豬肉安全監(jiān)測：適應(yīng)本土需求的本土創(chuàng)新

本刊記者/李 輝

本期項目：豬肉產(chǎn)品質(zhì)量安全供給關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備創(chuàng)新；

所獲獎項：2012年度上海技術(shù)發(fā)明獎一等獎；

第一完成人：上海海洋大學(xué)謝晶教授。

項目第一完成人謝晶教授在調(diào)試設(shè)備。謝晶教授是上海市制冷學(xué)會副理事長，上海冷藏庫協(xié)會專家委員會主任委員，現(xiàn)任上海海洋大學(xué)食品學(xué)院副院長

2011年全年，我國豬肉總產(chǎn)量達5 053萬噸，其產(chǎn)量占世界總量近一半。很難想象，沒有豬肉的話，中國老百姓的生活會有多不習(xí)慣。

不過，豬肉安全事故在近幾年頻繁發(fā)生，抗生素濫用、“瘦肉精”中毒等等，不一而足。對于上海人來說，2006年發(fā)生的連續(xù)“瘦肉精”食物中毒事件很多人可能仍然記憶猶新。

法律的監(jiān)管需要通過規(guī)范和技術(shù)來實現(xiàn)。諸如禁止“瘦肉精”在市場上的買賣，或者通過設(shè)備來檢測豬體內(nèi)是否含“瘦肉精”成分。只是“道高一尺，魔高一丈”。一些不法飼養(yǎng)戶在豬飼料中加入其他藥物，以避開針對“瘦肉精”的技術(shù)檢測，但也能產(chǎn)生“瘦肉精”類似的效果。

解決問題的另外一種思路，是對從豬到豬肉的全過程進行監(jiān)測。一塊豬肉，只要包裝袋在，就能順藤摸瓜找到豬的來源。如此一來，違法者即便有檢測漏洞可鉆，也無法逃避事后追責(zé)。

這就是“豬肉產(chǎn)品質(zhì)量安全供給關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備創(chuàng)新”項目的食品安全理念——溯源。這一理念實現(xiàn)的關(guān)鍵在于將一頭豬從出生至進入購買者菜籃的全程信息進行無縫傳遞。與“檢測”策略不同，這種手段更似“監(jiān)測”——監(jiān)督和震懾。

2004年左右，一直關(guān)注大食品安全研究的上海海洋大學(xué)食品研究團隊，在潘迎捷教授等人的帶領(lǐng)下，開始醞釀這一課題。而一直做動物芯片加工的上海生物電子標(biāo)識有限公司，從2006年開始嘗試做了這方面的一些技術(shù)儲備。緣于共同的想法，2007年上海市科委農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個重大項目啟動，由潘迎捷牽頭聯(lián)合多家單位開展城市豬肉安全供給關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。在上海市科委前期研究資助的基礎(chǔ)上，2008年由謝晶教授領(lǐng)銜，該團隊又進一步獲得了國家科技部863計劃重點項目課題的資助。

他們的目標(biāo)是以豬供應(yīng)鏈為例，在繁育階段，為其帶上一個二維碼的電子標(biāo)簽，然后通過對該豬的飼養(yǎng)、屠宰、分割和銷售的全過程進行監(jiān)測。最終，商場中的任何一塊豬肉，都可以根據(jù)電子標(biāo)簽的記錄追溯到它來自哪一頭豬，以及這頭豬的飼養(yǎng)場、屠宰場和生長的全過程。主要的研究工作在2010年完成。

事實上，類似技術(shù)在國外也有，不過國外的這種技術(shù)主要用于監(jiān)測牛肉安全。但完全拿來并不可行。一來，牛的個體大、價格高，一塊芯片攤下來成本并不高。而同樣一塊芯片攤到一頭豬上，成本就高了。再者，發(fā)達國家的誠信體系比較完善，做溯源的空間和需求相對比較小。無法拿來主義，反而給了項目組本土創(chuàng)新的機會。

