基于W e b的肉牛屠宰質量安全可追溯系統研究與設計

黃 靜，趙 潔，沈維政

（東北農業大學工程學院，哈爾濱 150030）

隨著社會發展和人民生活水平的提高，動物源性食品的質量安全問題已引起廣泛關注[1]。1999年5月發生在歐盟四國的“二噁英”污染事件、1996年的英國“瘋牛病”事件，以及美國與歐盟之間發生的含激素肉牛的貿易爭端等事件。歐盟各國、美國、日本等發達國家均出臺了法律法規，對牛肉產品質量安全可追溯性提出強制性要求[2]。因此，建立牛肉質量安全可追溯系統，有助于牛肉質量控制和產品召回，有利于提高我國牛肉生產的信息化管理和國際市場競爭力。

目前國內外學者對可追溯系統進行了相關研究，美國加州Brawley地區的牛肉生產商Brandt Beef公司利用GTR-Datastar公司提供的全球追蹤系統（Global Track），采用RFID標簽和條形碼相結合的追蹤模式，實現對肉牛生長發育和牛肉生產的整個供應鏈流程的追蹤[3]；陸昌華運用SQL Sever 2000和VB.NET構建工廠化豬肉安全生產溯源數字系統[4]；盧功明建立基于Web多層結構的牛肉加工質量可追溯系統，實現牛肉加工過程自動數據采集和信息化管理[5]；施亮建立基于RFID技術的肉牛養殖可追溯系統，系統通過應用RFID技術，實現對每頭肉牛的養殖信息的自動采集，并針對每頭肉牛形成可在Internet網絡上進行查詢的質量追溯檔案[6]。曹煒燭基于GS1標準，采用RFID耳標與EAN/UCC條碼技術，搭建牛肉全過程質量追溯系統的通用框架[7]。肉牛屠宰是牛肉生產中的核心環節，也是追溯管理實現中的一個關鍵環節，基于WEB建立肉牛屠宰質量安全信息可追溯系統，具有重要的理論與現實指導意義。

1 肉牛屠宰業務流程分析

1.1 肉牛屠宰流程分析

屠宰場作為從活牛到牛肉的轉化環節，是肉牛質量安全信息可追溯系統的關鍵，通過對肉牛屠宰流程的分析，其屠宰過程及基本信息如圖1所示，主要突出如下四個環節。

①肉牛收購和宰前檢疫：根據有效耳標的佩戴、檢疫和消毒證明及有效身份證，選出合格的肉牛進入屠宰場并記錄進場信息，進場之后對肉牛進行屠宰前的檢疫，檢疫合格的肉牛進入屠宰環節，否則將其淘汰。

②屠宰：此階段需要保存屠宰場消毒、肉牛屠宰檔案記錄、水質監測、工作人員衛生等一系列屠宰環節的信息，由相關人員建立相應的屠宰檔案、消毒記錄表、工作人員衛生狀況記錄表等。

③宰后檢疫：將牛胴體、頭、內臟、蹄等實施同步衛生檢驗，確保胴體編號與肉牛編號相符。

④金屬探測：屠宰場需定期對自己的屠宰環境、屠宰產品、屠宰設備等因素進行必要的檢測，包括微生物含量檢測、金屬含量檢測、金屬碎片檢測等，并記錄入檔。

圖1 肉牛屠宰業務流程Fig.1 Operation flow chart of beef slaughter

1.2 肉牛屠宰HACCP計劃

對肉牛屠宰過程中所有信息進行追溯是資源的浪費，本文結合危害分析和關鍵控制點（HACCP）體系，確定出對肉牛屠宰環節產生危害的關鍵因素，如表1所示。通過肉牛屠宰流程的分析，確定了肉牛屠宰環節的質量安全關鍵控制點，分別為肉牛收購、宰前檢疫、宰后檢疫和金屬探測，在系統中將重點對這四個關鍵控制點的質量安全信息進行追溯。

2 系統設計

2.1 系統開發環境

鑒于屠宰環節對消費者提供查詢的服務，本追溯系統采用了基于B/S模式體系結構，實現了客戶端和服務器端的相互分離。系統的服務器端操作系統選用Windows Server 2003 Enterprise，負責Web站點的管理與信息發布；客戶端可選擇Windows 2000以上任意版本的操作系統，向消費者提供不受地域限制的查詢服務。系統的開發工具選用Visual Studio 2005，數據庫為SQL Server 2005，服務器端編程語言選用VB.NET。統一采用微軟公司的軟件產品保證了系統的穩定性和可維護性。

