基于SaaS的茶葉質量追溯系統研究

毛 林，成維莉，夏偉偉，楊明全，毛 燁

(江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州 225300)

我國是傳統茶葉生產和消費大國，茶葉作為日常必備飲用品和食品原料，受到人們的普遍青睞。隨著人們生活水平的提高，茶葉品質及質量問題也倍受關注和重視。強化茶葉質量安全管理對于滿足人們健康消費、維護消費者權益、增強我國茶葉國際競爭力和出口貿易創匯能力等方面都具有深遠意義。可追溯制度是茶葉質量有效管控的重要舉措，通過建立信息化、智能化的茶葉質量追溯系統，記錄茶葉供應鏈全過程追溯信息，對產品進行跟蹤、追溯和監管，辨別產品真偽、發現安全隱患及來源，采取應急處置措施，召回有害產品、降低危害程度，強化主體責任意識，保障茶葉品質質量安全。

近幾年，國內有關茶葉追溯管理體系研究取得了一定成效[1-2]，但總體上仍不完善。茶葉追溯呈點多面廣特點，涉及多部門、多層次、多環節，設計時需解決追溯管理深度廣度、關鍵控制要素、信息共享等系列問題。鑒于此，基于HACCP理論提出“五大環節、八個控制點、三流合一”特點的茶葉質量追溯管理應用模式，筆者采用SaaS模式及多種技術，設計和構建服務于多部門分級管理、滿足用戶個性化需求、信息共享與分離等特征的茶葉質量追溯系統，滿足茶葉產業鏈質量控制與追溯管理的需要。

1 茶葉質量追溯系統分析及設計思路

1.1系統業務分析茶葉追溯管理目標是針對“從茶園到茶桌”全程的實時有效監控、無遺漏跟蹤，需要將茶葉物流全過程追溯信息相互連接，監控物流環節中易發生質量安全隱患的節點，分析潛在危害，強化主體責任安全意識[3]。研究中設定種植、加工、收購、儲運、銷售、消費等環節為關鍵控制點，農業、商務、食品藥品、質檢等部門作為管理主體，對關鍵節點進行跟蹤、追溯、檢查，定位危害產品、鎖定危害來源，明確主體責任，保障茶葉質量安全。質檢部門主要對種植、加工、收購、銷售環節實行定期或隨機質量抽檢并上傳質量結果，便于管理部門及時掌握。消費者通過產品條碼可查詢獲取產品真實身份和質量信息。

業務系統中各控制節點對應一批追溯對象，對不同追溯對象確定具體追溯要素，對各控制節點溯源信息進行編碼及條碼標識，利用專業設備獲取相關數據信息。如種植環節(茶園、種植戶、合作社等)追溯要素包括種植環境狀況、投入品使用情況、采收情況等。加工環節包括添加劑使用、加工方法、重金屬檢測、包裝材料、加工周期等追溯要素。收購環節具有產品來源、品名、數量、時間、質量等追溯信息。儲運環節有品名、倉儲環境檢測、數量、入庫/出庫時間、運輸線路、時間及費用等追溯要素。銷售環節包含經銷企業、銷售去向、質量檢測、企業信用等追溯要素。

1.2系統設計思路針對茶葉質量追溯跨部門、跨環節、多層次等特點，部門、環節、主體之間聯系錯綜復雜，系統業務主要定位在從生產源頭、中間環節到消費終端這一過程各環節的信息采集、傳遞、管理等方面，其中信息采集是系統業務的前提，供應鏈信息傳遞通常是以跨級、交叉方式進行，通過信息采集及傳遞為茶葉質量溯源管理的實現提供準確、及時、可靠保障[4]。

系統設計基于HACCP理論[5]，建立茶葉供應鏈關鍵點控制體系，有效整合供應鏈各個環節，實現“從茶園到茶桌”的茶葉質量安全全程監管與可追溯。經茶葉追溯業務分析，構建集“五大環節、八個控制點、三鏈合一”為一體的茶葉質量安全追溯管理應用體系，達到過程可監管、產品可溯源、問題可預警的目標。“五大環節”是將茶葉種植戶(農場)、加工企業、物流配送企業、經銷商、超市、消費者等主體納入系統，將供應鏈分為種植、加工、收購、儲運、銷售五大環節，實現對各個環節溯源信息采集及全過程預警。“八個控制點”主要針對產地環境監測、主體備案、生產過程、投入品使用、追溯標識、準出檢測、市場準入、質量抽檢等八個質量控制關鍵點實現動態管理，實現茶葉質量追溯系統中監管機構節點、質檢機構節點與生產環節、流通環節的無縫對接。“三鏈合一”即物流鏈、信息鏈、追溯鏈在“從茶園到餐桌”全程質量管理中的有機結合。

2 系統架構與功能實現

2.1系統架構以信息安全保障體系、運行維護體系為基礎，系統架構采用J2EE-MVC軟件分層設計來實現B/S多層架構，通過云環境(IaaS、PaaS、SaaS)進行部署。系統分為表現層、客戶定制層、接口適配層、公共管理層、業務層、數據層等。

