高慧芳 秦澤宇 周峰

摘 要：為加大對本地特色農(nóng)副產(chǎn)品質量的監(jiān)管效果，提升產(chǎn)品質量及附加價值，本文基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)平臺等技術手段，提出了一種應用于重要產(chǎn)品全生命周期質量溯源的新模式。文中首先分析了目前本地化農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及存在問題，梳理出追溯體系建設的業(yè)務需求，然后提出了重要產(chǎn)品追溯體系的總體設計方案，接著分析了追溯體系的實際建設模式，最后給出了該建設模式對本地特色農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義。

關鍵詞：射頻識別技術；農(nóng)產(chǎn)品；可追溯體系

中圖分類號：F 304 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7866 （2017） 04-001-013

工業(yè)經(jīng)濟論壇 URL： http//www.iereview.com.cn DOI： 10.11970/j.issn.2095-7866.2017.04.001

Abstract： In order to enhance the effect of supervision and improve the quality and added value of local characteristic sideline products， a new construction model for tracing the quality of important products in the whole life cycle is proposed based on the Internet of Things， cloud computing， large data platform and other technical means. Firstly， the present situation and existing problems of localized agricultural and sideline products industry are analyzed. The business requirements of the traceability system construction is synthesized correspondingly. Then the overall design scheme of the important product traceability system is put forward by means of important RFID， two-dimensional bar code and big data. The actual construction model of the traceability system is also analyzed. Finally， the significance of the construction model for local particular sideline products is proposed.

Key words： RFID； Sideline Products； Traceability System；

引言

民以食為天，食以安為先。當今，不斷爆出的食品安全問題令所有人擔憂，百姓對食品安全監(jiān)管的呼聲越來越高。在這種狀態(tài)下，商務部于2011年10月20日印發(fā)了《關于“十二五”期間加快肉類蔬菜流通追溯體系建設的指導意見》（以下簡稱《意見》），對“十二五”期間加快肉類蔬菜流通追溯體系建設工作進行全面部署，明確了建設的指導思想、基本原則和工作目標?！兑庖姟分赋觯籂幦〉健笆濉蹦⑵鹜晟频淖匪葜贫葮藴鼠w系，全面提升肉類蔬菜經(jīng)營規(guī)范化、現(xiàn)代化水平；基本建成以中央、省、市三級平臺為主體，全國互連互通、協(xié)調(diào)運作的追溯管理網(wǎng)絡；初步建成覆蓋全國百萬人口以上城市及大型產(chǎn)地或集散地批發(fā)市場的肉類蔬菜流通追溯體系，并逐步擴展到其他食用農(nóng)產(chǎn)品[1]。

為了提高消費者對所購買產(chǎn)品的放心度，各地從政府到企業(yè)均開展了不同規(guī)模的產(chǎn)品追溯體系建設，通過追溯體系能幫助消費者實現(xiàn)所購買產(chǎn)品的反向追溯，了解生產(chǎn)、加工、流通過程的相關信息，也能實現(xiàn)政府對行業(yè)的有效監(jiān)管[2-4]。但目前，追溯體系缺少支持面向多品種、全流程的產(chǎn)品追溯體系；追溯數(shù)據(jù)多由企業(yè)自行錄入，導致企業(yè)應用的成本較高且意愿較低；追溯結果過于簡單，追溯精度較低，無法滿足全程質量追溯與預警的要求；且追溯系統(tǒng)可支持的追溯方式單一[5-9]。

針對追溯體系存在的上述問題，從國家層面正加大力度開展全程質量安全追溯體系建設。本文提出了一種應用于地市級重要產(chǎn)品全流程追溯體系的建設模式，首先分析了目前本地化農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及存在問題，梳理出追溯體系建設的業(yè)務需求，然后提出了重要產(chǎn)品追溯體系的總體設計方案，涵蓋四大平臺和兩大體系，接著分析了重要產(chǎn)品追溯體系的建設模式，最后總結全文，給出了該建設模式的現(xiàn)實意義。

