生猪及其产品质量全程跟踪与溯源

生猪及其产品质量全程跟踪与溯源 技术集成与示范 课题依托单位：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 江苏省农业科学院 天津市畜牧局 汇报内容 一项目提出背景 二主要研究内容 三主要采取的技术路线 四主要考核指标 五关键技术与创新点 六课题经费概算 七实施地点及规模 八申请单位情况与工作基础 1.1 国际肉类产品质量可追溯现状 美国 ： l联邦法典在 9 CFR71.19中明确规定了动物标识的 内容，规定州与州之间流通的商品猪（饲养猪、 繁育猪和屠宰猪）需要标识。 l通过标识及记录还可将动物产品和动物联系起 来，任何动物产品均可以追溯到动物养殖场，实 现了从餐桌到农场全程的可追溯性。 l 要求在 48小时内可以追溯到最后养殖场及个体 一、项目提出背景 1.1 国际肉类产品质量可追溯现状 欧盟 ： 2002年欧盟又出台了（ EC） No 178/2002号法 规，法规要求从 2005年 1月 1日起，凡是在欧盟国家 销售的食品必须要具备可追溯性，否则不允许上市 销售，不具备可追溯性的食品禁止进口 (贸易壁垒 )。 欧盟的畜体身份和登记系统由包含唯一的个体 注册信息的耳标、出生、死亡和迁移信息的计算机 数据库、动物护照以及农场注册机构组成。 一、项目提出背景 1.1 国际肉类产品质量可追溯现状 加拿大食品战略： 到 2008年加拿大 80%农业食品联合体农产品可 追溯源头，实现 “ 品牌加拿大 ” 战略。加拿大强制性 的牛标识制度 2002年 7月 1日正式生效，要求所有的 牛采用 29种经过认证的条形码、塑料悬挂耳标或两 个电子纽扣耳标来标识初始牛群 。 一、项目提出背景 1.1 国际肉类产品质量可追溯现状 日本、新西兰、澳大利亚等国利用数字 技术，实现了畜产品从农场到餐桌全过程数 字监控和质量可追溯。 一、项目提出背景 难度： ？ 活猪生产易发病和传染病复杂，且 60%可以传染给人 兽药残留、磺胺类、瘦肉精、重金属滥用等问题依然严重 现场快速检测技术尚不成熟，经验控制缺乏可信度 现状 ： ？ 仅依靠行政手段，一抓就灵，不抓抬头 ？ 缺乏长效技术手段，从源头上实施对产品质量的监控 ？ 消费者对消费肉品尤其是猪肉缺乏信心 一、项目提出背景 我国猪肉生产质量控制的难度与现状 一、项目提出背景 课题研究的意义与目的 出现食品安全问题，能尽快查明问题牲畜和畜 产品来源 控制疫病传播，重大人畜共患传染病播发时， 能尽快确定病畜的来源 某些国家或地区设置国际间贸易壁垒，不允许 销售没有可追溯性的畜产品 提升产品品牌形象，提高国际竞争力 本项目将以生猪及其产品的跟踪和可溯源为研究内 容，重点研究猪只个体及其中间产品标识技术（编码与产 品）、中间件技术、可追溯的网络平台的构建技术，最终 构建猪肉生产从养殖、屠宰、加工、运输到分销的全程跟 踪与可追溯的示范网络系统。研究的系统分别在北方和南 方的典型的猪肉生产龙头企业进行示范，示范的生猪头数 达到 810万头，改变传统的肉品质量监控方式，为实现我 国猪肉质量安全监控提供前瞻性技术支撑。 一、项目提出背景 课题研究的意义与研究目标 二、课题研究内容 根据确定的研究目标，确定的具体研究内容： 1. 研究提出在养殖环节建立影响猪肉质量的电子养殖档 案的元数据标准（畜牧法，农业部 67号令） 2. 研究提出基于条码和 RFID技术的猪只个体、胴体标识 数字化产品，标识数据采集的中间件技术解决方案 3. 建立规模化养猪场、屠宰场和超市猪肉质量安全监管 的数字化记录系统 4. 研究建立基于 web技术的猪只及其产品的全程质量跟踪 与可追溯的公共网络平台 1. 猪肉可追溯技术总体技术路线 2. 生猪及其产品的信息流 3. 个体标识到终端产品的标识转换 4. 养殖场生猪安全生产元数据标准研究 5. 