浅谈关于食品冷链物流可追溯技术及系统设计.doc

1、浅谈关于食品冷链物流可追溯技术及系统设计论文摘要：在分析国内外物流追溯现状的基础上，提出并分析了冷链物流可追溯技术，建立了食品冷链物流追溯系统模型，进行了功能和流程设计，最后给出了系统开发建议。 论文关键词：食品物流；追溯系统；冷链 1 引言 低温冷冻品绝大多数是农副产品，具有严格的季节性和保鲜期，由于对物流及时性、恒温性和多样性的高质量要求，在运输、储存、流通加工等冷链的各个环节损耗严重。在物流中，这种食品资源的巨大损耗又是非增产技术所能弥补的。加之，食品行业现有的软件和硬件设施都不能满足“多品种，少数量”的消费模式的要求。信息技术和信息系统的发展，尤其是追溯技术的兴起，为提升冷链物流水平和

2、质量提供了可行的途径。无论是在储存、搬运、销售或是配送阶段，实现实时物流跟踪，建立信息追溯和信息共享机制，成为当前食品冷链有效解决物流追溯问题的关键。 2 国内外研究进展及述评 Golan E 等（2002）通过对美国生鲜农产品、谷类和油菜以及牛肉制品的调查研究发现，三者经食品供应链跟踪后，在食品质量安全方面出现了很大的差异。在美国，大多数要求召回的食品和农产品都被公布在美国农业部食品安全和检验服务的官方网站上，以便消费者根据食品包装的标识信息来判定有问题的食品和农产品。有些企业则通过使用先进的 RSS 条码系统和 EAN/UCC 全球统一标识系统，更为具体地揭示食品供应链的标识信息，如每种产

3、品的种子、施肥、使用抗生素的情况、生产时间、生产线、生产地、生产所使用的技术和生产次序，等等。一旦某种产品出现问题，这些标识信息将能够发挥很大的作用。在欧洲，欧盟已经采用 EAN/UCC 系统，成功地开展了对牛肉、蔬菜等食品追踪的研究。通过采用条码、GLN 可以对食品冷链全过程中的产品及其属性信息和参与方信息等进行有效的标识，以实现食品跟踪与追溯。 比较而言，国内学者对于食品冷链物流的研究主要集中于现状及发展对策，如曹锋杰（2003） 、刘宏伟（2004）等。在物流信息方面，张建华等（2005）基于供应链管理理论和 RFID 技术，给出了基于 RFID 的现代食品物流系统的体系结构、模型总体结

4、构、子系统设计方法，并结合GIS 和 GPS 等无线通讯技术，给出了系统的综合集成模型。 3 食品冷链物流可追溯技术 3.1 条码技术 条码技术是目前最为成熟、成本相对较低的物流信息技术，为冷链物流追溯提供了可行性。一维条码系统一般包括编码技术、光传感技术、条码印刷技术和计算机识别应用技术。一维条码技术属于自动识别范畴，能够准确地将信息识别、编译、最终输入到计算机进行数据处理。其特点是识别速度快，准确率大大提高，制作相对简单，与之配套使用的阅读器、打印和印刷设备也相对成熟。在冷链各环节中，针对不同食品，可采用不干胶、PVC 条码绑带标签或防盗扣等标签，实现流通阶段个体识别，仓储时采用手持条码读

5、取设备辅助作业；在超市 POS 则进一步发挥了条码标签的作用，特殊条码标签在售出后可回收，大大地降低了成本。因此，一维条码技术是开发冷链物流可追溯系统中最为经济实用的技术。但是，一维技术的信息容量较小，码制占据的面积较大，低温、潮湿、多霜等复杂环境对标签要求较高，追溯信息标识到追溯单元上的自动化成本较高，同时受识别设备的影响，其实时性也不是很强。 二维条码技术具有信息容量大、编码来源广泛、加密程度高等特点，随着成本的降低，将更好的弥补一维技术的不足。近年来二维码的应用越来越普及，手机内置的解码软件可以让更多的消费者了解、使用基于二维码所提供的服务。消费者通过手机实时读取冷藏食品二维标签的信息，

