摘 要 制定單一乳制品的RFID（射頻識(shí)別技術(shù)）質(zhì)量安全編碼，設(shè)計(jì)高溫殺菌乳追溯編碼方案。提出一套從原料乳初級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)到消費(fèi)的追溯編碼模式，對(duì)高溫殺菌乳原料產(chǎn)地、加工、物流等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行編碼研究。其編碼應(yīng)用有利于規(guī)范乳制品生產(chǎn)、加工、流通、銷售企業(yè)追溯管理，為實(shí)現(xiàn)乳制品質(zhì)量安全追溯提供技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）；產(chǎn)品電子代碼（EPC）；高溫殺菌乳；產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯

中圖分類號(hào)：F762.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2014）22-077-05

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20140913.1022.022.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2014/9/13 10：22：13

乳制品安全是我國(guó)近年來(lái)食品安全的焦點(diǎn)，產(chǎn)品追溯技術(shù)運(yùn)用滯后是乳制品安全事件屢禁不絕的原因之一。不法分子為牟取高額利潤(rùn)，向原料乳及乳成品中添加多種有害物質(zhì)（動(dòng)物皮革毛發(fā)等下腳料水解物、三聚氰胺等），導(dǎo)致乳品安全事件屢次爆發(fā)，這些乳品安全事件暴露了監(jiān)管和產(chǎn)品安全體系建設(shè)的雙重缺失[1-2]。隨著人們生活水平的提高和乳品產(chǎn)品在流通過(guò)程中潛在安全問(wèn)題的不斷發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者對(duì)乳品的安全問(wèn)題愈發(fā)重視，實(shí)施乳品產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的重要性日益凸現(xiàn)，基于RFID（Radio frequency identification，射頻識(shí)別技術(shù)）的質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

本研究以重慶廣大（集團(tuán)）有限公司奶牛夢(mèng)工廠基地為研究對(duì)象，采用產(chǎn)品電子代碼（Electronic product code，EPC）識(shí)別系統(tǒng)模式，制定出合理規(guī)范的追溯信息編碼，設(shè)計(jì)完成基于無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的高溫殺菌乳安全追溯系統(tǒng)。

1RFID及其在乳品質(zhì)量安全可追溯 系統(tǒng)中的作用

可追溯系統(tǒng)（Traceability system，TS）是保證乳品質(zhì)量安全的重要手段，RFID應(yīng)用于乳品可追溯系統(tǒng)的個(gè)體標(biāo)識(shí)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。CAC和ISO（8042：1994）將可追溯性定義為 “通過(guò)登記的識(shí)別碼，對(duì)商品或行為的歷史和使用或位置予以追蹤的能力”。目前主要使用的追蹤技術(shù)有條形碼技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)，與條形碼技術(shù)相比，RFID使用簡(jiǎn)便，閱讀距離長(zhǎng)，數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確率高，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)[3]。

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）定義：一種基于無(wú)線通訊自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)識(shí)別既定目標(biāo)并讀寫(xiě)設(shè)定的數(shù)據(jù)，無(wú)需與既定目標(biāo)建立機(jī)械或光學(xué)接觸，因此它又稱無(wú)線射頻技術(shù)。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的學(xué)術(shù)論文《Communication by Means of Reflected Power》成為了RFID的理論基礎(chǔ)[4]。隨著RFID的逐漸成熟，RFID在乳制品、畜產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品、茶葉、食用油、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品以及其他領(lǐng)域都有了廣泛的應(yīng)用[5-7]。最基本的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽（TAG，即射頻標(biāo)簽）、讀寫(xiě)器（Reader）和天線（Antenna）三部分組成，其工作原理如圖1所示。

乳制品安全追溯就是對(duì)牛奶生產(chǎn)、乳制品加工過(guò)程和流通過(guò)程中各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息加以有效記錄和管理，通過(guò)對(duì)牛奶生產(chǎn)、乳制品加工過(guò)程和流通過(guò)程中全程信息的監(jiān)控管理來(lái)實(shí)現(xiàn)追溯[8-9]。

2單一乳制品（高溫殺菌乳）追溯鏈分析

基于RFID，高溫殺菌乳的安全追溯體系建設(shè)要從生產(chǎn)環(huán)節(jié)和質(zhì)量安全等影響因素入手。高溫殺菌乳產(chǎn)品的追溯鏈包括原材料生產(chǎn)、加工過(guò)程和產(chǎn)品等3個(gè)核心環(huán)節(jié)。其中原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括養(yǎng)殖環(huán)境、飼料采購(gòu)信息、獸用藥品的采購(gòu)記錄、奶牛產(chǎn)奶量信息等；生產(chǎn)加工過(guò)程環(huán)節(jié)包括原料乳（鮮奶）供應(yīng)、原料的領(lǐng)用、配制、記錄生產(chǎn)班次、生產(chǎn)信息、相關(guān)添加劑使用、生產(chǎn)線（1～5條生產(chǎn)線參數(shù)）和乳制品的UHT滅菌工藝參數(shù)（壓力和時(shí)間參數(shù)）等關(guān)鍵工序控制；產(chǎn)品環(huán)節(jié)主要包括高溫殺菌乳產(chǎn)品的檢驗(yàn)、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸和銷售。影響高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量安全的絕大部分要素集中在原料和加工環(huán)節(jié)。

