基于Petri網的牛肉產品供應鏈安全追溯系統研究

姜巖

摘 要：肉食品安全是當前國際上普遍關注的重點社會問題。我國對包括牛肉產品在內的肉食品供應鏈安全管控方式以“終端檢驗”為主，而對于前期飼養、屠宰、物流配送等供應鏈環節的監管比較欠缺，難以實現全供應鏈的肉類產品安全追溯管理。在對食品供應鏈安全追溯理論及牛肉產品供應鏈模式系統分析基礎上，通過引入Petri網理論，并融合射頻識別（RFID）和標識編碼等相關技術，構建并檢驗了牛肉產品供應鏈安全追溯流程的Petri網模型，并以牛肉生產供應鏈環節溯源信息為基礎，設計了覆蓋整個供應鏈的牛肉產品供應鏈安全追溯系統，并為實施牛肉產品供應鏈安全追溯管理和信息監控提出了建議。

關 鍵 詞：牛肉產品;生產供應鏈;安全追溯系統;Petri網;射頻識別技術

一、引言

肉食品安全是當前國際上普遍關注的重點社會問題。在肉類產品供應鏈中，即“從養殖場到餐桌”的過程中，肉食品往往需要經過養殖者、屠宰加工者、物流配送者、分割銷售者等環節的傳遞，最終抵達消費者。顯然，在上述供應鏈的任何一個環節，如果肉類產品受到不安全因素污染，那么都將使消費者餐桌上的肉食品安全無法得到保證。近年來，“雙匯瘦肉精”“黃浦江死豬”“雨潤午餐肉”事件及“瘋牛病”“非洲豬瘟”等有關肉類產品安全事件時有發生，讓人們對肉類產品的安全產生信任危機，也引發社會各界的持續關注。目前，我國對包括牛肉在內的肉類產品供應鏈安全管控以“終端檢驗”為主，對于前期飼養、屠宰、物流配送等供應鏈環節的監管比較欠缺，難以實現全供應鏈的肉類產品安全快速追溯管理。相關部門往往從事件曝光后才開始著手進行調查，導致很多食品安全事件發生很久后才查到問題的源頭。這一管控方式不僅耗時耗力，還給企業和社會帶來了巨大的風險。鑒于食品安全問題形勢日趨嚴峻，迫切需要建立一種高效合理的涵蓋供應鏈全部環節的食品安全監管和溯源系統。食品可追溯系統（food traceability system）通過在食品供應鏈上建立可靠且連續的信息流，不僅能夠為食品生產和加工過程提供實時信息，而且可以對食品生產過程及食品流通去向實施管控，因而在食品供應鏈各個主體信息交流過程中發揮著不可替代的作用。然而，目前國內外學術界對肉類產品尤其是牛肉產品供應鏈安全追溯的理論研究十分有限，多針對供應鏈某個環節或少數環節進行研究以及對某項相關技術展開研究。本文試圖從牛肉整體生產供應鏈出發，引入Petri網建模方法，并融合無線射頻識別技術（radio frequency identification，RFID）和標識編碼方法構建一套相對完善的牛肉產品供應鏈安全追溯體系，并據此為牛肉產品供應鏈相關企業提出管理建議。

二、理論背景與文獻回顧

（一）食品可追溯系統的含義

目前，對于食品可追溯性（food traceability）的概念還缺乏一個統一且權威的定義。國際食品法典委員會（Codex Alimentarius Commission，CAC）關于“可追溯性”的界定是：能夠在食品生產、加工及流通過程中的任何指定階段對食品實施追溯的能力[1]。換言之，“可追溯性”是指通過已經記錄的標識，追溯產品的使用狀況、使用歷史、所處場所以及相關活動的能力[2]。中國物品編碼中心則從跟蹤和追溯兩個方面對“可追溯性”進行了闡述。“跟蹤”是指從食品供應鏈的上游到下游，跟隨一批產品或一個特定單元流轉路徑的能力。而“追溯”是指從食品供應鏈的下游到上游，識別一批產品或一個特定單元初始來源的能力，也就是通過標識記錄的方法溯回某一實體的用途、位置以及來歷的能力[3]。可見，可追溯性涉及的范圍較廣，其目的是記錄產品從原始材料至最終消費品的整個供應鏈運行的過程。

