（管理科学与工程专业论文）粮食龙头企业质量安全可追溯系统研究与实现.pdf

摘要 粮食产品是我国人民广泛食用的农产品，在人们日常饮食中占据着主导地位。特别对我国这 样以植物类食品消费为主的国家来说，其质量安全问胚显得尤为重要。 本论文以粮食龙头企业为切入点，以禾谷类作物物中的小麦和油料中的花生为主要研究对 象，针对粮食产品在种植、检验、仓储、加工、流通等核心环节存在的主要质量问题，从危害源、 污染途径、污染种类到安全生产与质量检测等角度出发，开展粮食产品可追溯方法与系统研究， 以期对完善农产品质量安全体系、提高农业企业质量安全管理水平做出微薄的贡献。 本论文的研究工作主要包含以下三方面： ( 1 ) 梳理农产品与食品质量安全法律法规规章，构建粮食产品质量安全法律体系。在收集、 整理和分析现有农产品和食品法律法规规范的基础上，针对粮食产品的基本属性，提出了从原粮 生产、原粮存储到原粮精深加工的粮食产品质量法律体系，基本覆盖了从农业生产投入品直到粮 食产品市场流通的粮食产品供应链过程。 ( 2 ) 依据粮食产品质量安全法律体系，结合粮食龙头企业实际情况，确定企业质量安全可 追溯系统设计准则。在分析企业主要业务流程规则与质量安全管理实例的基础上，重点针对粮食 龙头企业在原粮采购、生产加工和产品销售过程中的质量安全问题，充分利用企业质检信息，建 立基于粮食产品质量安全技术标准的可追溯系统架构。 ( 3 ) 面向粮食龙头企业，开发粮食产品质量安全可追溯系统。利用w e bs e r v i c e s 和x m l 技 术，选用v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 + s q ls e r v e r2 0 0 5 为基础开发平台，开发粮食龙头企业可追溯系统， 实现基于产品批次编号、原料批次编号、生产班组的多角度质量安全信息可追溯，向企业、监管 部门和消费者提供公开准确的粮食产品质量安全信息。 在研究过程中，笔者采用了法律体系、供应链管理和h a c c p 等理论和方法，对粮食龙头企 业质量安全可追溯系统的设计和构建进行了综合性研究。通过研究，本论文从理论和实践上证明 了在粮食龙头企业目前的管理和技术条件下，可以构建基于产品批次编码的可追溯系统，为农产 品全程质量安全可追溯研究提供了方法和技术上的支持。 关键词：农产品质量安全，可追溯系统，农业企业，粮食产品 a b s t r a c t c e r e a lp r o d u c t sa r et h em a j o r i t yo fc o n s u m a b l ea g r i c u l t u r a lp r o d u c t si nc h i n aa n dp l a ya s i g n i f i c a n tr o l ei nd i e t so fo r d i n a r yp e o p l e p a r t i c u l a r l yt oc h i n a , ac o u n t r yw h i c hp l a n tf o o dc o n t a i n s k e yp a r t s 。t h e 细】p o l t a n c co f c e r e a lp r o d u c t sb & a 3 1 1 p , e si n d i s p e n s a b l e t a k i n gk e yc e r e a le n t e r p r i s ea se n t e r i n gp o i n ta n dc h o o s i n gw h e a t ( g r a i n ) a n dp e a n u t ( o np l a n t ) 私 t a r g e t s ，t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h ep i 面a a r yp r o b l e m si np l a n t i n g ，c a p t u r i n g ，s t o r a g e , p r o c e s sa n d l o g i s t i c s s t a r t i n gw i t ha n a l y s i so i lp o l l u t i o n s o u r c e sa n dp o l l u t i o nt r a c k s 。