注册体系, 在销售环节要向消费者提供足够清晰的产品标识信息。
1.2美国可追溯系统
在市场经济高度发达的美国, 产品可追溯系统主要是企业自愿建立, 政府主要起到推动和促进作用。2003年5月美国食品与药物管理局 (FDA) 公布了《食品安全跟踪条例》, 要求所有涉及食品运输、配送和进口的企业要建立并保全相关食品流通的全过程记录。美国由70多个协会、组织和100余名畜牧兽医专业人员组成了家畜开发标识小组 (USAIP) , 共同参与制定并建立家畜标识与可追溯工作计划, 其目的是在发现外来疫病的情况下, 能够在48小时内确定所有涉及与其有直接接触的企业。
1.3日本可追溯系统
日本走在前列, 不仅制定了相应的法规, 而且在零售阶段, 大部分超市已经安装了产品可追溯终端, 供消费者查询信息使用。在政府的推动下, 日本从2001年起在肉牛生产供应体系中全面引入信息可追踪系统, 要求肉牛业实施强制性的零售点到农场的可追溯系统, 系统允许消费者通过互联网输入包装盒上的牛肉身份号码, 获取他们所购买牛肉的原始生产信息。
1.4其他国家可追溯系统
英国政府建立了基于互联网的家畜跟踪系统 (CTS) 。该系统记录了家畜从出生到死亡的转栏情况, 农场主通过该系统的在线网络来登记注册新的家畜, 查询其拥有的其他家畜的情况;加拿大从2002年7月1日起开始实施强制性活牛及牛肉制品标识制度, 要求所有的牛肉制品采用符合标准的条码来标识;国家牲畜标识计划 (NLIS) 是澳大利亚的家畜标识和可追溯系统。活牛采用经过NLIS认证的耳标或者瘤胃标识球来标识身份, 牛迁移到新的地点时, 养殖场或屠宰场的射频身份读取器将读取并在NLIS数据库中记录其迁移信息;巴西农业部决定, 从2004年3月15日起, 对肉牛实施强制性生长记录, 实行从出生到餐桌的生长情况监控等。
2. 国内可追溯系统现状
随着我国人们对农产品从量的要求发展为质量与安全的需求时, 可追溯系统开始研究和区域性建立, 相对于发达国家滞后。主要发展现状表现以下几方面:
2.1 进行了食品可追溯系统初步的研究, 制定了一些相关的标准和指南。我国关于食品溯源体系的研究始于2002年, 在研究和实施过程中制定了部分产品的相关标准和指南。2005年国家质检总局出台了《出境水产品溯源规程 (试行) 》, 中国物品编码中心编制了《牛肉制品溯源指南》, 陕西标准化研究院编制了《牛肉质量跟踪与溯源系统实用方案》。
2.2 一些地方和企业建立了初步的食品可追溯制度, 发布了相关法规。2001年, 上海颁布了《上海市食用农产品安全监管暂行办法》, 提出了在流通环节建立“市场档案可溯源制”。2002年, 北京制定了食品信息可追踪制度, 2005年9月北京市顺义区启动了蔬菜分级包装和质量可溯源制, 天津市实行无公害蔬菜可溯源制, 推出网上查询订购形式。
2.3 国家进行了农产品可追溯系统的初步试点。2004年, 国家质检总局在寿光田苑等蔬菜基地进行了蔬菜质量安全可溯源系统初步试点。中国物品编码中心通过“中国条码推进工程”, 推动条码技术在我国食品可追溯中的应用。《2008年北京奥运食品安全行动纲要》中明确要求对奥运食品实行电子标签管理, 全面实行可追溯系统, 不具备可追溯性的食品将不允许进入北京销售网络。
2.4 畜禽动物性产品可追溯制度相对滞后。近年来上海、四川、香港等地频繁发生瘦肉精、链球菌、禽流感、苏丹红、孔雀石绿等多起食品安全事件, 而无法快速追溯其来源和去处, 给社会带来不安, 对行业健康发展也带来极大影响。特别是2006年3月自江西开始的无名高热病的爆发和蔓延等恶劣事件, 给养殖行业和人民生活带来极大的生命安全威胁和巨大经济损失。再加上国际市场上, 日本和欧美国家可追溯性规则业已成为我国技术壁垒的重要影响因素。因此, 迫切需要建立动物性产品质量安全可追溯系统。
三、种猪质量安全现状与实行可追溯性的要素
1. 种猪质量安全现状
种猪是商品猪生产的源头, 其质量水平将直接影响商品猪的生产水平和经济效益, 其安全问题则直接影响商品生产的安全, 特别是安全问题所造成的经济风险是无法估量的。我国种猪质量安全现状如何呢?
