基于RFID技術的原料奶安全溯源管理的研究及實現

摘要：奶牛場基于ＲＦＩＤ技術，通過監控個體奶牛產奶信息等，結合奶牛飼養工藝，建立飼養管理模型，進而達到控制原料奶品質的溯源管理的目的。同時原料奶、奶制品生產加工企業的生產信息及銷售信息通過網絡，使消費者實時查閱和監督，詳細掌握食品的安全等級，對違規現象進行監控。最終目的實現將奶制品安全的監督和管理延伸到對牛奶各個生產環節的監管上，杜絕不安全的奶制品流入市場。

關鍵詞：ＲＦＩＤ技術；原料奶；溯源管理；過程控制；監控

中圖分類號：Ｓ８１２．９５文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）07－1473-03

Research and Implementation of the Safety of Raw Milk Traceability Management Perspective based on RFID Technology

ＣＡＩ Ｗｅｎ－ｑｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｂｉｎ

（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Shihezi ８３２００３，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｔ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒａｗ ｍｉｌｋ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｃｏｗ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｆｅｅｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ． Ｃｏｎｓｕｍｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｒａｗ ｍｉｌｋ， ｄａｉｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｓａｌｅｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ． Ｉｔ would ｂｅ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｆｏｏｄ ｓａｆｅｔｙ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ． Ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｏ ｅｖｅｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｄａｉｒｙ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｅｒａｄｉｃａｔｅ ｔｈｅ ｕｎｓａｆｅ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｎｔｅｒing ｔｏ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｒａｗ ｍｉｌｋ； ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

近幾年，國內連續不斷地發生食品安全問題，暴露出我國當前食品安全監管工作存在薄弱環節。為此，國務院做出食品安全專項整治工作，重點狠抓食品源頭污染治理、生產加工、流通以及消費四個環節［１］。為解決奶業面臨的困難和突顯的深層次問題，加強乳品質量安全監督管理，保證乳品質量安全，保障公眾身體健康和生命安全，國務院出臺了《乳品質量安全監督管理條例》，這表明，原料奶安全與質量控制是當前我國奶業發展的關鍵。

目前從全國原料奶及奶制品看，關鍵的一點是缺乏奶牛飼養的源頭控制，牛奶制品廠家僅僅在生鮮奶收購時進行一些特定項目的檢查。如牛奶的比重、蛋白質含量檢測、抗生素殘留等，缺乏奶牛飼養過程中各個環節的監控。乳品企業應進一步完善檢驗檢測手段，建立原料奶監督檢測制度，將檢驗檢查工作日常化、制度化，狠抓奶源確保原料奶在擠奶、中途運輸、乳品廠驗收和生產之前全過程中任何一個環節的質量。因此，為提高原料奶的質量，保證我國奶業健康可持續發展，政府職能部門就要全面實施原料奶全程質量控制措施及強化原料奶質量監控的追溯和監管能力。

１ＲＦＩＤ技術應用及溯源理念

１．１ＲＦＩＤ技術應用

電子標識作為近年來一項新興的ＲＦＩＤ（射頻識別，Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術，ＲＦＩＤ系統的電子標識和讀寫器之間無需物理接觸就可完成識別，可實現多目標識別、運動目標識別，被廣泛應用于動物管理等諸多領域。

電子標識以其小、薄、柔韌性、可植入多種材料內部的特性和可讀取的功能，被廣泛應用到射頻識別領域。電子標識在奶牛機械化飼養管理中的應用是用來標識動物屬性的一種具有信息存儲和處理能力的射頻標識，采用無接觸方式進行對奶牛編碼的識別，通過與計算機數據交換，飼養管理人員能夠立刻讀取該奶牛的全部檔案，如品種、年齡、生長發育情況、產奶量、產奶期、病史記錄，從而為飼養管理提供重要的依據。飼養人員可根據實際情況對該奶牛進行飼料的配比來控制其牛奶品質。

ＲＦＩＤ技術是一個１００％追蹤食品來源的解決方案，因而可回答用戶有關“食品從哪里來？中間處理環節是否完善”等問題，并給出詳盡、可靠的回答［２］。推行電子標識是完善我國畜牧業及奶業產品可追溯性體系，也是做好當前食品安全工作的一項重要措施。

１．２溯源理念

２００５年麻省理工學院的自動識別技術中心（Ａｕｔｏ－ＩＤ Ｃｅｎｔｅｒ）提出，要在計算機互聯網的基礎上，利用ＲＦＩＤ、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界萬物的“Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ”。

奶牛場基于ＲＦＩＤ射頻識別技術結合相應的電子檢測設備，通過監控個體奶牛產奶量，牛奶中蛋白質及體細胞的含量、健康狀況、產奶指標等。結合奶牛飼養管理工藝，提高奶牛飼養機械化程度，使奶牛采食到平衡的營養，維持奶牛健康，建立管理模型，實現對奶牛溯源性可控管理，進而達到控制原料奶品質的目的，同時牛奶的銷售信息直接實現網絡管理，便于消費者實時查閱和監督。