猪只个体与胴体标识技术与产品开发 6. 养殖场、屠宰场和超市的无线网络构建与信息采集方案 7. 养殖场、屠宰场和销售点信息记录系统开发 8. 基于 web的猪肉可追溯网络平台开发 三、课题实施技术路线与实施方案 3.1 饲养 屠宰 加工 销售的跟踪与可追溯技术路线 养殖场 猪 运输 屠宰场 胴体 分割肉 肉小包装 运输车辆 3.2 生猪及其产品的信息流 咨询流 咨询流 产品流 参号 个别动物 或动物批次 产品耳标屠 宰号码或批次 产品加工 切割批号 产品加工 切割批号 肉品资料 屠体标签 屠体 2 屠宰号码 =加 工切割 +批号 屠宰 标签 最初切割 3 肉品资料 加工切割 +批号 = 零售切割 +批号 去骨 5 标签 零售包装 4 肉品资料 （动物资料） （动物资料） （动物资料） 零售切割 +批号 零售切割 零售 1 最后饲养场 动物资料 耳标 +动物 动物 动物 ID=屠宰号码 动物 ID 3.3 生猪及其产品的标识衔接与转换技术路线 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 ？ 养殖环节的猪只个体标识 研究标识编码与技术的原则： 个体标识的全国唯一性 个体标识的可追溯性（反映到饲养场） 个体标识的可读性 个体标识的自动识别 个体标识技术应用的经济可行性 猪只个体标识技术的选择： l 现有的免疫耳标不能实现屠宰线上的自动识别 l 电子耳标成本高，而在养殖环节不允许重复使用 l 二维条码技术（码制技术硬件技术中间件技术） 为研究低成本高质量的猪只个体标识耳标提高了 可能 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 DM码 PDF417码 Data Matrix 2D技术的选择依据： 1. Data Matrix最大特点就是占用面积 “ 小 ” ，能在 25mm2面 积上编码 30个数字，因此被广泛用于标示集成电路、药品 等小件物品 2. 在用激光对标识物如塑料进行打标时，标记快，功率消耗 低，成本小 3. 纠错率高，即使图形磨损 50%，也可识别 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 研制二维耳标的技术难点： 耳标污染、磨损、缺失和断 裂，环境照度低 家畜晃动等恶劣情况 采用激光蚀刻二维条码技术 耳标的材质、色泽、激光打 码等工艺参数进行优化 筛选最优组合，提高信息自动 获取的速度和准确性 30mm 5mm 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 已经开展了小试 方案一：二维条形码标识产品 技术要求 ： 一次性使用，成本要低 防水、防潮、抗拉、容易读取 条码制作方便，材料柔软，一般的 打印机可打印条码 猪只屠宰线上的胴体标识 解决方案 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 方案二：使用 RFID电子 标签 技术要求 ： 尽管成本高，但可以重复使用 能在恶劣环境下工作，识别速度 别的准确性。 猪只屠宰线上的胴体标识 解决方案 研究难点： 1.低频与高频频率组 合的优化 2.电子标签的具体技 术规范 3.天线的功率与具体 形式的优化 要快；具有防冲突性能，保证识 4.