食品可追溯系統最早是由法國等部分歐盟國家針對以歐洲“瘋牛病”危機為代表的食源性惡性事件在全球頻繁爆發的嚴峻形勢，在國際食品法典委員會生物技術食品政府間特別工作組會議上提出的。它是一種旨在強化食品安全信息傳遞、控制食源性疾病危害以及保障消費者切身利益的信息管理體系，具體包括記錄管理、標識管理、查詢管理、責任管理以及信用管理五個部分。業界普遍認為，食品可追溯系統是一種基于風險管理的安全保障體系，即一旦發生危害消費者健康的問題或事件，可根據食品原料生產至成品最終消費過程中的供應鏈各環節所必須記載的信息，追蹤食品流向，收回存在危害的尚未被消費的食品，并撤銷其上市許可，從而迅速切斷有害食品源頭，最大程度減少損失的食品安全保障體系[4]。

繼歐盟國家為應對“瘋牛病”疫情于1997年開始陸續建立食品安全追溯系統之后，全球許多國家也都從保障消費者利益以及加強食品安全信息傳遞角度出發，致力于建設和推廣食品可追溯體系。例如，日本從2001年起在肉牛生產供應鏈中全面導入信息可追蹤系統，消費者在購買牛肉時可通過商品包裝獲取品種、產地以及生產加工流通過程的相關信息。我國也于2016 年正式公布了食品生產企業可追溯體系的實施規則。

（二）食品供應鏈安全追溯研究

1996年，Zutlrbier等學者在一般供應鏈理論研究的基礎上，率先提出了食品供應鏈（food supply chain）的概念[5]。食品供應鏈是由食品（含農產品）供應商、生產加工商、物流配送商、分銷商、零售商以及在其間流動的原材料、半成品和成品的網絡所構成的垂直一體化運作模式。通過采用相關技術追蹤食品供應鏈中的商品流轉過程，有助于對食品供應鏈環節上每個企業的活動進行有效的管理，最終使消費者能夠獲得期望的安全食品。

國外學者對食品供應鏈安全追溯研究起步較早，并且建立了相應的追溯技術與方法。Byrne認為建立食品供應鏈安全追溯系統有利于對食品企業的供應鏈實施管理和控制，并為供應鏈合作企業帶來收益[5]。Krkkinen研究發現，通過使用RFID技術可以實現對食品供應鏈安全的跟蹤及追溯，但基于RFID技術的追溯系統單獨建立在食品供應鏈上各節點企業的成本較高，應通過對整個供應鏈鏈條進行整合以降低成本[6]。Golan et al.的研究發現，供應鏈安全追溯系統對供應鏈管理的效率、食品質量安全控制都有顯著的提升作用[7]。Wang et al.構建了易腐食品供應鏈安全追溯的優化模型，以最大限度減少產品召回帶來的影響[8]。Thakur and Donnelly指出，監控食品供應鏈的生產過程并將產品質量與每一個供應鏈環節聯系起來，是確保食品安全及可追溯性的有效途徑[9]。Piramuthu et al.則利用RFID產生的可追溯性，從全球角度研究了三級易腐食品供應鏈網絡中的召回動態[10]。Gautam et al.建立了獼猴桃供應鏈安全追溯的多目標整數非線性規劃模型，并發現在各種傳感器技術中，RFID對供應鏈安全系統的可追溯性具有最為顯著的作用[11]。

