鄭業(yè)魯，劉曉珂，郭洛先，黃紅星，鐘寧江，曾祥銀

（1.廣東省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與農(nóng)村發(fā)展研究所，廣東 廣州 510640；2.梅州市樂得鮮農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，廣東 梅州 514700；3.梅州市梅江區(qū)農(nóng)業(yè)局，廣東 梅州 514000；4.梅州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣東 梅州 514071）

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基于供應(yīng)鏈的蔬菜安全溯源系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

鄭業(yè)魯1，劉曉珂1，郭洛先2，黃紅星1，鐘寧江3，曾祥銀4

（1.廣東省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與農(nóng)村發(fā)展研究所，廣東 廣州 510640；2.梅州市樂得鮮農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，廣東 梅州 514700；3.梅州市梅江區(qū)農(nóng)業(yè)局，廣東 梅州 514000；4.梅州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣東 梅州 514071）

摘 要：分析了當(dāng)前國內(nèi)蔬菜溯源的研究現(xiàn)狀和技術(shù)進(jìn)展，從規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)鏈完整的企業(yè)入手，通過對“基地+配送中心+專營店”的供應(yīng)鏈模式的深入剖析，設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)化溯源生產(chǎn)檔案，提出了蔬菜供應(yīng)鏈全程溯源模型，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、二維碼技術(shù)、Web技術(shù)搭建了蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)了蔬菜產(chǎn)品產(chǎn)銷全程可追溯的目標(biāo)，為企業(yè)安全生產(chǎn)和信息化管理提供了有效保障。

關(guān)鍵詞：蔬菜；溯源系統(tǒng)；供應(yīng)鏈

蔬菜是人們的生活必需品，其質(zhì)量安全問題關(guān)系人民群眾的根本利益，提供質(zhì)量放心的蔬菜是企業(yè)和政府不可推卸的責(zé)任。近年來，我國一直加強蔬菜質(zhì)量監(jiān)管體系建設(shè)，但是蔬菜質(zhì)量問題還時有發(fā)生，這很大程度上是由于無法找到出問題的環(huán)節(jié)，無法追溯到責(zé)任人造成的。追溯體系是一種確保農(nóng)產(chǎn)品安全的有效技術(shù)手段，近年來，各級政府都高度重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，中央一號文連續(xù)4年都強調(diào)加強農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系建設(shè)。

廣東具有得天獨厚的自然條件，同時面臨港澳以及國際市場等巨大需求，蔬菜產(chǎn)業(yè)成為區(qū)域特色農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)值與規(guī)模逐步攀升。然而近年來，蔬菜安全問題頻發(fā)，嚴(yán)重影響了我省蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。因此，開展蔬菜產(chǎn)品安全溯源，對提升消費者信心、促進(jìn)廣東現(xiàn)代蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，要在全省范圍內(nèi)形成完善的蔬菜安全追溯體系，建立產(chǎn)品信息溯源系統(tǒng)存在一定的困難。就生產(chǎn)方式而言，廣東蔬菜種植仍以小規(guī)模散戶種植為主，很難實現(xiàn)準(zhǔn)確、實時的溯源信息記錄；就追溯系統(tǒng)的實現(xiàn)而言，現(xiàn)有的追溯系統(tǒng)鏈條較短，很難實現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游環(huán)節(jié)之間溯源信息的傳遞。

針對蔬菜溯源的困局，本研究以規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)鏈條完整的蔬菜生產(chǎn)企業(yè)——梅州市樂得鮮農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司為對象，從蔬菜供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)入手，通過對該公司“基地+配送中心+專營店”的供應(yīng)鏈模式深入分析，提出了蔬菜供應(yīng)鏈全程溯源模型，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、Web技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，構(gòu)建了從種植、配送到銷售全程可追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)管理和為消費者提供追溯服務(wù)。