技術(shù)研發(fā)：做出價格可接受的芯片

針對豬肉安全，國家農(nóng)業(yè)部明確要求每個飼養(yǎng)場應(yīng)該為肉豬佩戴耳標(biāo)。耳標(biāo)就相當(dāng)于是一頭豬的身份證。耳標(biāo)能夠?qū)⒚繅K肉的信息追溯到該豬的飼養(yǎng)場。但是一批豬里，可能有來自李家大爺?shù)模部赡苡衼碜酝跫野⑵诺摹Ｓ捎谒鼈児蚕砹艘粋€信息碼，一旦豬肉出現(xiàn)問題，盡管通過耳標(biāo)可以追溯到其生產(chǎn)地，但短時間內(nèi)難以找到究竟是哪一頭豬出現(xiàn)了問題。而且目前使用的二維碼耳標(biāo)還存在著容易污損無法讀取、讀碼不方便等問題。

項目組所要做的，就是更進一步，將所有環(huán)節(jié)都進行信息化處理并全程掌控。首先他們將豬肉的生長過程劃為四個階段：養(yǎng)殖環(huán)節(jié)、屠宰環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)。

在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，項目組在農(nóng)業(yè)部所規(guī)定的耳標(biāo)上復(fù)合了電子芯片。這種芯片，可以將豬在整個飼養(yǎng)過程中的信息全部收集。

在屠宰環(huán)節(jié)，豬經(jīng)過去頭放血，隨著耳標(biāo)與胴體分離，后者被劈成兩半掛在鉤上運走。在這個環(huán)節(jié)上，項目組將耳標(biāo)內(nèi)的由電子芯片儲存的信息自動傳導(dǎo)到兩個掛鉤上。

在運輸環(huán)節(jié)，項目組設(shè)想在每一片豬酮體上掛上一條塑料質(zhì)的薄薄芯片，繼續(xù)信息傳遞。

在銷售環(huán)節(jié)，項目組在專營豬肉的店家的電子秤上安裝了芯片讀取器。切下的肉塊，經(jīng)過電子秤后，既可以稱得斤兩，又可以收集信息，然后再打出條形碼（該條形碼與電子秤讀取的豬胴體的電子芯片是關(guān)聯(lián)的）。在此過程中，電子秤被賦予了兩個功能，一是重量控制，其他的肉無法混進來；二是信息傳遞，將豬之前有關(guān)的信息傳遞到包裝袋上的條形碼。

在整個流程中，最重要的是芯片——用以記錄豬的整個飼養(yǎng)情況——的研制。一則要價格低，二則要信息傳遞準(zhǔn)確。在芯片的研制過程中，上海生物電子標(biāo)識有限公司從技術(shù)層面上做了幾項突破。他們組成了專門的研發(fā)隊伍，并且通過兼并的辦法，收購了一個技術(shù)研發(fā)團隊。

通常來說，感應(yīng)器根據(jù)頻率分為低頻和高頻感應(yīng)器。低頻感應(yīng)器是國際上應(yīng)用于動物的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)器。高頻感應(yīng)器感應(yīng)的距離長、相對成本低。而低頻感應(yīng)器則卻恰恰相反。然而，后者的優(yōu)點是能在惡劣的環(huán)境下，比如潮濕、泥濘的環(huán)境中感應(yīng)。研發(fā)團隊的目標(biāo)則是要開發(fā)低頻感應(yīng)器芯片，以此降低它的成本并增加其感應(yīng)距離。在當(dāng)時，國外的電子身份證成本比較高，其電子標(biāo)簽的關(guān)鍵部分，即一片裸片的生產(chǎn)成本要1元甚至更高。如果純進口，那么經(jīng)過加工生產(chǎn)后的標(biāo)簽就要6到7元。而這一研發(fā)團隊開發(fā)的芯片成本只有國外的十分之一，大約為七分錢。