我國開展食品供應鏈安全追溯研究相對較晚，目前仍處于探索階段。周應恒和耿獻輝對西方國家食品可追溯系統的發展狀況進行了系統分析[12]。王立方等在對不同類別畜體標識比較的基礎上，厘清了畜產品可追溯性的功能結構，并對實施畜產品追溯的第三方認證、標識技術及供應鏈信息傳遞進行了分析[13]。陸昌華等借鑒國外可追溯系統構建的方法，提出了建立我國畜產品供應鏈安全追溯系統并與國際標準體系實施接軌的策略[14]。楊磊等提出運用RFID技術在養殖場、屠宰廠、批發市場等畜產品供應鏈上的關鍵節點企業設置監管子系統，以實現畜產品的供應鏈安全追溯[15]。馬小飛和周莉莉考慮政府、企業和消費者的不同需求，以傳感器、二維碼、全球定位系統（global positioning system，GPS）及溯源電子秤等現代信息技術為手段，建立了蔬菜質量安全追溯系統[16]。董云峰等基于區塊鏈技術，構建了糧油食品供應鏈安全追溯模型，以解決追溯系統中心化結構嚴重、數據安全性低、存在信息孤島等問題，保證全供應鏈環節數據安全可靠，追溯信息精確可信[17]。趙磊等從信息生態視角對生鮮食品追溯平臺進行功能分析，通過實施追溯信息鏈流程再造，建立了基于區塊鏈的生鮮食品移動追溯平臺框架模型[18]。

（三）肉類產品供應鏈安全追溯研究

學術界對肉類產品供應鏈安全追溯的研究還十分有限。Calder and Marr較早對牛肉產品供應鏈安全追溯進行了研究，提出應用電子識別（electronic IDentity，eID）技術對牛肉產品進行標識，從而在牛肉供應鏈追溯系統中記錄每一頭牛的歷史資料和活動資料等綜合信息[19]。Kobayashi et al.提出了一種基于Web-eID的牛肉產品供應鏈安全追溯系統，通過跟蹤和追溯牛肉的各項記錄，達到牛肉供應鏈各節點企業間信息共享的目的[20]。楊欣分析了我國豬肉供應鏈的運營模式及存在的問題，并設計了我國豬肉供應鏈安全追溯的跟蹤模型[21]。馬漢武和王善霞指出肉類供應鏈安全追溯系統應具備責任明確、快速檢疫、生產控制能力、疾病源控制等主要功能[22]。劉玉滿等通過對山東省某市農村生豬供應鏈上養殖、屠宰和市場銷售環節的質量安全管理調查，分析了我國肉食品供應鏈安全管理系統存在的問題 [23]。楊亮等設計了豬肉屠宰環節的安全追溯系統及其實施方案[24]。李曉燕提出應用RFID技術對豬肉產品供應鏈安全進行全程追溯，以標識肉豬身份，并對生豬生產信息進行系統記錄[25]。

（四）牛肉產品供應鏈模式及其特征

對于牛肉產品供應鏈模式可從參與的主體和涉及的環節兩個方面進行分析。從參與的主體來看，牛肉產品供應鏈包含的主體主要有農戶、養殖企業、屠宰加工企業、物流配送企業、銷售企業、消費者等。韓柱指出，日本牛肉生產供應鏈主要包括產地肉牛養殖、產地牛肉加工、牛肉批發市場等環節，在從產地銷售到批發市場的過程中，農協組織具有較強的支配力，而在牛肉分割制造到批發環節，私有企業占有率日益提高，從而形成了公有企業、私營企業和農業合作社等主體共同參與的牛肉產品供應鏈。并提出我國應建立涵蓋肉牛養殖、流通、屠宰、加工以及牛肉產品銷售的一體化產業組織，構筑完整的牛肉供應鏈體系[26]。喻聞和李鵬以河北福成公司為例，分析了我國當前肉牛生產供應鏈的主要模式，即農戶→牛販/市場（外地、收購公司） →養殖企業→經銷商/代理商→零售商→消費者，并指出理想的肉牛生產供應鏈模式是公司飼養肉牛的一體化模式[27]。