明確乳制品行業(yè)的質(zhì)量安全管控期望及RFID應(yīng)用模式，形成一套乳制品質(zhì)量安全管控和溯源的RFID解決方案。如圖2所示為單一乳制品（高溫殺菌乳）追溯鏈各環(huán)節(jié)及其數(shù)據(jù)采集方案。

3高溫殺菌乳產(chǎn)品追溯鏈核心編碼設(shè)計(jì)

統(tǒng)一的RFID編碼設(shè)計(jì)是進(jìn)行高溫殺菌乳制品追溯的基礎(chǔ)，是溯源建設(shè)過(guò)程中信息接收與處理的前提條件。在高溫殺菌乳制品產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯中，原材料產(chǎn)地（奶牛及其養(yǎng)殖環(huán)境）編碼、生產(chǎn)加工過(guò)程編碼、終產(chǎn)品編碼等技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，是溯源鏈的關(guān)鍵數(shù)據(jù)元素，必須標(biāo)準(zhǔn)化。核心編碼能唯一標(biāo)識(shí)出各追溯環(huán)節(jié)的追溯信息。

3.1RFID標(biāo)簽和編碼設(shè)計(jì)

目前，RFID 系統(tǒng)還未形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其主流的三大標(biāo)準(zhǔn)體系：EPC global標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)和UID 標(biāo)準(zhǔn)。EPC global 是由美國(guó)統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)和國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)（UCC）于2003年9月共同成立的非營(yíng)利性組織，是EPC產(chǎn)品電子代碼在全球的管理機(jī)構(gòu)。EPC編碼系統(tǒng)是新一代的全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼（global trade item number，GTIN）編碼標(biāo)準(zhǔn)兼容，是EPC識(shí)別系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了單品識(shí)別和追蹤。根據(jù)電子標(biāo)簽TAG存儲(chǔ)信息的長(zhǎng)度將EPC編碼分為3種：EPC-64、EPC-96和EPC-256；其中EPC-96是目前使用最為廣泛的一種編碼[10-12]。EPC-96編碼體系如表1所示。此外，本系統(tǒng)在 RFID數(shù)據(jù)傳遞給 Savant系統(tǒng)之前對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾以減少系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)（此處省略）。EPC-96 可以為大約2.68億家公司分配全球唯一代碼，而每家公司可以唯一標(biāo)識(shí)大約1677萬(wàn)個(gè)商品類別，每個(gè)商品類別下又可以唯一標(biāo)識(shí)超過(guò) 687 億個(gè)具體商品。

3.2產(chǎn)地、加工和物流等環(huán)節(jié)編碼

3.2.1 奶牛及其養(yǎng)殖環(huán)境（奶牛場(chǎng)）編碼

根據(jù)鮮奶操作流程，遵循EPC唯一性的編碼協(xié)議，在少占用資源的前下，以多加入信息為目標(biāo)，將鮮奶標(biāo)簽的EPC序列號(hào)編碼確定為：出生日期（如2008年6月7日）+奶牛類型（1～9）+原輔料（飼料和獸用藥品）采購(gòu)信息（001～999）+養(yǎng)殖場(chǎng)（01～99）（080607+3+051+05）。

在鮮奶進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，RFID讀寫(xiě)器會(huì)根據(jù)到貨檢驗(yàn)、裝卸搬運(yùn)、入庫(kù)等物流作業(yè)快速讀取原料乳RFID標(biāo)簽中的原始數(shù)據(jù)：（0）69435941 100168 0053 080607305105（預(yù)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容，其中69435941表示企業(yè)代碼，100168代表乳制品的商品代碼，0053代表乳制品的分類代碼，序列號(hào)080607305105代表原料乳的追溯碼；將原料乳進(jìn)行RFID編碼，方便產(chǎn)品的運(yùn)輸和產(chǎn)地追溯），該數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)過(guò)濾程序之后傳遞給本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如圖3）。讀寫(xiě)器從RFID標(biāo)簽上讀取原料乳EPC編碼（二進(jìn)制表示為1000110000111001100010100100100101101011000001011000000000000000000000000000000000000000000000000000），讀寫(xiě)器將該EPC編碼發(fā)送給采收部門本地服務(wù)器，進(jìn)一步在本地服務(wù)器后臺(tái)設(shè)置為原料乳產(chǎn)地信息，最終通過(guò)產(chǎn)品RFID追溯碼查詢高溫殺菌乳的原料產(chǎn)地信息。