一、業(yè)務分析

（一）現(xiàn)狀分析

重要產(chǎn)品追溯體系建設多針對本地的特色農(nóng)副產(chǎn)品展開，但目前一般情況是，雖然本地特色產(chǎn)品數(shù)據(jù)歷史久、數(shù)量大、類型多，但多數(shù)存在底數(shù)不清、核心數(shù)據(jù)不全、數(shù)據(jù)質量不高、共享開放不足、開發(fā)利用不夠等問題，無法滿足現(xiàn)代特色產(chǎn)品發(fā)展的需要；并且產(chǎn)品優(yōu)質不優(yōu)價問題突出，重要產(chǎn)品辨識度差，品牌影響力不強，不僅影響特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且成為制約本地特色產(chǎn)品邁入中高端市場的主要因素。

隨著城市網(wǎng)絡基礎設施建設加快和信息化普及，數(shù)據(jù)載體和應用市場的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，各種類型的海量數(shù)據(jù)快速形成，借助信息技術，通過提取種植、收購、加工、物流等各個環(huán)節(jié)關鍵信息，建立食品安全信息數(shù)據(jù)庫，讓消費者可以跟蹤特色農(nóng)副產(chǎn)品的生產(chǎn)和流通全過程，保證特色產(chǎn)品源頭安全，已成為一種必然趨勢。

（二）業(yè)務流線分析

重要產(chǎn)品追溯體系建設，旨在利用先進的無線射頻自動識別、條碼識別、傳感器、低功耗控制、嵌入式實時操作系統(tǒng)、無線通信、分布式軟件平臺等高新技術，實現(xiàn)農(nóng)副產(chǎn)品從基地建設、種植加工、物流倉儲、批發(fā)零售等一系列環(huán)節(jié)的全程跟蹤和監(jiān)控，真正達到從農(nóng)田到餐桌的溯源和追蹤。主要業(yè)務流線如下：

1）生產(chǎn)環(huán)節(jié)：產(chǎn)品名稱、種養(yǎng)殖記錄、收獲時間、收獲量、自檢情況，（生成編碼）；下一交易主體信息記錄（銷售時間、銷售量）。

2）收購環(huán)節(jié)：上游交易主體（銷售時間、銷售量）生成編碼；責任主體、收購時間、收購量等（生成編碼）；下一交易主體信息記錄（貯藏時間、貯藏量）。

3）貯藏環(huán)節(jié)：上游交易主體（收購時間、收購量）生成編碼；責任主體、貯藏時間、貯藏量等（生成編碼）；下一交易主體信息記錄（運輸時間、運輸量）。

4）運輸環(huán)節(jié)：上游交易主體（貯藏時間、貯藏量）生成編碼；責任主體、運輸時間、運輸量等（生成編碼）；下一交易主體信息記錄（加工、銷售時間、加工、銷售量）。

二、核心技術

（一）射頻識別技術

射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境[10-11]。射頻識別技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

射頻識別系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成，如圖1所示。射頻識別技術包括了一整套信息技術基礎設施，包括：射頻識別標簽，又稱射頻標簽、電子標簽，主要由存有識別代碼的大規(guī)模集成線路芯片和收發(fā)天線構成，目前主要為無源式，使用時電能取自天線接收到的無線電波能量；此外還包括射頻識別讀寫設備以及與相應的信息服務系統(tǒng)。

（二）條碼技術

1. 二維碼

二維條碼（2-dimensional bar code）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息。二維條碼技術具有信息容量大、編碼來源廣泛、加密程度高等特點。消費者可以通過手機實時讀取產(chǎn)品上的二維標簽的編碼，獲取各環(huán)節(jié)的追溯信息。

2. 安全追溯碼技術

農(nóng)副產(chǎn)品追溯碼主要是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質量安全追溯的一個重要標志，消費者可以通過追溯碼對產(chǎn)品進行追溯操作。找出產(chǎn)品供應鏈上的相關數(shù)據(jù)信息，包括農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地信息、產(chǎn)地標準、采摘記錄、采摘負責人、訂購記錄及銷售記錄等相關信息。追溯碼的設計是要讓農(nóng)產(chǎn)品供應鏈上的所有信息都能聯(lián)系起來，并存儲于中心數(shù)據(jù)庫中。