6、获取各环节追溯信息，在预置二维条码软件的手机普及的不久将来，将会非常有效的解决条码识读设备携带不便、信息量小、时效性差等冷链物流追溯问题。 3.2 射频识别技术（RFID） RFID 是一种利用无线射频方式在阅读器和发射机（标签）之间进行非接触数据传输以读取数据的自动识别技术。其基本原理是电磁理论，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 使用 RFID 技术结合网络、信息系统进行数据的采集和通信，其目的在于提高信息的采集、传递的效率，对食品有效地进行标

7、识，把分散的信息集成起来，从而达到追溯的要求。以商品猪肉供应链为例，为了实现全程的跟踪和监控，追溯体系需要在商品猪肉供应链的各关键节点生猪养殖场、市境道口、屠宰场、批发市场设置控制点，使用RFID 标签记录追溯所需的信息。 3.3 数据库技术 良好的物流管理信息系统离不开高质量的数据库，物流追溯实现的基础是物流信息数字化，要实现整个供应链的可追溯性，必须借助信息数据库。要实现食品冷链质量的可追溯，从食品的源头信息获取到最终交付顾客手中的信息存储，建立数据库是重要的支撑。在食品冷链物流追 溯系统设计中，可以采用目前应用比较广泛的关系型数据库，通过建立实体与实体之间的联系，即建立 E2R 模型，来

8、实现对物流信息和数据的存储、加工和处理。结合标签技术，与厂家数据中心相连的 PC 端上的小标签初始化装置读取小标签的 UID 号，从厂家中心数据库获取相关产品信息及 PID 号并写入，绑定信息传入厂家中心数据库，每一环节信息写入后，终端消费者就可以根据标签信息进行冷链物流全过程跟踪了。4 食品冷链物流可追溯系统模型设计 4.1 系统模型 针对食品冷链物流信息技术，建立基于 RFID 技术的食品冷链物流可追溯系统模型，食品的可追溯总体技术路线遵循着“供应生产销售消费者”这样一条完整供应链，整个供应链过程需要实现低温环境。以肉制品为例，在原材料采购的源头，通过装有电子标签的耳标，建立每一头牲畜的养

9、殖档案，通过标签阅读器将数据汇总至中心数据库；在屠宰场通过称重平台和为生肉佩戴钩型标签记录整个屠宰过程并将各种数据传送至中央服务器；在加工分割肉工作中，通过标签打印机打印便携式条码标签标识分割肉制品，建立相关的信息追溯系统，以此详细记录分割肉的生产过程以及各种数据并汇总到中央服务器；最后在无线网络可通过移动标签或者序列号对肉产品进行查询，以此建立牲畜养殖及肉制品生产、销售全套管理系统。 4.2 功能及流程设计 食品冷链物流追溯系统是对各类食品物流信息的相关数据进行收集、组织、存储、更新和维护，最终方便各节点、消费者、监管部门进行追溯查询。主要功能模块应包括：数据库系统、电子商务查询系统、标签管

10、理、车辆定位、安全检测等。这些功能实现的基础是：食品冷链中各节点都必须按照既定的格式详细记录食品的进货和出货以及中间加工过程的信息，并严格实行食品的批号管理，追溯系统必须记录食品从生产基地（或农户）发货直到消费者收货为止的整个过程的产品批号，以此保证整个物流过程可追溯的连续性。 具体的物流和信息流程可以设计为：利用 RFID 数据采集技术，将食品产地信息、车辆信息、食品信息等信息写入 RFID 标签，获取初始信息，然后 RFID 阅读器部署在生产、加工食品仓库、配送中心、运输食品的车辆、收费站、港口、码头、仓库、货场等不同站点，阅读器以一定的频率自动无线扫描途经的 RFID 电子标签，将扫描后

