基于大數據和自動識別技術的食品追溯體系

陳佳麗，彭 甜

（貴州財經大學 工商管理學院,貴州 貴陽 550022）

1 引言

食品安全關系國民大計，一旦發生問題危害巨大。歐盟成員國建立起牛肉等畜產品的可追溯系統，并且因“瘋牛病”而研發出食品追溯平臺后，這一系統被推廣到所有的歐美國家中，特別是蔬菜、家禽、魚蝦等農產品中[1]。2015至2016年期間歐洲發生的蔬菜病菌感染事件中，應用食品追溯平臺追蹤核查，致病源快速被揪出[2]。國內食品追溯系統始于2002年，農業部頒布了《動物免疫標志管理辦法》，開始推行動物免疫管理制度[3]，新修訂的《食品安全法》第四十二條規定表明國家必須要建立食品安全追溯制度[4]，大力推進物聯網技術在信息采集、記錄、標識、傳遞中的使用。2017年十部門聯合印發了文件《關于開展重要產品追溯標準化工作的指導意見》，提出要重視重要產品追溯標準化問題[5]。大數據和自動識別技術的應用對食品追溯有著重要意義，希望通過大數據和自動識別技術的結合能夠設計出穩定、真實、不可篡改的食品追溯平臺。

2 相關理論研究

2.1 文獻綜述

食品追溯和追溯的內涵，國內外目前還未有統一的定義，引用較多的是兩大國際知名組織關于追溯的闡述。國際標準化組織（ISO）將追溯定義為：“輔助組織或機構實現其既定目標的技術工具，并能滿足獲知某產品或其組成部分的歷史信息或位置的需求”。國際食品法典委員會（CAC）認為食品追溯能夠在食品生產、加工、流通過程中任何特定階段實現追溯[6]。國內外許多學者對其進行了一定程度的研究，Reno Varghese George 等使用塊狀鏈和產品標識符來實現更可靠的食品可追溯性[7]；Techane Bosona等認為關于可追溯性的未來研究應該集中在可追溯性活動與食品物流活動的集成、追溯系統和食品生產單位之間的聯系、數據采集和信息交換的標準化等問題上[8]；Freddy Moises Brofman Epelbaum 等通過對英國食品公司的在線調查數據分析出采用物聯網技術創新食品追溯系統的企業可以獲得可持續的競爭優勢[9]；吳冬艷等設計了基于RFID 和EPC 的冷鏈追溯系統[10]；曾小青等提出在食品追溯系統中引入區塊鏈技術[11]；李兆健等分析了食品追溯平臺的多主體協同作用[12]；王勇研究了大數據在我國食品藥品監督的公共服務、執法體系、追溯體系、抽檢體系中的監管作用[13]。

2.2 大數據技術在食品追溯中的應用

大數據技術是基于云計算、分布式計算的數據處理與應用模式，可以通過數據的整合共享應用合理的數學算法實現精準預測或分析。在食品追溯中，大數據的成功應用需要和自動識別、網絡通訊等技術相結合，通過數據捕捉、數據存儲、數據處理、數據挖掘、數據知識展現五個主要環節發揮作用。與小數據時代的思想相比，大數據分析角度更全面，數據的混雜性程度更高，分析更加客觀準確。

在食品追溯平臺的建設和運行中引入大數據，可以使得該平臺的使用更加的智能、柔性、可靠。具體作用體現在以下幾個方面：第一，企業開放數據，通過食品監督部門的政府抽樣數據與云端的食品生產企業自檢報告數據進行比較，將企業的食品質量和信用狀態聯系起來，提高監管效率。第二，大數據通過云計算對政府職能監督部門的資源進行統籌協調、優化配置，建立更好的綜合解決方案，提高信息的利用效率，降低成本，減少對外部資源的依賴。第三，通過對大數據的監測和分析，形成良好的閉環數據循環，提供給消費者食品安全信息，同時也為企業與消費者建立了溝通平臺。

2.3 自動識別技術在食品追溯中的應用

自動識別技術是信息數據自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段，包括條碼技術、射頻技術、生物識別、語音識別、圖像識別及磁卡等以計算機、光、機、電、通訊技術為一體的高新科學技術。采用自動識別技術記錄食品各環節生產經營數據，涵蓋種植、育種、加工、包裝、物流和銷售等操作過程，有效采集追溯數據，將各環節數據留存系統，以便后續追溯。目前，食品追溯中常用的自動識別技術是條碼（Bar Code，BC）和RFID技術。