從牛肉產品供應鏈涉及的環節來看，牛肉產品與其他肉食品類似，其供應鏈一般包括飼養、屠宰、加工、運輸、配送、流通、銷售、售后服務等基本環節。梁萬杰等通過將牛肉產品供應鏈劃分為飼養、屠宰、加工、儲存、配送、銷售等追溯單元，并采用動物耳標和產品電子代碼（electronic product code，EPC）作為追溯單元識別碼，對牛肉生產企業內部生產信息和外部追溯信息的獲取及轉換進行了分析和建模[28]。根據牛肉產品供應鏈涉及的環節，又可以將其分為上游環節和下游環節。牛肉產品供應鏈的上游環節主要包括養殖、屠宰、加工、運輸、配送等;下游環節主要涉及流通、銷售、售后服務等。上游環節主要面向牛肉產品的生產加工，而下游環節則主要面向牛肉產品的流通銷售。

基于牛肉產品供應鏈參與的主體及涉及的環節，其供應鏈安全溯源途徑包括向上追溯和向下追溯兩個方面。向上追溯，即由消費者最終購買的牛肉產品向上層層追溯，直到追溯到生產源頭。向下追溯，即由肉牛養殖企業開始，經過屠宰企業、物流配送企業，最終追溯到銷售企業。

通過文獻梳理和研究可見，國外對食品供應鏈安全追溯體系進行了較為系統的研究，并分別基于RFID、eID等技術方法建構了食品供應鏈安全追溯系統，特別是對牛肉供應鏈安全追溯也提出了相應的技術手段。而我國對食品供應鏈安全追溯多停留于定性分析層面，對肉類食品供應鏈安全追溯的實證研究十分有限。結合Petri網模型、射頻識別技術及標識編碼方法對牛肉產品供應鏈安全追溯的研究則更為匱乏，尚存在較大的研究空間。

三、牛肉產品供應鏈安全追溯系統構建的技術基礎

食品可追溯系統的運行要求通過鏈接食品供應鏈中的各個節點，為產品或其組成單元的追溯提供明確、連續、可靠的方法。就牛肉生產供應鏈而言，其上面的每一個節點就是牛肉生產供應的一個環節，通過對位于每個節點上的牛肉產品進行標識，并將這些標識符與牛肉產品的具體信息相鏈接，就建立起牛肉產品完整的信息庫，從而達到實施牛肉產品供應鏈安全追溯的目的。據此邏輯，Petri網模型、RFID技術及標識編碼方法構成了牛肉產品供應鏈安全追溯系統構建的技術基礎。

（一）Petri網模型

Petri網是20世紀60年代由卡爾·A.佩特里（Carl A. Petri）發明的描述異步的、并發的計算機系統模型。由于Petri網是一種圖論工具，因而適用于對離散事件進行動態系統建模。在Petri網模型中，庫所（place）、變遷（transition）、有向弧（connection）和托肯（token）是最基本的四個元素。其中，庫所用圓形節點表示，代表系統的狀態;變遷用方形節點表示，代表系統資源的使用、消耗以及系統狀態的變化;有向弧是指連接庫所與變遷的具有方向性的弧線，其所表征的關系稱為流關系（flow relation）;托肯也被稱為令牌，它是庫所中的動態對象，代表Petri網系統中的資源，可以經由變遷從一個庫所流向另一個庫所，托肯的數目即資源的數量。在一個活的Petri網系統中，資源可以在庫所及變遷中不斷流動，以此可檢測系統協議中是否存在錯誤以及系統是否處于死鎖狀態。

一個基本的Petri網模型如圖1所示。

圖1中的Petri網可以使用數式表示為：N=（P，T;F）。式中，P和T分別稱為N的庫所集和變遷集，F表示流關系。在Petri網圖形中，通常用圓圈（○）表示庫所，用矩形（□）表示變遷，用從x到y的箭頭表示流關系（x，y）。則庫所集P={p1，p2，p3}，變遷集T={t1，t2，t3}，流關系F={（t1，p1），（p1，t1），（t1，p2），（p1，t2），（t2，p3），（p2，t3），（t3，p2），（p3，t3），（t3，p3）}。