s p e c i f i cr e s e a r c h e sa r e l a n n c h e do nn w t h o d so fc o n s t r u c t i n gc e r e a lp r o d u c tt r a c e a b i l i t ys y s t e m s i se x p e c 枷t h a tt h e d i s s e r t a t i o nw o u l dm a k ec o n t r i b u t i o nt 0i m p r o v ea g r i c u l t u r a lp r o d u c tq u a l i t ys a f e t ym a n a g e m e n ti n e n t e r p r i s ea n di nf 0 0 dc h a i n t h e m a j o r r e s e a r c h w o r k a n d c o n t r i b u t i o n s o f t h i s d i s s e r t a t i o na r c a s f o l l o w s ： ( 1 ) c o o r d i n a t eq u a l i t ys a f e t yl a w s ，r e g u l a t i o n sa n d 皿0 静如f 铭o i la g r i c u l t u r a lp r o d u c ta n df o o d , a n dt h e nb u i l dc e r e a lp r o d u c tq u a i l t ys a f e t yl e g a ls y s t e m o n 曲昭a n a l y s j so fe x i s t i n gl a w sa n d r e g u l a t i o n so ff o o dq u a l i t ys a f e t y i tp u t sf o r w a r d f r o mf a r m t ot a b l e c e r e a lp r o d u c tq u a l i t ys a f e t y l e g a ls y s t e mw h i c hc o n t a i n sb a s i cp a r t sf r o mp r o d u c t i o ni n p u tt oe n dp r o d u c tc i r c u l a t i o n ( 2 ) b a s e do i lc e r e a lp r o d u c tq u a l i t ys a f e t yl e g a ls y s t e ma n dc o m b i n e dw i t he n t e r p r i s ep r a c t i c e , t h i s p a p e re s t a b l i s h e sd e s i g n i n gr u l e s o fb u i l d i n gt r a c e a b i l i t y s y s t e m o nb a s i so fi n v e s t i g a t i o no f p r o c u r e m e n t , p r o d u c t i o na n dd e f i v e r y , i tl m k e sf u l l yu s eo fi n f o r m a t i o no ut h ed e p a r t m e n to fq u a l i t y s a f e t ym a n a g e m e n ta n dc o n s e q u e n t l yb u i l dt h ef r a m e w o r ko f u a e e a b i l i t ys y s t e m ( 3 ) o r i e n t e dk e yc e r e a le n t e r p r i s e s ，t h i sp a p e rd e v e l o p st h et r a c e a b i l i t ys y s t e m b ya d o p t i n gx m l a n dw e bs e r v i c e sa n d0 1 1t h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mc o n s t i t u t eo fv i s u a ls t u d i o2 0 q 5a n ds q ls e r v e r 2 0 0 5 ，i td e s i g n sa n dd e v e l o p st r a c e a b i l i t ys y s t e mg r o u n d e do nc e r e a lp r o d u c tb a t c hn u m b e r h f n c e , i t c o u l dp r o v i d ec o m p r e h e n s i v et r a c e n b i l i t yi n f o r m a t i o nf r o mt h ep o i n to fv i e wo fg u s t o ，u e r , s u r v e i l l a n