3. 大數(shù)據(jù)平臺技術

為了實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的再利用與大數(shù)據(jù)服務，必須依托大數(shù)據(jù)平臺，采用相關模型算法和數(shù)據(jù)挖掘技術，實現(xiàn)對產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)的大規(guī)模處理、智能化分析和挖掘，提煉出有價值的數(shù)據(jù)和分析報告，供政府輔助決策、企業(yè)征信、企業(yè)市場預測、市場行情監(jiān)管等服務。

結合應用場景特點，將大數(shù)據(jù)的分析挖掘過程和產(chǎn)品追溯的全周期進行結合，設計追溯大數(shù)據(jù)分析挖掘流程如圖2所示：

三、重要產(chǎn)品追溯體系總體設計

重要產(chǎn)品追溯體系是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)在食品安全及溯源方向的延伸發(fā)展，其本質是在傳統(tǒng)行業(yè)信息系統(tǒng)的基礎上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、標識解析等新興技術，構建更精準、實時、高效的數(shù)據(jù)采集體系，建設包括存儲、集成、訪問、分析、管理功能的使能和應用平臺，實現(xiàn)種植技術、養(yǎng)殖技術、生產(chǎn)加工經(jīng)驗、工藝參數(shù)等知識模型化、軟件化、復用化，為政府、企業(yè)用戶和最終消費者用戶提供各類創(chuàng)新應用，最終形成資源豐富、多方參與、互惠互利、協(xié)同演進的追溯體系和生態(tài)圈。追溯體系建設內(nèi)容包括：

（1）追溯體系平臺建立產(chǎn)品從種養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、運輸、直到進入市場銷售的整個產(chǎn)業(yè)鏈全程數(shù)字化管理以及產(chǎn)品的全生命周期管理。

（2）追溯體系企業(yè)端子系統(tǒng)支持全市重要農(nóng)副產(chǎn)品骨干企業(yè)，構建從種植、加工、流通全鏈條的追溯體系，實現(xiàn)全市骨干企業(yè)全覆蓋，培育壯大特色品牌。

（3）升級改造現(xiàn)有流通追溯體系，進一步完善追溯管理信息系統(tǒng)，優(yōu)化追溯流程、統(tǒng)一標準規(guī)范，實現(xiàn)與新建追溯體系平臺的無縫對接和數(shù)據(jù)共享。

市重要產(chǎn)品追溯體系基于核心平臺層，連接了企業(yè)端子系統(tǒng)、市級追溯管理平臺以及第三方系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈追溯應用，整個體系遵循統(tǒng)一的追溯數(shù)據(jù)交換標準與技術標準體系，并建立追溯信息安全保障與運行維護體系。從下至上可以分為四個層次，分別為接入層、平臺層、應用層和用戶層，架構如圖3所示：

（一）接入層

追溯體系中的企業(yè)追溯子系統(tǒng)建設包括三種模式：一是對于部分已建追溯系統(tǒng)的企業(yè)，可直接對接至平臺層；二是對于信息化程度較高、有追溯基礎的企業(yè)，提供一個數(shù)據(jù)采集的標準格式，在企業(yè)端建設數(shù)據(jù)上傳服務從信息系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)后上傳到平臺層；三是對于企業(yè)自身信息化較為薄弱的企業(yè)，可在企業(yè)端建設追溯數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過采集系統(tǒng)上傳到平臺層，或者通過第三方平臺上傳數(shù)據(jù)至平臺層。

企業(yè)端追溯子系統(tǒng)通過平臺層統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換接口通道，上傳業(yè)務數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換接口通道定義了追溯信息的共享交換機制，實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)追溯鏈條上數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的連接，打破信息孤島，促進了互聯(lián)互通、開放共享和追溯鏈條信息的連續(xù)性。

