基于集裝化單元的果蔬類農產品溯源方案研究

王成林，孫秀榮，張經善，張 濤

（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

基于集裝化單元的果蔬類農產品溯源方案研究

王成林，孫秀榮，張經善，張 濤

（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

對果蔬類農產品溯源進行深入研究分析，基于集裝化技術，綜合考慮GSI編碼標準全球的普遍性和通用性，以及目前中國水果生產、加工的供應鏈實際狀況，采用一種核心編碼元能夠與GSI編碼體系兼容的自定義編碼方案并提出相應的溯源設計方案，并以A公司蘋果溯源為例，進行標識方案設計。

果蔬類農產品；GSI編碼標準；集裝化；流通加工中心；溯源信息

1 背景

隨著物流系統的發展，流通加工中心成為產供銷的重要環節，在其供應鏈體系中愈發突顯，也成為果蔬類農產品溯源的關鍵環節。目前農產品溯源較少涉及運輸、存儲、包裝等物流環節，根據不同農產品自然屬性，追溯精度涉及批次、生產單位、種植單元，精度差異較大。且標識技術應用較為單一，無法實現面向多環節使用，重復標識問題嚴重，未來統一標碼技術將作為研究重點進一步完善和推進。

本文基于GSI編碼體系，基于集裝化思維，提出了一種以流通加工中心為主導的果蔬類農產品溯源方案，以編碼為手段，將果蔬類農產品關鍵信息融入到編碼之中，利用RFID、條碼等物聯網技術實現果蔬類農產品供應鏈的溯源，進而實現對果蔬類農產品供應鏈的有效監管，確保果蔬的安全與品質。

2 果蔬類農產品供應鏈現狀

目前，我國農產品供應鏈既有組織模式主要可以概括為以下4種：批發市場網鏈模式、核心生產企業網鏈模式、超市網鏈模式和配送中心網鏈模式。果蔬類農產品供應鏈也主要采用以上4種模式，其中批發市場服務拓展型模式呈現出分散度高、穩定性差、市場秩序亂等特點，發展受到制約；隨著專業物流配送中心的發展，物流成本得到大幅度降低，核心生產企業、連鎖超市企業等也開始構建果蔬類農產品專項配送中心，或將果蔬類農產品配送環節外包給專業的配送中心企業；配送中心網鏈模式成為果蔬類農產品供應鏈發展的主流。

配送中心網鏈模式如圖1所示，不同于單一的生產企業或配送中心，它一般與上游果農或合作社建立靈活而不固定的關系，進行果蔬類農產品收購，與下游的大型超市建立果蔬類農產品銷售戰略合作協議，整合前端果蔬類農產品收購，中端果蔬類農產品初加工、分級、包裝、貯藏等采后商品化流程和中后端果蔬類農產品配送為一體，溝通供應鏈上游的果蔬類農產品生產單位和下游的果蔬類農產品銷售單位。

圖1 配送中心網鏈模式

現階段在市場中果蔬類農產品的信息主要由經銷商提供，不存在監管措施，消費者只能通過自己的經驗進行判斷，基本上無法實現對果蔬類農產品溯源，其品質與安全也得不到保障。因此，將果蔬類農產品信息前移，通過果蔬類農產品加工配送中心追溯到生產者，成為溯源系統的必經之路。

3 不同主體追溯差異化需求分析

果蔬類農產品可追溯體系主要涉及到個體或者批次的標識、信息的采集與傳輸以及信息的存儲、交互和管理。供應鏈不同主體對追溯信息需求不同，本文基于流通環節及包裝特征進行分析，得到不同主體之間的信息采集、標識、傳輸、存儲的異同，提出滿足供應商、零售商、消費者差異化需求的標識設計。基于集裝化的農產品流通方式設計路線如圖2所示。

在整個供應鏈活動中，溯源需求主體主要包括消費者、超市、流通加工中心，各主體需求信息如圖3所示，消費者核心關注的要素是產地、品種、重量、級別，而加工企業關注包裝、分級、檢測信息，流通企業關心更多的是物流信息。

圖2 基于集裝化的農產品流通方式設計路線圖

圖3 各主體需求信息分析

本設計方案最后的顯性信息是以消費者角度設計的。避免追溯的范圍過于龐大，本文將果蔬類農產品追溯編碼系統設計的范圍定為:以果園、流通加工中心、超市三個核心參與方的主干供應鏈。以蘋果為例，其中產地信息包括水果的種植信息（種植責任人、種植地塊）、水果生長環境信息（環境監測、苗木、農藥、化肥管理與檢測）等；流通加工信息主要包括檢測單位、品質認證、果實級別、包裝類別等信息；而銷售信息主要由面向客戶的經銷商在交易過程中根據實際情況來確定。結合各主體需求信息與各流通環節需求信息，得到追溯所需的交叉信息，如圖4所示。

