淺析無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）在食品安全追溯中的應(yīng)用

徐 強(qiáng)

（河南機(jī)電高等專科學(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453003）

XU Qiang

(Henan Mechanical and Electrical Engineering College,Xinxiang 453003,China)

當(dāng)前食品安全一直是人類關(guān)心的話題，民以食為天，尤其是近年來一些疾病和傳染病很大一部分是由于肉類食品安全引起的，因此為了保障產(chǎn)品的質(zhì)量安全利用RFID 技術(shù)對(duì)食品安全實(shí)施跟蹤與追溯，進(jìn)行全程的監(jiān)控有著重要的意義。

1 RFID 技術(shù)國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 RFID 技術(shù)在國外食品安全管理中的應(yīng)用

很多發(fā)達(dá)國家都極其重視食品安全，除建立相關(guān)法律制度外，還采用高科技手段對(duì)食品安全進(jìn)行管理，比如日本就建立了“食品身份證制度”，即產(chǎn)品履歷和跟蹤監(jiān)視制度，要求生產(chǎn)、流通等各部門廣泛采用RFID 技術(shù)、條碼技術(shù)用來詳細(xì)記載產(chǎn)品生產(chǎn)和流通過程中的數(shù)據(jù)。

1.2 RFID 技術(shù)在我國食品安全管理中的應(yīng)用

我國RFID 技術(shù)也已經(jīng)被應(yīng)用于食品安全跟蹤管理中，并得到了眾多地方政府的大力支持，例如2002年5月農(nóng)業(yè)部發(fā)布“動(dòng)物免疫標(biāo)示管理辦法”規(guī)定：豬、牛、羊必須佩帶免疫耳標(biāo)，建立免疫檔案管理制度；在山東省全省范圍內(nèi)，借助山東省質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)金質(zhì)工程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立全省食品安全質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，為消費(fèi)者提供動(dòng)態(tài)、權(quán)威的食品質(zhì)量追溯信息等，這些試點(diǎn)工程在一定的程度上推動(dòng)了我國食品安全可追溯體系的建立。

1.3 食品安全實(shí)行質(zhì)量追溯業(yè)務(wù)流程

當(dāng)前，對(duì)食品供應(yīng)鏈安全管理的手段還不是很多，傳統(tǒng)的方法無法實(shí)現(xiàn)追溯管理，雖然某些食品行業(yè)中用到了條碼技術(shù)以進(jìn)行食品安全追溯，但該方法一般均需采用人工方法近距離讀取條碼，無法做到實(shí)時(shí)快速地獲得大批食品的質(zhì)量信息，而且在流通環(huán)節(jié)上也無法提供食品所處環(huán)境信息的實(shí)時(shí)記錄。為了消除食品安全的隱患，追查出現(xiàn)漏洞的加工、運(yùn)輸或儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，就需要對(duì)這些過程進(jìn)行安全責(zé)任追溯，在具體應(yīng)用中有兩種實(shí)現(xiàn)食品安全管理的方法。

首先從上向下安全追溯。從上向下安全追溯實(shí)際上是縱向追溯。縱向進(jìn)行追溯的方法主要用于查找造成質(zhì)量問題引起的原因，追溯確定產(chǎn)品的原產(chǎn)地、產(chǎn)品屬性及特征。其次，從下向上安全追溯。顧客或消費(fèi)者在食品市場的銷售點(diǎn)，如超市POS 銷售點(diǎn)購買的食品出現(xiàn)了安全問題，可以向上層層追溯，直到最終的問題所在，該方法主要用于問題產(chǎn)品召回。食品安全質(zhì)量追溯的業(yè)務(wù)流程具體如下：

（1）在食品產(chǎn)地的源頭，不論是畜類飼養(yǎng)過程中的飼料相關(guān)信息，還是蔬菜種植過程中的化肥、農(nóng)藥等相關(guān)信息，都可以通過電子標(biāo)簽記錄到食品安全數(shù)據(jù)庫中，以作為將來質(zhì)量追溯的原始數(shù)據(jù)。

（2）對(duì)于食品加工的廠家、技術(shù)操作員、食品的加工方式、加工地點(diǎn)和加工時(shí)間等相關(guān)信息也會(huì)記錄到數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)字段中。

（3）在食品物流過程中，物流的每個(gè)環(huán)節(jié)（裝卸、搬運(yùn)、包裝、運(yùn)輸、配送等）都布置了多種傳感器的集成讀寫器設(shè)備，可以實(shí)時(shí)采集、記錄該批食品所處的環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)全程的監(jiān)控和跟蹤。

