基于RFID技術(shù)的原料奶安全溯源管理的研究及實現(xiàn)

摘要：奶牛場基于ＲＦＩＤ技術(shù)，通過監(jiān)控個體奶牛產(chǎn)奶信息等，結(jié)合奶牛飼養(yǎng)工藝，建立飼養(yǎng)管理模型，進而達到控制原料奶品質(zhì)的溯源管理的目的。同時原料奶、奶制品生產(chǎn)加工企業(yè)的生產(chǎn)信息及銷售信息通過網(wǎng)絡(luò)，使消費者實時查閱和監(jiān)督，詳細掌握食品的安全等級，對違規(guī)現(xiàn)象進行監(jiān)控。最終目的實現(xiàn)將奶制品安全的監(jiān)督和管理延伸到對牛奶各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管上，杜絕不安全的奶制品流入市場。

關(guān)鍵詞：ＲＦＩＤ技術(shù)；原料奶；溯源管理；過程控制；監(jiān)控

中圖分類號：Ｓ８１２．９５文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）07－1473-03

Research and Implementation of the Safety of Raw Milk Traceability Management Perspective based on RFID Technology

ＣＡＩ Ｗｅｎ－ｑｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｂｉｎ

（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Shihezi ８３２００３，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｔ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒａｗ ｍｉｌｋ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｃｏｗ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｆｅｅｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ． Ｃｏｎｓｕｍｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｒａｗ ｍｉｌｋ， ｄａｉｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｓａｌｅｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ． Ｉｔ would ｂｅ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｆｏｏｄ ｓａｆｅｔｙ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ． Ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｏ ｅｖｅｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｄａｉｒｙ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｅｒａｄｉｃａｔｅ ｔｈｅ ｕｎｓａｆｅ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｎｔｅｒing ｔｏ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＲＦＩＤ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｒａｗ ｍｉｌｋ； ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

近幾年，國內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生食品安全問題，暴露出我國當前食品安全監(jiān)管工作存在薄弱環(huán)節(jié)。為此，國務院做出食品安全專項整治工作，重點狠抓食品源頭污染治理、生產(chǎn)加工、流通以及消費四個環(huán)節(jié)［１］。為解決奶業(yè)面臨的困難和突顯的深層次問題，加強乳品質(zhì)量安全監(jiān)督管理，保證乳品質(zhì)量安全，保障公眾身體健康和生命安全，國務院出臺了《乳品質(zhì)量安全監(jiān)督管理條例》，這表明，原料奶安全與質(zhì)量控制是當前我國奶業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

目前從全國原料奶及奶制品看，關(guān)鍵的一點是缺乏奶牛飼養(yǎng)的源頭控制，牛奶制品廠家僅僅在生鮮奶收購時進行一些特定項目的檢查。如牛奶的比重、蛋白質(zhì)含量檢測、抗生素殘留等，缺乏奶牛飼養(yǎng)過程中各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控。乳品企業(yè)應進一步完善檢驗檢測手段，建立原料奶監(jiān)督檢測制度，將檢驗檢查工作日常化、制度化，狠抓奶源確保原料奶在擠奶、中途運輸、乳品廠驗收和生產(chǎn)之前全過程中任何一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量。因此，為提高原料奶的質(zhì)量，保證我國奶業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，政府職能部門就要全面實施原料奶全程質(zhì)量控制措施及強化原料奶質(zhì)量監(jiān)控的追溯和監(jiān)管能力。

１ＲＦＩＤ技術(shù)應用及溯源理念

１．１ＲＦＩＤ技術(shù)應用

電子標識作為近年來一項新興的ＲＦＩＤ（射頻識別，Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術(shù)，ＲＦＩＤ系統(tǒng)的電子標識和讀寫器之間無需物理接觸就可完成識別，可實現(xiàn)多目標識別、運動目標識別，被廣泛應用于動物管理等諸多領(lǐng)域。

電子標識以其小、薄、柔韌性、可植入多種材料內(nèi)部的特性和可讀取的功能，被廣泛應用到射頻識別領(lǐng)域。電子標識在奶牛機械化飼養(yǎng)管理中的應用是用來標識動物屬性的一種具有信息存儲和處理能力的射頻標識，采用無接觸方式進行對奶牛編碼的識別，通過與計算機數(shù)據(jù)交換，飼養(yǎng)管理人員能夠立刻讀取該奶牛的全部檔案，如品種、年齡、生長發(fā)育情況、產(chǎn)奶量、產(chǎn)奶期、病史記錄，從而為飼養(yǎng)管理提供重要的依據(jù)。飼養(yǎng)人員可根據(jù)實際情況對該奶牛進行飼料的配比來控制其牛奶品質(zhì)。

