面向產品全生命周期可溯源管理的追溯體系建設模式

高慧芳 秦澤宇 周峰

摘 要：為加大對本地特色農副產品質量的監管效果，提升產品質量及附加價值，本文基于物聯網、云計算、大數據平臺等技術手段，提出了一種應用于重要產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副產品產業現狀及存在問題，梳理出追溯體系建設的業務需求，然后提出了重要產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副產品產業發展的重要意義。

關鍵詞：射頻識別技術；農產品；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

工業經濟論壇 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，百姓對食品安全監管的呼聲越來越高。在這種狀態下，商務部于2011年10月20日印發了《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。《意見》指出：爭取到“十二五”末，建立起完善的追溯制度標準體系，全面提升肉類蔬菜經營規范化、現代化水平；基本建成以中央、省、市三級平臺為主體，全國互連互通、協調運作的追溯管理網絡；初步建成覆蓋全國百萬人口以上城市及大型產地或集散地批發市場的肉類蔬菜流通追溯體系，并逐步擴展到其他食用農產品[1]。

為了提高消費者對所購買產品的放心度，各地從政府到企業均開展了不同規模的產品追溯體系建設，通過追溯體系能幫助消費者實現所購買產品的反向追溯，了解生產、加工、流通過程的相關信息，也能實現政府對行業的有效監管[2-4]。但目前，追溯體系缺少支持面向多品種、全流程的產品追溯體系；追溯數據多由企業自行錄入，導致企業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品全流程追溯體系的建設模式，首先分析了目前本地化農副產品產業現狀及存在問題，梳理出追溯體系建設的業務需求，然后提出了重要產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實意義。

一、業務分析

（一）現狀分析

重要產品追溯體系建設多針對本地的特色農副產品展開，但目前一般情況是，雖然本地特色產品數據歷史久、數量大、類型多，但多數存在底數不清、核心數據不全、數據質量不高、共享開放不足、開發利用不夠等問題，無法滿足現代特色產品發展的需要；并且產品優質不優價問題突出，重要產品辨識度差，品牌影響力不強，不僅影響特色產業發展，而且成為制約本地特色產品邁入中高端市場的主要因素。

隨著城市網絡基礎設施建設加快和信息化普及，數據載體和應用市場的優勢逐步顯現，各種類型的海量數據快速形成，借助信息技術，通過提取種植、收購、加工、物流等各個環節關鍵信息，建立食品安全信息數據庫，讓消費者可以跟蹤特色農副產品的生產和流通全過程，保證特色產品源頭安全，已成為一種必然趨勢。

（二）業務流線分析

重要產品追溯體系建設，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、無線通信、分布式軟件平臺等高新技術，實現農副產品從基地建設、種植加工、物流倉儲、批發零售等一系列環節的全程跟蹤和監控，真正達到從農田到餐桌的溯源和追蹤。主要業務流線如下：

1）生產環節：產品名稱、種養殖記錄、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）收購環節：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）貯藏環節：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）運輸環節：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據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境[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模集成線路芯片和收發天線構成，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。

（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律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息。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品上的二維標簽的編碼，獲取各環節的追溯信息。

2. 安全追溯碼技術

農副產品追溯碼主要是實現農產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品進行追溯操作。找出產品供應鏈上的相關數據信息，包括農產品產地信息、產地標準、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產品供應鏈上的所有信息都能聯系起來，并存儲于中心數據庫中。

3. 大數據平臺技術

為了實現海量數據的再利用與大數據服務，必須依托大數據平臺，采用相關模型算法和數據挖掘技術，實現對產品追溯數據的大規模處理、智能化分析和挖掘，提煉出有價值的數據和分析報告，供政府輔助決策、企業征信、企業市場預測、市場行情監管等服務。

結合應用場景特點，將大數據的分析挖掘過程和產品追溯的全周期進行結合，設計追溯大數據分析挖掘流程如圖2所示：

三、重要產品追溯體系總體設計

重要產品追溯體系是物聯網和大數據在食品安全及溯源方向的延伸發展，其本質是在傳統行業信息系統的基礎上疊加物聯網、大數據、標識解析等新興技術，構建更精準、實時、高效的數據采集體系，建設包括存儲、集成、訪問、分析、管理功能的使能和應用平臺，實現種植技術、養殖技術、生產加工經驗、工藝參數等知識模型化、軟件化、復用化，為政府、企業用戶和最終消費者用戶提供各類創新應用，最終形成資源豐富、多方參與、互惠互利、協同演進的追溯體系和生態圈。追溯體系建設內容包括：

（1）追溯體系平臺建立產品從種養殖、生產加工、運輸、直到進入市場銷售的整個產業鏈全程數字化管理以及產品的全生命周期管理。

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

（3）升級改造現有流通追溯體系，進一步完善追溯管理信息系統，優化追溯流程、統一標準規范，實現與新建追溯體系平臺的無縫對接和數據共享。

市重要產品追溯體系基于核心平臺層，連接了企業端子系統、市級追溯管理平臺以及第三方系統的全產業鏈追溯應用，整個體系遵循統一的追溯數據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