圖4 交叉追溯信息需求分析

基于以上分析，本文設計了滿足供應商、零售商、消費者差異化需求的追溯方案，系統框圖如圖5所示。

圖5 溯源系統框圖

該設計方案的基礎是云端溯源信息系統，由果蔬類農產品加工配送中心在監管機構的許可下建立，只有與該加工配送中心產生業務合作的生產商、經銷商才能夠加入到云端溯源信息系統，并由加工配送中心審核通過。

在該溯源系統中，從生產商到加工配送中心，采用了一維碼技術以降低成本；從加工配送中心到經銷商，采用RFID技術，充分利用RFID果筐可回收、裝載信息量大的特點，實現加工配送中心到經銷商過程的無縫連接；從經銷商到消費者，采用二維碼技術，達到信息量大、直觀、便于消費者溯源的作用。云端溯源信息系統貫穿從生產到消費的全過程，對實體信息載體起到了監督核對的作用，便于監管部門監管工作的開展，為消費者提供放心可靠的果蔬類農產品。

4 可追溯技術

根據上一節標識方案設計，本文將采用GSI作為編碼規范，以條碼和RFID作為編碼載體，建立云端溯源系統完成對果蔬類農產品的溯源。

GSI編碼體系是龐大的GSI標準體系的一部分，它提供全球統一的標識、編碼系統，并與GS1其他標準兼容，已廣泛用于商業、物流等各個行業。條碼技術是集光、機、電和計算機技術于一體的自動化識別技術，包括一維碼和二維碼。RFID即射頻識別，它是一種非接觸式的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合傳輸特性，實現目標對象的自動識別并獲取相關數據。幾種常見的標識技術比較見表1。

從表1可以看出，條形碼和RFID與磁卡、接觸式IC卡相比較，具有一些優點，有較大的市場競爭力。

表1 幾種標識技術的比較

5 果蔬類農產品溯源編碼體系研究

本文綜合考慮GSI編碼標準全球的普遍性和通用性，以及目前中國果蔬類農產品生產、加工的供應鏈實際狀況，在編碼方案的設計上采用一種核心編碼元能夠與GSI編碼體系兼容的自定義編碼方案。

5.1 編碼原則設計

為了實現上述以果蔬類農產品加工配送中心為核心的果蔬類農產品供應鏈溯源模式，本文對供應鏈的編碼系統進行了設計，主要基于以下幾個原則：

（1）便于信息系統整合。根據蘋果集裝化包裝特點與信息管理系統整合運作；

（2）唯一性原則。每一編碼能夠唯一代表某一類、某一級或某一特定的要素；

（3）批次可區分。編碼體系可以根據供應鏈各環節特點區別和分辨不同的生產加工批次；

（4）便于物流變換。編碼系統要能夠適應物流中追溯單元的分解與轉換；

（5）便于載體形式。編碼格式必須能夠與采用的編碼載體相適應。

5.2 編碼結構

根據上述編碼屬性，設計了以下編碼結構，該編碼結構存儲在云端數據：

（1）生產階段，主要包括參與者信息、品種信息和采摘批次，見表2。

表2 生產階段編碼格式示意圖

其中，參與者信息=地理位置+參與者編碼（見表3）+生產果園編號，以流通加工中心為核心的供應鏈，其上游參與者在一定程度上是有限的，其地理位置也可以采用簡碼表示，按照其企業發展順序確定參與者信息。

表3 參與者編碼類型

表4 SB/T11204-2013水果（品種）分類代碼表

采摘批次=種植地塊+采摘時間，同一地塊種植條件與生長環境相對較為統一，串接采摘時間可以定位采摘批次的唯一特性。其中，種植地塊采用上文標準。采摘時間以單一工作日為記錄單位，即0點開始，24點結束，采用YYMMDDHHMMSS格式，按照實際情況精確。

（2）流通加工階段：檢測信息+包裝信息+流通碼。流通碼：加工流通后，生成水果流通碼，流通碼=周轉箱流水號+級別+檢測時間+包裝重量+包裝時間，見表5：

表5 流通碼編碼格式示意圖

檢測信息主要包括檢測機構和檢測級別以及檢測時間；加工檢測機構編號：中國果蔬加工企業認證主要包括IS09000系列、IS022000系列、GMP、HACCP、BRC、IFS、SQF等，每一認證相互獨立，采用1位十進制數字表示加工配送中心各種認證情況，見表6。

表6 加工檢測中心編碼類型

檢測品質：現階段果蔬不同品種水果級別不一，一般分為特級、一級、二級等，以蘋果為例，根據現有的蘋果級別分類見表7：

表7 蘋果品質編碼類型

包裝信息主要有品種+品質+重量+包裝時間，品種、品質信息分別提取生產階段和檢測階段的相應信息，重量信息采用GTIN AI310X標識，計量單位是kg。X指小數點的位置，X為0表示沒有小數點，X為1表示小數點在N5和N6之間，見表8。

