全流程RFID讓你吃上放心肉

您吃的肉安全嗎?瘋牛病、禽流感、抗生素殘留、激素非法添加……是不是讓您覺(jué)得沒(méi)有保障?雖然RFID(無(wú)線射頻識(shí)別)可以解決追溯管理問(wèn)題，但如何在全流程環(huán)節(jié)上應(yīng)用RFID技術(shù)，以保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和質(zhì)量追蹤的不間斷，是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在肉制品加工應(yīng)用中的難點(diǎn)問(wèn)題。

可能您天天都在吃肉，但是您可能想象不出肉制品加工有多么復(fù)雜。前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌等流程環(huán)節(jié)，加上后期的切片、包裝等離散加工環(huán)節(jié)，每一個(gè)步驟都可能發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題。怎么監(jiān)控?RFID在這個(gè)領(lǐng)域早已不是新鮮技術(shù)，但要在全流程上采用RFID技術(shù)，以保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和質(zhì)量追蹤的不間斷，是這類應(yīng)用的難點(diǎn)問(wèn)題。

我國(guó)是世界畜牧業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，但在世界肉制食品出口市場(chǎng)所占份額卻很低，其重要的原因就是食品安全缺乏保障。造成肉制食品安全問(wèn)題的根本原因在于生產(chǎn)工業(yè)化的發(fā)展和市場(chǎng)范圍的不斷擴(kuò)大，使肉制食品要通過(guò)復(fù)雜的供應(yīng)鏈才能到達(dá)消費(fèi)者手中。但肉制食品在供應(yīng)鏈中常會(huì)使原料改變性狀，而難由成品辨別原料品質(zhì)，加之多層次的加工及流通環(huán)節(jié)，都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量安全帶來(lái)影響。由于目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用RFID技術(shù)對(duì)肉制品供應(yīng)鏈進(jìn)行追蹤管理仍處于嘗試階段，多為某個(gè)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，還難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)食品供應(yīng)鏈進(jìn)行全程追蹤、追溯，但可以先實(shí)現(xiàn)肉制品企業(yè)內(nèi)部可追溯管理。

全過(guò)程都要管

傳統(tǒng)肉制食品安全管理普遍采用終端產(chǎn)品檢驗(yàn)方式，缺乏對(duì)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控和管理，增加了食品的安全風(fēng)險(xiǎn)。為了從根本上解決食品安全問(wèn)題，許多發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)法規(guī)訂立和系統(tǒng)建設(shè)方式，建立起各自的食品安全追溯管理制度和系統(tǒng)。

食品安全追溯管理要求對(duì)食品在生產(chǎn)、加工和流通任何指定環(huán)節(jié)都具備相關(guān)信息追溯能力。具體對(duì)肉制食品來(lái)說(shuō)，主要是實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)、屠宰、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、銷售等供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控、追蹤，實(shí)現(xiàn)可追溯管理。我國(guó)政府也從2004年開(kāi)始以肉制品行業(yè)為試點(diǎn)，從源頭飼養(yǎng)環(huán)節(jié)著手，建立生鮮肉和肉類制品追溯管理制度，并嘗試建立相應(yīng)的安全信息平臺(tái)及管理系統(tǒng)。

肉制品加工屬于離散與流程加工的混合，其中前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌屬于流程加工環(huán)節(jié)，后期的切片、包裝等屬于離散加工環(huán)節(jié)。離散環(huán)節(jié)的物料、半成品都有明確的單元或包裝，便于加貼RFID標(biāo)簽直接追蹤; 流程環(huán)節(jié)涉及原料的混合及性狀變化，不能對(duì)原料、半成品個(gè)體進(jìn)行明確區(qū)分，因此無(wú)法用RFID標(biāo)簽直接對(duì)物料個(gè)體進(jìn)行追蹤。如何在流程環(huán)節(jié)上應(yīng)用RFID技術(shù)，以保持生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和質(zhì)量追蹤的不間斷，是實(shí)現(xiàn)這類應(yīng)用的難點(diǎn)。

多種RFID

擇位“上崗”

在肉制品加工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同加工環(huán)節(jié)的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器。UHF頻段電子標(biāo)簽用于倉(cāng)儲(chǔ)原料及成品追蹤; HF頻段電子標(biāo)簽用于生產(chǎn)流程加工環(huán)節(jié)狀態(tài)標(biāo)識(shí)和信息存儲(chǔ); 固定式UHF頻段RFID讀寫器用于出入庫(kù)信息采集; 手持式UHF頻段RFID讀寫器用于庫(kù)存管理信息采集、出廠信息寫入; 固定式HF頻段RFID讀寫器用于生產(chǎn)過(guò)程流程中，加工環(huán)節(jié)的狀態(tài)追蹤管理和信息采集。