1　蔬菜溯源研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對蔬菜追溯體系的研究起步較晚，但追溯體系關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用也取得了較大進(jìn)展。實現(xiàn)蔬菜供應(yīng)鏈產(chǎn)銷全程可追溯的研究較少，大多研究停留在定性討論階段。楊信廷等［1］分析了蔬菜供應(yīng)鏈信息流，總結(jié)了蔬菜溯源數(shù)據(jù)模型，基于XML構(gòu)建了蔬菜溯源信息描述語言，并將其應(yīng)用于蔬菜溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。馬鴻健等［2］根據(jù)蔬菜供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的內(nèi)部管理及溯源需求，構(gòu)建了蔬菜供應(yīng)鏈追溯體系模型，借助數(shù)據(jù)庫、編碼技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)蔬菜供應(yīng)鏈全程的信息化管理和質(zhì)量安全追溯。蒲皎月等［3］針對溯源標(biāo)簽編碼信息不統(tǒng)一的問題，構(gòu)建了基于RFID的中小型企業(yè)蔬菜溯源系統(tǒng)，規(guī)范蔬菜供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)追溯編碼定義和數(shù)據(jù)庫管理方式，實現(xiàn)了供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)的統(tǒng)一監(jiān)管。孫書瑾等［4］根據(jù)蔬菜生產(chǎn)、加工和流通的特點，設(shè)計了基于RFID技術(shù)的蔬菜食品安全溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)了對蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈全方位的信息管理，有效保障了蔬菜質(zhì)量安全。鄧勛飛等［5］以產(chǎn)地地理信息為索引，結(jié)合生產(chǎn)過程信息，應(yīng)用Web技術(shù)，實現(xiàn)了蔬菜產(chǎn)地信息的圖形化和質(zhì)量安全的可追溯。盡管國內(nèi)不少研究者提出了蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的解決方案，但在實際應(yīng)用中普遍存在溯源鏈條較短的問題，難以實現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息的傳遞，從而無法真正實現(xiàn)“從農(nóng)田到餐桌”的全程溯源。

1.1 示范企業(yè)概況

蔬菜全程溯源應(yīng)用示范企業(yè)選取梅州市樂得鮮農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司。該公司是一家專業(yè)從事農(nóng)副產(chǎn)品種植、倉儲配送、連鎖專營、餐飲服務(wù)為一體的綜合性農(nóng)業(yè)開發(fā)公司，現(xiàn)有蔬菜基地約100 hm2，年銷售蔬菜總量達(dá)1.6萬t，其中，薄膜大棚、噴滴灌等設(shè)施蔬菜面積6萬m2，采用“公司+合作社+基地+農(nóng)戶”的發(fā)展模式，輻射帶動2 000多農(nóng)戶參與農(nóng)產(chǎn)品的種植。公司現(xiàn)擁有500 m3冷藏保鮮庫和5 000 m2倉儲配送中心，25部配送車輛，26家連鎖專營店，長期為56家企事業(yè)單位、22所學(xué)校食堂配送生鮮農(nóng)產(chǎn)品，供應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品達(dá)19大類72個品系，“樂得鮮”品牌蔬菜已深得梅州廣大消費者喜愛。該公司具有生產(chǎn)、配送、銷售“一條龍”的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，為蔬菜溯源系統(tǒng)的集成提供了良好基礎(chǔ)，同時該公司致力于打造安全、優(yōu)質(zhì)的精品蔬菜品牌，具有應(yīng)用溯源系統(tǒng)的內(nèi)在動力。

圖1　蔬菜產(chǎn)銷全程供應(yīng)鏈流程

2　系統(tǒng)調(diào)研與設(shè)計

2.1 需求分析

建立蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，需要確定溯源流程及關(guān)鍵信息。通過對樂得鮮“種植基地+物流+零售店”供應(yīng)鏈模式的調(diào)研分析，得到蔬菜產(chǎn)銷全程供應(yīng)鏈流程圖（圖1），生產(chǎn)主體供應(yīng)蔬菜至配送中心，再由配送中心將產(chǎn)品分配給各類客戶。根據(jù)供應(yīng)鏈分析，確定蔬菜供應(yīng)鏈信息流的3個信息節(jié)點分別為“入貨信息節(jié)點”、“出貨信息節(jié)點”和“銷售信息節(jié)點”，主要環(huán)節(jié)包括蔬菜種植管理、產(chǎn)品集成與分拆、配送和銷售等。