c e a n de n t e r p r i s ei t s e l f s e v e r a lr e s e a r c hm e t h o d sa r eu t i l i z e di nt h et o t a lp r o c e s so fd i s s e r t a t i o n ，s u c ha sl e g a ls y s t e m , s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta n dh a c c p t h r o u g hr e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o n ，i ti sd e m o n s t r a t e dt h a t w a c e a b i l i t ys y s t e mi sp r a c t i c a b l ea n df e a s i b l et ot h ek e yc e r e a le n t c r p d i nt e r m so fi 协m a n a g e m e n t a n dt e c h n o l o g ya b i l i t i e s ，i tw i l ls u p p o r tt h ec o n s l i - u c t i e nw o j e c to fc e r e a lp r o d u c tq u a l i t ys a f e t y t r a c e a b i l i t yo n m o l e c o u r s ei nt h ef u m r e k e yw o r d s ：a g r i c u l t u r a lp r o d u c t sq u a l i t ys a f e t y , t r a c e a b i l i t ys y s t e m , a g r i o n l m r ee n t e r p r i s e , c e r e a l p r o d u c t 图目录 图1 - 1 我国食品质量安全事故及涉及企业1 图1 - 2 质量安全事故所造成的损失2 图1 - 3 城镇居民家庭平均每人全年粮食消费情况及产品合格率2 图1 4 研究路线图4 图2 1 食品链6 图3 - 1 粮食产品质量安全法律体系中的主要立法机构1 3 图3 - 2农业法与农产品质量安全法监管重点1 5 图3 3食品卫生法监管重点1 6 图3 4 农产品质量安全法及监管重点1 7 图3 5 粮食龙头企业原粮采购流程2 5 图3 - 6 小麦粉质量安全生产过程分析2 6 图3 7 植物油生产过程质量安全分析2 7 图4 1 事件驱动的可追溯系统进程链2 9 图牛2 企业质检部门归口处理追溯请求活动图2 9 图4 - 3 原料进货检验流程活动图3 0 图4 _ 4 原料采购与质检用例分析3 0 图4 5 生产过程质量安全管理用例图3 1 图4 - 6 销售过程质量安全管理用例图3 1 图4 7 系统数据流图3 6 图5 1 系统功能层次图3 8 图5 2 基于w e bs e r v i c e s 系统功能调用接口4 0 图5 3 系统数据接口示例一4 l 图5 - 4 部分实体与表对照关系图4 4 图5 - 5 系统门户模块运行实例。4 6 图5 - 6 系统成员关系和身份验证管理4 7 图5 - 7 系统门户新闻管理运行实例4 7 图5 - 8 粮食产品质量安全检测项目实例4 8 图5 - 9 原料质检记录管理实例4 9 图5 1 0 生产质检记录管理实例5 0 图5 1 1 产品批次编码管理实例5 2 图5 1 2 质量安全可追溯检测项目定制5 2 图5 1 3 消费者对可追溯信息的查询5 3 图5 1 4 系统用户对可追溯信息的查询5 3 图5 一1 5 系统用户对可追溯信息的查询5 4 图5 一1 6 系统用户对生产班组追溯信息的查询5 5 v 表目录 表3 - l 粮食产品质量安全部门规章1 9 表3 - 2 小麦产品质量安全技术标准2 1 表3 3 植物油脂产品质量安全技术标准2 3 表4 1 系统特性优先级及其说明3 4 表4 2 典型可追溯系统技术架构特点3 7 表5 - 1 系统功能模块与企业各部门对应关系3 9 表5 2 基于s o a p 头的系统关键信息安全实现4 0 表5 3 系统公用实体列表4 1 表5 4 采购质检模块专用实体列表4 2 表5 5 生产质检实体列表4 2 表5 6 销售质检模块实体列表4 2 表5 7 追溯请求管理模块实体列表4 3 表5 8h t t p 端点访问接口创建示例4 5 表5 9 原料采购检测标准计算公式示例4 9 表5 1 0 生产检测标准计算公式示例5 0 v 1 英文缩略表 独创性声明 本人声明所里交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名球冉硝 时间：0 7 年6 月lg 日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科 学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 论文作者签名 珠连哨 导师签名：“文乏 时间：听年 时间：萨1 年 ， 占月i ? 