11、的信息通过信息通道传到监控中心，监控中心启用 GIS，一方面将各类信息存入数据库，另一方面通过电子地图实时显示食品的种类、数量、来源、去向等信息，方便管理人员管理。如果运输过程中出现危险事故，可以通过 GPS/GSM 远程控制执行指令到载有 GPS/GSM 接收器的车辆，通知司机调整行动计划，同时改变电子标签中存储的信号量值，监控中心通过机站检测到该增量信号时发出警报，在电子地图上突出运输车辆的方位以及运输物品信息。在终端消费者层面，为了让消费者清楚地了解保鲜食品的生产模式，以及保鲜食品的质量，可以开发集成免费电话、短信、互联网网络、手机二维条码的电子商务综合平台。这个平台能确保保鲜食品厂家与

12、消费者的信息共享，提高消费者对厂家的信赖。 4.3 开发建议 4.3.1 系统中标签形式的选择 在生产阶段，电子标签上主要记录生产养殖的相关信息，如养殖场编号、运出时间、运送批次等，而且这些信息要和生产企业自身的信息系统数据库相联系，以便查询生产过程的细节信息。在各个生产企业都设置 RFID 读写设备，可以实现食品信息的写入。在加工环节，采用的电子标签内含有食品在生产过程的相关数据和加工环节中添加的信息，如加工企业编号、加工日期、加工批次等。这些信息和企业当地数据库相关联，便于食品管理中心查询。加工企业和食品进口企业都配备 RFID 读写设备。在运输环节，集装箱运输采用的电子标签数据内容包括集

13、装箱内食品信息、食品温度信息、车辆置信息、运送车辆信息和运送时间等。这些信息和物流企业本地数据库相关联。在仓储环节，可以主要选择成本更为低廉的条码标签，结合关联数据库，标签内关联原来食品信息，并且记录安装时间和批次。仓库内部在叉车或者工作人员身上佩带 RFID电子标签，内有员工或叉车的 ID 号，可以有效地利用资源，使得仓储过程更加高效快捷。在食品配送和销售环节，配送车辆实现 GPS 定位，相关食品的标签亦可以条码标签为主，在一些重要食品上加贴电子标签，而在一些廉价的食品上则采用条码，两者信息相互关联，以方便销售人员和消费者的及时识读。 4.3.2 数据共享和信息平台建设 数据共享和信息平台建

14、设可以有效解决“信息孤岛”问题，避免各节点独立的信息系统运行。统一各节点数据格式、建立共同的单证标准、开发兼容的数据库系统，最终实现数据的标准化，这样为各方数据共享提供了可行性。建立各方参与的公共信息平台，可以实现食品从生产到餐桌的全过程监控，满足消费者知情权和选择权，保护消费者权益。数据共享的结果是，消费者可以通过此系统，了解食品的生产、加工和流通过程，包括产地环境，农药、化肥等各种投入品的使用情况，并可以追溯食品的质量问题；食品管理者、物流运输企业可以通过此平台及时获取有关食品生产、质量及食品运输状态的信息（如食品品种、数量、食品在途情况、交货期间、发货地和到达地、食品的货主、送货责任车辆

15、和人员等） ；政府监管部门则可以进一步提高食品安全保障水平，保证最终使优质安全食品经透明的供应链达到消费终端，优质优价，让从事优质安全食品生产和加工的企业获利，促进优质安全食品生产和加工事业的快速发展。 5 结论 保鲜食品经由生产、加工、包装、运输、储存、分送、接收等一系列环节到达消费者手中，物流过程的可追溯性是保障食品安全的重要举措。追溯体系是一条环环相扣的链，如果某个环节断了，就无法继续进行追溯了。基于条码和 RFID 技术的食品冷链物流追溯系统模型的构建，将围绕保鲜食品物流，将 RFID 技术与条码技术有机结合，充分发挥各自所长，从而形成贯穿整个冷链的食品安全监管体系，为冷链各节点企业、政府监管部门、终端消费者提供了透明化的食品安全保障。后续的发展要解决 RFID 标签的成本问题和标签识读的便利性问题。毕竟，一些食品的本身价值并不大，使用 RFID 和标签阅读器所增加的成本相比之下显得过高。