ＲＦＩＤ技術(shù)是一個１００％追蹤食品來源的解決方案，因而可回答用戶有關(guān)“食品從哪里來？中間處理環(huán)節(jié)是否完善”等問題，并給出詳盡、可靠的回答［２］。推行電子標識是完善我國畜牧業(yè)及奶業(yè)產(chǎn)品可追溯性體系，也是做好當前食品安全工作的一項重要措施。

１．２溯源理念

２００５年麻省理工學院的自動識別技術(shù)中心（Ａｕｔｏ－ＩＤ Ｃｅｎｔｅｒ）提出，要在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用ＲＦＩＤ、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界萬物的“Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ”。

奶牛場基于ＲＦＩＤ射頻識別技術(shù)結(jié)合相應的電子檢測設(shè)備，通過監(jiān)控個體奶牛產(chǎn)奶量，牛奶中蛋白質(zhì)及體細胞的含量、健康狀況、產(chǎn)奶指標等。結(jié)合奶牛飼養(yǎng)管理工藝，提高奶牛飼養(yǎng)機械化程度，使奶牛采食到平衡的營養(yǎng)，維持奶牛健康，建立管理模型，實現(xiàn)對奶牛溯源性可控管理，進而達到控制原料奶品質(zhì)的目的，同時牛奶的銷售信息直接實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，便于消費者實時查閱和監(jiān)督。

奶牛場實施該技術(shù)后，可望通過該系統(tǒng)來標識奶牛個體的屬性，強化免疫、檢疫工作，降低疾病發(fā)生率，實現(xiàn)對奶牛的可溯源性及可控性管理，同時通過對奶牛個體的可追蹤管理，進行精細喂養(yǎng)，降低料奶比，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進奶牛養(yǎng)殖企業(yè)向集約化、現(xiàn)代化模式發(fā)展。

２奶牛場基于ＲＦＩＤ技術(shù)原料奶溯源管理模型

可控溯源管理模型的建立如圖１所示，奶牛進入擠奶槽位后，奶牛腿部配戴的電子標識進入讀寫器的射頻感應范圍，此時讀寫器讀出該奶牛的全部個體屬性，對奶牛進行身份識別（該功能的實現(xiàn)是基于ＲＦＩＤ技術(shù)的），結(jié)合智能管理系統(tǒng)主動數(shù)據(jù)庫提示，飼養(yǎng)管理人員能夠立刻對奶牛的產(chǎn)奶量、牛奶品質(zhì)、奶牛健康給予正確評價，并制定合理的飼養(yǎng)管理方案。做到產(chǎn)奶量高的奶牛得到更多的精飼料的供給，使處于泌乳盛期的奶牛得到采食及營養(yǎng)的均衡［３］，從最終意義上提高個體奶牛的產(chǎn)奶量。其中，對原料奶的安全控制如檢測牛奶的體細胞含量，判斷奶牛健康狀況及是否有乳房炎，并以此作為治療的依據(jù)，治療過程及抗生素的使用情況并記錄在案［４］，從而保證合格的原料奶安全地進入消費環(huán)節(jié)。

３基于ＷＥＢ溯源管理環(huán)節(jié)的實現(xiàn)

３．１系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

溯源性系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖２所示。在我國的奶制品消費中，由于消費者獲取關(guān)于食品安全的部分信息具有信用品特征，即存在在消費后也無法了解的信息，或在消費后相當長時間才了解的信息。這類信息具有隱性或短期內(nèi)難以被發(fā)現(xiàn)的特點。因此，部分企業(yè)甚至認為，即使是由于食用其生產(chǎn)的對消費者造成危害的奶制品，但由于影響消費者健康的因素復雜，界定存在困難，企業(yè)借此可以推托對消費者造成傷害的責任［５］。如圖２所示，本溯源系統(tǒng)中，奶牛場在擠奶的過程中，通過ＲＦＩＤ技術(shù)可以有效地記錄及掌握不同批次原料奶的基本特征，為奶制品加工企業(yè)提供原料奶的來源并可以追溯到具體的個體奶牛，并為奶制品企業(yè)提供原料奶的生產(chǎn)批次即所謂的標簽（一級條碼）。奶制品企業(yè)在奶制品生產(chǎn)過程中，同樣需要一系列的生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制，同時也需在產(chǎn)品包裝中體現(xiàn)出產(chǎn)品批次標簽（二級條碼）。在溯源管理的過程中，不同的經(jīng)銷商及銷售部門同時也必須提供必要的商品信息，整個過程中的一級、二級條碼及銷售信息完全通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中數(shù)據(jù)傳輸及交換提供給服務器，客戶端消費者（或管理部門）可以通過調(diào)用Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ隨時查看原料奶品質(zhì)特征，如原料奶的產(chǎn)地、日期、加工環(huán)節(jié)等。為消費者獲得有效的食品安全信息提供溯源的途徑。