在原材料出入庫(kù)、庫(kù)存管理、成品出廠等環(huán)節(jié)，RFID應(yīng)用空間范圍大，追蹤對(duì)象要求遠(yuǎn)距離快速識(shí)別，可選擇UHF頻段ISO18000-6協(xié)議的RFID標(biāo)簽。相應(yīng)地，需要配裝UHF頻段RFID讀寫器，根據(jù)不同場(chǎng)合的安裝位置、識(shí)別操作特點(diǎn)、識(shí)別距離遠(yuǎn)近等決定讀寫器及天線的具體選擇。

原材料出入庫(kù)環(huán)節(jié)只需要識(shí)別出入庫(kù)貨物，可在倉(cāng)庫(kù)出入口安裝固定式UHF讀寫器，并選擇外置大功率極化天線，覆蓋出入口空間。

庫(kù)存盤點(diǎn)和成品出廠需由人員專門操作，可選擇手持式UHF讀寫器，配合相應(yīng)的功能菜單進(jìn)行識(shí)別和參數(shù)寫入等功能。該讀寫器采用內(nèi)置極化天線，識(shí)別距離近、功耗低，支持電池供電。

在分割、腌制、攪拌、充灌、切片等中間加工環(huán)節(jié)，應(yīng)用特點(diǎn)是空間有限、識(shí)別距離近，可選擇HF頻段ISO15693或ISO14443協(xié)議的RFID標(biāo)簽，相應(yīng)地，選擇HF頻段固定式RFID讀寫器。在各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)位置安裝讀寫器，天線采用內(nèi)置線圈型，符合小空間近距離識(shí)別需要，且避免相鄰讀寫器相互干擾。

在流程環(huán)節(jié)用RFID標(biāo)簽對(duì)物料個(gè)體進(jìn)行追蹤，可以采用如下方案:

肉制品從原料起就分成若干小批次進(jìn)行精細(xì)化管理，小批次可按生產(chǎn)線單位時(shí)間投料能力劃分，每小批原料對(duì)應(yīng)一張批次卡(電子標(biāo)簽)，其唯一ID對(duì)應(yīng)原料的批次ID。后續(xù)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)管理人員憑借批次卡，對(duì)該批原料進(jìn)度狀態(tài)進(jìn)行追蹤，采集各批次在不同環(huán)節(jié)的溫度、時(shí)間等加工參數(shù)信息，采集數(shù)據(jù)信息記錄在批次卡中，最終上傳給生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

每批肉制品加工過(guò)程在不同工藝環(huán)節(jié)，需要采集并記錄相應(yīng)的狀態(tài)和加工參數(shù)信息，可以將每批原料對(duì)應(yīng)批次卡(RFID標(biāo)簽)存儲(chǔ)空間按工序劃分區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)存儲(chǔ)某一環(huán)節(jié)的加工信息，原料加工完畢后批次卡就存儲(chǔ)了整個(gè)流程全部加工信息，管理人員將該批次加工信息上傳到生產(chǎn)信息管理平臺(tái)。對(duì)于一些需要保密的重要信息以及批次卡無(wú)法容納的大量信息，也可以和批次ID對(duì)應(yīng)直接存儲(chǔ)在生產(chǎn)信息管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在成品出廠前，系統(tǒng)從生產(chǎn)信息管理平臺(tái)提取必要生產(chǎn)信息，寫入成品包裝所貼RFID標(biāo)簽用于后序環(huán)節(jié)追溯。

攻克三大難題

●編碼問(wèn)題

當(dāng)今世界主流的RFID標(biāo)簽編碼規(guī)范是歐美的EPC標(biāo)準(zhǔn)和日本的UID標(biāo)準(zhǔn)。具體來(lái)說(shuō)，EPC編碼長(zhǎng)度可以是64位、96位或256位，但都包含統(tǒng)一的四個(gè)域: 版本號(hào)、管理域(對(duì)應(yīng)生產(chǎn)廠家)、類別(商品種類)、序列號(hào)(標(biāo)識(shí)單件物品)。UID編碼長(zhǎng)度為128位，根據(jù)需要能夠擴(kuò)展為256、384或512位; 它由三個(gè)字段組成，依次為: 編碼類別標(biāo)識(shí)(用于兼容現(xiàn)有的編碼標(biāo)準(zhǔn))、某種編碼標(biāo)準(zhǔn)的編碼內(nèi)容(用于識(shí)別某類商品)、惟一標(biāo)識(shí)(用于標(biāo)識(shí)某類商品的具體個(gè)體)。