企業(yè)端接入層支持現(xiàn)場各類傳感器、采集儀、RFID終端以及其他有數(shù)據(jù)傳輸功能的物聯(lián)網(wǎng)設備，接入層服務通過內(nèi)置與設備相匹配的通訊協(xié)議的方式與設備進行信息交互。

（二） 平臺層

平臺層是整個追溯體系架構的核心，是實現(xiàn)重要產(chǎn)品全鏈條可追溯、全過程信息互通共享、體系統(tǒng)一開放的關鍵。它基于物聯(lián)網(wǎng)平臺疊加大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、地理信息、云計算、數(shù)據(jù)交換、人工智能、可視化等技術，構建成可擴展的開放式創(chuàng)新使能平臺。一是提供廣泛的數(shù)據(jù)采集能力和海量數(shù)據(jù)處理能力，將數(shù)據(jù)科學與行業(yè)機理結合，以構建數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘；二是把技術、知識、經(jīng)驗等資源通過數(shù)字建模固化為可移植、可復用的數(shù)字化模型和微服務組件庫，供二次開發(fā)者調(diào)用；三是構建應用開發(fā)環(huán)境，借助微服務組件和應用開發(fā)工具，幫助用戶快速構建定制化的行業(yè)應用程序。平臺層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、平臺開放和數(shù)據(jù)分析三種能力。

（三） 應用層

應用層是重要產(chǎn)品追溯體系的重點，也是建立智能化重要產(chǎn)品質量安全追溯機制、實現(xiàn)“來源可查、去向可追、責任可究”的關鍵，是為生產(chǎn)經(jīng)營主體、政府部門、行業(yè)組織、專業(yè)機構和消費者等提供具體服務的所在，與用戶層各類用戶密切相關。根據(jù)不同用戶、不同場景的業(yè)務需求，基于平臺層的數(shù)據(jù)、模型、服務組件及應用開發(fā)工具構建定制化、專業(yè)化的應用，形成體系平臺的最終價值。

應用層主要由兩大類應用構成。一是基于平臺層構建的、面向重要產(chǎn)品質量安全領域的重要產(chǎn)品追溯平臺；二是第三方應用系統(tǒng)，它們通過平臺的數(shù)據(jù)交換接口與平臺層及應用層其它應用進行數(shù)據(jù)交換和通信。

（四） 用戶層

重要產(chǎn)品追溯體系，以企業(yè)為主體，政府部門、行業(yè)組織、專業(yè)機構和消費者等多方參與，將供應鏈中的生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)、檢測認證機構、監(jiān)管機構、消費者等主體都納入進來的全產(chǎn)業(yè)鏈追溯創(chuàng)新模式。其用戶層即面向這些追溯鏈條上的各個主體，通過PC客戶端、手持終端或手機APP等終端訪問平臺的應用功能，通過終端的操作界面進行查詢、業(yè)務操作、信息錄入、數(shù)據(jù)分析等作業(yè)。

（五） 追溯數(shù)據(jù)交換標準與技術標準體系

為實現(xiàn)重要產(chǎn)品追溯全過程的互聯(lián)互通與通查通識，制定追溯數(shù)據(jù)采集指標、編碼規(guī)則、傳輸格式、接口規(guī)范等共性基礎標準。將按照國家及省級相關技術標準要求進行技術選型，優(yōu)先選擇符合先進性、成熟性、實用性、開放性和標準化要求的技術。

（六） 追溯信息安全保障與運行維護體系

為了全面保障重要產(chǎn)品追溯體系信息資源的安全，必須建立完善、高效、可靠的信息安全保障體系。運行維護體系是保持整個溯源平臺日常運轉，為平臺運行提供技術支持服務，確保應用平臺可用性和業(yè)務進行連續(xù)性的重要保障。通過建立運行維護管理制度、規(guī)范及專門的技術支持團隊，建設運行維護平臺、工具，制定操作規(guī)程，完成系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、運行管理、資產(chǎn)管理、日常維護、數(shù)據(jù)錄入監(jiān)管、技術支持、故障診斷以及運維記錄管理等多種運維工作