３．２奶牛場原料奶生產(chǎn)登記環(huán)節(jié)

在奶牛飼養(yǎng)管理過程中，基于ＲＦＩＤ技術(shù)可以進行高效飼養(yǎng)管理及原料奶品質(zhì)監(jiān)控。目前大多數(shù)奶牛場，奶牛的個體特征、產(chǎn)奶量等相關(guān)屬性的讀取、記錄基本靠飼養(yǎng)人員，管理中費時費力，對成群奶牛管理缺乏高效的管理手段。奶牛場的管理者不單要深入到牛舍或牛群中了解情況，更主要的工作是用數(shù)據(jù)和資料掌握每頭牛和全群奶牛的產(chǎn)奶基本情況，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)和資料指導生產(chǎn)，這是溯源管理最基本的要求。采用ＲＦＩＤ技術(shù)后可以大大減輕飼養(yǎng)人員的勞動強度及提高工作效率，僅需在擠奶環(huán)節(jié)即可讀取奶牛的全部相關(guān)資料。基于ＲＦＩＤ技術(shù)可以自動記錄奶牛飼養(yǎng)各個環(huán)節(jié)的工作數(shù)據(jù)，如奶牛卡片、系譜、日產(chǎn)奶量、產(chǎn)犢、生長發(fā)育等，該系統(tǒng)可以統(tǒng)計個體奶牛月產(chǎn)奶量、繁育、疾病、飼料消耗等，并且在統(tǒng)計的基礎(chǔ)上進行分析和總結(jié)或制成圖表、泌乳曲線等，隨時觀察分析，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。同時建立完善的飼養(yǎng)管理系統(tǒng)還可以實現(xiàn)飼養(yǎng)過程中追溯飼料、飼草及疾病防治藥品等的來源，真正做到“原料奶從哪里來？奶牛飼喂管理環(huán)節(jié)是否完善”等均可溯源。所以建立等級和統(tǒng)計制度，對順利開展原料奶的溯源工作、進一步提高原料奶品質(zhì)具有極其重要的意義。

３．３奶制品生產(chǎn)企業(yè)登記環(huán)節(jié)

生產(chǎn)企業(yè)對收購的原料奶進行編碼登記后，進入奶制品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)中，生產(chǎn)企業(yè)采用質(zhì)量管理體系，對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都進行詳細的記錄，如原料奶進廠日期、原料奶產(chǎn)地、各工藝環(huán)節(jié)參數(shù)的記錄、質(zhì)量抽查記錄、生產(chǎn)批次、產(chǎn)品合格記錄等。從而便于生產(chǎn)企業(yè)對奶制品質(zhì)量過程的控制，同時消費者也可對奶制品生產(chǎn)過程的透明度進行監(jiān)督。該過程中，生產(chǎn)企業(yè)必須及時向Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ提供溯源信息數(shù)據(jù)，便于消費者及時地掌握信息。該過程也可以有效提高奶制品企業(yè)的產(chǎn)品信譽度，提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。

３．４銷售環(huán)節(jié)

目前奶制品消費中，由于對部分原料奶是否安全的信息很難做出判斷，消費者無法顯示對更安全奶制品的偏好；另一方面，在一些奶制品市場中，消費者無法獲得相關(guān)食品安全的信息。在奶制品在銷售環(huán)節(jié)中，銷售管理部門能夠及時調(diào)整供貨渠道的暢通。銷售產(chǎn)品時生成銷售批次，要記錄銷售批次和入庫批次的關(guān)聯(lián)關(guān)系，所謂關(guān)聯(lián)關(guān)系具有雙向性，可以正向或者反向進行查詢，該查詢在奶制品跟蹤技術(shù)中起到了非常重要的作用［６］。建立起覆蓋全部企業(yè)業(yè)務流程批次管理，將奶制品企業(yè)的庫存、生產(chǎn)、銷售流程貫通為一體，從而打破了原有的各部分信息的界限，為產(chǎn)品跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

