基于RFID的食品质量安全追溯方案-(9628)

目录目录11 背景22 建设目标43 产品质量溯源系统54 案例：生猪肉品质量信息溯源系统84.1 应用目标94.2 系统简介94.3 系统设计104.3 运作过程114.3.1 养殖环节114.3.2 屠宰环节124.3.3 批发环节124.3.4 零售环节134.3.5 溯源与监管144.4 实施效益15附：RFID技术特点15基于RFID的食品质量安全追溯方案1 背景全国乃至全球的食品质量安全问题日益突出,食品质量安全事故层出不穷。尤其近年来，畜禽疾病以及严重农产品残药、进口食品材料激增等食品质量安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注。因此，食品追溯势在必行。欧盟规定：凡在欧洲销售的食品上必须有可追溯标签，否则拒绝进入。并相应制订了鱼类、蛋类和禽类、水果和蔬菜以及转基因产品等相应的追溯法规。美国：在生物性恐怖主义法案（2002）的指导下， FDA新近制定了三个重要的法规，这些规定为企业和执法者提供了实施食品追溯的技术和执法依据。要求食品生产者、加工者、分包商、零售商、进口商需要保持（纸的或电子的）记录，以便迅速识别食品的供给方和接受方。加拿大：在加拿大农业政策框架（The Agricultural Policy Framework, APF）的指导下，一个由政府启动，企业推动的国家食品溯源体系于2004年在加拿大开始建立。加拿大政府承诺在该体系下，将保证80%的国产食品从农产品原料到零售均可得到溯源。目前在25个食品行业和贸易协会以及加拿大政府的共同参与下，已经对食品溯源展开了实质性的研究，以EAN-UCC为基础制定了两个重要的标准和导则，食品溯源数据标准第一版和食品溯源良好规范，并在这两个标准的指导下，制定了牛肉、新鲜农产品和水产品的操作指南。日本：于2001年立法实施建立国产牛肉的追溯体系，在2005年底以前建立粮油农产品认证制度 ，开发国家食品溯源数据库系统。国际物品编码协会（GS1）开发和制定了全球统一标识系统（EANUCC），并制定包括基于XML的数据传输标准在内的食品溯源相关全球标准。食品法典委员会（CAC）食品进出口检验和认证体系委员会会议（2004）同意建立进出口和认证系统食品可溯源的基本原则。 国际标准化组织食品技术委员会（ISO/TC 34）手持终端 启动和研究标准项目提案“食品和饲料链可追溯系统的设计和开发指南” 。我国相关法律法规也提出了建立食品(农产品)溯源的要求，制定了一些相关的标准和指南：比如：奥运食品质量安全行动纲要中规定奥运食品将全部加贴电子标签，实现全程追溯；畜禽标识和养殖档案管理办法，对畜禽等肉食品源的标识代码和信息管理做了明确要求；农产品质量安全法要求农产品生产企业和农民专业合作经济组织应当建立农产品生产记录；全国食品放心工程三年规划手持机（2005年2007年）明确规定：积极推进农产品质量安全追溯，探索农产品质量安全追溯有效途径；部分省市初步搭建了食品追溯信息系统和网络交换平台。但是，我国现有食品追溯系统存在追溯信息内容不规范、信息流程不一致、系统软件不兼容，造成追溯信息不能资源共享和交换的问题。如何对食品有效跟踪和追溯，已成为一个极为迫切的全球性课题。RFID技术与计算机技术、通信技术、光电技术和信息技术相结合，其迅速、准确地获取、传输和反馈信息的特点在食品质量安全管理中显示出了它的独特作用。RFID技术是食品链物流与信息流之间联系纽带，其现场控制和后台控制技术可极大提高追溯系统的可靠性。下图是食品全程跟踪过程中溯源物流与信息流的沟通示意图。