公司蔬菜經(jīng)營流程中，生產(chǎn)主體送往公司配送中心的蔬菜產(chǎn)品統(tǒng)一以“筐”為單位進(jìn)行包裝（圖2）。公司根據(jù)客戶需求，對不同生產(chǎn)主體的“筐”進(jìn)行“集成”或“分拆”再銷售給各類客戶?！凹伞笔侵缚蛻粜枨罅枯^大，需將不同生產(chǎn)主體的同個品種蔬菜同時配送給同一客戶?！胺植稹笔侵羔槍π枨罅啃〉纳簦枰氖卟似贩N多，單品的數(shù)量較少，需要從多個“筐”中各分拆出一部分，組合成新“筐”后進(jìn)行配送。或者連鎖店銷售時，將同一“筐”產(chǎn)品拆分成若干份，分別銷售給多個終端消費者。

2.2 企業(yè)電子生產(chǎn)檔案設(shè)計

在進(jìn)行溯源信息采集時，需要結(jié)合蔬菜產(chǎn)銷過程的關(guān)鍵控制點，記錄每個關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息，并明確責(zé)任主體。蔬菜質(zhì)量安全危害主要來源于農(nóng)藥殘留、重金屬超標(biāo)、腐爛變質(zhì)等［6］。因此，蔬菜產(chǎn)銷全程的關(guān)鍵控制點為生產(chǎn)主體環(huán)境、投入品的使用、倉儲物流等。入貨節(jié)點主要采集生產(chǎn)主體信息、產(chǎn)品農(nóng)事信息、產(chǎn)品入庫信息和產(chǎn)品檢測信息，出貨節(jié)點采集出貨信息員、理貨員、產(chǎn)品批次號信息，銷售節(jié)點采集銷售信息員和銷售時間信息。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

蔬菜產(chǎn)銷全程可追溯系統(tǒng)需要建立在蔬菜整個供應(yīng)鏈的管理上，確保每個環(huán)節(jié)的溯源信息可靠、連續(xù)。系統(tǒng)以“生產(chǎn)基地—配送中心—專營店”為基本模式，確定整體架構(gòu)（圖3）。從圖3可以看出，系統(tǒng)通過記錄生產(chǎn)主體的農(nóng)事信息、產(chǎn)品檢測信息等入貨節(jié)點信息形成產(chǎn)品檔案，即產(chǎn)品批次信息，并保存在追溯中心數(shù)據(jù)庫中；在產(chǎn)品出庫時，通過編碼規(guī)則，形成帶有蔬菜批次信息的產(chǎn)品出庫條碼，即產(chǎn)品出庫單；產(chǎn)品進(jìn)入專營店銷售時，完整溯源信息已經(jīng)在溯源中心數(shù)據(jù)庫中形成，銷售員稱重計價同時觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行二維碼打印，消費者利用手機或設(shè)在店內(nèi)的終端機即可查詢產(chǎn)品溯源信息。

2.4 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)系統(tǒng)整體架構(gòu)，結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)，設(shè)計了蔬菜溯源管理系統(tǒng)（圖4）。由圖4可知，該系統(tǒng)包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)和溯源查詢系統(tǒng)4個子系統(tǒng)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)基本信息管理、生產(chǎn)計劃制定、農(nóng)事操作信息采集與管理、信息查詢等功能；物流管理系統(tǒng)實現(xiàn)入貨、訂單和配送信息的生成與管理；銷售管理系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品銷售信息采集與管理功能，溯源查詢系統(tǒng)滿足消費者使用手機掃描二維碼查詢產(chǎn)品溯源信息的功能。

系統(tǒng)為每個功能模塊分配對應(yīng)的用戶角色，包括入貨員、理貨員和銷售員和消費者四類用戶，系統(tǒng)為用戶提供RFID標(biāo)簽管理、溯源信息采集、二維碼標(biāo)簽管理和溯源信息查詢等功能。