2.2 系統框架

根據肉牛屠宰業務流程分析，基于WEB的肉牛屠宰流程質量安全可追溯系統劃分為標準和法規管理、檔案管理、個體標識管理、安全監測管理和系統維護與查詢管理等五個功能模塊（見圖2），其中，標準和法規管理子系統實現肉牛屠宰過程中的檢測、運輸和環境的標準化管理；檔案管理子系統記錄肉牛的運輸和屠宰以及宰后的牛肉入庫、出庫和運輸的質量安全信息；個體標識管理子系統實現肉牛個體標識與胴體之間的信息轉換；安全監測管理子系統實現肉牛宰前檢疫、宰后牛肉、屠宰環境和運輸的安全監測；系統維護與查詢管理子系統滿足整個追溯系統性能維護以及面向客戶的數據查詢服務。各模塊之間數據的連接通過Web Service實現。

表1 肉牛屠宰HACCP計劃Table 1 HACCP plan of beef slaughter

圖2 肉牛屠宰質量安全信息可追溯系統功能模塊Fig.2 Function module of quality safety information traceability system of beef slaughter

2.3 追溯碼的設計

EAN·UCC系統提供了供應鏈中用于標識物品或服務的一套完整的編碼體系，其中的EAN/UCC-128碼制是目前可用的最完整的、高密度的、可靠的、應用靈活的字母數字型一維碼制，它允許表示可變長度的數據，并且能將若干個信息編碼在一個條碼符號中[8]。GTIN是標識代碼，是進入數據庫獲取信息的關鍵字，但不包含肉牛產品的屬性信息。因此，為了實現數據的自動采集，供應鏈中屠宰環節的屬性信息，還需要進一步采用EAN/UCC-128條碼符號來表示。當采用EAN/UCC-128條碼符號時，必須采用相應的EAN·UCC應用標識符（AI）[9]，以決定數據編碼的內容和結構（見圖3）。AI（01）指示后面的數據為全球貿易項目代碼（GTIN），在肉牛屠宰環節可以給屠宰場的牛肉胴體分配一個全球貿易項目代碼（GTIN），惟一標識該胴體,96934870520048表示該牛胴體的GTIN代碼；AI（251）指示動物來源的參考代碼，這里指肉牛耳標號為6934875200；AI（11）指示動物產品的生產日期，采用YYMMDD的方式生成，100820表示該批產品的生成日期為2010年08月20日；AI（7030）指示屠宰場批準號，由7位數字組成，包括屠宰場所在地的4位郵政編碼和屠宰場的3位編號，0451002表示屠宰場批準號。這樣，就完成了供應鏈中本環節有關信息的標識[10]。

圖3 牛胴體標簽條碼Fig.3 Barcode labels of beef carcass

3 結論

本文主要突出肉牛屠宰過程中肉牛收購和宰前檢疫、屠宰、宰后檢疫和金屬探測四個關鍵點，結合危害分析和關鍵控制點（HACCP）體系，在追溯系統中對這四個關鍵點的質量安全信息進行追溯；Web環境下不僅可以全方位地收集肉牛屠宰流程的質量安全信息，而且還可以更好地實現相關信息的共享與查詢，基于Web的肉牛屠宰質量安全可追溯系統主要包括標準和法規管理、檔案管理、個體標識管理、安全監測管理和系統維護與查詢管理五個功能模塊；采用UCC/EAN-128編碼技術可以有效完成肉牛食品供應鏈中屠宰環節有關質量安全信息的標識。本文構建的質量安全可追溯系統可為肉牛屠宰質量安全控制提供重要的理論指導與技術支持。

[1]李瑾,馬明遠,秦向陽,等.畜產品質量安全控制及追溯技術研究進展[J].農業工程學報,2008(S2):337-341.

[2]昝林森,鄭同超,申光磊,等.牛肉安全生產加工全過程質量跟蹤與追溯系統研發[J].中國農業科學,2006,39(10):2083-2088.

[3]Claire Swedberg.Brandt tracks its beef[EB/OL].http://www.rfidjournal.com/article/articleview/2229/.2006-3-31.

[4]陸昌華,謝菊芳,王立方,等.工廠化豬肉安全生產溯源數字系統的實現[J].江蘇農業學報,2006,22(1):51-54.

[5]盧功明,張小栓,穆維松,等.基于Web多層結構牛肉加工追溯系統的實現[J].計算機應用與軟件,2010,27(1):20-22.

[6]施亮,傅澤田,張領先.基于RFID技術的肉牛養殖質量安全可追溯系統研究[J].計算機應用與軟件,2010,27(1):40-43.

[7]曹煒燭,鄭麗敏,朱虹,等.GS1牛肉全程質量追溯系統框架研究[J].食品科學,2010,31(3):302-306.

[8]柴毅,牛楠,屈劍鋒,等.基于RFID和條碼技術的豬肉加工鏈信息可追溯系統設計與實現[J].網絡與信息化,2009,28(4):127-129.

[9]陸昌華,王長江,胡肄農,等.動物及動物產品標識技術與可追溯管理[M].北京:中國農業科學技術出版社,2007:12.

[10]楊信廷,孫傳恒,錢建平,等.基于EAN/UCC-128條碼的農產品質量追溯標簽的設計與實現[J].包裝工程,2006,27(6):113-114.