（4）具體在物流運(yùn)輸過程中，安裝在運(yùn)輸車輛車門后的讀寫器每隔一段時(shí)間就會(huì)讀取車內(nèi)所載食品貨箱的電子標(biāo)簽信息，連同傳感器信息一起發(fā)送到食品安全管理系統(tǒng)中儲(chǔ)存。因?yàn)檐噹麅?nèi)的環(huán)境信息基本一致，所以在讀寫器而不是在電子標(biāo)簽上安裝集成的傳感器有助于大幅度降低系統(tǒng)的成本。

（5）食品在運(yùn)輸?shù)轿锪鱾}庫時(shí)，也將被讀取信息和記錄食品入庫的時(shí)間，并由系統(tǒng)自動(dòng)分配存貨區(qū)，倉庫中也布置有集成傳感器的讀寫器，同樣按照一定時(shí)間間隔讀取電子標(biāo)簽信息和采集、記錄環(huán)境信息。

（6）按照采集到的環(huán)境信息，物流倉庫的質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)將發(fā)揮作用，自動(dòng)對(duì)庫存食品進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)環(huán)境相關(guān)信息進(jìn)行綜合的分析判斷，將有變質(zhì)可能的食品優(yōu)先發(fā)貨，其余食品可以暫緩。

（7）食品經(jīng)過嚴(yán)格、周密的物流過程，安全的食品將被運(yùn)送到顧客或消費(fèi)者手中。因此，不管是在餐桌旁邊還是在貨架上，顧客或消費(fèi)者不僅可以了解到自己所選購食品的原料產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)的具體日期等信息，還可以根據(jù)食品安全評(píng)估系統(tǒng)對(duì)該食品進(jìn)行認(rèn)證，享受放心食品。

（8）食品一旦出現(xiàn)問題或變質(zhì)，評(píng)估系統(tǒng)也會(huì)實(shí)時(shí)改變評(píng)估結(jié)果，提示顧客或消費(fèi)者不要食用，或者通知零售商盡快將其撤下貨架，不能出現(xiàn)安全隱患。

（9）在緊急情況下，不但可以按照食品安全追溯系統(tǒng)找到每件食品的最終銷售者，還可以找到物流或加工過程中出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，形成由政府統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的架構(gòu)，這也是國際上食品安全追溯管理模式的發(fā)展趨勢。

2 食品的安全追溯

運(yùn)用RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的全過程跟蹤監(jiān)控，就要求供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無縫銜接，實(shí)現(xiàn)物流與信息流的統(tǒng)一，也使供應(yīng)鏈處于透明的狀態(tài)。采用無線射頻識(shí)別技術(shù)即RFID 技術(shù)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)代碼體系，可以對(duì)供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)全過程的有效標(biāo)識(shí)，建立各個(gè)環(huán)節(jié)的信息管理、傳遞和交換的方案，從而對(duì)供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行追溯，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，進(jìn)行妥善處理，把損失降到最低。

以蔬菜供應(yīng)鏈追溯模型為例。蔬菜供應(yīng)鏈和大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈一樣，也包括生產(chǎn)、加工、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸和銷售等幾個(gè)環(huán)節(jié)，提交新鮮蔬菜供應(yīng)鏈效率的關(guān)鍵也在于如何協(xié)調(diào)幾個(gè)環(huán)節(jié)及如何提高每個(gè)環(huán)節(jié)的效率[1]。當(dāng)前國內(nèi)新鮮蔬菜供應(yīng)鏈?zhǔn)疽鈭D如圖1 所示。

圖1 國內(nèi)新鮮食品蔬菜供應(yīng)鏈?zhǔn)疽鈭D

從圖1 可以看出，通過運(yùn)用RFID 技術(shù)，能夠方便地把整個(gè)供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)的信息讀入公共數(shù)據(jù)庫，各個(gè)環(huán)節(jié)可以方便地增加相應(yīng)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，顧客或消費(fèi)者和相關(guān)主管部門也可以通過通信網(wǎng)絡(luò)和終端進(jìn)行查詢和追蹤。