我国种猪资源丰富, 引进、培育、地方和配套系品种70多个, 目前大多数商品猪都是通过杂交生产形成的, 因此商品猪的产品结构和质量性能水平参差不齐, 对中小规模农民养殖户而言, 种猪的主要性能水平将直接影响其经济效益, 如瘦肉率、日增重、饲料报酬、产仔数等关键经济指标。据统计, 我国优质瘦肉型商品猪的比例小于30%, 种猪企业繁多, 种猪性能水平差异较大, 全国种猪质量状况和良种覆盖率并不理想。在行情高涨的阶段, 以次充优, 以假充真的坑农现象时有发生。所以, 种猪质量过程控制问题就显得十分重要。
对种猪而言, 安全问题则主要是疫病问题, 药物残留不是重点。因此, 从全国种猪和商品猪疫病流行情况来看, 种猪也是主要的传播途径, 有些疾病如高致病兰耳病、五号病、副猪嗜血杆菌病等造成区域甚至全国流行的局面, 给地方乃至全国的种猪和生猪生产带来极大危害, 养殖量也出现滑落现象, 造成今年猪肉短缺的实际民生问题。从国际上来看, 口蹄疫导致英国种猪出口和生猪产品禁锢10年;而我国有些疾病如兰耳病就是通过引进活的种猪传播进来的 (种猪精液也能携带病原) , 尽管与技术手段有关, 但目前我国一直是依靠动植物进出口检疫来进行保护的, 缺乏可追溯系统及其制度保障, 特别是对于新的和具有重大风险的疫病安全问题我们没有规范有效的机制。因此, 在种猪及其产品国际贸易日益频繁的今天, 疾病安全问题也日益突出。对于引进品种、配套系和培育品种, 还存在潜在的转基因安全问题, 应逐步进入我国种猪质量安全的考虑因素。
2. 实行种猪可追溯性的要素
种猪与商品猪的不同在于种猪具有生存周期长、受外界影响大的特点, 在生产流通过程中具有可变性和可能携带病原的潜在风险, 因此, 建立种猪可追溯性具有其特殊性, 其主要要素包括:
2.1种猪的唯一标识
我国历史上3000多年前就有利用耳缺和烙印的方式标记家畜, 一直延用至今, 但这种方式一般只适用于局部和场内猪只的标识。目前耳缺编号的进一步完善为种猪的唯一标识在全国范围内使用提供了可行性, 如全国遗传评估的18位数编号方法等, 这种编号一般包括省、场、品种、年份、窝次和个体号等信息, 其缺陷是编码复杂、容易混淆和涵盖面较窄。有些则采用塑料耳标牌的形式来识别身份, 如疫病耳标牌、企业耳标牌等, 但没有得到行业的一致认同。新的标识方法如激光耳标、微波雷达标识、电子射频标识 (RFID) 及生物学身份标记 (如DNA分型和视网膜识别等) 也逐步开始研究和使用。对于国际贸易, 还应考虑国际通用标识规则的因素, 逐步达到与国际接轨的目标。如国际物品编码协会 (GS1) 开发的全球统一标识系统 (EAN·UCC系统) 和临近智能卡国际标准 (ISO15693) 。
2.2方便快捷的信息收集系统
采用科学准确成本相对低廉的标识系统后, 则需制定方便快捷的信息登录系统, 用以登记和跟踪种猪的生活全过程和完整的质量安全信息。信息内容的设计必须做到规范统一, 笔者认为主要考虑的信息应该包括:省份、生产单位、品种结构、出生记录、父母代基本信息、生长发育记录、疫病与保健记录、性能测定记录和出场检疫等相关信息, 实时状态 (主要是购买者有关信息) , 死亡和淘汰记录, 以及其它涉及质量安全的有关重要信息等。
2.3方便快捷的可追溯平台
用户和消费者以及监管人员能方便快捷的进行种猪个体可追溯查询, 是实现可追溯性的关键所在。因技术水平和地区差异, 每个人所采用的查询方法不能苛刻要求高标准的统一, 而是需要有多种方式来进行, 获取信息量则可以适当有所区别, 但最低要求必须保障最基本的关键信息, 例如人们可以采用网络电脑查询、终端查询、电话查询以及短信查询等多种方式。
2.4快速有效的监管机制
对于出现的问题, 在实现可追溯后, 必须建立快速有效的监管机制和反应机制, 种猪是一类特殊的消费产品, 为充分保障各个生产、流通和使用环节的合法权益, 必须有一个有效的机制和合法的机构在最短时间内处理好种猪存在的质量安全问题, 把损失减少到最低。
2.5种猪标识成本问题