日 6 月舢日 中国农业科学院硕十学位论文 第一章引言 1 1 问题的提出 第一章引言 “十五”以来。我国的农产品全程质量安全管理体系的建设已步入快速发展和逐步健全的关 键时期。我国食品和农产品质量安全管理体系的发展已经取得了巨大的成功，但是目前我国农产 品质量安全依然形势严峻、问题突出，主要表现在以下两方面： 首先，质量安全事故频繁发生。据卫生部统计，我国每年发生的食品中毒事件近两千五百起， 并且呈逐年上升的势头，构成食物中毒的主要病理原因依然是生物危害、化学危害，详见图卜1 。 供应链中各环节无法形成有效的全程质量管理体系。据国家食品药品监督局统计，对整个食品链 进行分析会发现，食品链中几乎所有的环节都会出现质量安全危害，尤其以生产加工、批发零售、 饮食为质量安全危害高发环节。 其次，质量安全事故造成的损失与危害严重。每年因食品质量安全事故受害的人群近四万五 千人，对人民群众的生命财产安全构成了较大危害。同时，食品质量安全事故每年导致约五百吨 食品在供应链中被召回，约三千至四千吨食品被销毁，造成了对社会资源的极大浪费，给企业带 来了沉重的经济负担，详见图卜2 。 目前，如何从食品链的角度对农产品和食品进行有效的质量安全管理以及如何从源头上治理 质量安全危害，已成为极为迫切的课题。 图1 - 1t 我国食品质量安全事故及涉硬企业 f i g u r e l - 1 ：f o o dq l l a t i t y s a f e t y a c c i d e n t sa n d r e l a t e d e n t e r p r i s e s ( 资辩来镢：2 0 0 4 _ 2 0 中田卫生事业统计w 4 1 d ) 中同农业科学院硕 学位论文 第一章引言 _ 圈1 - 2 t 质量安全事故所造成的损失 f i g m 1 - 2 ：m a t e d a ll o s sc a u s e db yf o o dq u a l i t ys a f e t y a c c i d e n t ( 蠢料来源：2 0 0 4 - 2 0 0 6 中目卫生事业统计年鉴 ) 粮食产品作为我国人民主要食用产品，在居民家庭食品消费中占据重要地位，详见图卜3 。 粮食产品质量安全问题也随之成为目前社会热点问题之一。 “九五”期问，i s 09 0 0 0 质量管理 体系在农业企业中广泛推广应用。截至2 0 0 6 年，几乎所有的粮食龙头龙头企业均已具备i s 09 0 0 1 认证资质。“十五”以来，我国食品与农产品质量安全主管部门将质最安全管理的重点转移到食品 链质量管理领域中，相继出台了产品质量市场准入机制、环境质量管理体系、无公害农产品生产 等多项涉及食品与农产品的产供销各环节质量安全管理措施。 但是，目前尚无能够支持粮食龙头企业进行全程质量安全管理的技术与工具，粮食龙头企业 质量安全可追溯性系统的设计和开发将在一定程度上弥补当前我国粮食龙头企业质量安全管理的 空白。 1 0 0 o 叽 9 5 o 鹏 帅0 帆 踮哪 晰 7 5 o 7 0 0 傩 6 6 o 嘶 0 帆 2 0 0 32 0 0 42 0 0 5 田1 - 3 ：城镇居民家庭平均每人全年粮食消费情况殛产品合格率 f i g u r ei - 3 ：f o o dc o m u n 缸n gc o a s t i t u e n to f d i e ta n dc e r e a lp r o d u c tq u a l i f i e dr a l ei nc h i n a ( 数据来源：中国统计年鉴啦0 0 6 ) ) 2 中国农业科学院硕士学位论文 第一章引言 1 2 研究目标与意义 本论文以粮食龙头企业为切入点。以小麦和花生为主要研究对象，针对粮食产品在生产( 种 植) 、检验，仓储、加工、流通等核心环节存在的主要质量安全问题，从危害源、污染途径、污染 种类等食品安全危害的角度出发，开展粮食产品质量安全可追溯系统设计与实现研究，以期对完 善农产品质量安全体系、提高粮食龙头企业质量安全管理水平做出微薄的贡献。 质最安全可追溯系统在整个粮食产品质量安全体系中起着“承上启下”的纽带作用。“启下” 一是指对于外部追溯来说，可追溯系统能够连接食品链中备环节、监管部门和消费者；二是指对 于内部追溯来说，可追溯系统能够连接企业内部各个质量安全监控点。“承上”是指可追溯系统通 过有效连接食品链中各企业独立的质量安全管理体系以及企业内部各质量安全监控点，由此能够 支持质量安全风险评估、预警和纠错等更加复杂的食品链质量安全管理活动。 