豬肉安全監測：適應本土需求的本土創新

本刊記者/李 輝

本期項目：豬肉產品質量安全供給關鍵技術與設備創新；

所獲獎項：2012年度上海技術發明獎一等獎；

第一完成人：上海海洋大學謝晶教授。

項目第一完成人謝晶教授在調試設備。謝晶教授是上海市制冷學會副理事長，上海冷藏庫協會專家委員會主任委員，現任上海海洋大學食品學院副院長

2011年全年，我國豬肉總產量達5 053萬噸，其產量占世界總量近一半。很難想象，沒有豬肉的話，中國老百姓的生活會有多不習慣。

不過，豬肉安全事故在近幾年頻繁發生，抗生素濫用、“瘦肉精”中毒等等，不一而足。對于上海人來說，2006年發生的連續“瘦肉精”食物中毒事件很多人可能仍然記憶猶新。

法律的監管需要通過規范和技術來實現。諸如禁止“瘦肉精”在市場上的買賣，或者通過設備來檢測豬體內是否含“瘦肉精”成分。只是“道高一尺，魔高一丈”。一些不法飼養戶在豬飼料中加入其他藥物，以避開針對“瘦肉精”的技術檢測，但也能產生“瘦肉精”類似的效果。

解決問題的另外一種思路，是對從豬到豬肉的全過程進行監測。一塊豬肉，只要包裝袋在，就能順藤摸瓜找到豬的來源。如此一來，違法者即便有檢測漏洞可鉆，也無法逃避事后追責。

這就是“豬肉產品質量安全供給關鍵技術與設備創新”項目的食品安全理念——溯源。這一理念實現的關鍵在于將一頭豬從出生至進入購買者菜籃的全程信息進行無縫傳遞。與“檢測”策略不同，這種手段更似“監測”——監督和震懾。

2004年左右，一直關注大食品安全研究的上海海洋大學食品研究團隊，在潘迎捷教授等人的帶領下，開始醞釀這一課題。而一直做動物芯片加工的上海生物電子標識有限公司，從2006年開始嘗試做了這方面的一些技術儲備。緣于共同的想法，2007年上海市科委農業領域首個重大項目啟動，由潘迎捷牽頭聯合多家單位開展城市豬肉安全供給關鍵技術的攻關。在上海市科委前期研究資助的基礎上，2008年由謝晶教授領銜，該團隊又進一步獲得了國家科技部863計劃重點項目課題的資助。

他們的目標是以豬供應鏈為例，在繁育階段，為其帶上一個二維碼的電子標簽，然后通過對該豬的飼養、屠宰、分割和銷售的全過程進行監測。最終，商場中的任何一塊豬肉，都可以根據電子標簽的記錄追溯到它來自哪一頭豬，以及這頭豬的飼養場、屠宰場和生長的全過程。主要的研究工作在2010年完成。

事實上，類似技術在國外也有，不過國外的這種技術主要用于監測牛肉安全。但完全拿來并不可行。一來，牛的個體大、價格高，一塊芯片攤下來成本并不高。而同樣一塊芯片攤到一頭豬上，成本就高了。再者，發達國家的誠信體系比較完善，做溯源的空間和需求相對比較小。無法拿來主義，反而給了項目組本土創新的機會。

技術研發：做出價格可接受的芯片

針對豬肉安全，國家農業部明確要求每個飼養場應該為肉豬佩戴耳標。耳標就相當于是一頭豬的身份證。耳標能夠將每塊肉的信息追溯到該豬的飼養場。但是一批豬里，可能有來自李家大爺的，也可能有來自王家阿婆的。由于它們共享了一個信息碼，一旦豬肉出現問題，盡管通過耳標可以追溯到其生產地，但短時間內難以找到究竟是哪一頭豬出現了問題。而且目前使用的二維碼耳標還存在著容易污損無法讀取、讀碼不方便等問題。