2 建设目标食品的供应链主要分为三个部分：种植和养殖、加工、仓储与物流运输。这其中包含十几项的中间环节。因此，如何更好地控制食品加工中的各个环节，在提高效率的同时保证食品质量安全问题不出差错，成为所有食品厂商、民众、政府相关部门共同关注和急于解决的首要目标。将RFID技术应用于食品质量安全，首先能建立准确、完整的食品供应链信息。工业PDA RFID技术凭借其无线传输特性与物品标识的惟一性和安全性，在标签上能覆盖食品供应链全过程的所有信息数据，完成了100追溯食品来源的解决方案，可以回答消费者关于“食品从哪里来，中间处理环节是否完善”等问题，并给出详细可靠的答案。RFID的解决方案对每一件物品提供高效、详尽的控制，在从农场到消费者餐桌的整个食品供应链中，创建一系列可靠的食品信息。至此，RFID技术的应用可以完成两大食品质量安全管理目标：1、食品质量安全“源头”追溯;2、食品供应链透明化管理。 3 产品质量溯源系统利用射频识别（RFID）技术实现的食品质量安全追溯实时数据记录的方法，由电子标签、标签读写器、检测外界环境参数的传感器、数据处理器芯片组成。其中带传感器的电子标签嵌入在食品内或包装箱上，传感器读取的数据包通过网络传送到食品质量安全数据库，通过质量评估模块进行分析并提供相应服务。质量跟踪与追溯解决方案在安全生产管理系统、动植物检疫监控系统、批发市场挂钩管理系统都采用了RFID技术，产品质量追溯平台见下图。物流、配送企业可以在运输车辆上安装GPS定位系统，通过网络和其客户之间实现物流信息的共享。被物流运载的企业产品则在包装中嵌入RFID芯片，芯片具有识别各种产品特性的功能。通过芯片，在物流的过程中，不只是物流公司，相关的物流客户都可以通过网络随时了解物流货物所处的位置和环境。而物流货物上的芯片，装卸时会自动收集物流货物内容的信息，卸货检验后，用嵌有RFID的托盘，经过读取的通道，放置到具有读取设备的货架，食品信息就自动记入了信息系统。生产企业和经销商带采用该系统可以降低劳动力成本、提高商品的可视度，降低因食品断货造成的损失，减少偷窃现象等。监督监管部门可以为企业和经销商建立信息库，进行考核管理，对高档食品等建立信息库，为消费者提供验真服务。消费者通过RFID读卡器或溯源一体机可以实时查询产品真伪，了解产品信息。比如在一个现代超市，各种食品整齐地摆放在货架上，拿起一只苹果，再用阅读器器对准苹果的电子标签，瞬间，电脑屏幕上就出现了“运输”、“果园”、“超市”三个项目。点击“果园”后，苹果的生产厂商名称、生产时间、农药喷洒时间及数量、采摘入库时间、装车出库等信息都一目了然；再点击“运输”，运输公司名称、驾驶人及行驶路线等信息便自动展现在记者面前，而那些对温度有特殊要求的食品，还可以通过点击运输过程中的不同地点，轻松获知温度、湿度等情况。追溯系统架构见下图。 RFID与传感技术结合在食品追溯关键环节应用见下图4 案例：生猪肉品质量信息溯源系统 据中国肉类协会数据， 2008年全国肉类人均占有量为54.8公斤，其中猪肉为34.8公斤，猪肉食品在整个肉类食品中占了60%以上，猪肉卫生和质量安全直接关系人民群众身体健康和生命安全。但目前我国生猪屠宰行业技术管理水平落后，覆盖生猪养殖、屠宰、加工、流通和消费等环节的全过程监管体系尚未形成，对猪肉质量安全构成了较大隐患。2009年6月1日，食品质量安全法正式实施，对肉类食品的生产、加工、包装、运输、销售等各个环节做了具体的要求。为确保食品质量安全法及其实施条例的有效执行，商务部会同财政部等在全国10个省市先行开展“放心肉”服务体系建设试点工作，探索和尝试多种保障猪肉质量安全的做法和经验，用35年的时间在全国形成生猪屠宰及肉品流通行业健康发展的新机制。 