我國(guó)也在肉類食品供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域推出了一定RFID編碼標(biāo)準(zhǔn)，比如針對(duì)動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)節(jié)電子標(biāo)簽應(yīng)用的GB/T20563-2006，另外即將推出肉與肉制品RFID追溯技術(shù)要求規(guī)范。但是在肉制品加工過(guò)程還沒(méi)有相關(guān)RFID編碼規(guī)范，目前可以參照相關(guān)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)內(nèi)部編碼規(guī)范進(jìn)行。

●信息安全問(wèn)題

出于對(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)信息的保密考慮，生產(chǎn)過(guò)程每批物料加工的參數(shù)信息采集和訪問(wèn)需要權(quán)限。具體來(lái)說(shuō)，每道工序的管理人員僅可以在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)自身權(quán)限的參數(shù)進(jìn)行采集或修改，生產(chǎn)過(guò)程結(jié)束后便失去修改權(quán)限，僅可查看，并且對(duì)于他人權(quán)限的參數(shù)無(wú)法查看或修改。企業(yè)管理層具備最高權(quán)限，可以查看生產(chǎn)過(guò)程全部數(shù)據(jù); 非管理人員僅可以查看管理系統(tǒng)采集參數(shù)和設(shè)定參數(shù)的對(duì)照結(jié)果是否合格，無(wú)法查看具體參數(shù)值。

RFID技術(shù)應(yīng)用于肉制品加工過(guò)程，對(duì)工藝信息安全保障我們可以采取以下措施。

(1) RFID標(biāo)簽信息的存儲(chǔ)和識(shí)別采用完善的數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制和可靠的加密算法;

(2) 利用RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)的唯一性，與生產(chǎn)信息管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，將加工工藝重要參數(shù)用數(shù)據(jù)庫(kù)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)而不是在標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ);

(3) 對(duì)于生產(chǎn)信息平臺(tái)的加工工藝相關(guān)信息，在采集、修改和訪問(wèn)過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)定權(quán)限操作，避免數(shù)據(jù)非法訪問(wèn)和篡改。

●技術(shù)配套問(wèn)題

肉制品加工環(huán)節(jié)利用RFID進(jìn)行信息采集，必須有配套的信息傳輸手段，比如現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)或無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)選擇應(yīng)用，以保證RFID采集的信息能夠及時(shí)準(zhǔn)確地上傳給信息管理系統(tǒng)。

肉制品加工過(guò)程需要多個(gè)不同類型的RFID讀寫器設(shè)備及標(biāo)簽，必須有功能強(qiáng)大的RFID中間件支持，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行功能管理、信息過(guò)濾、格式轉(zhuǎn)換，最終以統(tǒng)一的接口格式送給信息管理平臺(tái)處理。

信息管理平臺(tái)需要不斷接收底層生產(chǎn)環(huán)節(jié)大量的信息并及時(shí)進(jìn)行處理，才能夠保證每批制品的生產(chǎn)狀態(tài)在線追蹤、生產(chǎn)信息記錄不丟失，所以信息管理平臺(tái)要滿足一定的實(shí)時(shí)性要求。

此外，RFID相關(guān)設(shè)備對(duì)肉制品加工過(guò)程的蒸汽、油脂等環(huán)境因素適應(yīng)性也必須考慮，外殼需滿足較高IP等級(jí)要求。

總的來(lái)說(shuō)，RFID技術(shù)與精細(xì)化管理手段結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)肉制品企業(yè)內(nèi)部可追溯管理，向上游環(huán)節(jié)、下游環(huán)節(jié)延伸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)、屠宰、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、銷售等供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控、追蹤。

小貼士

RFID技術(shù)是一種先進(jìn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，用于肉制食品安全追溯管理時(shí)，因其識(shí)別速度快、準(zhǔn)確率高，有利于提高供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息采集效率。另一方面，RFID標(biāo)簽抗污染、耐高低溫、耐久性強(qiáng)，適用于肉制食品供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用環(huán)境; RFID還具有較大信息量存儲(chǔ)功能，滿足肉制品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)安全信息記錄傳遞需要。

流水線屠宰進(jìn)入現(xiàn)代化作業(yè)階段

案例分享

RFID肉制品加工可追溯管理系統(tǒng)

下面以熏煮香腸加工過(guò)程為例，說(shuō)明在肉制品加工過(guò)程中應(yīng)用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的信息化和可追溯管理。

(1)原料檢驗(yàn)