項目組所要做的，就是更進一步，將所有環節都進行信息化處理并全程掌控。首先他們將豬肉的生長過程劃為四個階段：養殖環節、屠宰環節、流通環節、銷售環節。

在養殖環節，項目組在農業部所規定的耳標上復合了電子芯片。這種芯片，可以將豬在整個飼養過程中的信息全部收集。

在屠宰環節，豬經過去頭放血，隨著耳標與胴體分離，后者被劈成兩半掛在鉤上運走。在這個環節上，項目組將耳標內的由電子芯片儲存的信息自動傳導到兩個掛鉤上。

在運輸環節，項目組設想在每一片豬酮體上掛上一條塑料質的薄薄芯片，繼續信息傳遞。

在銷售環節，項目組在專營豬肉的店家的電子秤上安裝了芯片讀取器。切下的肉塊，經過電子秤后，既可以稱得斤兩，又可以收集信息，然后再打出條形碼（該條形碼與電子秤讀取的豬胴體的電子芯片是關聯的）。在此過程中，電子秤被賦予了兩個功能，一是重量控制，其他的肉無法混進來；二是信息傳遞，將豬之前有關的信息傳遞到包裝袋上的條形碼。

在整個流程中，最重要的是芯片——用以記錄豬的整個飼養情況——的研制。一則要價格低，二則要信息傳遞準確。在芯片的研制過程中，上海生物電子標識有限公司從技術層面上做了幾項突破。他們組成了專門的研發隊伍，并且通過兼并的辦法，收購了一個技術研發團隊。

通常來說，感應器根據頻率分為低頻和高頻感應器。低頻感應器是國際上應用于動物的標準感應器。高頻感應器感應的距離長、相對成本低。而低頻感應器則卻恰恰相反。然而，后者的優點是能在惡劣的環境下，比如潮濕、泥濘的環境中感應。研發團隊的目標則是要開發低頻感應器芯片，以此降低它的成本并增加其感應距離。在當時，國外的電子身份證成本比較高，其電子標簽的關鍵部分，即一片裸片的生產成本要1元甚至更高。如果純進口，那么經過加工生產后的標簽就要6到7元。而這一研發團隊開發的芯片成本只有國外的十分之一，大約為七分錢。

除了芯片，電子標簽的生產成本也是項目組計劃降低的部分。由于過去都是手工加半自動化的制作，生產效率不高且產品的性能不穩。為了解決這個問題，從2006年開始，課題組設計了全自動化的封裝設備；2009年，公司建成了全自動的生產線，開始用機器人替代人工進行加工。

經過以上的技術開發，項目組設計出了自主知識產權芯片，并建成了高速的全自動化生產線，形成了生產低成本和穩定性較高的核心產品。

服務創新：對需求做精致的調研

當然，對于一種新的產品，無論多好，如果價格不合理，用戶就難以接受。即便用戶承擔得起，他們也會問：用了這個東西，方便管理部門對我的管理，但對我自己有什么好處？顯然，讓用戶愿意用，不單要價格合理，而且要對他們提供更好的服務。

如此，項目組遇到的新問題就是，用戶的需求到底是什么？上海生物電子標識有限公司的總經理薛淵（車后備箱里通常備有進入豬場的雨靴），開玩笑地說：“我們是最貴的養豬團隊。”因為他和他的團隊要經常下到豬場，一去就是兩三個星期，目的是發現和解決養豬業信息系統中存在的問題。

在電子標簽成功開發之后，項目組的系統集成人員，一度認為只要給飼養員人手一臺手掌電腦，現場碰到問題，立即上傳記錄，系統就可以采集到數據了。而在親自到養豬場蹲點之后，他們發現，飼養員的文化程度普遍偏低，很多人甚至是文盲。這些人連寫字都不會，應用掌上電腦更是難上加難。

文化層次不高的飼養員對于有著碩博士學位的技術人員，起初并不愿意交流。為了增進溝通，技術人員天天陪著他們一起工作，以此培養感情。經過一段時間的磨合，飼養員們終于將他們平日里的記錄分享給技術人員——他們用自己造的圖形文字，來表達一天中所觀察到的豬的生活情況。比如，一頭豬發熱，他們就畫出一幅病怏怏的豬的圖形；如果有兩頭豬打架，他們也同樣用圖形來表示……