2009年温家宝总理在无锡考察时阐述了“感知中国”的物联网传感技术新理念，标志着中国“物联网”进入实际建设阶段。因此，将物联网和智能网的RFID电子标签与IC卡相结合的关键技术应用于猪肉制品质量溯源体系的应用模式具备充分的前瞻性，在35年内不需框架性调整即可适应当今中国社会经济和技术的高速发展，适合中国国情。采用RFID 技术结合网络、信息系统进行数据的采集和通信，可提高信息采集、传递的效率，对肉品有效地进行标识，把分散的信息集成起来，从而解决了肉类产品追溯体系的难点所在，实现了全程信息跟踪与追溯需要在供应链上的各个环节实现无缝链接。 4.1 应用目标 生猪肉品质量信息溯源系统依照商务部的“放心肉”服务体系，建立三大系统，即屠宰监管支撑系统、肉品质量安全可追溯系统、肉品冷链管理系统。将生猪养殖、屠宰和肉品加工、运输、批发、零售等纳入猪肉供应链全程在线监管，使政府部门有限的监管人员无论在何时、何地，均可对任何需要监管的环节进行远程管理和监督，对于猪肉制品来源的每个环节都可进行实时的追溯查证，确保在发生食品质量安全事故时责任追究准确、及时，预警、召回措施有效、到位。对于消费者，在购买猪肉制品时也能对其进行查证和比对。 4.2 系统简介 生猪肉品质量信息溯源系统是面对管理辖区内的生猪养殖场、定点屠宰场、冷链运输环节、肉品批发市场、农贸市场的肉品摊位、大型超市和大卖场、餐饮企业和定点单位的生猪及肉制品的质量安全可追溯系统。它利用绑定在生猪以及猪肉上的RFID电子标签和供应链上各业务用户不同IC身份卡信息相关联，并通过无线传输技术实时上传供应链上猪肉的流向变化至中心数据库，不仅各业务用户按权限登录平台系统可以随时获取自身在政府数据中心存储的每日业务数据，而且政府各业务部门也可按自己管辖权限对供应链上各环节实现在线实施监管，为保证猪肉食品质量安全提供了良好的技术支撑手段，生猪肉品质量跟踪与追溯框图见下图。 4.3 系统设计 针对生猪肉品安全监管特点，本系统分为前端数据硬件采集端，以及后端数据管理软件端两个部分。前端数据采集是以RFID核心技术为基础对生鲜猪肉的相关生产现场活动进行实时监控；后端数据管理是利用政府各业务系统管理各环节上报的真实信息以及对前端采集的数据进行统计、分析、分发等，如下图所示。 信息流向图4.3 运作过程 生猪肉制品从养殖到销售主要有以下几个环节：养殖、屠宰、批发或零售。本解决方案从生猪养殖环节着手，通过不同形式的RFID猪肉标签和供应链业务人员RFID身份卡的实时信息绑定，分别向下游批发和零售环节通过移动无线通信技术自动化地链接质量信息和数据上传下载，实现从生猪养殖到肉品零售终端相关信息的正向跟踪，同时也实现了肉品零售终端到生猪养殖相关信息的逆向溯源。4.3.1 养殖环节 生猪养殖分为配种、怀孕、待产、仔猪、商品猪等不同阶段，仔猪出栏后将佩戴RFID电子耳标，并通过该电子耳标关联小猪的上辈信息，在养殖过程中由饲养员通过RFID手持机将母猪、仔猪及成品猪的饲料信息、防疫信息、用药信息、环境信息等写在猪耳朵的RFID电子耳标上，并通过无线通信GPRS/3G上传到食品质量安全平台数据中心，并在政府数据中心建立完整的猪只个体养殖档案。4.3.2 屠宰环节 生猪运抵厂区，首先要查检境地动物检疫证或产地检疫证、消毒证、免疫卡以及建立生猪屠宰档案，然后进行生猪屠宰以及成品检验。合格的猪肉白条绑定射频识别溯源标签，在出厂时射频识别通道获取的猪肉代码与RFID溯源一体机获取的下游销售商的RFID身份卡信息自动关联。