1 3 研究范围 本论文研究内容是以小麦和花生为主的粮食产品质量安全可追溯系统的设计和实现。主要研 究范围包括以粮食龙头企业为立足点，了解企业已有质量安全管理体系，分析其关键工序、关键 控制点和关键指标。设计和研发相应软件系统实现质量可追溯数据的采集与交互。本论文主要采 取i s o2 2 0 0 0 和h a c c p 中对可追溯系统设计的原则和方法，并结合我国粮食龙头企业生产经营实 际情况，研究内容主要涵盖以下四部分内容。 第一，初步构建粮食产品质量安全法律和标准体系； 第二，依据法律和标准体系，初步设计质量安全可追溯关键控制点； 第三，研发基于质量安全可追溯数据录入系统； 第四，实现基于粮食产品质量安全数据发布与交互系统。 1 4 研究技术路线 根据在本论文研究范围中所提出的研究对象、系统边界和主要研究内容，确定所要解决的主 要研究问题和采用的主要研究方法与技术，如图l _ 4 所示。 本论文以对主要粮食产品质量安全法律体系的研究为起点，以粮食龙头企业质量安全可追溯 系统为终点。其中，依次包括粮食产品质量安全法律法规规范技术标准的收集和整理、粮食龙头 企业质量安全业务规则的分析、可追溯数据的记录与交互等环节。在研究方法上，依据各自研究 内容与解决的主要问题，在宏观上采用法律体系与食品链分析的方法构建质量安全空间框架；在 中观层面，采用h a c c p 与质量安全管理相关方法筛选关键指标并设计其主数据结构；在微观层面， 采用也与w e bs e r v i c e s 技术实现系统在数据采集与集成。 3 中囝农业科学院硕十学位论文第一章引言 晶镰安生分辑 m 由$ f r i 7 粮食龙头企业质量安垒可追溯系统 围1 _ 4 ；研究路线图 h g u r e1 - 4 ：r m c hr 0 a d m 印 1 5 研究方法与数据来源 在粮食产品质量安全法律和标准体系研究中，采用供应链管理的思路剖析疆个粮食产品供应 链中的从原产地到终产品整个流程的相关法律，法规，规范和标准。其中，相关研究数据主要来 自文献材料。 在粮食龙头企业质量安全业务规则研究中，采用h a c c p 分析方法，并结合粮食龙头企业实际生 产经营状况，以关键成套设备为核心的企业工艺流程为基础，以获取信息的可行性和准确性为准 绳，切实可行地初步制定相关关键控制点。其中，相关研究数据主要来自粮食龙头企业质检部门。 在粮食龙头企业质量安全可追溯数据记录的研发过程中，主要采用w e bs e r v i c e s 数据访问技 术和) 啡。数据描述技术，构建数据标准化的关键控制点监控软件。其中，相关数据主要来自企业 质检部门。 在粮食龙头企业质量安全可追溯数据交互系统，主要采用w e bs e r v i c e s 技术和s c a ( s e r v i c e c o m p o n e n ta r c h i t e c t u r e ，服务组件架构) 服务设计技术，在监控软件构建的) 叩。数据与w e b s e r v i c e s 接口基础上，实现粒度合适的数据服务在w e b 上与其他企业管理信息系统的共享与集成。 其中，相关数据多来自实验模拟数据。 4 ， 茬虮 。 自 矗肄 瓤 夤，ii 盟叁 安 一辫 袅 靠”存麓 l 雠i紫净 中国农业科学院硕十学位论文 第：章粮食产品质蘑安全可追溯系统周内外研究现状 第二章粮食产品质量安全可追溯系统国内外研究现状 2 1 粮食产品质量安全危害 有害物质对粮食产品的污染种类繁多，性质各异，污染的方式和程度也多种多样。从粮食产 品的质量危害源分析，主要存在三类危害源，即化学危害、生物危害和物理危害。 2 1 1 粮食产品中的化学危害 粮食产品中可能存在化学危害，是指因化学物质对粮食产品及其制品的污染从而造成对消费 者的危害。目前，粮食产品中主要的化学污染包括农药、食用不当的添加剂、各种重金属、放射 性物质。及其某些已经被证明可以诱发癌症的物质。 2 1 2 粮食产品中的生物性危害 粮食产品的生物性危害是指生物( 尤其是微生物) 本身及其代谢过程、代谢产物( 如毒素) 对主要粮食产品原料、加工过程和产品的污染，这种污染会对粮食产品的消费者的健康造成损害。 粮食产品中的生物性危害按照生物的种类主要有以下几类。 ( 1 ) 细菌性危害：包括引起食物中毒的细菌及其毒素危害。 ( 2 ) 霉菌性危害：包括霉菌及其毒素的危害；主要粮食产品由于水分含量低，细菌不容易生 长，其腐败变质主要由霉菌所引起，因此这类产品腐败变质的主要感官特征改变有：粮粒失去正 常的鲜亮光泽，颜色发灰发绿，由于成分的分解，粮食的质量减轻，千粒重下降，可闻及霉变味。 ( 3 ) 放线菌和酵母菌危害：放线菌和酵母菌由于数量较少，引起的危害在主要粮食产品中较 为少见。 ( 4 ) 昆虫：包括蝇类、蟑螂和螨类造成的危害。 此外，病毒、立克次氏体及寄生虫都可能危害粮食产品。 2 1 3 粮食产品中的物理性危害 粮食产品的物理性危害是指在产品中存在着非正常的具有潜在危害的外来物质，常见的有玻 璃、铁钉、铁针、石块、鱼钩、铅块，骨头、鱼刺、贝壳和蛋壳碎片、金属碎片等。