（七） 建設模式

實際建設過程中，由于大部分企業(yè)對追溯工作的認識不深，很難形成對產(chǎn)品溯源的倒逼機制；大部分企業(yè)實力不足，無力承擔項目建設資金及后期運維。所以在具體建設過程中應采用“統(tǒng)一規(guī)劃、總體設計、分步實施”的方式。針對主要特色產(chǎn)品，一是優(yōu)先選擇品牌知名度高、具有一定生產(chǎn)規(guī)模的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)開展追溯試點工作；二是在所確定的特色產(chǎn)業(yè)中，試點項目優(yōu)先向積極性高、具有自主品牌、鏈條完整、行業(yè)影響力大的龍頭企業(yè)傾斜，以提高試點效果；三是在追溯體系建設上突出產(chǎn)業(yè)追溯的整體化理念，淡化地域概念。

企業(yè)追溯系統(tǒng)建設時，應結合企業(yè)自身發(fā)展需要，將追溯系統(tǒng)建設和產(chǎn)品營銷結合起來，保證追溯系統(tǒng)的長效運行。此外，應充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術，由PC端向移動端轉變，方便各環(huán)節(jié)人員的操作，便于追溯系統(tǒng)建設及運行

四、結論

本文提出的市級重要產(chǎn)品追溯體系，依托物聯(lián)網(wǎng)平臺、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，構建了“云+端”的重要產(chǎn)品追溯體系。“云”即指采用云計算虛擬化技術，利用彈性的計算、網(wǎng)絡及存儲資源，將重要產(chǎn)品追溯平臺部署在云端；“端”即指重要產(chǎn)品追溯企業(yè)端，支持全市重要農(nóng)副產(chǎn)品的骨干企業(yè)，采用統(tǒng)一的標準協(xié)議上傳采集數(shù)據(jù)并接受指令，構成追溯鏈條的同時增強企業(yè)的信息化水平。

通過重要產(chǎn)品追溯體系建設，將形成上下貫通、協(xié)調(diào)運作、功能互補的全市重要產(chǎn)品追溯管理工作體系，建立起追溯大數(shù)據(jù)分析應用機制，追溯應急管理能力顯著提高，通過與省級及國家級追溯平臺的對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，消除信息壁壘，打造出本地特色農(nóng)副產(chǎn)品的全流程精準溯源體系，促進本地的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻

[1] 孫凱.初探我國食品安全法律體系[J].農(nóng)業(yè)與技術，2006.26（1）：169-171.

[2] 齊海瑞.淺談安全農(nóng)產(chǎn)品追溯管理體系建設[J].農(nóng)林科技，2018.（5）：197.

[3] 楊信廷，孫傳恒，錢建平，等.基于流程編碼的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品質量追溯系統(tǒng)的構建與實現(xiàn) [J].農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24（2） ：159-164.

[4] 陳紅華，田志宏.國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品可追溯體系比較研究[J].商場現(xiàn)代化，2007，（21）：5-6.

[5] 魏霜.物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)產(chǎn)品質量安全追溯中的應用[J].中外企業(yè)家，2013.（10）：130-131.

[6] 盧江海.利用EAN UCC系統(tǒng)進行食品的跟蹤與追溯[J].引進與咨詢，2005，（10）：23.

[7] 龍軍，王威.基于SOA的科技項目管理系統(tǒng)憑條的研究[J].微計算機信息，2010，26（2）：9-10.

[8] Mousavi A，Sarhadi M，Lenk A，et al.Traceability and traceability in the meat processing industry：a solution[J].British Food Journal，2002， 104（1，：7-19.

[9] 謝菊芳，陸昌華，李保明.基于NET架構的安全豬肉全程可追溯系統(tǒng)實現(xiàn) [J].農(nóng)業(yè)工程學報，2006，22（5） ：218-220.

[10] 邵俊峰，黃立平，詹錦川.RFID在農(nóng)產(chǎn)品追溯中的應用[J].物流技術，2008.（8）：122-124.

[11] Sugahara K，Omatsu S.Traceability system for agricultural product based on RFID and Mobile Phones[A]Aftta/Wcca Joint Congress on IT in Agriculture[C]，2004.