除了芯片，電子標(biāo)簽的生產(chǎn)成本也是項目組計劃降低的部分。由于過去都是手工加半自動化的制作，生產(chǎn)效率不高且產(chǎn)品的性能不穩(wěn)。為了解決這個問題，從2006年開始，課題組設(shè)計了全自動化的封裝設(shè)備；2009年，公司建成了全自動的生產(chǎn)線，開始用機器人替代人工進行加工。

經(jīng)過以上的技術(shù)開發(fā)，項目組設(shè)計出了自主知識產(chǎn)權(quán)芯片，并建成了高速的全自動化生產(chǎn)線，形成了生產(chǎn)低成本和穩(wěn)定性較高的核心產(chǎn)品。

服務(wù)創(chuàng)新：對需求做精致的調(diào)研

當(dāng)然，對于一種新的產(chǎn)品，無論多好，如果價格不合理，用戶就難以接受。即便用戶承擔(dān)得起，他們也會問：用了這個東西，方便管理部門對我的管理，但對我自己有什么好處？顯然，讓用戶愿意用，不單要價格合理，而且要對他們提供更好的服務(wù)。

如此，項目組遇到的新問題就是，用戶的需求到底是什么？上海生物電子標(biāo)識有限公司的總經(jīng)理薛淵（車后備箱里通常備有進入豬場的雨靴），開玩笑地說：“我們是最貴的養(yǎng)豬團隊。”因為他和他的團隊要經(jīng)常下到豬場，一去就是兩三個星期，目的是發(fā)現(xiàn)和解決養(yǎng)豬業(yè)信息系統(tǒng)中存在的問題。

在電子標(biāo)簽成功開發(fā)之后，項目組的系統(tǒng)集成人員，一度認為只要給飼養(yǎng)員人手一臺手掌電腦，現(xiàn)場碰到問題，立即上傳記錄，系統(tǒng)就可以采集到數(shù)據(jù)了。而在親自到養(yǎng)豬場蹲點之后，他們發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)員的文化程度普遍偏低，很多人甚至是文盲。這些人連寫字都不會，應(yīng)用掌上電腦更是難上加難。

文化層次不高的飼養(yǎng)員對于有著碩博士學(xué)位的技術(shù)人員，起初并不愿意交流。為了增進溝通，技術(shù)人員天天陪著他們一起工作，以此培養(yǎng)感情。經(jīng)過一段時間的磨合，飼養(yǎng)員們終于將他們平日里的記錄分享給技術(shù)人員——他們用自己造的圖形文字，來表達一天中所觀察到的豬的生活情況。比如，一頭豬發(fā)熱，他們就畫出一幅病怏怏的豬的圖形；如果有兩頭豬打架，他們也同樣用圖形來表示……

而養(yǎng)豬場員工的日常工作流程是，白天，飼養(yǎng)員記錄一天內(nèi)豬的生活情況。晚上，由班長召集大家開會，每個人根據(jù)自己的記錄向他匯報。班長聽取并記錄，然后根據(jù)情況做出管理決策。如果有豬生病，就找獸醫(yī)；如果頻繁喝水，就去調(diào)整豬圈的溫度，等等。第二天，班長再將記錄報到信息人員處，錄入到系統(tǒng)中。

在對整個流程了解后，項目組認為，養(yǎng)豬場對信息系統(tǒng)其實是有要求的——因為他們必須錄入信息，但是他們需要更加適合他們的信息系統(tǒng)。

在經(jīng)過很長一段時間的仔細思量后，項目組發(fā)明了一個小的專利。他們把養(yǎng)員一天可能碰到的問題——豬打架、氣喘、發(fā)熱，等等，歸納成十個體征，然后做成小卡片（吊牌，內(nèi)含芯片）。每個卡片畫一個漫畫，代表了一個體征，飼養(yǎng)員看得懂，并把這些吊牌掛在他的鑰匙圈上。芯片和圖片當(dāng)然都是一一對應(yīng)的。