每批原料入廠后都需要先進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)流程包括對(duì)消毒證、檢疫證和防五證等相關(guān)證明查驗(yàn)、登記，并對(duì)原料進(jìn)行抽檢。檢驗(yàn)過(guò)程根據(jù)記錄信息填寫檢驗(yàn)報(bào)告，最終評(píng)定合格方可入庫(kù)。蓋章的檢驗(yàn)報(bào)告和“三證”原件存檔，檢驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容錄入企業(yè)生產(chǎn)信息管理平臺(tái)，供后續(xù)工序查詢。

(2)原料入庫(kù)和庫(kù)存管理

由于一批原料采購(gòu)量可能很大，同一批次也會(huì)存在差異，要想實(shí)現(xiàn)安全追溯，從原料起就分成若干小批進(jìn)行精細(xì)化管理。小批可按單位時(shí)間投料能力劃分，每小批對(duì)應(yīng)采用加貼UHF頻段RFID標(biāo)簽的容器如托盤存放，標(biāo)簽及編碼規(guī)則按國(guó)家肉制品追蹤規(guī)范。倉(cāng)庫(kù)入口安裝固定式UHF頻段的RFID讀寫器及外置大功率天線，對(duì)每批原料入庫(kù)信息進(jìn)行自動(dòng)記錄。

庫(kù)存管理可通過(guò)手持式UHF頻段RFID讀寫器對(duì)物品碼放位置進(jìn)行記錄、盤點(diǎn)，便于物品管理與查找。

(3)原料出庫(kù)和分割解凍

生產(chǎn)管理人員持物料單領(lǐng)取一個(gè)或若干個(gè)小批原料，倉(cāng)庫(kù)出口安裝固定式UHF頻段的RFID讀寫器及外置大功率天線，按照設(shè)定功能自動(dòng)記錄出庫(kù)時(shí)間、數(shù)量等信息，上傳給企業(yè)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

每小批原料出庫(kù)后對(duì)應(yīng)發(fā)一張批次卡，批次卡為HF頻段RFID標(biāo)簽，其唯一ID對(duì)應(yīng)生產(chǎn)信息管理平臺(tái)中該批原料的批次ID，與之綁定的信息繼承直到倉(cāng)庫(kù)出口處的UHF標(biāo)簽信息，在后續(xù)環(huán)節(jié)由生產(chǎn)管理人員持批次卡對(duì)該批原料狀態(tài)進(jìn)行追蹤。

在每一小批原料完成解凍、分割環(huán)節(jié)后，工作人員可通過(guò)手持RFID終端進(jìn)行記錄并上傳給信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)監(jiān)視該批原料是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行后序腌制環(huán)節(jié)。

(4)中間流程加工環(huán)節(jié)管理

RFID技術(shù)在腌制滾揉、攪拌填充、煙熏蒸煮、冷卻包裝、二次殺菌等中間流程加工環(huán)節(jié)中，每個(gè)環(huán)節(jié)至少配一臺(tái)固定式或手持式HF頻段RFID讀寫器。

從原料投入腌制環(huán)節(jié)開(kāi)始進(jìn)入流程加工，這個(gè)過(guò)程中無(wú)法使用RFID標(biāo)簽進(jìn)行追蹤，但可以按小批投入原料，根據(jù)批次ID對(duì)該批原料加工進(jìn)度進(jìn)行追蹤。同時(shí)需要對(duì)每批次在不同環(huán)節(jié)的溫度、時(shí)間等質(zhì)量控制相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集、記錄。采集根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件不同，可采用DCS直接采集、手持式終端采集或者人工采集方式，將采集數(shù)據(jù)上傳到生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

(5)出廠信息管理與追溯

每批肉制品完成全部加工流程出廠前，都需進(jìn)行理化、微生物等檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)有檢驗(yàn)不合格的，則根據(jù)原料批次ID從生產(chǎn)信息管理平臺(tái)進(jìn)行追溯。

出廠檢驗(yàn)合格后，可對(duì)產(chǎn)品外部大包裝加貼UHF頻段RFID標(biāo)簽，通過(guò)手持式UHF頻段讀寫器將該批產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的質(zhì)量安全信息寫入標(biāo)簽。大包裝所貼標(biāo)簽及編碼規(guī)格按國(guó)家肉制品追蹤管理規(guī)范，內(nèi)部小包裝加貼符合EAN/UCC規(guī)范的條碼。在用戶查詢庫(kù)中，將條碼與電子標(biāo)簽內(nèi)容關(guān)聯(lián)，這樣批發(fā)商和消費(fèi)者可以通過(guò)標(biāo)簽識(shí)別或條碼掃描，檢索產(chǎn)品出廠日期、原料品種、產(chǎn)地等質(zhì)量安全相關(guān)信息，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題還可以追溯。