楊 萌

(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院,陜西 咸陽 712000)

硒(Se)是動物和人體中部分抗氧化酶(如谷胱甘肽過氧化物酶)和硒-P 蛋白的重要組成部分,具有提高人體免疫力和一定的癌癥預防功效,為人體必須的微量元素。陜西紫陽是我國極少數的富硒密集區(qū),境內廣泛分布著含硒量高達5.66～32.06 mg/kg 的富硒巖層,所出產的富硒茶為歷史文化名茶,同時也是當今世界第一個通過科學鑒定的具有特種保健功效的優(yōu)質綠茶。至2020 年底,紫陽富硒茶茶園面積已達1.6 萬hm2,年產茶葉8 800 余t,綜合產值近50 億元人民幣,境內富硒茶加工企業(yè)超過320 家,帶動12 萬多秦巴山區(qū)茶農實現了脫貧增收[1]。然而,隨著產業(yè)規(guī)模的不斷提升,紫陽富硒茶也逐漸暴露出缺乏標準化工作管理、產品質量保障困難、被仿冒現象增多等問題,針對紫陽富硒茶開展農產品供應鏈質量安全溯源,成為未來該地區(qū)富硒茶農產品產業(yè)向標準化、產業(yè)化、高端化發(fā)展的必經之路。

1 概述

1.1 溯源體系建設重要性

硒元素含量遠高于其它茶葉的茶被稱為富硒茶[2]。隨著陜西紫陽富硒茶知名度提升以及社會對硒元素認知程度的提升,越來越多的商家開始將“補硒”“富硒”等概念與自己經營茶產品進行捆綁,甚至部分不法商家采用后期噴灑等方式提高自身茶產品中的硒元素含量以達獲利目的。這些冒牌或劣質產品流入市場,將會嚴重影響消費者辨別、購買真正的富硒茶,甚至嚴重影響群眾身體健康[3]。一款真正優(yōu)質的富硒茶,同時也是幫助消費者直接辨別某品牌富硒茶是否為天然富硒茶,在于富硒茶原材料的生長環(huán)境。因而,對富硒茶農產品供應鏈開展質量安全溯源,成為物聯網時代陜西富硒茶產業(yè)提高農產品安全、保障消費者權益的重要手段。

1.2 富硒茶農產品供應鏈

紫陽縣富硒茶的主要產區(qū)包括漢江、任河沿岸淺山丘陵適宜區(qū)、巴山淺山次適宜區(qū)以及巴山山地及堿土帶不適宜區(qū)等地區(qū);主要涉及的物質流包括茶葉原材料、農資、包裝等;主要涉及的信息流主體包括生產信息、追溯碼、流通加工信息、銷售信息以及監(jiān)管信息等;主要涉及的產業(yè)鏈主體包括富硒茶農業(yè)生產者、監(jiān)管機構、茶葉流通、加工企業(yè)以及銷售企業(yè)、消費者等?；诖?本文構建了圖1 所示富硒茶農產品供應鏈模型。

2 溯源體系框架

從富硒茶農產品供應鏈模型入手,對紫陽縣富硒茶供應鏈各環(huán)節(jié)物質流、信息流等進行剖析。本文認為,富硒茶農產品供應鏈具有產地多元化、主體復雜程度高以及不確定性因素較多等特點。為充分提高本次體系設計追溯準確性,采用面向服務的體系架構進行模型框架設計,得到圖2 所示農產品供應鏈質量安全追溯體系模型。面向服務的體系架構能夠將易變的業(yè)務流程(業(yè)務)與相對穩(wěn)定的業(yè)務職能(服務)分開;認為業(yè)務是服務的組合;通過服務將IT 系統(tǒng)與業(yè)務系統(tǒng)之間進行解耦,同時也實現了業(yè)務系統(tǒng)之間形成松散結構,所以它能夠更好地適應業(yè)務變化,達到快速響應的目的[4,5]。

圖1 富硒茶農產品供應鏈模型

圖2 富硒茶質量安全追溯系統(tǒng)框架

2.1 設備層

設備層為富硒茶質量安全追溯系統(tǒng)最底層,主要囊括了富硒茶生產、檢測、包裝等環(huán)節(jié)所使用的電器標簽打印機、污染物檢測儀器、RFID 等信息采集終端,以系統(tǒng)服務器為中心,構成富硒茶質量安全追溯系統(tǒng)運行硬件基礎[6～8]。

2.2 數據層

數據層以富硒茶農產品供應鏈模型中的信息流為主要依據,對富硒茶產業(yè)鏈中的茶葉原材料、茶農、制茶企業(yè)、茶葉銷售企業(yè)等相關數據進行增刪改查;利用數據挖掘技術和數據庫技術組建富硒茶質量安全追溯數據庫,實現系統(tǒng)數據錄入、修改、共享、跟蹤、追溯。

2.3 支撐服務層

支撐服務層是富硒茶供應鏈質量安全溯源體系核心。該層利用強大的整合能力,為平臺提供溯源體系架構、數據、網絡通信服務等功能,是平臺實現各類型業(yè)務和服務的唯一支撐。

2.4 應用層

應用層按照富硒茶產業(yè)鏈模型劃分為面向富硒茶原材料的產地注冊子系統(tǒng)、面向茶農的生產管理子系統(tǒng)、面向制茶企業(yè)的企業(yè)管理子系統(tǒng)、面向政府或產業(yè)協(xié)會的監(jiān)管子系統(tǒng)以及面向信息系統(tǒng)和消費者的溯源查詢子系統(tǒng)等。平臺應用層具有功能完善、多維數據集以及全產業(yè)鏈全程溯源功能等。