表8 包裝重量數據格式

（3）銷售階段。①銷售門店編號：企業+門店編號，一般十進制12位左右；②訂單編號：常見為十進制12位。

5.3 編碼載體

根據編碼要素和結構，設計了如下編碼載體：

（1）在生產階段信息量較小，編碼載體適合采用條形碼，編碼規則可以采用EAN-128，長短可變；該條碼主要起到ID定位的作用，相應生產信息通過云端信息系統進行傳輸，水果流通加工中心可以通過掃描ID從云端信息系統中提取具體信息。

（2）在流通加工階段，主要提取生產階段關鍵信息，結合流通加工過程中生成二維碼。結合流通加工中心批量化、盛放設備可回收的特點，可以采用RFID標簽對周轉箱和托盤進行編碼和記錄；同時能夠加載的信息量較多，可以考慮融入核心加工檢測信息，與云端信息系統形成雙向核驗。

（3）在銷售階段的編碼，由于信息量較大，同時又要面向消費者；可以采用常見的二維碼技術，矩陣式條碼，信息容量大，成本較低。消費者可以直觀的看到部分信息，同時也可以通過云端信息系統對供應鏈全程信息進行溯源查詢。

在本方案中，根據不同階段采用不同的編碼載體，分別采用了條形碼、二維碼、RFID標簽三種形式，在確保信息全面的基礎上提高產品的流通效率。

6 案例分析

基于上述的水果溯源系統與編碼體系，以A公司為例進行編碼設計。A公司成立于2012年，現已分別在華北、西北、華中、華南及東南地區建立倉儲物流基地。A公司無縫對接產銷兩端，縮減流通環節，提供代購、分選、包裝、倉儲區、運輸、配送等全智能的供應鏈服務。A公司農產品供應鏈整合如圖6所示。

A公司現有的農產品基地及主營農產品見表9：

根據上述提出的編碼標準，公司經營的水果品種代碼見表10：

圖6 A公司農產品供應鏈整合

表9 A公司現有的農產品基地及主營農產品

表10 A公司經營水果品種

以蘋果為例，公司蘋果基地有山東、陜西、阿克蘇三個，根據編碼標準，該公司蘋果生產階段的參與者信息采用簡化碼，山東基地代碼01，陜西基地代碼02，阿克蘇基地代碼03。見表11。

表11 A公司經營蘋果類別

假設該流通加工中心向阿克蘇基地的農戶采購了一批紅富士蘋果，則生產階段信息見表12。

表12 生產階段信息

該信息生成一維碼信息，對應周轉箱或者周轉筐，并生成周轉筐的流水號，將周轉筐生產信息寫入托盤或貨盤的RFID信息中，運輸到流通加工中心，流通加工中心讀取該批次RFID信息，上傳到云端溯源信息系統。一維碼信息見圖7，RFID存儲信息見表13：

圖7 一維碼示例圖

表13 RFID存儲信息示例圖

經過流通加工后，其流通碼見表14：

表14 流通加工后的流通碼示例

生成二維碼信息，包含品種、產地、級別、重量信息，另加流通碼，如圖8所示。

圖8 可追溯二維碼示意圖

流通碼結合與銷售門店訂單編號結合，可已形成一個完整的追溯鏈條。

7 總結與展望

本文基于GSI編碼體系設計了流通加工中心為主導的果蔬類農產品溯源方案，利用RFID、條碼等物聯網技術實現果蔬類農產品供應鏈的溯源，進而實現對果蔬類農產品供應鏈的有效監管。并以A公司為例，基于水果最小包裝進行標識方案與追溯方案的設計。最后的顯性信息基于消費者視角，綜合考慮GSI編碼標準全球的普遍性和通用性溯源。

[1]楊信延,孫傳恒,錢建平,等.基于UCC_EAN_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(3):113-114.

[2]錢建平,邢斌,解菁,等.基于條碼溯源電子秤的社區菜店交易管理與追溯系統[J].農業機械學報,2015,46(5):274-292.

[3]蔣明琳,舒輝,林曉偉.農產品物流云服務協同管理體系研究[J].中央財經大學學報,2015,(4):73-79.

Study on Tracing Solutions for Containerized Fruit and Vegetable Product Units

Wang Chenglin,Sun Xiurong,Zhang Jingshan,Zhang Tao
(School of Logistics,Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In this paper,we analyzed in-depth the tracing of the fruit and vegetable products and then based on the containerization technology,through comprehensively considering the universality and generality of the GSI coding as well as the practical situation of the fruit production and processing in China at the current stage,we adopted a GSI compatible customized coding solution,proposed the corresponding tracing plan and at the end,applied it in the empirical case of the company A.

fruit and vegetable product;GSI coding standard;containerization;circulation and processing center;tracing information

F322

A

1005-152X(2016)11-0089-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.020

2016-10-09

王成林，男，北京物資學院產業研究院常務副院長，教授，博士，碩士研究生導師；孫秀榮，女，北京物資學院物流學院碩士研究生；張經善，男，北京物資學院物流學院碩士研究生；張濤，女，北京物資學院物流學院碩士研究生。