追溯體系中的企業追溯子系統建設包括三種模式：一是對于部分已建追溯系統的企業，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，提供一個數據采集的標準格式，在企業端建設數據上傳服務從信息系統中提取數據后上傳到平臺層；三是對于企業自身信息化較為薄弱的企業，可在企業端建設追溯數據采集系統，通過采集系統上傳到平臺層，或者通過第三方平臺上傳數據至平臺層。

企業端追溯子系統通過平臺層統一的數據交換接口通道，上傳業務數據和產品數據。數據交換接口通道定義了追溯信息的共享交換機制，實現了全產業追溯鏈條上數據和系統的連接，打破信息孤島，促進了互聯互通、開放共享和追溯鏈條信息的連續性。

企業端接入層支持現場各類傳感器、采集儀、RFID終端以及其他有數據傳輸功能的物聯網設備，接入層服務通過內置與設備相匹配的通訊協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，是實現重要產品全鏈條可追溯、全過程信息互通共享、體系統一開放的關鍵。它基于物聯網平臺疊加大數據、數據分析、地理信息、云計算、數據交換、人工智能、可視化等技術，構建成可擴展的開放式創新使能平臺。一是提供廣泛的數據采集能力和海量數據處理能力，將數據科學與行業機理結合，以構建數據分析能力，實現數據價值挖掘；二是把技術、知識、經驗等資源通過數字建模固化為可移植、可復用的數字化模型和微服務組件庫，供二次開發者調用；三是構建應用開發環境，借助微服務組件和應用開發工具，幫助用戶快速構建定制化的行業應用程序。平臺層主要實現數據整合、平臺開放和數據分析三種能力。

（三） 應用層

應用層是重要產品追溯體系的重點，也是建立智能化重要產品質量安全追溯機制、實現“來源可查、去向可追、責任可究”的關鍵，是為生產經營主體、政府部門、行業組織、專業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。根據不同用戶、不同場景的業務需求，基于平臺層的數據、模型、服務組件及應用開發工具構建定制化、專業化的應用，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、面向重要產品質量安全領域的重要產品追溯平臺；二是第三方應用系統，它們通過平臺的數據交換接口與平臺層及應用層其它應用進行數據交換和通信。

（四） 用戶層

重要產品追溯體系，以企業為主體，政府部門、行業組織、專業機構和消費者等多方參與，將供應鏈中的生產經營企業、檢測認證機構、監管機構、消費者等主體都納入進來的全產業鏈追溯創新模式。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、業務操作、信息錄入、數據分析等作業。

（五） 追溯數據交換標準與技術標準體系

為實現重要產品追溯全過程的互聯互通與通查通識，制定追溯數據采集指標、編碼規則、傳輸格式、接口規范等共性基礎標準。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務進行連續性的重要保障。通過建立運行維護管理制度、規范及專門的技術支持團隊，建設運行維護平臺、工具，制定操作規程，完成系統狀態監控、運行管理、資產管理、日常維護、數據錄入監管、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，由于大部分企業對追溯工作的認識不深，很難形成對產品溯源的倒逼機制；大部分企業實力不足，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“統一規劃、總體設計、分步實施”的方式。針對主要特色產品，一是優先選擇品牌知名度高、具有一定生產規模的優勢產業開展追溯試點工作；二是在所確定的特色產業中，試點項目優先向積極性高、具有自主品牌、鏈條完整、行業影響力大的龍頭企業傾斜，以提高試點效果；三是在追溯體系建設上突出產業追溯的整體化理念，淡化地域概念。

企業追溯系統建設時，應結合企業自身發展需要，將追溯系統建設和產品營銷結合起來，保證追溯系統的長效運行。此外，應充分利用移動互聯網技術，由PC端向移動端轉變，方便各環節人員的操作，便于追溯系統建設及運行

四、結論

本文提出的市級重要產品追溯體系，依托物聯網平臺、大數據分析、移動互聯網等新一代信息技術，構建了“云+端”的重要產品追溯體系。“云”即指采用云計算虛擬化技術，利用彈性的計算、網絡及存儲資源，將重要產品追溯平臺部署在云端；“端”即指重要產品追溯企業端，支持全市重要農副產品的骨干企業，采用統一的標準協議上傳采集數據并接受指令，構成追溯鏈條的同時增強企業的信息化水平。

通過重要產品追溯體系建設，將形成上下貫通、協調運作、功能互補的全市重要產品追溯管理工作體系，建立起追溯大數據分析應用機制，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，實現數據共享，消除信息壁壘，打造出本地特色農副產品的全流程精準溯源體系，促進本地的產業經濟發展。

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