（二）RFID 技術

RFID技術即無線射頻識別技術，屬于自動識別技術的一種，其通過無線射頻信號對電子標簽或射頻卡等系統標識記錄進行讀寫，從而達到識別特定目標以及實施數據交換的目的。它不需要在識別系統與特定目標之間建立光學或機械的接觸。RFID技術系統一般包含天線、閱讀器及電子標簽三方面。天線是接收和發射射頻信號的裝置;電子標簽呈現目標物的相關信息，一般將其貼附在被識別的物品上;閱讀器具有發射信號給電子標簽并接受電子標簽應答的作用，解碼來自電子標簽的對象標識信息，并把對象標識信息和其他的電子標簽信息傳輸到應用系統以供處理[29]。

RFID技術一般遵照如下的基本原理進行工作：首先，將電子標簽置入無線電磁場，接收閱讀器發來的射頻信號，并憑借感應電流得到的能量發送儲存在芯片中的產品信息，或由標簽主動發送某一頻率的信號;然后，由閱讀器對接收到的信息進行讀取和解碼，再將相關數據傳送到中央信息系統進行處理。

（三）標識編碼方法

標識編碼方法是實現食品安全追溯的支持條件。為有效追溯產品，需要用產品編碼對追溯系統中供應鏈的各個環節進行統一標識。在本文研究的牛肉產品供應鏈安全追溯系統中，主要涉及產品標識和耳標標識兩個方面。

產品標識一般采用條碼技術。條碼（barcode）就是依據一定的編碼規則，將一組寬度不等、反射率相差較大的黑條和白條進行組合排列，形成表達商品信息的圖形標識符。這些標識符代表條碼商品的價格、產地、品種和名稱等。條碼技術將符號編碼、自動識別、存儲信息、錄入及符號編碼等功能有機結合，可以很好地處理產品在物流過程中自動錄入和采集的大量數據，其數據輸入效率高，穩定可靠。

耳標標識承載著所有動物養殖過程中的養殖檔案，是畜牧業規范經營的良好手段。國家質檢總局和農業部都對畜牧類動物的耳標標識方案作出規定，要求肉類產品必須具有唯一的編碼以便追溯。耳標標識中的編碼數字須對應相關的信息，通過訪問數據庫，即可建立所追溯的產品與編碼之間的一一對應關系。

四、基于Petri網的牛肉產品供應鏈安全追溯流程建模

建立牛肉產品供應鏈安全追溯系統的目的是通過監控和管理整個牛肉生產供應鏈的信息流，及時發現牛肉質量問題并直接追溯到問題產品的源頭，避免事態蔓延及造成不必要的損失，確保牛肉產品消費安全。為此，需要清晰掌控牛肉生產供應鏈的流程，以便為實現牛肉產品供應鏈安全追溯提供基礎和保障。牛肉產品供應鏈安全追溯的流程涉及向上追溯和向下追溯兩個方面，其溯源環節主要包括養殖、屠宰、物流配送及分割銷售等供應鏈各個節點。節點與節點的上下鏈接和可追溯標識體系構成了牛肉產品供應鏈安全追溯系統的基本要素。

（一）牛肉產品供應鏈環節溯源信息的確定

對牛肉產品供應鏈環節溯源信息的確定，需要遵守如下原則：①明確牛肉產品供應鏈上的全部環節涉及的企業信息;②明確影響牛肉安全的信息;③明確的信息精準可靠且易收集;④明確的信息與國家法律法規的要求相符[30]。基于上述原則，從供應鏈安全追溯視角來看，為保障牛肉產品安全需要溯源的信息包括肉牛養殖、屠宰、物流配送和分割銷售四個供應鏈環節中的信息以及這些環節中涉及的相關企業（養殖場、屠宰廠、物流配送企業、銷售企業）信息，如下頁圖2所示。

（二）牛肉產品供應鏈安全追溯流程Petri網模型的建立

Petri網是基于狀態的建模方法，可以很好地描述系統內部的信息流及物流。為此，本文根據業界通用做法，使用Visual Object Net++軟件對牛肉產品供應鏈安全追溯流程進行Petri網建模[31]。其方法主要分為三個階段。