3.2.2 加工過(guò)程和檢驗(yàn)編碼

高溫殺菌乳的生產(chǎn)過(guò)程：原料乳驗(yàn)收→凈乳→冷藏→標(biāo)準(zhǔn)化→均質(zhì)→高溫殺菌→冷卻→灌裝→冷藏；按照高溫殺菌乳操作流程，遵循EPC唯一性的編碼協(xié)議，在少占用資源的前下，以多加入信息為目標(biāo)，將高溫殺菌乳標(biāo)簽的EPC序列號(hào)編碼確定為：流水線號(hào)+產(chǎn)品編號(hào)；

具體代碼的含義表示如下：

流水線號(hào)：用1字節(jié)（十進(jìn)制）來(lái)表示該企業(yè)某類產(chǎn)品的流水線號(hào)，取值從1～9（高溫殺菌乳的流水線號(hào)為1），把具體索引的內(nèi)容對(duì)應(yīng)分接下來(lái)描述；

產(chǎn)品具體編號(hào)（0000001～9999999）：用8字節(jié)（十進(jìn)制）來(lái)表示，記錄該乳制品屬于何種品類、何種等級(jí)、工藝參數(shù)、操作要點(diǎn)和其生產(chǎn)編號(hào)等（某盒高溫殺菌乳定義為0090676）；因此，如2014年07月16日生產(chǎn)的第90676件產(chǎn)品可描述為0090676，其中乳制品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)、工藝參數(shù)、操作要點(diǎn)、檢測(cè)結(jié)果以及生產(chǎn)日期等信息存儲(chǔ)于二級(jí)索引下，與產(chǎn)品的具體編號(hào)（某盒高溫殺菌乳定義為00090676）一一對(duì)應(yīng)。

3.2.3 物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)編碼

用2字節(jié)（十進(jìn)制）（01～99）來(lái)表示和記錄該乳制品的運(yùn)輸渠道、運(yùn)輸條件和銷售等信息，2字節(jié)（十進(jìn)制）下可以設(shè)定二級(jí)和三級(jí)索引，全面記錄需要追溯的信息。

3.3產(chǎn)品追溯碼

以圖4中完整的高溫殺菌乳追溯管理碼為例，最終某件高溫殺菌乳的質(zhì)量安全追溯碼為（0）69435941 100168 0053 0510090676026；其中AI（0）為全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼（global trade item number，GTIN）的應(yīng)用標(biāo)識(shí)符；69435941表示企業(yè)代碼，100168代表乳制品的商品代碼，0053代表乳制品的分類代碼；序列號(hào)0510090676026代表含義：原料乳EPC編碼后2位+流水線號(hào)+產(chǎn)品編號(hào)+運(yùn)輸環(huán)節(jié)編碼；

下一步，基于生產(chǎn)過(guò)程的高溫殺菌乳的RFID標(biāo)簽為：

“（0）69435941 100168 0053 0510090676026”，讀寫(xiě)器將該EPC編碼發(fā)送給本地服務(wù)器，本地服務(wù)器將RFID標(biāo)簽信息上傳至Web終端，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行查詢。

3.4平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的高溫殺菌乳產(chǎn)品安全可追溯平臺(tái)采用Microsoft SQL Server 2005作為平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，運(yùn)用BIND 9.6 0 for XP作為平臺(tái)ONS服務(wù)器，使用 Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) ONS解析服務(wù)，采用 Web Service作為平臺(tái) EPCIS服務(wù)器，并在 Microsoft Visual Studio 2005開(kāi)發(fā)平臺(tái)下，應(yīng)用C#編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)（圖5）。通過(guò)本平臺(tái)的實(shí)施，達(dá)到了企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理與安全生產(chǎn)的有機(jī)統(tǒng)一，同時(shí)能夠明確界定高溫殺菌乳質(zhì)量安全問(wèn)題的責(zé)任歸屬，保障消費(fèi)者與企業(yè)的合法權(quán)益。

4結(jié)論與討論

本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)乳品行業(yè)現(xiàn)狀的分析，以單一乳制品（高溫殺菌乳）產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系編碼為突破口，采用基于生產(chǎn)流程的RFID標(biāo)示編碼技術(shù)，建立了多層次的連接生產(chǎn)、檢驗(yàn)和監(jiān)管的單一乳制品（高溫殺菌乳）產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系（基于RFID的高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息交互平臺(tái)），即初步建立了高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量的追溯模式，并進(jìn)行了試驗(yàn)和實(shí)施。該項(xiàng)研究工作對(duì)食品溯源技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣具有示范帶動(dòng)作用，因此具有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)RFID作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，將在食品追溯中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，為有效推動(dòng)與提升現(xiàn)代乳業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大的信息手段。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）