3 食品追溯體系設計

3.1 食品追溯流程

食品安全追溯根據方向不同，可分為向“前一步”追溯、企業內部追溯、向“后一步”追溯三個層面[14]。向“前一步”追溯是指下游到上游的溯源過程，出現時食品安全問題，可以向上查找定位問題源并及時處理。向“后一步”追溯是指從上游到下游追蹤，發生質量問題時，通過追蹤了解食品流通過程，及時將不合格食品召回。根據追蹤信息銜接原理，可以將食品追溯分為以下幾個單元：種植（養殖）單元、生產加工單元、分銷單元、物流單元、消費單元、監管單元。各追溯單元采用條碼、RFID 技術獲取并記錄基礎數據，通過通訊網絡上傳至企業管理信息系統和大數據中心。在零售門店，消費者通過查詢條碼或RFID 標簽獲取食品從種植戶到生產廠商再到零售門店各流通節點記錄的相關信息。同時，食品監管組織如食品監督局、工商、打假辦、防偽辦等部門通過專用終端隨機抽檢相關數據是否完整或被篡改。如圖1所示。

3.2 系統架構

追溯平臺是由各種數據、傳感器、條形碼標簽、RFID 標簽、信息管理系統等要素組成，主要包括數據采集、數據存儲、數據應用、客戶服務四個層次。它通過對應唯一的產品編碼，用RFID標簽或條碼標簽進行標記，利用部署在關鍵環節的閱讀器或其他監控設備采集數據，通過計算機通信網絡將數據傳輸到企業管理信息系統。食品供應鏈內部各企業數據庫和追溯平臺建立數據接口，將數據導入追溯系統。結構化或非結構化的數據通過虛擬化技術實現數據存儲，運用數據分析、關聯、挖掘等處理技術對數據進行計算、整合。采用B/S 服務器構建追溯平臺，使用戶可以通過PC 瀏覽器客戶端、平板電腦/手機客戶端、專用定制客戶端查詢，向企業提供指導生產的信息，向消費者和監管部門提供食品配料、生產加工和流通過程的信息，如圖2所示。

圖1 食品追溯流程

圖2 追溯平臺系統架構

3.3 系統功能

通過對追溯流程和系統架構的分析，可以將追溯平臺設計為基礎信息管理、企業追溯、政府監督、公眾服務和平臺銜接幾個功能模塊，如圖3所示。企業、消費者和監管部門通過大數據和物聯網技術實現數據采集、傳輸、查詢、儲存等功能。

4 食品追溯實現保障

4.1 完善食品追溯監督體制

完善的食品追溯體系需要做到以下四點：（1）建立食品追溯法規體系，制定食品追溯標準，形成食品追溯法規標準數據庫；（2）建立和完善食品追溯監督管理體系，形成政府監管、行業協會監管、企業自身監管相結合的局面；（3）建立食品追溯培訓、教育體系，通過宣傳食品追溯常識和開展食品追溯相關教育培訓工作，樹立企業和消費者的食品追溯意識；（4）建立企業獎懲措施，出臺相應政策規范企業追溯機制，激勵在食品追溯中做出表率和創新的企業，違規企業大力懲治。

4.2 推動食品供應鏈企業形成區塊鏈聯盟

食品追溯體系的運行除了宏觀體制的監督，更重要的是食品供應鏈企業間的配合。供應鏈內部企業是上下游銜接的利益共同體，協議達成一致追溯系統才能形成完整的追溯鏈。食品信息溯源需要食品鏈上各企業對數據開放，建立數據共享機制，賦予供應鏈企業、監督部門、消費者相應的查詢權限。同時，繼續發揮大數據的作用，將海量的不確定數據進行精準溯源，在食品溯源數據庫的建設上引入區塊鏈技術，構建區塊鏈聯盟，實現全網數據的開放以及數據的不可篡改。

圖3 食品追溯平臺界面

4.3 構建食品追溯評價體系

追溯系統運行一段時間后需要進行評價，評價過程中可以查找系統缺陷，對追溯系統的完善有很強的指導意義。針對食品追溯系統，中國標準化研究院構建了定性和定量相結合的“TRACE”評價模型，見表1。

表1 “TRACE”評價模型

5 結論

當前，全面數字化蓄勢待發，數據作為一種生產要素在大數據時代占據非常重要的位置。隨著國家對大數據產業的扶持，大數據中心的建設會更加完善，必然會帶來食品安全追溯體系性能的提升。在大數據的智能監控下，食品供應鏈上的企業難以篡改數據，保障了數據的真實性。將大數據、物聯網、互聯網與食品追溯體系相結合，真正做到信息的公開透明、全面真實，嚴格把控食品追溯體系的各個步驟，讓食品追溯體系的價值得以真正地實現。