首先，對牛肉產品的生產供應鏈流程進行分解描述，用變遷（t）表示牛肉產品供應鏈安全追溯流程中的不同任務事件，用庫所（p）表示牛肉生產的進行狀態，如表1所示。

在表1中，p0 代表起始庫所，p11代表終止庫所，分別表示牛肉供應鏈安全追溯流程的開始和結束。

其次，對表1中牛肉產品供應鏈安全追溯流程的所有任務事件進行分析，并將每一個任務事件的前后條件（生產狀態）列出來，如表2所示。

最后，根據表2中列出的事件流程及其前后狀態關系，用流關系（箭頭）連接相應的變遷和庫所，達到與開始流程及終止流程形成鏈接的目的。并且，由于變遷輸入和輸出是唯一的，分別與控制結構中的輸入和輸出庫所一一對應，可以將其合并到一起，直至將牛肉產品供應鏈安全追溯流程活動全部處理結束，最終形成牛肉產品供應鏈安全追溯體系的Petri網模型（如圖3所示）。

在圖3所構建的模型中，牛肉產品供應鏈安全追溯流程起始于養殖完成的肉牛，并直接進入到屠宰加工環節。這一流程涉及牛肉產品的主要生產工序及工藝細節，幾近涵蓋了牛肉產品供應鏈上所有需要追溯的環節。因此，該模型具有全面性與細致化的優點，便于對牛肉產品供應鏈安全實施追蹤管理。但是，為了證明構建的牛肉產品供應鏈安全追溯模型的合理性，還需對其進行驗證性分析。

（三）牛肉產品供應鏈安全追溯模型的合理性分析

對應用Petri網理論所建立模型的合理性分析，就是對模型體系運行中的關鍵性質如活性、有界性及可達性等進行研究討論，因為這些動態性質同Petri網所模擬的實際系統運行過程中某些方面的性質具有密切的聯系。本研究采用關聯矩陣分析方法，通過矩陣方程，計算P-不變量和T-不變量，并根據不變量的性質來判斷系統的性質，從而對所構建的牛肉產品供應鏈安全追溯模型進行分析評價。

根據Petri網模型活性、可達性及有界性這三個性質的概念可知，本系統是活的、可達的且有界的，因此，本研究所構建的牛肉產品供應鏈安全追溯的流程是合理的。

五、牛肉產品供應鏈安全追溯系統的設計

通過對牛肉產品供應鏈安全追溯流程實施Petri網建模及合理性檢驗，本研究明確了牛肉生產的供應鏈環節及實施溯源所涉及的信息。在此基礎上，本文設計了牛肉產品供應鏈安全追溯系統，如圖4所示。該追溯系統以中心管控系統為核心，通過標簽技術支持，將養殖、屠宰、物流配送和分割銷售四個牛肉產品生產供應鏈上的關鍵環節信息分別整合到養殖管理、屠宰管理、物流配送管理、分割銷售管理等子系統上，并將各子系統的數據信息進行匯總，傳輸到中心管控系統，供政府監管部門和消費者進行安全監督和追溯查詢。

在圖4中，為保證牛肉產品供應鏈安全追溯系統的有效運行，需要整個供應鏈上各個環節相互密切配合和高效運轉，完成好各自環節的任務。具體實施如下。

（1）肉牛仔出生：為牛仔佩戴RFID電子耳標，以記錄肉牛出生的基本信息。

（2）肉牛養殖環節：將養殖信息，包括飼料信息、免疫/獸藥信息、檢驗檢疫信息、轉入和轉出信息傳送至養殖系統。

（3）肉牛屠宰：宰前需要讀出耳標，通過標簽閱讀器，寫入胴體標簽，并在屠宰過程中持續對牛肉胴體實施跟蹤，將宰前檢疫信息、牛肉檢疫信息、冷卻排酸信息等進行上報。

（4）物流配送：牛肉胴體在運輸途中須全程佩戴胴體電子標簽，并上報物流運輸環節信息，包括屠宰信息、運輸途中溫度信息等，直到分割銷售環節。

（5）分割銷售：使用標簽閱讀器讀取牛胴體電子標簽，由系統打印出溯源碼，并上傳銷售企業基本信息、轉入信息、分割包裝信息和溯源條碼信息。

（6）消費者：將購買牛肉產品包裝上的溯源碼輸入到追溯網站中進行溯源信息查詢。

（7）中心管控：將養殖、屠宰、物流配送和分割銷售四個基本環節的子系統信息進行整理，管理整個牛肉產品供應鏈的溯源信息，實現全程管控，并面向政府監管部門和消費者開放查詢窗口。