同时一体机也与电子称连接获取重量，一体机打印具溯源系统肉品交易凭证。该批出厂肉品的溯源编码、重量、下游买家等信息同时上传至政府溯源监管系统中，每片猪肉对应唯一的商家或经营户，实现屠宰环节上生猪进厂与白条出厂的信息链接。 4.3.3 批发环节 带有溯源信息的猪肉经运输抵达批发市场，办理入场手续并检验合格后进入滑轨交易系统进行批发。在滑轨交易系统中，超高频读写器读取猪白条的溯源标签，并与高频读写器读取的滑轨挂钩信息自动关联，称重后关联上下游经营者信息，并打印交易凭证。下游销售商、团购单位和个人在生猪批发交易市场获得批发市场交易凭证。在此成交的供应商和销售商的交易信息进入政府数据监管中心。4.3.4 零售环节 零售终端农贸市场 在农贸市场、便民肉店等零售终端进行销售，农贸市场经营户所配备的专用电子称具有RFID标签的阅读功能和可追溯信息处理功能，读取RFID标签数据以后再称量每块切割猪肉时，其打印的销售小票上可标注猪肉识别码，同时将每次称重数据上传到每个农贸市场管理方的服务器，再通过互联网实时上传政府数据中心。 流通终端超市大卖场、猪肉直营店 在超市大卖场内组合应用具有专利技术的分割溯源一体机、卖场溯源一体机或MINI型卖场溯源一体机可以方便地与政府数据中心信息对接备案，同时将RFID猪肉标签转化为低成本的二维码不干胶标签提供给消费者作为零售溯源凭证。 猪肉直营店现场分割白条肉品并预摆放在货架上供消费者自由挑选。通过溯源一体机可实现读取猪肉标签并打印出不干胶溯源凭证提供给消费者。在一体机具备上网条件下，政府监管平台市场管理方和屠宰企业监控中心可实时查看每个店销售情况，方便企业进行快速补货或者同类店同城货品调剂。 溯源一体机4.3.5 溯源与监管 在生猪肉制品交易过程中，经营者或最终消费者都将获得生猪肉制品溯源标签，其中包括溯源代码。经营者或者消费者通过自助查询终端、互联网、查询电话、短信等方式输入生猪肉制品溯源代码，进行质量信息追溯查询，即可了解所购买猪肉的养殖场地、屠宰加工场地、检验检疫等信息。 在共用一个数据中心的省、市、区县三级业务管理平台下，商务、农委、工商、质检、卫生等政府部门工作人员可以随时通过互联网按各自权限进入系统查看整个流程的运行状况及关系到与本部门有关的生猪产品情况。工商部门管辖的各市场开办方配备RFID巡查手持机，对进入市场售卖的猪肉进行巡检，现场检验RFID标签读取后台数据，再比对商家的肉品交易凭证和“两章一证”等纸质手续，真正按商务部要求做到“单卡证”三者同行，杜绝不达标的猪肉进入流通市场。 4.4 实施效益 优化猪肉生产流通企业的信息化管理流程； 提升政府监管部门的监管效率； 充分满足消费者对猪肉质量安全信息的知情权； 在发生食品质量安全事故时责任追究准确、及时，预警、召回措施有效、到位； 体系建设完善后，猪肉安全问题得到解决。 附：RFID技术特点w 快速扫描 条形码设备一次只能扫描一个条形码，而RFID 阅读器可同时读取数个RFID标签。w 体积小型化、形状多样化 RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质； RFID 标签更可往小型化与多样形态发展，广泛应用于不同行业。 w 耐环境能力和耐久性 传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID 对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性； 由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受