奶牛場實施該技術后，可望通過該系統來標識奶牛個體的屬性，強化免疫、檢疫工作，降低疾病發生率，實現對奶牛的可溯源性及可控性管理，同時通過對奶牛個體的可追蹤管理，進行精細喂養，降低料奶比，增加企業的經濟效益，促進奶牛養殖企業向集約化、現代化模式發展。

２奶牛場基于ＲＦＩＤ技術原料奶溯源管理模型

可控溯源管理模型的建立如圖１所示，奶牛進入擠奶槽位后，奶牛腿部配戴的電子標識進入讀寫器的射頻感應范圍，此時讀寫器讀出該奶牛的全部個體屬性，對奶牛進行身份識別（該功能的實現是基于ＲＦＩＤ技術的），結合智能管理系統主動數據庫提示，飼養管理人員能夠立刻對奶牛的產奶量、牛奶品質、奶牛健康給予正確評價，并制定合理的飼養管理方案。做到產奶量高的奶牛得到更多的精飼料的供給，使處于泌乳盛期的奶牛得到采食及營養的均衡［３］，從最終意義上提高個體奶牛的產奶量。其中，對原料奶的安全控制如檢測牛奶的體細胞含量，判斷奶牛健康狀況及是否有乳房炎，并以此作為治療的依據，治療過程及抗生素的使用情況并記錄在案［４］，從而保證合格的原料奶安全地進入消費環節。

３基于ＷＥＢ溯源管理環節的實現

３．１系統網絡拓撲圖

溯源性系統網絡拓撲圖如圖２所示。在我國的奶制品消費中，由于消費者獲取關于食品安全的部分信息具有信用品特征，即存在在消費后也無法了解的信息，或在消費后相當長時間才了解的信息。這類信息具有隱性或短期內難以被發現的特點。因此，部分企業甚至認為，即使是由于食用其生產的對消費者造成危害的奶制品，但由于影響消費者健康的因素復雜，界定存在困難，企業借此可以推托對消費者造成傷害的責任［５］。如圖２所示，本溯源系統中，奶牛場在擠奶的過程中，通過ＲＦＩＤ技術可以有效地記錄及掌握不同批次原料奶的基本特征，為奶制品加工企業提供原料奶的來源并可以追溯到具體的個體奶牛，并為奶制品企業提供原料奶的生產批次即所謂的標簽（一級條碼）。奶制品企業在奶制品生產過程中，同樣需要一系列的生產各環節的控制，同時也需在產品包裝中體現出產品批次標簽（二級條碼）。在溯源管理的過程中，不同的經銷商及銷售部門同時也必須提供必要的商品信息，整個過程中的一級、二級條碼及銷售信息完全通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中數據傳輸及交換提供給服務器，客戶端消費者（或管理部門）可以通過調用Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ隨時查看原料奶品質特征，如原料奶的產地、日期、加工環節等。為消費者獲得有效的食品安全信息提供溯源的途徑。

３．２奶牛場原料奶生產登記環節

在奶牛飼養管理過程中，基于ＲＦＩＤ技術可以進行高效飼養管理及原料奶品質監控。目前大多數奶牛場，奶牛的個體特征、產奶量等相關屬性的讀取、記錄基本靠飼養人員，管理中費時費力，對成群奶牛管理缺乏高效的管理手段。奶牛場的管理者不單要深入到牛舍或牛群中了解情況，更主要的工作是用數據和資料掌握每頭牛和全群奶牛的產奶基本情況，并根據這些數據和資料指導生產，這是溯源管理最基本的要求。采用ＲＦＩＤ技術后可以大大減輕飼養人員的勞動強度及提高工作效率，僅需在擠奶環節即可讀取奶牛的全部相關資料?；冢遥疲桑募夹g可以自動記錄奶牛飼養各個環節的工作數據，如奶牛卡片、系譜、日產奶量、產犢、生長發育等，該系統可以統計個體奶牛月產奶量、繁育、疾病、飼料消耗等，并且在統計的基礎上進行分析和總結或制成圖表、泌乳曲線等，隨時觀察分析，發現問題及時解決。同時建立完善的飼養管理系統還可以實現飼養過程中追溯飼料、飼草及疾病防治藥品等的來源，真正做到“原料奶從哪里來？奶牛飼喂管理環節是否完善”等均可溯源。所以建立等級和統計制度，對順利開展原料奶的溯源工作、進一步提高原料奶品質具有極其重要的意義。