2.5 其他

展示層通過web、app 等為用戶提供富硒茶產業(yè)鏈農產品質量安全溯源多渠道交互;用戶層則主要為用戶提供電腦端、移動端應用軟件,滿足不同權限下的平臺部分功能需求。

3 溯源體系設計

3.1 溯源業(yè)務流程設計

富硒茶質量溯源體系基于紫陽縣富硒茶產業(yè)鏈,以溯源精度+溯源深度為系統(tǒng)核心工作目標,通過對富硒茶種植、采摘、加工和銷售等流程及對應主體進行剖析,設計原材料種植信息備案、富硒茶生產檔案管理等功能模塊,滿足企業(yè)端、政府端對富硒茶農產品經營及管理需求;消費者通過對經過統(tǒng)一規(guī)范編碼后的富硒茶產品二維碼進行掃描,即可獲得該富硒茶一系列產品信息逆向追溯,實現富硒茶從“茶園到茶桌”的質量安全正向跟蹤與反向溯源。

3.2 系統(tǒng)核心功能設計

富硒茶溯源采用快速響應矩陣碼(quick responsecode,QR Code),與一般二維條形碼、RFID 技術相比,具有信息容量大、可靠性高、防偽性能強等優(yōu)勢[9]。本文基于QR Code 設計紫陽縣富硒茶溯源快速相應二維碼。

3.2.1 控制節(jié)點與編碼對象設定

為實現富硒茶質量安全可追溯體系的產品全壽命可追溯設計目標,需要對富硒茶供應鏈各環(huán)節(jié)包括種植、采摘、加工、銷售等期間的富硒茶進行標識管理,利用QR Code 技術對各環(huán)節(jié)采用特定的計算機編碼進行實現。富硒茶QR Code 碼為以富硒茶生產與流通過程影響富硒茶質量安全的關鍵因素為溯源控制節(jié)點,根據富硒茶生產、流通過程中能夠對“紫陽縣富硒茶”進行唯一標識的環(huán)節(jié),將富硒茶產地、加工企業(yè)、銷售企業(yè)等確定為編碼對象。

3.2.2 編碼規(guī)則

完成富硒茶溯源控制節(jié)點與編碼對象設定后,系統(tǒng)對富硒茶生產者編碼、產品信息碼等進行編碼管理,將富硒茶產業(yè)鏈編碼對象文字信息轉化為數字。富硒茶供應鏈質量安全溯源QR Code 碼主要包含29 位編碼,其中1～20 位編碼表示富硒茶生產者編碼,自左側起,1～6 位編碼為富硒茶產地縣市行政區(qū)劃分、7～8 位編碼為具體鄉(xiāng)鎮(zhèn)或街道等;21～29 位編碼表示富硒茶產品信息碼,自左側起21～23 表示產品登記號,24～26 表示生產批次號等,其余編碼信息詳見圖3。

3.2.3 移動端數據訪問設計

QR Code 碼識別主要可通過若干途徑實現:利用商超自助查詢終端等形式實現自助查詢;利用互聯網登錄廠家官方網站,手動錄入富硒茶追溯碼獲取詳細產品信息;利用智能手機掃碼功能對QR Code 碼進行識別獲取產品全產業(yè)鏈詳細信息。出于當前智能手機的高度普及性以及QR Code 碼識別成本考慮,本文著重針對消費者移動終端設備數據訪問系統(tǒng)進行設計,具體實現流程見圖4。

消費者對富硒茶包裝上的QR Code 碼進行掃描后,第一步,系統(tǒng)通過調用內置服務實現web 服務器向富硒茶供應鏈質量安全溯源信息系統(tǒng)的數據參數獲取請求;第二步,服務器接收到系統(tǒng)請求后,利用sql 語句獲取數據庫中的對應數據;第三步web 服務器通過系統(tǒng)內置服務將獲取富硒茶溯源數據返回至消費者移動端。

3.3 系統(tǒng)實現

圖5 所示為本次構建富硒茶供應鏈質量安全追溯系統(tǒng)手機端實現情況。圖5a 所示為用戶使用智能手機對富硒茶外包裝二維碼進行掃描后彈出的系統(tǒng)窗口,主要展示富硒茶外包裝、商品名稱、所使用的原料種類、出品企業(yè)信息以及生產企業(yè)信息等;

圖5b 所示為點擊“全程溯源”功能菜單以后的信息呈現情況,可清楚看到系統(tǒng)中關于紫陽縣富硒茶全壽命周期從采摘、初加工到精加工、包裝、物流(截圖原因未能全部呈現)等方面的全部照片、視頻資料,能夠幫助消費者很清晰地了解茶葉加工全產業(yè)鏈信息;

圖5c 為投訴與建議模塊,主要用于收集消費者對所購買富硒茶的遇到的問題,如產品質量、包裝問題、茶葉口感問題等。該系統(tǒng)能夠準確呈現富硒茶產品信息、實現全產業(yè)鏈溯源,已經初步投入了實際應用。

圖3 富硒茶質量安全溯源碼結構

圖4 移動終端設備數據訪問協(xié)作

圖5 質量安全溯源體系手機端實現