最易实现可追溯系统应用的是食品, 活体动物则存在更大的难度, 采用耳缺、耳标等方法标识虽具有成本低廉的优势, 但很多因素会导致标识复杂和不具备其唯一性, 在大面积使用时难以推广, 且多种标识混用也带来很多实际问题, 如质量和安全在目前是不同部门采用不同的方法来标识的, 没有得到统一, 一旦出现缺失或混淆的局面则无法实行可追溯性。先进的方法则存在成本较高的问题, 如国产的电子耳标也需要每头20-30元的成本, 国外的更贵, 多则100-300元不等, 而分子生物学方法更难实现。在当前系统不健全的情况下, 这个不小的成本由哪个环节来支付呢?按照传统的观念, 一般由生产者来支付, 在目前的标识体系下, 成本可忽略不计, 当然不存在问题, 一旦成规模采用先进方法来标识和进行信息登录, 这个成本则是较大的, 特别在市场行情低靡期更具困难。因此, 标识成本应作为种猪可追溯系统建立的必要考虑因素。
2.6规模化、标准化与专业化种猪生产模式的建立
种猪质量安全主要靠源头管理, 因此, 标准化、专业化的种猪育种生产模式是核心, 促进这项工作的体系保障除制度和法律法规具有一定引导和约束力外, 还要靠标准化体系建设和生猪期货金融产品的规范引导。可以说, 标准化体系和生猪期货是引导种猪专业化、标准化生产的有效手段, 是实现种猪可追溯性的重要因素。
四、种猪可追溯系统的设计
在政策、技术和经济条件具备的情况下, 可以逐步建立我国种猪可追溯系统。种猪的可追溯系统主要包括畜体标识、中央数据库与信息传递、家畜流动登记和监管反应机制等四个基本要素。针对四个基本要素, 设计饲养场信息采集子系统、用户信息采精子和销售及中间环节信息采集子系统, 以中央数据库为核心, 形成一个信息传递的通路 (见图1) , 达到可追溯和及时处理有关质量安全问题的目的。中央数据库与各个子系统以及监管部门可以实现信息管理互动, 数据维护和保护形成一定层次的内部循环体系不断更新完善, 提高管理效率和科学准确性。
五、几点思考与建议
1. 法规及标准化体系的建立,
促进生猪期货金融产品稳步上市要实现种猪的可追溯系统, 必须依照有关法律法规, 主要是畜牧法和动物防疫法, 建立合适的种猪可追溯规章或行业法规, 确立有效的监管机制。制定统一的种猪生产技术和可追溯标准化体系, 在种猪生产、流通、使用及死亡淘汰等全过程实施信息登记和管理。依靠生猪期货的商业力量对种猪生产企业提出科学的质量安全要求, 以规范和提高种猪生产企业整体水平, 合理淘汰不合格或低水平的种猪企业, 保护标准化规模化种猪企业的合法权益。
2. 逐步推广应用RFID标识技术
RFID (Radio Frequency Identification) 作为一种个体识别技术, 具有信息读取方便、读取距离远、准确率高等优点, 是畜体标识的理想选择。从全球范围来看, 目前发达国家以及有一定条件的发展中国家都已在活畜产品生产中应用RFID可追溯系统, 应用RFID技术来实现种猪可追溯性已经成为发展方向, 在我国推行国产RFID技术已成为可能。另外, 植入式电子标识技术也逐步成熟。
3. 建立科学高效的信息中央数据库系统
中央数据库是保障可追溯的大脑, 可以分层次与各级可追溯系统平台链接, 形成上下互动, 收集和查询的核心。应用互联网技术和通讯技术建立多渠道技术平台。
4. 宣传普及种猪可追溯性意识
提高生产者和消费者关于种猪的质量安全意识十分重要, 是逐步实施和建立种猪可追溯系统的动力, 在政府分引导下, 逐步在高层次或发达地区率先应用种猪可追溯系统, 提高种猪质量安全水平, 促进全面实施的进度。实施种猪质量安全的召回制度或隔离处理制度。
5. 合理分配可追溯系统的成本
在可追溯系统未带来显著经济效益的情况下, 成本仍是个问题, 一方面积极开发国产化的种猪专用电子标识及其产业, 降低成本, 一方面适当划分各个环节的成本, 逐步由生产者承担直接成本, 而生产者将通过提高效益和社会信任度来忽略种猪可追溯性的成本, 消费者将间接支付可追溯系统的成本。
6. 研究制定适合国际贸易往来的可追溯制度或规则
“民以食为天”,猪肉在人民群众的生活中占有重要地位。近年,消费者对猪肉等食品安全问题日益关注以及国外对猪肉质量要求地提高,我国猪肉出口遇到了“瓶颈”问题[1,2]。很多文献提出将RFID技术应用到动物的追溯以及质量控制系统中[3]。但如何让消费者快捷准确地查询到生猪从出生到出售全过程的真实信息,仍然是急切需要解决的问题[4,5]。
2 概要与体系