３．３奶制品生產企業登記環節

生產企業對收購的原料奶進行編碼登記后，進入奶制品生產加工環節。該環節中，生產企業采用質量管理體系，對生產的各個環節都進行詳細的記錄，如原料奶進廠日期、原料奶產地、各工藝環節參數的記錄、質量抽查記錄、生產批次、產品合格記錄等。從而便于生產企業對奶制品質量過程的控制，同時消費者也可對奶制品生產過程的透明度進行監督。該過程中，生產企業必須及時向Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ提供溯源信息數據，便于消費者及時地掌握信息。該過程也可以有效提高奶制品企業的產品信譽度，提高企業產品的競爭力。

３．４銷售環節

目前奶制品消費中，由于對部分原料奶是否安全的信息很難做出判斷，消費者無法顯示對更安全奶制品的偏好；另一方面，在一些奶制品市場中，消費者無法獲得相關食品安全的信息。在奶制品在銷售環節中，銷售管理部門能夠及時調整供貨渠道的暢通。銷售產品時生成銷售批次，要記錄銷售批次和入庫批次的關聯關系，所謂關聯關系具有雙向性，可以正向或者反向進行查詢，該查詢在奶制品跟蹤技術中起到了非常重要的作用［６］。建立起覆蓋全部企業業務流程批次管理，將奶制品企業的庫存、生產、銷售流程貫通為一體，從而打破了原有的各部分信息的界限，為產品跟蹤技術的實現打下了基礎。

３．５消費者及管理部門溯源查詢環節

奶制品是一種比較特殊的商品，它不像一般商品那樣只要控制好最終產品就能將其對人們的危害降到最低。奶制品安全性應貫穿于從加工原料到消費者食用的整個過程，這中間的每一個環節都必須將危害因素降到最低，哪一個環節沒有控制好都會造成危害因素在后面環節的積累，導致發生食品安全重大問題。

建立奶制品安全信息與監測體系，使之能系統而全面地收集奶制品及其他食品安全方面的各種信息資料。這些信息資料是向社會公開的，使食品檢測及監督部門以及消費者都能及時、方便地獲取各種有關食品安全方面的信息資料。

消費者通過對奶制品包裝上的條碼信息進行網絡查詢后，立刻可以得出該產品原料奶及生產環節的詳細信息。因此可以保證對奶制品生產過程的控制，建立、完善并嚴格執行奶制品生產規程，將其貫徹到原料進入、加工制造直至產成品出廠的全過程，保證產品符合食品安全要求。從而可以將奶制品安全的監督和管理延伸到對牛奶各個生產環節的監管上，杜絕不安全的奶制品流入市場和用于食品加工。

３．６政府及社會監管環節

發揮政府引導職能，以奶業產業集群培育相關產業集群對于產業國際競爭力的培育有著重要意義。地方政府應利用產業集聚的機制，為奶業相關產業競爭力的提高搭建新的平臺。政府對于這種集聚應起到引導作用，促成奶業產業在競爭主體、產品結構、企業構架、發展模式、供應鏈、質量標準等領域逐漸實現全面轉型。

必須加強奶制品市場監管，嚴格監督執法，加大對涉及食品安全事件的企業和責任人的懲罰打擊力度，要改善、健全市場管理和食品生產許可證、產成品市場準入制度管理。

４小結

食品安全與每個人的健康息息相關。運用無線射頻ＲＦＩＤ技術和組件技術，構建牛奶全程質量控制、實現牛奶安全生產的追溯系統。結合奶牛飼養管理工藝，提高奶牛飼養機械化程度，使奶牛采食到平衡的營養，維持奶牛健康，建立管理模型，實現對奶牛溯源性可控管理，進而達到控制牛奶品質的目的，牛奶的銷售信息直接實現網絡管理，便于用戶實時查閱和監督。

牛奶溯源性可控管理系統針對從奶牛場到奶制品加工廠，再到消費者的模式，主要實現對奶牛場各個養殖環節的記錄和跟蹤，客戶通過互聯網進行監督。便于牛奶及奶制品消費者詳細掌握食品的安全等級，對違規現象進行監控。

參考文獻：

［１］ 張永建，劉寧，楊建華． 建立和完善我國食品安全保障體系研究［Ｊ］． 中國工業經濟，２００５（２）：１４－２０．

［２］ ＦＩＮＫＥＮＺＯＬＬＥＲ Ｋ． 射頻識別（ＲＦＩＤ）技術［Ｍ］．第二版． 陳大才，譯．北京：電子工業出版社，２００１．

［３］ 邵瑜，許曉兵． 基于ＲＦＩＤ技術的?；穬\一體化管理模型［Ｊ］．商業科技，２００８（１）：２１－２２．

［４］ 孟楊，馮平法，吳志軍等．制藥產品跟蹤管理模型的研究與應用［Ｊ］．計算機工程與設計，２００８（２）：６５３－６５５．

［５］ 樊燕妮，祿樂濱，高晶，等． 基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ的軍用網絡管理模型研究［Ｊ］．微計算機信息，２００８，２４（15）：４４－４６．

［６］ 陸海霞． 基于食品安全視角的國內奶制品消費研究［Ｊ］．價格理論與實踐，２００９，8（12）：７８－７９．