在不同工作环境条 件的参数优化 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 基于 RFID的天线、电子标签、 识别器与现场信息采集模型 3.4 猪只个体、胴体标识解决方案 元数据涉及的主要项目要包含畜牧法，且主要针 对规模养殖场： 标准与法规数据 个体标识数据 繁殖数据 免疫与检疫 饲料与兽药使用 重大疾病记录 3.5 养殖场生猪安全的元数据标准体系 3.5 养殖场生猪安全的元数据标准体系 3.6.1 养殖环节数字化监控实施设计 产品监控 治疗 疾病治疗 记录 耳标与批次化 使用监控 规定 作废 作废的药 品或饲料 免疫记录 猪耳标 猪生长档案 记录 检测监控 不得检出 的兽药 禁用兽药产品批准文号目录 1 生产企业信息 免疫 n m 1 兽药产品说明 n 兽药产品 领取记录 1 1 1 n m n 1 兽药停药期 1 企业 信息 n 1 n 1 兽药残留最高限量 n n 期的兽药 不需制定残留 限量的药物 食品动物禁 用的兽药 1 n 检测 检测结果 记录 记录 影响猪肉质量的兽药残留监控 实体联系图 1 1 不需要制定停药 1 m n 领取 1 添加剂、兽药、疫苗和违禁药品使用的严 格监控，重点开发： 兽药休药期动态预警构件 添加剂休药期动态预警构件 3.6.1 养殖环节数字化监控实施设计 猪肉生产的关键点：养殖环节对饲料 3.6.1 养殖环节数字化监控实施设计 无公害食品 生猪 饲养兽药使用 准则 17种抗寄生虫药 种类 休药期 (天 ) 6 28 6 14 27 4 3 13 1 0 79种抗菌药 种类 休药期 (天 ) 40 28 9 14 27 27 1 13 3 0 注： 1、包括片剂、溶液、注射液、注射用粉针、可溶 性粉剂、预混剂； 2、按规定剂量使用时 兽药 监控 依据 3.6.1 养殖环节数字化监控实施设计 无公害食品 生猪 饲养兽药添加剂使用 准则 添加剂种类有 13种： 种类 休药期 3 28 7 1 7 3 0 注：按规定含量规格、用法与用量使用时 兽药 添加 剂监 控依 据 宰 后 检 验 记 录 3.6.2 屠宰环节数字化监控实施设计 宰前检疫 宰后检验 3.6.3 销售 (超市 )环节数字化监控实施设计 1. 养殖场、屠宰场拟采用无线自组织网络技术构 建无线网，解决信息采集点分布距离较远，而 WLAN信息相对不稳定等问题（集成） 2. 超市因区域非常集中而采用无线蓝牙技术 3. 现场信息采集模式采用： 无线网 +PDA+windows mobile+web services 3.7 养殖场、屠宰场和超市的无线网络搭 建与现场信息采集解决方案 3.7 养殖场、屠宰场和超市的无线网络搭 建与信息现场采集解决方案 3.8 生猪及其产品跟踪与可溯源网络平台开发 1. 猪肉质量安全网络数据库构建 2. 基于 .net技术和 web Service技术的 B/S查询系统建设 3. 网络的运行 web平台的发布 、猪肉质量安全网络数据库构建 猪肉质量安全 中心数据库 商品猪养殖场 生猪屠宰场 零售超市 养殖生产安全数据 屠宰过程安全数据 分割标识数据 、 数据中心 Intranet/Internet网络建设 生猪及其产品的可追溯网络系统内部架构 数据层 存储（数据库系统， XML等） 查询和存储优化 性能调整 业务层 表示层 用户接口 持久层 数据库连接 数据 I/O接口 业务对象和规则 数据操作和传输信息 Web 服务 端 生成页面 分布逻辑 代理层 客户交互 接口 运行在客户机上的终端用户系统 Oracle/Sybase O/R mapping/DAO BMP/CMP/JDBC/JDO Session Bean JSP/Servlet/Java Bean HTML/XML 四、预期成果与考核指标 1. 标识产品 23种：条码标签 2种， DF-RFID标签 1种 2. 以 PDA为载体的嵌入式系统 34种：现场信息采集 2 种，兽药与添加剂预警系统 12种 3. 养殖场、屠宰场和超市猪肉安全数据记录网络系统各 1 套 (C/S,Intranet) 4. 生猪及其产品的可追溯网络平台 (B/S, Internet) 5. 知识产权：申请专利 23项，软件著作权登记 810种， 发表学术论文 810篇，专著 1部；培养研究生 35人 五、关键技术与创新点 1. 