基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制系統研究

陸興華，劉培浩，張 皓

（廣東工業大學華立學院，廣州 511325）

近幾年來中國農業產業飛速發展，中國肉鴿食品產業也得到了突飛猛進的發展。肉鴿食品在國內占據的比重日益增加。但近幾年來，全球有關食品安全的事件頻繁發生，食品質量問題不僅損害人類的身體健康［1，2］，同時還會對整個國家的經濟以及政治產生不同程度的負面影響，食品安全問題已經引起了社會相關人士的廣泛關注。

現階段大部分發達國家從自身利益出發，更加注重食品安全，設定了一套具體的食品安全監控體系。但中國部分食品生產者以及食品消費者缺少一定的安全意識，造成產品的質量嚴重不達標。如果相關工作人員不及時采取相應的防護措施，將會導致產品的質量下降，同時喪失市場競爭力。肉鴿產品的質量安全面臨全新的局勢，在保護國內市場的同時，如何有效控制肉鴿食品的質量也是當前需要解決的重要問題之一。文獻［3］針對20 批次乳制品三聚氰胺的回收率進行質量控制分析，其設計了一種質量控制圖，應用圖示可準確有效地控制乳制品中三聚氰胺的分析質量，生產出高質量的乳制品；文獻［4］為了提高有關金霉素產品的生產質量，對訓練數據進行主元分析，并計算實時生產數據的負載矩陣，構建了一種基于動態階段劃分的多階段質量預測控制系統，可改善生產過程的穩定性，有效應用到實際生產中。

上述相關研究并沒有從生產鏈視角控制產品質量安全，為了保證肉鴿產品的質量安全，使消費者放心食用，本研究結合現階段的發展需求，設計并提出基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制系統，通過仿真試驗全面驗證了所設計系統的有效性以及實用性，通過分析肉鴿生產鏈的生產模塊，強調在肉鴿產品的生產和服務過程中，深入分析各個系統內的全部風險指標，提升肉鴿食品生產的系列價值。

1 系統設計

1.1 模塊分析

系統的硬件部分在集成環境下完成設計。以下分別給出各個模塊的作用以及功能。

1.1.1 肉鴿養殖模塊 該模塊主要通過各個環節的工作人員實時記錄肉鴿的具體飼養過程以及相關飼養信息［5］。消費者能夠利用系統對應的展示模塊查詢肉鴿養殖的具體操作過程。肉鴿養殖結束后，需要進行下一環節的操作，圖1為肉鴿養殖模塊的具體流程。

1.1.2 肉鴿屠宰模塊 該模塊主要根據相關標準完成肉鴿屠宰的過程［6］。肉鴿屠宰產業的角色劃分為以下2 類：①肉鴿屠宰過程中的管理員；②肉鴿屠宰過程中的信息錄入人員。其中肉鴿屠宰過程中的信息錄入人員需要實時錄入肉鴿在屠宰過程中的具體操作時間、地點以及消毒等相關工作。由肉鴿屠宰廠商對肉鴿進行分割編號、分割時間、分割班組，將其對應到各個負責人手中。

1.1.3 肉鴿銷售模塊 重點包含肉鴿產品銷售的具體日期、具體地點以及銷售負責人等信息。

1.1.4 宣傳窗口模塊 宣傳窗口只提供給具有管理權限的用戶進行使用，剩余系統默認的操作人員即為超級管理員。超級管理員不屬于任何公司，它主要負責相關食品的展示［7，8］、企業工作監督等方面的工作。

1.1.5 設置模塊 設置模塊原則上也只能歸超級管理員使用，它主要具有以下幾方面功能：①創建對應的控制系統用戶角色；②對不同的用戶角色進行權限分配；③在系統中錄入重要的數據；④積極響應相關公司的加盟等操作。

1.1.6 宣傳公示網站模塊 該模塊主要包含7 個不同的子模塊：①通過消費子模塊有效查詢消費者關于肉鴿食品的消費信息；②通過手機進行二維碼掃描，獲取具體的信息追溯接口；③企業信息子模塊結合不同的機構形成全新的企業經營模式，同時將結合消費者的投訴信息，對比企業服務質量的好壞；④消費者根據不同模塊提供的信息選取安全的食品；⑤監管機構子模塊也就是對應的第三方結構，它能實時了解不同子模塊的最新信息；⑥公共服務子模塊為不同企業提供對應的管理需求；⑦公共參與子模塊主要負責監督消費者的消費情況，同時也能將消費者在消費過程中遇到的難題及時反饋給相關部門。具體的操作是通過父層將監督消費者名稱和反映情況的關鍵字采用數據表達，并進行排序。

1.2 基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制系統方法

肉鴿食品質量控制能有效降低惡性食品安全事件發生的概率［9］，同時提升不同供應鏈的利益。如果想要給出合理有效的風險控制策略，則需要深入分析各個系統內的全部風險。通過相關的信息理論以及反饋理論，借助計算機模擬技術獲取對應的交叉學科。系統動力學能通過定性以及定量的方法有效分析以及模擬系統的動態行為。明確組建模型目標是整個模擬系統的基礎，根據6 個模塊分析，以28日齡的肉鴿飼養開始，以肉鴿食品得到消費者反饋結束，圖2 為控制模型各模塊之間的關系，各模塊具體的安全控制模型的風險指標見表1。