豬耳朵上，安置有電子身份證。這樣，飼養(yǎng)員按圖錄入就可以了。通過棍子形狀的探測器，飼養(yǎng)員只要對著豬照一下，再對著卡片照一下，探測器就可以將信息完整錄入：可以即時發(fā)現(xiàn)某頭豬出現(xiàn)了某種問題。

數(shù)據(jù)采集之后，即刻顯現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中。項目組又專門做了一個數(shù)據(jù)平臺，平臺可以分析哪類情況是需要緊急處理的，哪些是非緊急可以批次處理的。這樣，班長、獸醫(yī)，都可以動態(tài)了解情況并采取及時措施。班長無需在晚上開會，因為他無時無刻不在掌握情況。

在完全根據(jù)養(yǎng)豬場流程而制定的信息化流程發(fā)揮作用后，豬場工作人員對這些技術(shù)已經(jīng)完全接受，并且粘度越來越高。

對于項目組而言，除了服務(wù)養(yǎng)豬場的用戶，他們還得到了養(yǎng)豬場的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是豬肉購買者可以查到的。而這些數(shù)據(jù)正是項目組最需要的，也是項目能夠取得成功的關(guān)鍵。

寫在最后：創(chuàng)新驅(qū)動在這里

這一2010年完成的項目，即便已經(jīng)獲得了2012年度上海技術(shù)發(fā)明獎一等獎的認可，但仍然處于技術(shù)儲備階段，大規(guī)模的商業(yè)推廣應(yīng)用還在醞釀之中。

目前成果相關(guān)的技術(shù)與設(shè)備在愛森肉食品有限公司已經(jīng)得到成功的應(yīng)用，此外也有多家畜禽養(yǎng)殖企業(yè)表達了參加示范的愿望。談及推廣效果，薛淵說：“一種新技術(shù)在應(yīng)用過程中，一定會根據(jù)不同的用戶需求而不斷修正。”“我們2012年獲獎，但我們2013年還在提升完善。在我們認為沒有完全大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)時，我們還是應(yīng)該腳踏實地地往前走。”

在采訪這一項目的過程中，筆者總是有一種是曾相識的興奮。在2012年，上海科技創(chuàng)新界展開了一場關(guān)于“第三次工業(yè)革命”的討論。在討論伊始，“機器人”幾乎是最熱的一個關(guān)鍵詞。在逐漸失去土地、勞動力優(yōu)勢的上海，機器人被認為是下一步工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，有所謂“明日RT就是今日IT”之說。而隨著討論的深入，“大數(shù)據(jù)”成為了更加熱門的一個話題，人們發(fā)現(xiàn)，隨著信息技術(shù)的普及，傳感器的無處不在，數(shù)據(jù)正在以人們難以想象的速度產(chǎn)生。于是有所謂“IT時代正在從‘T’時代進入‘I’時代”之說。不管是機器人還是大數(shù)據(jù)，之前人們討論更多的，是來自于國外的文獻和實踐。對于追趕者我們的自身發(fā)展情況，則鮮有討論。似乎理論界的討論是遠離現(xiàn)實的。而這一項目，從2004年起至2010年完成現(xiàn)在仍在持續(xù)的一個項目，則作為一個案例反映了我們當(dāng)下技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生的，距離國際領(lǐng)先的前沿其實并不遙遠。

更加令人興奮的是，當(dāng)我們討論“第三次工業(yè)革命”時，對于后發(fā)者如何迎頭趕上，免于落入“追趕落后再追趕”的怪圈，理論界普遍認為，中國企業(yè)了解中國需求，是能夠創(chuàng)新的最大優(yōu)勢，也是未來建立優(yōu)勢的前提。而在這一案例中，我們能夠發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本土需求，做出本土創(chuàng)新，已經(jīng)實實在在正在發(fā)生。我們有理由相信，這樣的創(chuàng)新正是上海經(jīng)濟“創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展”的希望所在。