牛肉產品在整個供應鏈上的信息透明化和共享，是追溯系統設計所要達到的目的。通過系統提供的信息，政府監管部門能夠準確地對牛肉產品的供應鏈安全進行把控，一旦發現問題環節可及時做出反應，并著手調查處理;消費者可以通過系統查詢牛肉的生產信息，放心購買;供應鏈上各企業也能夠提高牛肉產品的安全管理水平，更好地面向市場。總體而言，本研究所設計的牛肉產品供應鏈安全追溯系統為消費者、政府監管部門及供應鏈上相關企業搭建了牛肉產品安全監控的信息橋梁，有助于利益各方立足于整個供應鏈，對牛肉產品安全進行溯源跟蹤和定點控制，實現對牛肉生產安全的全程信息監控管理。

六、結論與建議

（一）研究結論

本文通過引入Petri網理論，并融合射頻識別和標識編碼等相關技術方法，構建并檢驗了牛肉產品供應鏈安全追溯流程的Petri網模型，并以牛肉產品供應鏈環節溯源信息為基礎，設計了牛肉產品供應鏈安全追溯系統，為實現牛肉產品安全溯源管理和信息監控提供了理論基礎和參考框架。本文研究主要有以下三個方面的理論貢獻。

（1）將Petri網理論引入牛肉產品供應鏈安全追溯及控制管理。目前，國外對食品供應鏈安全追溯體系的構建多基于RFID及eID等技術，我國對食品供應鏈安全追溯尤其是對牛肉產品供應鏈安全追溯的定量研究還十分有限。本文將Petri網建模方法引入牛肉產品供應鏈安全追溯流程及追溯系統設計，并據此確定了牛肉生產供應鏈的環節及其溯源信息。

（2）構建并檢驗了牛肉產品安全追溯全供應鏈流程的Petri網模型。本文結合前人研究及牛肉產品供應鏈安全追溯的現實情況，將Petri網理論與射頻識別（RFID）技術及標識編碼方法相結合，構建了牛肉產品供應鏈安全追溯流程的Petri網模型，并使用關聯矩陣方法對該模型實施合理性評價，結果顯示本研究構建的可追溯系統模型具有科學性、合理性及可操作性。

（3）設計了覆蓋牛肉生產供應鏈各環節的牛肉產品安全追溯系統。在對牛肉產品整個生產供應鏈流程實施Petri網建模及合理性檢驗基礎上，本研究以牛肉生產供應鏈環節及溯源信息為基礎，設計了以中心管控系統為核心，涉及養殖、屠宰、物流配送、分割銷售四個子系統的牛肉產品供應鏈安全追溯系統。該系統為消費者、政府監管部門及供應鏈上各企業等利益各方搭建了牛肉產品安全監控的信息橋梁。

（二）管理建議

本文研究對牛肉生產供應鏈上相關企業實施牛肉產品安全監控及溯源管理具有重要價值。

（1）企業需要制定統一的標準和制度。本文建立了牛肉產品供應鏈安全追溯流程的Petri網模型，并通過合理性評價，證明該流程是可行的。牛肉生產供應鏈上的企業依據不同的環節需要，均可以按照該流程組織生產，該模型的事件流程可以作為牛肉生產供應鏈上的企業進行牛肉生產的統一標準。擁有了統一標準的生產流程后，就便于建立統一的制度。牛肉產品供應鏈安全追溯系統中包含養殖、屠宰、物流配送和分割銷售環節四個關鍵子系統，以及在該系統中具有核心作用的中心管控系統。供應鏈上的企業如果擁有統一的制度，對各子系統的運行將十分有利。例如，每個子系統都需要向中心管控系統上傳各環節的報表，便于監管部門查閱，統一的企業制度會使處于供應鏈同一環節的企業在信息采集和錄入上保持一致性，準確高效地匯成報表并上傳到中心管控系統，便于政府監督部門比對及發現問題，從而提高對問題牛肉產品進行追溯的時效性。