当粮食产品 中有上述异物存在时，可能对消费者造成人体伤害如卡住咽喉或食道、划破人体组织和器官特别 是消化道器官、损坏牙齿、堵住器官引起窒息等。 2 2 粮食产品安全可追溯体系研究现状与发展趋势 借 l a c c p 的东风，以食物链为主线的食品安全体系正逐渐深入人心，食物链也是质量控制、 危害关键点控制、风险分析等基础和链条。食品链是指“从初级生产直至消费的各环节和操作的 顺序，涉及食品及其辅料的生产、加工、分销和处理。”其中“初级生产”包括食源性动物饲料的 生产和用于食品生产的动物饲料的生产，如下图所示。食品链的提出将食品安全体系中的生产、 5 中国农业科学院硕七学位论文第二章粮食产品质量安牟可追溯系统国内外研究现状 加工、运输、销售等等各个环节以一种链状的形式连接在一起，便于人们系统的认识食品安全体 系。 图2 - 1 l 食品链 f i g u r e2 - i ：f o o dc h a i n 食品链是理论，而可追溯体系则是真正在食品链将其中各个环节连接起来的工具和手段。可 追溯”的概念最早源于工业制造行业的质量管理标准之中，例如i s o9 0 0 0 或是北美通行的鲍德里 奇( b a l d r i g e ) 奖。其中i s 09 0 0 0 ：2 0 0 0 中关于“可追溯”的定义是被所业界广泛接受的，在i s o 9 0 0 0 ：2 0 0 0 中，。可追溯”被定义为“根据记载的标识，追踪某实体的历史，应用和场所能力” 随着过程管理、物流与供应链管理、价值链等现代管理方法的发展，以及现代信息通讯技术 的革命性飞跃，当前意义上的“可追溯”已经被赋予了更多的含义。“可追溯”已经演进成为以动 态供应链管理和企业应用集成为基础。以产品跟踪与追溯为基本手段，以数据管理、流程管理、 过程控制、决策支持为主要工具，服务于质量管理的企业核心竞争能力。 2 2 1 可追溯体系的内容 企业所建立的可追溯体系，应该确保能够识别产品批次及其与原料批次，加工和分销记录的 关系。应该能够识别直接供方的进料，以及终产品分销到直接分销方的情况。应该按规定的时间 间隔保持可追溯记录，足以进行体系评价，使潜在不安全产品能够处置和召回。它有以下几部分 内容： 首先，“可追溯”按照追溯行为的类型可以分为：跟踪、上行追溯和下行追溯。( 1 ) 跟踪是指 随产品在食品链中的流通，记录所有相关的历史和监控数据。( 2 ) 下行追溯是描述产品实体之间 6 中国农业科学院硕十学位论文 第- 章粮食产品质量安牟可追溯系统国内外研究现状 的“w h e r e - u s e d ”关系，即描述某一种原材料被哪些产品所使用，也就是说，记录所有使用了某 一种原材料的产品。( 3 ) 上行追溯描述产品实体之间的“w h e r e f r o m ”关系，即描述经过一些特 定的操作，某一种产品所使用的所有原材料。例如，如果企业发现产品出现质量问题，在企业内 部的可追溯体系中，依靠跟踪系统所记录的产品相关数据，上行追溯可以帮助企业找到质量问题 的源头。而下行追溯则可以帮助企业找出所有可能会出同样问题的产品。 其次，可追溯还可以分为被动追溯和主动追溯。被动追溯是指有能力在任何时间都能够明确 的确定产品所在位置。被动追溯的实质是“在线”的跟踪，它通过产品的标识来记录与产品相关 的所有历史数据，以达到终产品溯源的功能。在发生食品安全事故时，被动追溯可以及时、有效 的产品的上行追溯和下行追溯。因此说，被动可追溯是可追溯体系的基础，而主动追溯则是被动 追溯在功能上的延伸，因为这种“在线”跟踪还可以被用做在不同的供应链之间优化和控制流程。 如果说，被动追溯更多的用于食品安全危机处理中，那么主动追溯则主要用于企业管理。主动追 溯将可追溯看作是在整个企业供应链、或是供应链中某一组特定的工作流中管理质量信息的工具， 它的目的是实现流程优化和控制。主动追溯可以降低企业的成本，提高生产效率，提供更好质量 保证。在主动可追溯中，跟踪系统所记录的数据不仅执行上行和下行追溯的功能，更能够控制和 优化组织内或组织间的业务流程。 最后，可追溯包含外部追溯和内部追溯。外部追溯是在食品链中各节点之间的追溯，内部追 溯则是在一个企业内部或是一个场所内部的追溯。从产品的定义上看，内部追溯与原料的来源、 加工的历史以及产品交付之后的分销密切相关。而外部追溯则更关注于食品链中企业或组织之间 产品信息有效传递，它描述了哪些产品数据被接收和发送了，以及这些数据如何收发的。外部追 溯是跨企业，甚至是跨国家的，因此它也需要企业内部追溯作为其数据交换的基础。 2 2 2 食品安全可追溯体系国际标准 可追溯体系作为食品安全的重要组成部分，也是食品安全研究的重点和热点问题。除了在可 追溯理论方面的研究之外，现在欧美农业发达国家也正在通过建立可追溯体系标准的方法来解决 食品安全问题。 i s o2 2 0 0 5 ：饲料和食品链的可追溯体系设计和开发的一般原则和指导方针。