建立生猪可追溯的管理系统,必须从源头就开始进行跟踪。选择RFID技术作为肉猪的“标识身份证”,以此作为肉猪状态信息的记录载体,数据库系统重点记录了与食品安全相关的生猪生产信息。此外,从肉猪管理信息系统的中央数据库导出真实完整的信息,建立免费电话、短信、互联网网络的统一的电子商务查询平台,提供给消费者使用。该系统实现了肉猪生产商和消费者的无缝沟通,使肉猪的生产过程做到透明科学。
3 可追溯系统开发与实现
该系统包含3部分:(1)RFID信息追踪和采集模块;(2)数据库信息管理系统;(3)电子商务查询平台,它们的结合能实现优化生产与质量追溯的双重目的,如图1所示。
3.1 基于RFID的信息追踪和采集系统
RFID技术是指利用无线电波来进行通信的一种自动识别技术。首先将特制的携带RFID芯片的电子耳标嵌入刚出生仔猪的耳朵,赋予每头商品猪全球唯一的“身份证ID”。RFID与数据库的结合实现了数据通畅准确地一条龙传递。图2给出了RFID追溯系统的信息流。
3.2 数据库信息管理系统
3.2.1 软件平台和体系结构
系统开发语言为Visual Studio.NET框架集成开发环境的Visual C#.NET。系统选用SQL Server 2000建立数据库。采用C/S体系结构来开发该信息管理系统。该模式充分利用了客户端和服务器端硬件环境的优势,将任务合理分配到Client端和Server端来实现,在网络上传送的仅仅是请求信息和处理结果,降低了系统的通信开销。
3.2.2 信息管理系统的构成
数据库是信息管理系统的核心,也是整个商品猪可追溯系统的数据存储处理中心。图3给出信息管理系统的组成部分和电子商务平台的关系。
商品猪的信息管理系统(PMIS)主要包括商品猪的生产信息、饲料配方管理、免疫用药,以及物品的库存管理等功能模块。数据库模块具有对经RFID追溯的生产信息的及时记录、归纳处理、智能提醒等功能。实现了对商品猪生产过程的科学指导,优化管理,并为建立电子商务查询平台建立数据基础。系统还能对数据库按照需要进行备份还原,提高系统的健壮性和安全性。
3.3 电子商务查询平台
为了让消费者清楚地了解商品猪的生产模式,以及猪肉的质量,结合中国国情,开发集成了免费电话、短信、互联网网络的电子商务综合平台。它能确保了肉猪厂家与消费者的信息共享,提高消费者对厂家的信赖,这也提高了肉猪的价格。电子商务查询平台的建立具有必要性和紧迫性。
4 结语
安全猪肉的追溯系统作为食品质量安全风险控制管理的有效手段越来越受到发达国家的关注。目前,畜产品的可追溯系统的研究正处于研究发展中。该系统具有以下几个重要特点:
(1)采用国际先进的识别技术——RFID,大大提高可追溯系统的便捷性、可靠性、可信度以及操作的便捷性。
(2)该系统功能强大,目的明确。覆盖了数字化猪场的生产管理,配方使用,饲料医药品库存,屠宰销售管理,以及网络短信免费电话三网合一的统一电子商务查询技术。
(3)采用MS-SQL Server 2000数据库和C/S的软件体系,使系统特别适合与我国生猪养猪模式,即总厂和分厂,企业加农户的生长方式。
摘要:可追溯系统的构建是确保消费者吃到放心猪肉的关键技术。为此,设计了基于电子商务和RFID技术的数字化猪场管理系统。把具有唯一性、非接触式、高识别率等优点的RFID芯片耳标安装在刚出生的小猪耳朵,从源头保证生猪从出生到屠宰全过程的真实信息的可追溯性。此外,将经RFID芯片采集的信息保存到配套开发的猪场管理系统软件,利于管理分析。构架短信,免费查询电话,网络三网合一的电子商务查询平台,让消费者方便地查询猪肉的所有信息。该系统实现了通过RFID技术对猪肉安全生长的全程质量监控,通过数据库规范与指导生猪的生产管理的双重目的。
关键词:无线射频识别,电子商务,可追溯系统,信息管理系统
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随着IT技术的飞速发展,发达国家近年来开始普遍关注 “智慧城市”的研究[1]。在我国,国务院总理李克强曾在2013年7月12日主持召开的国务院常务会议上,提出在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设。所谓智慧城市,是指基于物联网、传感网、移动互联及云计算等诸多智能系统,并由其面向未来而营造的最理想的城市形态[2],这些智能系统主要包括智能城市监控、智能交通、智能城市生命线管理、智能票证管理、智能政务、智能电网、智能楼宇、智能医院、智能家居、 智能家庭护理、智能个人健康、智能数字生活和智能食品药品管理。其中,食品安全追溯系统是智慧城市的重要组成部分, 同时食品安全问题是关系社会和谐稳定的重要因素,在“智慧城市”中,人们将能全面了解到“菜篮子”中的食物来自哪块土地、运输过程中经过了哪些环节。因而,对食品安全追溯系统展开深入研究,并增加研究投入,已然引起了众多研究学者的广泛关注和重视,亟待收获更多的实效研究成果。