３．５消費者及管理部門溯源查詢環(huán)節(jié)

奶制品是一種比較特殊的商品，它不像一般商品那樣只要控制好最終產(chǎn)品就能將其對人們的危害降到最低。奶制品安全性應貫穿于從加工原料到消費者食用的整個過程，這中間的每一個環(huán)節(jié)都必須將危害因素降到最低，哪一個環(huán)節(jié)沒有控制好都會造成危害因素在后面環(huán)節(jié)的積累，導致發(fā)生食品安全重大問題。

建立奶制品安全信息與監(jiān)測體系，使之能系統(tǒng)而全面地收集奶制品及其他食品安全方面的各種信息資料。這些信息資料是向社會公開的，使食品檢測及監(jiān)督部門以及消費者都能及時、方便地獲取各種有關(guān)食品安全方面的信息資料。

消費者通過對奶制品包裝上的條碼信息進行網(wǎng)絡(luò)查詢后，立刻可以得出該產(chǎn)品原料奶及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的詳細信息。因此可以保證對奶制品生產(chǎn)過程的控制，建立、完善并嚴格執(zhí)行奶制品生產(chǎn)規(guī)程，將其貫徹到原料進入、加工制造直至產(chǎn)成品出廠的全過程，保證產(chǎn)品符合食品安全要求。從而可以將奶制品安全的監(jiān)督和管理延伸到對牛奶各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管上，杜絕不安全的奶制品流入市場和用于食品加工。

３．６政府及社會監(jiān)管環(huán)節(jié)

發(fā)揮政府引導職能，以奶業(yè)產(chǎn)業(yè)集群培育相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群對于產(chǎn)業(yè)國際競爭力的培育有著重要意義。地方政府應利用產(chǎn)業(yè)集聚的機制，為奶業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭力的提高搭建新的平臺。政府對于這種集聚應起到引導作用，促成奶業(yè)產(chǎn)業(yè)在競爭主體、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)構(gòu)架、發(fā)展模式、供應鏈、質(zhì)量標準等領(lǐng)域逐漸實現(xiàn)全面轉(zhuǎn)型。

必須加強奶制品市場監(jiān)管，嚴格監(jiān)督執(zhí)法，加大對涉及食品安全事件的企業(yè)和責任人的懲罰打擊力度，要改善、健全市場管理和食品生產(chǎn)許可證、產(chǎn)成品市場準入制度管理。

４小結(jié)

食品安全與每個人的健康息息相關(guān)。運用無線射頻ＲＦＩＤ技術(shù)和組件技術(shù)，構(gòu)建牛奶全程質(zhì)量控制、實現(xiàn)牛奶安全生產(chǎn)的追溯系統(tǒng)。結(jié)合奶牛飼養(yǎng)管理工藝，提高奶牛飼養(yǎng)機械化程度，使奶牛采食到平衡的營養(yǎng)，維持奶牛健康，建立管理模型，實現(xiàn)對奶牛溯源性可控管理，進而達到控制牛奶品質(zhì)的目的，牛奶的銷售信息直接實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，便于用戶實時查閱和監(jiān)督。

牛奶溯源性可控管理系統(tǒng)針對從奶牛場到奶制品加工廠，再到消費者的模式，主要實現(xiàn)對奶牛場各個養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的記錄和跟蹤，客戶通過互聯(lián)網(wǎng)進行監(jiān)督。便于牛奶及奶制品消費者詳細掌握食品的安全等級，對違規(guī)現(xiàn)象進行監(jiān)控。

參考文獻：

［１］ 張永建，劉寧，楊建華． 建立和完善我國食品安全保障體系研究［Ｊ］． 中國工業(yè)經(jīng)濟，２００５（２）：１４－２０．

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［３］ 邵瑜，許曉兵． 基于ＲＦＩＤ技術(shù)的危化品儲運一體化管理模型［Ｊ］．商業(yè)科技，２００８（１）：２１－２２．

［４］ 孟楊，馮平法，吳志軍等．制藥產(chǎn)品跟蹤管理模型的研究與應用［Ｊ］．計算機工程與設(shè)計，２００８（２）：６５３－６５５．

［５］ 樊燕妮，祿樂濱，高晶，等． 基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ的軍用網(wǎng)絡(luò)管理模型研究［Ｊ］．微計算機信息，２００８，２４（15）：４４－４６．

［６］ 陸海霞． 基于食品安全視角的國內(nèi)奶制品消費研究［Ｊ］．價格理論與實踐，２００９，8（12）：７８－７９．