而養豬場員工的日常工作流程是，白天，飼養員記錄一天內豬的生活情況。晚上，由班長召集大家開會，每個人根據自己的記錄向他匯報。班長聽取并記錄，然后根據情況做出管理決策。如果有豬生病，就找獸醫；如果頻繁喝水，就去調整豬圈的溫度，等等。第二天，班長再將記錄報到信息人員處，錄入到系統中。

在對整個流程了解后，項目組認為，養豬場對信息系統其實是有要求的——因為他們必須錄入信息，但是他們需要更加適合他們的信息系統。

在經過很長一段時間的仔細思量后，項目組發明了一個小的專利。他們把養員一天可能碰到的問題——豬打架、氣喘、發熱，等等，歸納成十個體征，然后做成小卡片（吊牌，內含芯片）。每個卡片畫一個漫畫，代表了一個體征，飼養員看得懂，并把這些吊牌掛在他的鑰匙圈上。芯片和圖片當然都是一一對應的。

豬耳朵上，安置有電子身份證。這樣，飼養員按圖錄入就可以了。通過棍子形狀的探測器，飼養員只要對著豬照一下，再對著卡片照一下，探測器就可以將信息完整錄入：可以即時發現某頭豬出現了某種問題。

數據采集之后，即刻顯現在數據庫中。項目組又專門做了一個數據平臺，平臺可以分析哪類情況是需要緊急處理的，哪些是非緊急可以批次處理的。這樣，班長、獸醫，都可以動態了解情況并采取及時措施。班長無需在晚上開會，因為他無時無刻不在掌握情況。

在完全根據養豬場流程而制定的信息化流程發揮作用后，豬場工作人員對這些技術已經完全接受，并且粘度越來越高。

對于項目組而言，除了服務養豬場的用戶，他們還得到了養豬場的數據，這些數據是豬肉購買者可以查到的。而這些數據正是項目組最需要的，也是項目能夠取得成功的關鍵。

寫在最后：創新驅動在這里

這一2010年完成的項目，即便已經獲得了2012年度上海技術發明獎一等獎的認可，但仍然處于技術儲備階段，大規模的商業推廣應用還在醞釀之中。

目前成果相關的技術與設備在愛森肉食品有限公司已經得到成功的應用，此外也有多家畜禽養殖企業表達了參加示范的愿望。談及推廣效果，薛淵說：“一種新技術在應用過程中，一定會根據不同的用戶需求而不斷修正。”“我們2012年獲獎，但我們2013年還在提升完善。在我們認為沒有完全大規模推廣的基礎時，我們還是應該腳踏實地地往前走。”

在采訪這一項目的過程中，筆者總是有一種是曾相識的興奮。在2012年，上海科技創新界展開了一場關于“第三次工業革命”的討論。在討論伊始，“機器人”幾乎是最熱的一個關鍵詞。在逐漸失去土地、勞動力優勢的上海，機器人被認為是下一步工業發展的關鍵，有所謂“明日RT就是今日IT”之說。而隨著討論的深入，“大數據”成為了更加熱門的一個話題，人們發現，隨著信息技術的普及，傳感器的無處不在，數據正在以人們難以想象的速度產生。于是有所謂“IT時代正在從‘T’時代進入‘I’時代”之說。不管是機器人還是大數據，之前人們討論更多的，是來自于國外的文獻和實踐。對于追趕者我們的自身發展情況，則鮮有討論。似乎理論界的討論是遠離現實的。而這一項目，從2004年起至2010年完成現在仍在持續的一個項目，則作為一個案例反映了我們當下技術領域正在發生的，距離國際領先的前沿其實并不遙遠。

更加令人興奮的是，當我們討論“第三次工業革命”時，對于后發者如何迎頭趕上，免于落入“追趕落后再追趕”的怪圈，理論界普遍認為，中國企業了解中國需求，是能夠創新的最大優勢，也是未來建立優勢的前提。而在這一案例中，我們能夠發現，根據本土需求，做出本土創新，已經實實在在正在發生。我們有理由相信，這樣的創新正是上海經濟“創新驅動、轉型發展”的希望所在。