近年来,苏丹红、禽流感等事件的相继发生,表明了我国目前的食品安全追溯系统仍存在缺陷,一旦发生食品安全问题,很难立刻追本溯源,做到实时控制和迅速召回[3]。因此, 应适时研究智慧城市的食品安全追溯系统,并利用其对食品生产、加工和流通过程进行合理监控,同时进一步对流入市场的不合格食品进行有效追溯,从而达到控制食品安全事件发生,以及提供食品安全最大限度保障的重要作用。
1食品个体标识
根据国际标准,食品安全追溯是指可追踪食品的来源、 生产、销售和物流等各方面相关信息[4]。而食品安全追溯系统则是能记录和追踪食品的来源、生产、销售和物流等信息的系统,也就是利用该系统能够对食品安全信息进行记录和追踪[5]。而要对食品个体进行追踪,就要首先对食品个体进行标识。目前,条形码是标识食品个体的有效手段。条形码种类繁多,使用较为频繁的主要有一维码和二维码。一维码广泛应用于各类商品中,但密度低、信息量小,不能对食品的相关属性进行详细描述。二维码即二维条形码,可以存储比一维码更多的信息,且安全性和稳定性均要优于一维码,使用范围已经覆盖食品追溯、数码凭证、产品推广、站点互联、 文件下载、导航与定位等领域。因此,智慧城市食品安全追溯系统可借助“二维码”来标识食品个体。
2智慧城市食品安全追溯系统设计
在智慧城市中,食品的种类丰富多彩,不同食品的原料、 生产、物流及市场也不一样。为实现对智慧城市食品安全信息的有效追溯,就必须对食品供应链上各个环节的安全信息进行全面的收集、传递、存储、处理及输出,此时就需要农牧人员、研究人员、加工人员、管理人员、技术人员、质检人员、 专家和用户的多方通力合作,因此这就形成了一个基于网络的具有多个子系统的复合系统。
2. 1智慧城市食品安全追溯系统流程
在智慧城市中,用户能够利用Web查询系统追踪食品的供应商、物流、生产加工、采摘出栏、农残病疫和种植养殖等信息,查询有多少用户买了同样的食品,并查看用户的反馈信息,还能拍照、上传照片和发表评论,智慧城市食品安全追溯系统流程如图1所示。
2. 2智慧城市食品安全追溯系统总体结构
根据智慧城市食品安全追溯系统的需求,可将其分为农牧基地管理系统、加工包装管理系统、物流运输管理系统、 Web查询系统和用户餐桌反馈系统等五大子系统,总体结构如图2所示。
图2中,农牧基地管理系统主要实现种植管理、农残检测、采摘记录、养殖管理、病疫检测和出栏记录等功能,能够记录、管理和查询农牧基地相关信息,这些信息中既包括了种植品种、种植地、肥料施放、病虫害、农药施放、农药残留检测和采摘等信息,也包括了养殖品种、入栏、养殖、迁移、饲料使用、防疫、药物使用和出栏等相关信息。以肉牛养殖为例, 在肉牛出生后,为其安装二维码耳标,采用激光在耳标上定制其品种和出生地等初始化信息,并存储到农牧基地数据库中; 在养殖过程中,亦需不断记录养殖、迁移、饲料使用、免疫注射、检疫和出栏等信息,进一步存储到农牧基地数据库中, 直至出栏。将来若有需要,即可利用该系统追溯全部的农牧基地信息。
图2中的加工、包装管理系统则主要实现屠宰分割、加工包装和二维码标识功能,并能够记录、管理和查询食品的加工和包装相关信息,主要包括屠宰、分割、检验、加工和包装等信息。该系统还能够将农牧基地、加工和包装信息写入二维码并生成条码标签。以肉牛屠宰分割为例,通过二维码耳标识别肉牛个体,在屠宰前,进行肉牛宰前检验,并将相关检验信息存储到加工包装数据库中; 在屠宰过程中,记录屠宰过程的相关信息,相应存储到加工包装数据库中; 在分割过程中,还需记录分割环节的相关信息,其后存储到加工包装数据库中; 而在包装过程中,系统则根据加工、包装过程中记录的相关信息重新生成包装二维码。日后若发生查询需求,则可利用该系统追溯检验、屠宰、分割、加工和包装等相关信息。