（1）生產(chǎn)環(huán)節(jié)。主要指較具規(guī)模和規(guī)范的蔬菜種植基地的生產(chǎn)。生產(chǎn)基地一般實(shí)行規(guī)模化種植、集約化經(jīng)營，具有采用RFID 技術(shù)的條件。蔬菜種植基地可為每個(gè)地塊或品種設(shè)定一個(gè)標(biāo)簽，對(duì)該地塊或品種蔬菜從種植到打包的整個(gè)過程中的必要信息通過讀入或輸入設(shè)備進(jìn)行初始信息的及時(shí)錄入，如蔬菜品種、生長時(shí)間、噴施農(nóng)藥的名稱及次數(shù)，使用的化肥、收割時(shí)間等，甚至包括該品種的特點(diǎn)描述。按照農(nóng)產(chǎn)品編碼標(biāo)準(zhǔn)，給每類蔬菜設(shè)置一個(gè)編號(hào)作為其身份的唯一標(biāo)識(shí)，在該品種蔬菜完成供應(yīng)鏈的第一個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，該電子標(biāo)簽已經(jīng)存儲(chǔ)了其所有的基本信息。當(dāng)收購企業(yè)對(duì)任何地塊的蔬菜品種收購時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)采集器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品以及其信息采集，不僅加快了收購速度，降低了出錯(cuò)率，而且還為農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)提供了POS 系統(tǒng)、EDI 系統(tǒng)、藥物殘留測試系統(tǒng)、電子商務(wù)等系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品溯源提供了源頭數(shù)據(jù)。如某種植基地種植的是黃瓜，其電子標(biāo)簽包含內(nèi)容如表1 所示。

（2）產(chǎn)品的加工環(huán)節(jié)。因?yàn)殡娮訕?biāo)簽可以方便地增添信息，所以在產(chǎn)品加工的環(huán)節(jié)中，可以首先讀取電子標(biāo)簽包含的信息，加工企業(yè)可以根據(jù)本身需要和相關(guān)主管部門的要求添加必要的信息，如產(chǎn)品的加工單位、加工的具體時(shí)間、加工過程中使用的添加劑、包裝的重量等。經(jīng)過加工企業(yè)的數(shù)據(jù)充實(shí)后，產(chǎn)地信息和加工環(huán)節(jié)信息都已經(jīng)存儲(chǔ)在該電子標(biāo)簽中，終端顧客或消費(fèi)者在零售或批發(fā)市場通過查詢終端查詢該產(chǎn)品相關(guān)信息時(shí)，便可以對(duì)其相關(guān)信息一覽無余，對(duì)于事故后追溯也變得容易可行。

表1 黃瓜標(biāo)簽信息

（3）食品倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)。蔬菜作為一種時(shí)令產(chǎn)品，對(duì)倉庫環(huán)境的要求比較高，尤其是在倉庫環(huán)境不適宜或欠佳的情況下，更應(yīng)該減少蔬菜在倉庫的存放時(shí)間，對(duì)于需要入庫儲(chǔ)存的蔬菜，在蔬菜入庫前通過讀取設(shè)備讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，其包裝規(guī)格、包裝重量會(huì)自動(dòng)寫入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)處理后根據(jù)倉庫特點(diǎn)形成庫存相關(guān)信息，并輸出蔬菜入庫的區(qū)位、貨架、貨位的指令。在盤點(diǎn)的時(shí)候，終端讀取蔬菜包裝上面的電子標(biāo)簽，并實(shí)時(shí)記錄盤點(diǎn)的數(shù)量。在現(xiàn)場清點(diǎn)完畢后，盤點(diǎn)的工作人員核實(shí)清點(diǎn)的數(shù)量并上傳至后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫中。后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫按照實(shí)時(shí)上傳的資料與系統(tǒng)中的信息、資料進(jìn)行比較，數(shù)量若有差異，則系統(tǒng)將自動(dòng)生成盤點(diǎn)清單差異表，然后將數(shù)據(jù)提交上級(jí)或指示終端重復(fù)盤點(diǎn)，蔬菜出庫的時(shí)候也無需過多的人工參與就可以對(duì)庫存數(shù)據(jù)自動(dòng)更改。RFID 技術(shù)的應(yīng)用，在大大加快出入庫及倉庫盤點(diǎn)的速度、降低錯(cuò)誤率的同時(shí)，也為使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行庫存管理、提高倉庫管理自動(dòng)化程度提供了便利[2]。

（4）物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)。RFID 技術(shù)在新鮮蔬菜物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)在途貨物的跟蹤、監(jiān)控及口岸檢查。把RFID 技術(shù)和GPS 結(jié)合起來，可以為物流公司提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤服務(wù)，同時(shí)對(duì)業(yè)主而言也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方便地知悉自己的貨物到達(dá)什么位置；在經(jīng)過口岸接受檢查時(shí)，檢查單位無需要拆開蔬菜包裝，只要通過手持式終端閱讀器就可以知道包裝產(chǎn)品的具體內(nèi)容，大大提高了口岸檢查速度并緩解了口岸的擁擠壓力。