（2）重視牛肉產品安全的源頭管理，把握肉牛養殖環節，精進養殖技術。通過本文對牛肉生產供應鏈各環節及溯源信息的分析，不難發現，肉牛養殖階段是實現牛肉產品供應鏈安全溯源管理最為重要的環節之一。該階段肉牛最易出現問題，而且很容易成批出現問題，一旦出現問題，對企業的損失是難以估量的。因此，對于肉牛養殖企業來說，要時刻保障肉牛的品種優良，并及時監控肉牛的飼養狀況。牛仔出生即佩戴RFID電子標簽，進入養殖階段后，飼料、檢疫、獸藥、免疫等每個環節都至關重要，要精心做好飼養管理，以免出現問題。相關政府監管部門尤其是衛生防疫部門也要做好跟蹤服務，發現相關問題做到及時處置。

（3）促進RFID技術的普及應用。牛肉產品供應鏈安全追溯系統的有效運轉，離不開RFID等現代信息手段技術的支持。傳統的識別技術如條碼、磁卡等雖然在一定程度上可以解決肉牛養殖企業在智能化管理及生產經營中的實際問題，但難以實現整個供應鏈信息化的需要。RFID技術的出現提供了一種新的技術支持，它可以解決肉牛身份認證及牛肉安全追蹤問題，是一種較理想的溯源技術手段。但是，目前我國RFID技術的應用還未完全普及，一些企業對RFID技術的應用還缺乏足夠的重視。這就需要政府監管部門對相關企業加強引導和規范管理，切實將RFID技術應用到追溯系統中，對養殖環節的肉牛活體、屠宰環節的肉牛胴體、物流配送及分割銷售環節的牛肉產品進行標簽標識，方便追蹤溯源。通過RFID技術記載牛肉從源頭生產到加工銷售的供應鏈全程有關信息，可以有效地對牛肉產品來源和加工運輸過程等進行跟蹤，使牛肉產品的生產流程更加透明化和可監督化，對問題產品實施快速處理。

（三）研究局限與展望

本研究雖然在牛肉產品供應鏈安全追溯領域具有一定的理論和技術創新，但由于牛肉產品供應鏈安全追溯系統涉及供應鏈環節眾多且技術復雜，相關信息處理也存在一定的滯后性等突出問題，因此未來研究有必要在以下方面進行改進。

（1）提升牛肉產品供應鏈安全監控問題處理的前瞻性。在目前的牛肉產品供應鏈安全追溯體系中，一旦產品出現問題，需要通過溯源信息層層向上追溯，直至查到問題產品的根源，這種追溯就其本質而言仍屬于事后處理。如何實現對問題產品的有效預警，是對供應鏈安全追溯系統進一步完善應考慮的方向。

（2）進一步提高牛肉產品供應鏈安全追溯信息采集的效率。在牛肉產品供應鏈安全追溯系統中，涉及的信息采集工程龐大，如果能夠開發信息自動識別及采集的功能系統，則對數據信息采集的準確性和時效性會有很大的幫助。這也是未來食品供應鏈安全追溯領域研究亟待探索的方向。

（3）將區塊鏈技術引入牛肉產品供應鏈安全追溯系統。牛肉產品供應鏈安全追溯涉及供應鏈節點多，數據信息量大，僅依靠傳統信息技術難以實現有效監控。區塊鏈采用分布式數據庫，將存儲數據按照產生時間以鏈條形式進行連接，所有節點均擁有并管理鏈上全部數據，保證了信息流通和交易數據的公開透明[17]。因此，未來研究可將區塊鏈技術引入牛肉產品供應鏈安全追溯系統，使追溯系統中各主體的每條數據都可以追溯，便于追責和監管。

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