图2中的另一重要的物流运输系统主要实现食品装载管理、车辆调度、运输监控、GPS信息采集和温度信息采集等功能,能够记录、管理和查询物流运输相关信息,主要包括食品装载、车辆增减、驾驶员增减、车辆调度、GPS定位、温度监控和运输监控等信息。以牛肉物流运输为例,发车前,扫描包装二维码,记录货物、数量、车辆、车次、驾驶员和目的地等初始化信息,利用GPS技术设计最佳行驶路线,并存储到物流运输数据库中; 发车后,不断记录时间、路径、堵车和故障等信息,实时采集车厢温度、湿度等信息,通过车载设备发送至物流运输服务器,运输监控系统对接收的GPS数据进行解析并存储到物流运输数据库中,直至到达目的地。一旦有问题发生,均可利用该系统追溯物流运输相关信息。
另外,Web查询系统主要实现食品信息查询和用户反馈查询功能,能够查询食品的农牧基地、加工包装、物流运输和用户反馈等信息。
用户餐桌反馈系统主要实现上传照片和发表评论功能, 用户可以利用该系统上传食品照片以及发表评论,并能分享发布到人人、微博和QQ空间等。
3智慧城市食品安全追溯系统的实现
在智慧城市中,食品的农牧基地、生产加工企业、物流运输企业、销售网点和有关用户均呈现数量众多之势,且食品追溯所需的很多信息也都是跨地域采集的,如此一来,若只利用单台服务器将难以实现跨地域信息的采集、存储、加工、 处理、传输和汇总。因此,系统实现时就要根据系统功能,分别设置农牧基地、加工包装、物流运输、Web查询和用户餐桌反馈五大类服务器。其中,农牧基地、加工包装和物流运输服务器要根据企业数量和地域差别分别设置若干服务器,而Web查询和用户餐桌反馈服务器则只需各设置一台即可满足需要。智慧城市食品安全追溯系统网络结构如图3所示。
系统基于物联网相关技术设计和实现,通过采用激光刻制二维码,并利用二维码扫描枪、摄像头和手机等设备采集食品二维码信息,再利用机器视觉技术进行农牧基地监控, 其后通过GPS等技术进行定位,同时利用GIS技术在电子地图上进行跟踪。此外,还需利用GPRS技术进行远程无线通信,依托互联网传输数据,而且又利用Web技术和基于XML的EDI技术实现多服务器联合查询,由此而完整实现智慧城市食品安全追溯。
系统基于ArcGIS 10开发平台,利用SQL server 2008实现数据的存储和管理,采用Microsoft Visual Studio 2010来开发实现。又由于系统基于B/S构架,因此客户端可以是联网的手机、平板电脑、车载电脑、笔记本和PC机等各种机型。
4结束语
近年来,中国畜牧业发展迅速,特别是养牛业在中国畜牧业中异军突起,到2005年年底,全国存栏牛达1.41亿头,当年出栏数超过澳大利亚、美国和巴西,越居世界第一位[1]。但由于我国肉牛业起步较晚,规模化肉牛养殖场生产管理仍以传统方式为主,牛肉产品的生产、流通秩序混乱,缺乏完整的繁育、饲养、迁徙、防疫、治疗等环节的信息,使得我国牛肉生产难以达到安全、优质、高效与可持续化的要求。加上国际市场对中国畜牧产品安全性不断设置绿色技术壁垒,使得原本具有优势的畜牧业处境尴尬[2]。同时,随着贸易全球化和畜产品生产的工业化,牛肉产品生产与消费日益分离,复杂的供给体系使得消费者对获取所消费产品的安全信息变得相当困难,如果没有生产信息的有效传递,消费者将很难从最终产品了解其安全性。
为此,国内外学者对构建牛肉生产全过程的安全体系框架进行了大量的研究。研究表明,可追溯系统是促进生产信息透明化,提高肉牛健康和牛肉产品卫生安全的重要方法之一。而作为牛肉质量追溯系统有效组成部分的肉牛养殖环节的质量追溯,畜体标识是实现肉牛养殖可追溯的重要因素之一。我国学者应用条码技术识别畜体的方法,对肉牛、肉鸡、生猪等实现了养殖的可追溯系性,但由于条码的识读效率低、识读操作困难、无法重用等缺点使得这些追溯系统的预期性能受到了严重的影响。所以选用重用率高、识读效率高、识读操作方便又满足养殖过程数字化管理要求的个体标识是实现肉牛养殖可追溯系统的关键。同时根据我国肉牛养殖的特点,设计高效的信息传递系统是肉牛养殖可追溯系统实现的又一个关键。
1 系统总体框架