采用 “超级终端 ”、激光刻制及新型材料和工艺 等技术，研究可以读写带中文的二维条码耳标和标 签，研究可以推广应用的价格低廉、技术可靠的动 物及产品标识的解决方案 2.依畜牧法的要求，通过本项目第一次提出我国 规模化养殖场、屠宰场内服务于猪肉质量数字化监 测的元数据标准体系，为率先建立我国肉品质量保 障体系解决标准规范、便于数据整合的顶层问题 六、关键技术与创新点 3. 有可能率先将双频 RFID技术应用于屠宰线上的 中间产品标识，突破一般 RFID技术的瓶颈 4. 将蓝牙 (bluetooth)无线技术与二维条码技术结 合，提出了超市条码识别与数据传输方案 5. 提出基于 HACCP食品管理规则的猪肉产品质量 的关键质量控制点 七、课题经费概算 养殖场 世纪兴养猪场：年出栏商品猪万头 天津市宝迪农业科技股份有限公司养猪分公司 雨润集团种猪场繁育基地、江苏省食品集团有 限公司泗阳养殖 屠宰场 1肉联二厂：年屠宰商品猪可达万头 宝迪公司：年屠宰商品猪可达万头 3.江苏省食品集团有限公司淮安苏食肉品有限公 司 超市 市内家大型超市（天津与南京） 数据中心 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所（北方） 备份中心 江苏省农业科学院（南方） 八、实施地点与规模 课题依托单位 ： 中国农业科学院北京畜牧兽 医 研究所 （研究与开发） 主要参加单位 ： 江苏省农业科学院 (研究与开发） 天津市畜牧局 （示范） 研究团队的人才结构 ： 1. 畜牧兽医专业人员 2. 软件开发专业人员 3. 硬件、软件结合型开发人员 (嵌入式系统开发 ) 九、研究团队与工作基础 课题申请人： 熊本海博士，研究员，博士生导师 ， 中国农业科学院畜牧信息技术学科带头人，农业部 有突出贡献中青年专家，中国饲料数据库情报网中 心 (农业部 )主任，中国畜牧兽医学会信息技术分会 副理事长，中国农学会计算机农业应用分会常务理 事，北京市农业信息技术学会理事等。 先后参加或主持国家科研项目 40余项，获国家科技进步 2等奖 1项，获省部级奖励 6项，其中主持 2等奖 2项；发表论 文 60余篇，主编著作 5本，主持编制的计算机软件著作权登 记 23项，获发明专利 1项。 九、研究团队与工作基础 项目的技术基础 ： 1. 由项目技术依托单位在 “ 十五 ” 后期主持的 “ 饲料与畜产品质量可追溯关 键技术研究 ” 通过了国家科技部组织的验收 2. 项目组与美国东康条形码公司、北京开天科技公司，就条码的读写技 术、在不同材质上的激光打标技术参数优化、读取数据的传输方式上 进行了测试，取得了较理想的效果 3. 项目组与南非 iPCo公司就双频 RFID技术的应用环境、电子标签的技术 规范一直进行合作，初步提出了应用于动物个体标识的技术规范 4. “ 十五 ” 获得与本研究有关的著作 3本，申请发明专利 2项，软件著作权 2 种，研究团队 2个 5. 基于嵌入式 Linux环境的数据采集的软、硬件技术的开发，已经与利 尔达科技有限公司开展合作，以 MSP430F44X单片机为模型，开发现 场数据采集嵌入式系统 九、申请团队与工作基础 调试带汉字的 条形码 在激光打标机上 优化印刻条码的参数 嵌入式系统开发 MSP430开 发集成版 蓝牙技术无线阅读器特殊材质的二维条码标签 “ 十一五 ” 项目背景与对接 项目的设置情况 ： “863” 计划（科技部） 各个部委设立的支撑计划 (农业部、教育 部、卫生部、国家质检总局等 ) 地方的重大科技项目（天津、广东） 企业自主设置的项目 项目的对接与如何对接 ： 标识方法和标识设备等 信息管理的对接 (数据标准、数据库 ) 可追溯平台的对接 实施步骤的对接 示范应用接受部追溯办公室的指导 我们的研究工作国家