表現層以互聯網、移動互聯網方式直接面向各類企業用戶、管理部門用戶、消費者用戶提供業務操作視圖。客戶定制層通過SaaS多租戶模式(Multi-Tenant)對外提供軟件應用服務[6]，可針對不同需求進行單獨定制，具有高性能、可配置、可伸縮特性，使用戶無需自行投資軟件定制及軟硬件設施，以最小的成本代價、通過租賃獲得個性化的業務服務和數據服務，該模式可對中小規模企業及農戶的管理提供更大便利。接口適配層為用戶操作提供統一數據訪問和一致業務調用。公共管理層、業務層基于微服務框架對應用系統解耦，運用Spring Cloud開發應用程序[7]，結合前端用戶界面及數據庫設計，完成面向多部門、多用戶需求不同定制業務的功能實現。數據層針對SaaS多租戶模式特點，采用共享型數據、隔離型數據相結合的數據結構設計方案[8]，通過數據持久化組件來選擇不同數據庫，實現租戶間數據共享又分離，確保數據安全和用戶隱私保護。

2.2功能設計與實現系統由1個中心、5個子系統構成。1個中心即數據管理中心，實現數據存儲和交換、租戶管理、定制管理、認證管理等功能，為整個系統核心，通過獲得各子系統采集數據，存儲“從茶園到茶桌”全過程關鍵控制信息，使得管理部門、企業、消費用戶實時掌握整個供應鏈產品流向、質量情況，保障茶葉安全可靠。5個子系統覆蓋茶葉供應鏈關鍵控制環節，基于統一架構實現供應鏈全程信息化、透明化，消除數據鴻溝、信息壁壘。企業追溯系統負責供應鏈關鍵控制環節的信息收集、上傳、存儲和整理，為質控和追溯提供數據、業務服務。產品質檢系統對產品準出檢測，實現質量檢測數據自動采集、處理及傳輸，可根據需要通過轄區質檢機構及其授權速測點，對轄區內產品抽檢。政府監管系統實現各級行政部門依據管轄范圍、屬地權限對產品質量動態監管，進行數據分析、質量預警和風險評估，接受產品投訴，發現危害產品，實施產品召回等應急處置措施。誠信評價系統通過預設質量誠信評價指標，分析企業各類數據，評定企業誠信等級。公眾溯源服務系統面向消費公眾，提供二維碼追溯標識防偽追溯，通過掃碼驗明產品身份，查看質量保證、檢測報告、產品認證甚至企業信用等全面信息，對假劣產品進行舉報，滿足消費者知情權和放心消費的訴求。

該設計重點放在企業追溯系統，包括種植、加工、收儲運、經銷、公共消費等追溯功能模塊，依據職權管轄范圍為農業、商務、食藥等部門分配相應模塊，并按照部門有關標準將系統內部接口進行對接。根據控制節點追溯要素及監管要求，種植模塊主要采集茶葉種植信息，包括地塊、品種、農藥使用、采收信息、質量等，還需通過物聯網監控系統獲得種植環境(如大氣、土壤等)、茶葉生長狀況、茶葉成分(如農藥殘留、重金屬含量等)，與追溯系統有機結合，獲得全面的產品源頭信息，為提供動態監管、誠信評價與公眾溯源提供重要數據支撐。加工模塊記錄茶葉加工環節信息，通過對原料來源、加工企業、加工過程(裝置、工藝、環境等)及質量檢驗等信息進行登記，將信息匯總至數據中心進行關聯，在加工生產線完成加工批次后，對加工批次進行EPC信息編碼，同時對編碼信息實施相應的安全加密處理，防止復制、偽造、篡改產品標識，確保產品防偽追溯的可用性、真實性，制成防偽標簽加貼在產品包裝上。收儲運模塊實現茶葉成品的收購、倉儲、運輸過程信息采集，將運輸車輛RFID標簽與包裝標簽相關聯，記錄產品收儲運信息，包括來源、品名、收購企業、收購數量及時間、質量、倉儲環境、入庫/出庫時間、運輸路線及時間、運費等。經銷模塊是茶葉供應鏈中茶葉經銷這一重要控制環節，通過讀取車輛標簽信息獲得產品來源，通過進貨、銷售登記，在數據中心建立與產品來源、質量檢測等信息的關聯，形成整個供應過程產品信息追溯鏈。

3 系統應用

茶葉質量追溯系統是基于HTTP通信協議實現互聯網/移動互聯網環境下的信息交互，通過利用SaaS多租戶模式對外提供軟件功能租賃服務，內部使用標準Web服務實現業務組件數據交換，便于系統用戶根據業務功能開展實際工作。對茶葉供應鏈中種植、加工、收儲運、經銷等控制環節，都可應用該系統記錄控制環節信息，匯總至數據管理中心。管理部門可及時準確跟蹤與追溯關鍵控制環節，通過質量誠信標準、法律法規對主體行為進行約束，將其置于公共監督之下。對公共消費者而言，通過茶葉追溯標識查詢產品詳情，滿足消費者知情權，提振公眾消費信心，同時起到茶葉質量監督、舉報及反饋的作用[9]。

4 結語

該研究在吸收借鑒相關研究基礎上，構建基于SaaS模式的茶葉質量追溯系統，滿足各級主管部門的追溯管理服務要求，達到了過程可監管、產品可溯源、問題可預警的目標。通過系統應用，強化茶葉產業鏈主體責任、安全意識，規范主體自律。借助于示范引導、誠信評價、品牌推介，促進茶葉品質質量提高，引導茶葉產業優質優價的市場氛圍，在切實保障消費安全同時，也贏得廣大消費者認可，有利于形成品牌知名度，對茶葉綠色無害生態環境也能發揮積極推動作用。