由于肉牛养殖周期较长的特殊性(一般为2年左右)和我国畜牧业发展的实际情况,目前国内许多肉牛养殖企业的经营模式主要以“公司+农户”为主,即从农户手中收购架子牛进行规模化养殖与育肥。这种经营模式在让农户和企业双赢的同时,也对肉牛养殖信息在活牛流通过程中的有效传递形成了相当的难度,对实现牛肉质量可追溯形成了不可逾越的障碍。本研究根据我国养殖场的业务流程,设计了如图1所示的肉牛养殖可追溯系统的总体框架。由图1可知,养殖场在肉牛进场时,可通过该牛的基本养殖信息,为其制作方便识别与存储养殖信息的RFID耳标。其中,手持机是养殖场工作人员在日常的饲养工作中与肉牛、服务器进行数据交互的主要信息工具。
为了方便系统的维护与使用,本系统采用了基于B/S的软件架构体系。系统的服务器端操作系统选用Windows Server 2003 Enterprise,负责Web站点的管理与信息发布。客户端可为Windows 2000以上的任何版本中的一种。网络数据库系统为SQL Server 2005。服务器端编程语言选用C# 2.0,并使用ASP.NET 2.0作为开发工具[3]。
2 系统模块与功能
2.1 软件体系结构
系统总体上是一个多层的分布式软件体系结构。其设计思想主要是:基于.NET平台,客户端和应用服务器、应用服务器和数据库服务器之间的通信以及异构平台之间的数据交换等通过应用层业务逻辑和数据访问层的数据访问类来实现。这样做不但可以有效平衡网络负载,而且当数据库或者应用服务器的业务逻辑改变时,客户端并不需要改变,从而大大提高了系统模块的复用性,缩短了开发周期,降低了维护费用。
2.2 系统功能模块
1) 肉牛养殖管理
根据肉牛养殖过程设计的肉牛养殖管理模块主要涉及进牛、个体识别、免疫消毒、肉牛转群、饲料投喂、肉牛治疗、肉牛出栏、饲料管理、药品管理等九个业务处理模块。分别对肉牛养殖过程中的各个环节及饲料、药品的出入库进行了档案记录和数字化管理。在此过程中,系统将根据养殖标准库内的休药期、违禁药物名录、肉牛养殖作业规范等内容预设预警参数,从而实现对养殖违规现象进行预警。本模块与肉牛养殖管理过程中所使用的手持设备系统可以实现同步。图2展示了养殖管理功能的肉牛进场登记与耳标初始化界面。
2) 养殖场管理
其集成了ERP系统思想,在肉牛进出栏管理中起着巨大的作用。分别通过员工管理、牛舍管理、肉牛档案、采购管理、订单管理、成本核算等六个子模块来实现。通过本系统模块,养殖企业可以清楚地了解所有在栏肉牛的生长情况以及肉牛市场的供需状况,从而根据市场供需来调节最佳的肉牛养殖数量与肥牛的出栏时间。同时,在肥牛出栏时,养殖企业能够通过本系统模块根据肉牛养殖管理模块中产生的饲养记录而自动生成肉牛个体档案,为客户提供符合出口要求的肉牛饲养追溯档案。
3) 数据管理
其主要有两大功能:
(1) 实现手持设备内含的应用系统与主系统中肉牛养殖管理模块的同步功能、手持设备对系统数据库的数据上传功能。由于肉牛在养殖过程中,所有的饲养作业与部分养殖场管理操作都是通过手持机来完成的,所以实现手持设备内含的应用系统与主系统中肉牛养殖管理模块的同步,以适应手持设备对系统数据库批量上传数据是系统实现应用RFID技术对肉牛进行个体管理的重要途径。系统与手持机之间传输的数据是驻场兽医、饲养员和养殖场管理员在对肉牛的养殖管理过程中发生的一系列操作记录(如图3所示)。
(2) 实现养殖数据的备份操作与数据挖掘功能。养殖企业长年的肉牛养殖记录与肉牛进出栏记录,多数养殖企业由于各方面的原因,都不能很好地把它们利用到经营当中去。本系统模块通过对这些离散数据的深入挖掘,将形成对企业经营管理、风险规避等方面具有一定指导意义的决策依据。
4) 系统管理
其功能主要是系统用户的权限管理和外挂设备的参数设置。系统用户的权限管理的设计思想是:针对企业内不同的员工角色,对其在系统上的权限进行不同的分配,这样能够很好地保证企业信息安全的管理。而对于外挂设备参数设置的功能,主要是实现对肉牛养殖管理过程中所用到的多个手持设备的有效管理。
3 数据库设计
良好的数字化管理系统离不开高质量的数据库,而要实现肉牛养殖质量的可追溯,饲养期的源头信息获取是建立数据库对象的重要支撑。本系统采用目前应用比较广泛的关系型数据库,通过建立实体与实体之间的联系,即建立E-R模型。本文应用Er-win软件建立肉牛养殖数字化管理系统数据库的概念模型和物理模型。图4为系统主要数据库之间的关系。