（5）產(chǎn)品的銷售環(huán)節(jié)。RFID 技術(shù)在零售環(huán)節(jié)中的應(yīng)用體現(xiàn)在對(duì)零售商店或超市內(nèi)單位包裝蔬菜的安全性，即防盜、蔬菜有效期的監(jiān)控和臨時(shí)銷售等。RFID 防盜技術(shù)就是將電子標(biāo)簽置入商品包裝，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過現(xiàn)場的閱讀器等配套設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)控商店中各種商品的標(biāo)簽。這樣，零售商就能放心地開架銷售。RFID 電子標(biāo)簽還能夠?qū)δ承┚哂袝r(shí)效性的商品的有效期進(jìn)行監(jiān)控，如對(duì)某種食品進(jìn)行跟蹤，一旦超過了有效期，電子標(biāo)簽就會(huì)報(bào)警。RFID 技術(shù)的應(yīng)用使食品“源頭”跟蹤及食品供應(yīng)鏈的完全透明。其由于RFID 系統(tǒng)通過為每一件蔬菜產(chǎn)品提供單獨(dú)的識(shí)別身份及儲(chǔ)運(yùn)歷史記錄，從而提供了一個(gè)詳盡而具有獨(dú)特視角的供應(yīng)鏈，確保食品來源是清晰的[3]。

3 企業(yè)實(shí)施食品的跟蹤、監(jiān)控與追溯

在食品安全追溯體系中，信息采集是基礎(chǔ)，即企業(yè)對(duì)產(chǎn)品及其屬性以及參與方的信息進(jìn)行有效標(biāo)識(shí)，利用RFID 技術(shù)對(duì)相關(guān)信息的采集、傳輸以及管理是成功開展食品跟蹤的關(guān)鍵。實(shí)施產(chǎn)品的追溯，要求系統(tǒng)具有“快速、可靠、精準(zhǔn)、一致”的特點(diǎn)，有效建立起食品安全的“預(yù)警機(jī)制”。

首先，結(jié)成統(tǒng)一戰(zhàn)略聯(lián)盟。要求所有參與方應(yīng)各負(fù)其責(zé)地提供正確的條碼數(shù)據(jù)信息，確保記錄與維護(hù)這些信息的安全、可靠和準(zhǔn)確。進(jìn)行食品安全的跟蹤與追溯，好比一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的鏈條，任何一個(gè)環(huán)節(jié)斷了，整個(gè)鏈條就脫節(jié)了，所以需要供應(yīng)鏈所有參與方就實(shí)施食品跟蹤與追溯要求達(dá)成一致，結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟。

其次，確定食品供應(yīng)鏈全過程中跟蹤追溯信息。建立各環(huán)節(jié)信息管理、傳遞和交換的方案，從而對(duì)供應(yīng)鏈中食品原料、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤與追溯，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，進(jìn)行妥善處理。

最后建立有效的信息系統(tǒng)。在跟蹤與追溯過程中，供應(yīng)鏈中所有參與方需要彼此間交換信息內(nèi)容、表述和形式達(dá)成一致，交換的數(shù)據(jù)需要標(biāo)準(zhǔn)化。為確保信息流的連續(xù)性，每個(gè)供應(yīng)鏈參與方必須將預(yù)定義的可跟蹤數(shù)據(jù)傳遞給下個(gè)參與方，使后者能夠應(yīng)用可跟蹤原則。供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間信息交換可以采用EDI、Email、傳真等方式。在發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問題時(shí)，這些問題可以在供應(yīng)鏈中的不同環(huán)節(jié)，由消費(fèi)者、分銷商，或上游供應(yīng)商發(fā)現(xiàn)，主要步驟：現(xiàn)質(zhì)量問題；傳遞發(fā)現(xiàn)問題的有關(guān)信息；確定有關(guān)供應(yīng)商的原因或信息；確定有關(guān)批號(hào)，要么在庫存中，或運(yùn)輸中，或已經(jīng)發(fā)貨；確定其他有同樣質(zhì)量問題的批號(hào)，并采取糾正行動(dòng)。在食品供應(yīng)鏈中，信息系統(tǒng)主要有三個(gè)顯著功能：信息獲取、信息傳遞、信息管理。在實(shí)際操作過程中，需要注意：可信性、準(zhǔn)確性、一致性、速度和風(fēng)險(xiǎn)。

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