圖2 控制模型各模塊之間的關系

根據表1 了解肉鴿食品安全的總體風險分布，分析不同子系統要素之間的風險關系。設定sij代表風險i所選用的風險控制措施，其中，i包括生產風險層和服務風險層的各項指標。在上述分析的基礎上，詳細分析肉鴿食品質量控制的主要環節，能得到不同子系統之間的因果關系，為后續的操作奠定堅實的基礎。具體如圖3 所示。

表1 肉鴿食品安全控制模型的風險指標

圖3 肉鴿食品質量控制風險因素的因果關系

根據生產鏈要求，結合ISM 技術獲取各個子系統的層次結構以及反饋關系，則有式（1）。

在上述分析的基礎上，組建含有風險控制成本、風險發生率等目標的肉鴿食品質量控制模型，其中目標函數見式（2）。

式中，S表示肉鴿飼養日齡；C表示消費者可反饋程度；Pij表示肉鴿食品屠宰模塊權限實施頻率。

為確定風險控制成本的范圍，將風險成本劃分成多個不同的范圍。為了選取合理有效的風險控制措施，需要將上述問題轉換為背包問題，則能獲取式（3）。

式中，Si表示風險可控制范圍，其中約束條件為式（4）。

選用遺傳算法對不同階段的背包問題進行求解，獲取對應階段的肉鴿食品質量控制最優方案以及危險發生率x降低的最大值［10］，具體的計算見式（5）、式（6）。

式中，αij表示實際風控形式閾值。

分別對不同階段進行同樣的處理，獲取有關控制成本以及風險發生概率的解集，以此選擇對應的控制方案，具體的計算見式（7）。

根據肉鴿食品質量安全風險的控制模型，獲取肉鴿食品質量控制系統內的最佳控制方案，可減少控制生產成本，同時選取最優的肉鴿食品質量控制方案，促使整個操作過程中的風險降至最低，有效控制肉鴿食品質量。

2 仿真試驗

作為中國第四家禽的肉鴿，其飼養過程精細程度越來越高，為驗證基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制模型的控制程度，設定以成本控制、飼料選取規格、肉鴿食品質量為指標的3 次試驗。

2.1 生產鏈全過程的成本控制

為了驗證所設計基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制系統的綜合有效性，在試驗環境為Windows XP，AMDAthlon（tm）64×2Dual Core Processor3800+2.0 GHz，1 GB RAM 的情況下測試肉鴿生產量總成本。圖4 給出3 種不同控制系統的風險降低率對比結果，測試不同生產規模樣本下生產鏈內部的成本風險率。由圖4 可知，本研究所設計控制系統的風險降低率明顯高于其他2 種控制系統，說明應用該模型的控制系統具有較好的風險降低率，可有效降低生產鏈各個階段的成本風險，成本風險越低，肉鴿食品生產質量越高。

2.2 飼料選取規格

測定在肉鴿飼養過程中飼料選取規格是否滿足肉鴿生長營養需求，以種鴿“平衡飼料+原糧”的喂養為標準（表2）。與文獻方法對比測試，得出喂養階段的飼料選取擬合程度，結果如圖5所示。由圖5可知，本研究方法選取的飼料代謝吸收能力較強，高于其他2種方法，說明該模型對飼料的選取控制能力較強，可在生產鏈的初始階段即達到較高的肉鴿產品質量。

2.3 肉鴿食品質量

應用本研究方法和文獻方法對同一生產批次的上海崇明食品企業的肉鴿食品進行檢測。將肉鴿剪碎后，選取同等質量的肉量，采用色彩色差儀和膨脹儀對食品中的水分、蛋白質和脂肪進行測試，以《食品中水分的測定》進行水分測定，參照《食品中蛋白質的測定》測定蛋白質，以《肉及肉制品中脂肪含量測定》測定脂肪（圖6）。由圖6 可知，本研究方法的蛋白質測定結果遠遠高于文獻［3］和文獻［4］的測定結果，同時，水分和脂肪的含量也高于其他2 種方法，并接近標準值，說明應用該模型的質量控制系統在產品生產過程中可有效控制肉鴿食品中的蛋白質、脂肪、水分含量，使其符合標準。

圖4 3 種不同控制系統的風險降低率對比結果

表2 飼料選取的標準值

圖5 肉鴿飼料選取擬合程度對比結果

圖6 肉鴿食品質量對比檢測結果

3 小結

針對傳統的肉鴿食品質量控制系統存在控制成本較高、控制效果較差等問題，本研究設計并提出基于生產鏈視角的肉鴿食品質量控制系統。通過仿真試驗表明，所設計控制系統能有效減少控制成本的同時，獲取較為理想的控制效果，可提高肉鴿食品質量，但是本研究方法受到檢測過程繁雜性的影響，沒有突出肉鴿食品銷售過程中的渠道質量控制，未來會在這方面加大研究力度。