在此基础上按照一定的规则转换成相应的关系模式,可获得系统数据库中的表结构。表1-表5是根据上述数据流程及数据库关系为本系统设计的主要数据表的数据字典。
4 基于RFID的追溯单元识别
追溯单元(TRU)作为追溯系统中具有唯一特征的实体,可以是一个集合体,也可以是一个非集合体。集合体追溯单元不保留原始实体任何标识信息,非集合体追溯单元在追溯系统中保留原始实体的识别信息。
肉牛养殖的时间跨度较长,为了实现质量可追溯,每一个可追溯单元应是惟一的,也就是指每个TRU都是不同的、不等价的。在追溯过程中,每个TRU都具有不同的特征属性。在连续的投入品处理过程中,每个TRU的定义有所不同。TRU可能由投入品或饲养育肥过程中的环境变量所决定,依据不同的活动与环境变量生成不同的TRU。本节设计了以架子牛个体为核心的肉牛养殖过程的TRU体系(如表6所示),并应用RFID技术对每个追溯单元实现自动识别。
RFID是一种利用无线射频方式在阅读器和应答器之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的技术。目前在制造业和肉产品的屠宰加工环节已经得到了广泛应用。
下面,以肉牛个体的识别为例,对本系统基于RFID的追溯单元数据采集功能作详细说明。本研究针对肉牛识别管理的特性和肉牛养殖业的实际情况,使用频率为13.56M的RFID标签设计了一款可循环利用的扣式耳标。本系统所采用的牛耳标由封装有RFID标签的耳钉扣和耳钉组成(如图5所示)。
系统对耳标的读写主要通过手持设备和固定读写器完成。
肉牛入场时,饲养员将根据每头牛的初始信息,使用固定读写器统一对牛耳标进行信息写入。写入的信息包括按系统预设而自动生成的肉牛唯一耳标号、该肉牛的原产地、免疫信息和治疗记录等重要的肉牛个体信息。
日常的饲养过程中,饲养员每对一头肉牛进行一次操作,即可使用手持机读取耳标号,以此记录下针对该头牛进行的所有具体操作,同时在牛耳标内写入如免疫、治疗等直接关系肉牛质量安全的重要信息。每天完成操作后,通过手持机与计算机的串口的通信,系统将自动把每头肉牛的饲养记录存入到系统数据库中,在数据库中形成饲养日志。在肉牛出栏时,系统通过对这些饲养日志的整理,形成对每头肉牛的养殖追溯信息。
由于一般RFID标签的读写次数均在10万次以上,所以成牛出栏进入屠宰环节后,封装有RFID标签的耳标扣经消毒和信息清空处理后,由养殖场对其循环使用。
5 结束语
畜产品可追溯系统作为食品质量安全风险控制管理的有效手段正越来越受到社会各界的广泛关注,而中国的畜产品可追溯系统的研究则刚刚起步。本文对肉牛养殖过程中所涉及的个体识别、养殖数据的交互传输,以及设计实现基于此的肉牛养殖可追溯系统的关键技术进行了初步探讨,并在示范企业进行了系统的试运行。
1) 在肉牛养殖过程中,对影响肉牛健康状况的各种因素的监控缺位是造成日后引发牛肉质量安全隐患的重要因素。系统在示范企业试运行期间,通过追溯系统对肉牛养殖管理的数字化,实现了本来应由饲养员完成的繁杂而又易疏漏的对肉牛养殖环境和肉牛健康状况的监控。分别对肉牛养殖进行了以下三个方面的预警:(1)对养殖作业和管理的预警;(2)在消毒、防疫、治疗过程中对使用药品进行预警;(3)在休药期内,对肉牛出栏的预警。
运行结果表明,由于本系统对养殖环境的有效监控,不但提高了所养肉牛的牛肉品质,降低了养殖企业因肉牛淘汰率过高而产生的经营风险,而且还形成了针对每头肉牛的可靠而准确的产品质量追溯信息。
2) 研究发现,在肉牛养殖环节上进行的牛肉质量可追溯必须建立在顺利采集每头肉牛的养殖数据的基础上。而当质量追溯系统完全融入到养殖企业的生产管理系统中时,才能充分保证质量追溯信息的真实性和有效性。本研究通过对RFID硬件设备的技术改造,克服了RFID技术在生物体上应用会产生的各种局限性,使得RFID技术在肉牛识别上变得更加便捷、快速,在企业不损失任何生产效率的同时,采集到了精确到每头肉牛的养殖数据,确保了整个追溯系统的可用性和真实性。
3) 肉牛养殖数据因肉牛的迁徙而产生的数据断层是实现我国牛肉质量可追溯的关键障碍之一。因此,国家必须建立统一的肉牛养殖数据交流的网络平台,才能在最大程度上对记录规范有效的肉牛养殖数据有所保障。
参考文献
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