该标准主要 定义了食品链可追溯体系的实用性原则；饲料和食品链可追溯体系所必备的组成部分；饲料和食 品链可追溯体系设计和开发的指导方针。 2 2 3 食品安全可追溯体系编码应用方面的研究 在食品安全可追溯系统中，对产品的标识是实现追溯的基础，但是食品链中有形式各异的产 品，因此也存在众多的标识编码标准。 u c c e a n ：f a n u c c 系统是全球统一标识系统和通用商业语言，为贸易项目、物流单元、资产、 位置及服务关系等提供唯一标识，已广泛应用于工业、商业、运输业、物流等领域，大大提高了 供应链的有效管理。目前，欧盟等国已经采用e a n u c c 系统成功地对牛肉、鱼、蔬菜等开展了食 品跟踪。将e a n u c c 系统应用于h a c c p 中，可以对食品进行有效的标识保存相关的信息，从而 有效地对食品供应链全过程进行跟踪与追溯，建立从“农田到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体 7 中国农业科学院硕+ 学位论文 第：章粮食产品质量安伞可追溯系统国内外研究现状 系。 采用f a n u c c 系统可以对食品供应链全过程中的产品及其属性信息、参与方信息等进行有效 地标识。进行食品跟踪与追溯要求在食品供应链中的每一个加工点，不仅要对自己加工的产品进 行标识，还要采集所加工的食品原料上已有的标识信息，并将其全部信息加在产品上，以备下一 个加工者或消费者使用。这好比一个环环相扣的链条，任何一个环节断了，整个链条就脱节了， 而供应链中跨环节之间的联系比较脆弱，这是实施跟踪与追溯的最大问题。 通过e n u c c 系统可以对供应链整个过程中每一个节点进行有效的标识。建立各个环节信息 管理、传递和交换的方案，从而对供应链中食品原料、加工、包装，贮藏、运输、销售等环节进 行跟踪与追溯，及时发现存在的问题，进行妥善处理。条码是相关信息的载体，通过扫描可以获 取各个节点的有关数据编码信息，包括给每一个产品赋予的全球唯一的e a n u c c 代码，即全球贸 易项目代码( g t i n ) ；通过应用标识符( a i ) 对产品属性进行标识的代码，如批次、有效期、保质 期等；以及用于对食品供应链中各个环节及参与方进行标识的代码，即全球位置码( g l n ) 。供应 链中各个环节的有关信息，采用u c c e a n 一1 2 8 条码符号来表示( 注：在终端销售环节，贸易项目 采用f 洲u p c 条码符号进行表示) 。举例来说，在牛肉食品安全的跟踪过程中，在宰杀环节可以给 屠宰场宰杀的牛肉胴体分配一个g t i n 码，惟一标识该胴体；通过应用标识符( a i ) 对宰杀的批次 ( 如1 5 5 批) 、日期( 如2 0 0 2 年8 月1 0 日) 及胴体重量( 如1 2 6 5 千克) 等进行编码，同时可 以使用屠宰场申请的全球位置码( g l n ) 来进行标识。这样，就完成了供应链中本环节有关信息的 标识。 i s o1 1 7 8 4 ：动物的无线电频率辩识( r f i d ) 编码结构。该标准的代码结构为6 4 位，其中 的2 7 至6 4 位可由各个国家自行定义 中国动物免疫标识管理办法：该标准通过免疫耳标的方法对动物个体进行标识。编码全国统 一，为8 位阿拉伯数字，分上下两排。上排6 位编码为免疫工作所在地，使用本地邮政编码。下 摊2 位编码为防疫员的编号。有条件的地区，可在耳标正面边缘区印制用于乡( 镇、苏木) 以下 防疫单元( 如村、户、场、畜群或牲畜个体，以下简称基本防疫单元) 编码的附加码。 2 3 电子标签技术研究现状与发展趋势 2 3 1 胙i d 相关国际标准 r f i d 的标准化组织基本分为两个技术阵营，一个是总部设在美国麻省理工学院的a u t o i d c e n t e r ，另一个是日本的u i d 。前者的领导组织是美国的e p cg l o b a l ，提出了e p c 电子产品的编 码标准。旗下有沃尔玛集团，英国t e s c o 等1 0 0 多家欧美的零售流通企业，同时有i 蹦。微软， 飞利浦，a u t o - i d l a b 等公司提供技术研究支持。后者主要由日本厂商组成，有日本电子厂商，信 息企业和印刷公司等，总计达3 5 2 家，该识别中心实际上就是日本有关电子标签的标准化组织， 提出了l i d 编码体系。目前中国也有信息产业部及国家标准化管理委员会在着手制定中国的e f i d 标准。 i s o1 1 7 8 4 、i s o1 1 7 8 5 、1 8 01 4 2 2 3 是目前i s o 在农业领域制定的国际标准。 i s o1 1 7 8 4 是动物的无线电频率辩识( i i f i d ) 编码结构。该标准的代码结构为6 4 位，其中 8 中国农业科学院硕十学位论文第一章粮食产品质量安伞可追溯系统国内外研究现状 的2 7 至6 4 位可由各个国家白行定义。 i s o1 1 7 8 5 是动物的无线电频率辩识( 1 l f i d ) 技术准则。技术准则规定了应答器的数据传 输方法和阅读器规范。工作频率为1 3 4 2 k l z ，数据传输方式有全双工和半双工两种，阅读器数据 以差分双相代码表示。应答器采用f s k 调制，n i i z 编码。 i s o1 4 2 2 3 分为两部分：i s o1 4 2 2 3 1r f i i ) 畜牧业的应用一空气接口；i s o1 4 2 2 3 - 2r f i d 畜牧业的应用一协议定义。 2 3 2 s o 关于r f i d 标准的不足与缺陷 r f i d 分为低频、中频、高频和超高频四个主要系列产品。目前，国际应用热点是在高频与超 高频部分，而i s o 关于农业的r f i d 标准则局限在低频中。低频r f i d 存在明显缺陷：读取时间长， 一般大于3 秒；读取距离短，低频r f i d 读取距离约为0 5 米；芯片成本高，低频r f i d 芯片成本 在l o 美元以上。 除此之外，高频和超高频r f i d 也面临着一定程度的技术风险。例如，高频r f i d 在空气接口 与传输协议方面存在不兼容的情况，而超高频r f i d 则与国家无线电管制条例存在一定的频段冲 突。 2 3 3r f i d 结构与功能 发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种： ( 1 ) 电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。这 种方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：1 2 5 1 d l z ，2 2 5 l 【i i z 和 1 3 5 6 m l z 。识别作用距离小于l m ，典型作用距离为1 0 至2 0 c m 。 ( 2 ) 电磁反向散射耦合。雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回 目标信息。依据的是电磁波的空间传播规律。这种方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频 识别系统。典型的工作频率有：4 3 3 姗z ，9 1 5 姗z ，2 4 5 g h z 和5 8 g h z 。识别作用距离大于1 米， 典型作用距离为3 至l o 米。 电子标签是指由i c 芯片和无线通信天线组成的无线通信i c 和天线组成的模块超微型的小标 签。标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，无线标签附着在待识别物体的表面。 存储在芯片中的数据，可以由阅读器以无线电波的形式非接触地读取，并通过阅读器的处理器。 进行信息解读并进行响应管理。 电子标签一般分为两种：主动式( a c t i v e ) 标签和被动式( p a s s i v e ) 标签。 ( 1 ) a c t i v e 标签动力来自于内部电池，是典型的可读写设备使用电池意味着一个密封的 a c t i v e 标签寿命是有限的。尽管如此，一个与低功率集成电路电路相配的电池通常保证使用l o 年或更长时间，这与使用环境温度，读写次数等有关。通常a c t i v e 标签与p a s s i v e 标签相比传 送距离更长，抗噪声更好，使用相同频率时数据传输速率更高，但体积较大，价格较高。 ( 2 ) p a s s i v e 标签没有内部电池，从读码器发射的无线电波中获取动力。它比a c t i v e 标签 轻便、便宜、寿命长，但它的传送距离短且需要更高功率读码器，它的灵敏度和定位性能受限于 读码器。存储数据的容量和抗噪声性能都有限。 9 中国农业科学院硕士学位论文 第_ 章粮食产品质昏安辛可追溯系统国内外研究现状 阅读器是r f i d 系统中的重要部分之一。我们通过计算机应用软件来对射频标签写入或读取其 所携带的数据信息：由于标签的非接触性质，因此，我们必须借助于位于应用系统与标签之间的 读头来实现数据读写功能。 阅读器主要完成以下功能： 第一，阅读器和标签之间的通信功能：在规定的技术条件下，读头与标签之间可以进行通信。 读头与计算机之间可以通过标准接口如髂2 3 2 ，r j4 5 ，8 0 2 1 i b 等进行通信。阅读器可以通过 标准接口与计算机网络连接。 第二，能够在读写区内实现多标签同时识读，具备防冲撞功能。 第三，适用于固定和移动标签的识读。 第四，能够校验读写过程中的错误信息。 第五，对于有源标签，能够表示电池相关信息，如电量等。 2 4 农产品质量安全可追溯系统应用研究现状与发展趋势 2 4 1 欧美农产品质量安全可追溯系统应用 由于风险控制手段卓有成效，食品溯源制度受到许多国家的重视，目前欧盟，日本、新西兰 等国推广力度很大。欧盟目前对食品、饲料、供食品制造用的家畜，以及与食品、饲料制造相关 的物品在生产，加工、流通的各个阶段强制实行溯源制度，加拿大和美国等国家也建立了比较完 善的信息跟踪系统。 近几年来，美