圖2　企業(yè)蔬菜供應(yīng)鏈“集成”和“分拆”示意圖

3　系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)同步技術(shù)

企業(yè)溯源數(shù)據(jù)要更新到追溯中心數(shù)據(jù)庫中就存在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫同步問題，由圖5可知，本系統(tǒng)采用Web Service技術(shù)搭建數(shù)據(jù)對接接口，使蔬菜質(zhì)量安全溯源信息管理平臺與企業(yè)現(xiàn)有的ERP綜合管理系統(tǒng)相互交換數(shù)據(jù)或集成，各信息節(jié)點溯源系統(tǒng)與企業(yè)ERP系統(tǒng)共享交換數(shù)據(jù)情況見表1?；诤唵螌ο笤L問協(xié)議（SOAP），系統(tǒng)通過接收外部數(shù)據(jù)讀寫請求，返回XML標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。

圖3　系統(tǒng)整體架構(gòu)

圖4　系統(tǒng)功能模塊

圖5　平臺數(shù)據(jù)對接示意圖

表1　各信息節(jié)點溯源系統(tǒng)與企業(yè)ERP系統(tǒng)共享交換數(shù)據(jù)

3.2 二維碼技術(shù)

相對于條形碼，二維碼可以在橫向和縱向兩個方向存儲信息，具有信息容量大、容錯能力強、可以加密的優(yōu)點，這些特點使得二維碼成為優(yōu)良的信息傳播載體，智能手機的普及和圖像識別技術(shù)的發(fā)展也為二維碼技術(shù)的應(yīng)用推廣創(chuàng)造了良好條件。本項目利用二維碼技術(shù)應(yīng)用在消費者溯源查詢上，消費者使用智能手機掃描二維碼查詢產(chǎn)品信息，方便快捷。

3.3 安全生產(chǎn)預(yù)警技術(shù)

為嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量安全，溯源系統(tǒng)設(shè)置兩個自動預(yù)警控制點，一是入貨節(jié)點若缺乏產(chǎn)品的農(nóng)事信息，將自動報警，無法生成批次編號，產(chǎn)品嚴(yán)禁入庫；二是出貨節(jié)點若檢測信息缺失或不合格，系統(tǒng)報警，不允許出貨。

4　系統(tǒng)實現(xiàn)與企業(yè)應(yīng)用示范

溯源系統(tǒng)由中山大學(xué)軟件學(xué)院開發(fā)，采用Express為服務(wù)器架構(gòu)，MongoDB為數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，Angularjs為前端框架，構(gòu)建了基于B/S的三層框架體系，溯源系統(tǒng)界面見圖6。技術(shù)優(yōu)勢在于：一是通過Express使用Node.js回調(diào)機制大大增加服務(wù)器并發(fā)量；二是使用MongoDB文檔型數(shù)據(jù)庫管理機制突破了傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的運維效率瓶頸；三是通過Angularjs數(shù)據(jù)綁定的指令化和模塊化，減少前端的編程和運維工作量。

圖6　溯源系統(tǒng)追溯信息界面

系統(tǒng)開發(fā)完成后，在梅州市樂得鮮農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司得到示范應(yīng)用，功能完善、界面友好、性能穩(wěn)定。樂得鮮結(jié)合公司的ERP管理系統(tǒng)，建立了自己的溯源系統(tǒng)運作模式（圖7），溯源系統(tǒng)從投入建設(shè)到現(xiàn)在，取得了顯著的社會效應(yīng)和經(jīng)濟效益。溯源系統(tǒng)搭建起了企業(yè)、消費者和監(jiān)管部門之間溝通的橋梁，一方面蔬菜產(chǎn)銷全程信息透明化，提升了消費者的消費信心，保障了消費者知情權(quán)，提高了政府的監(jiān)管效率。另一方面，采用信息化的管理手段提升了企業(yè)管理效率，提升了企業(yè)責(zé)任主體意識，加強了企業(yè)自律。

5　結(jié)論與討論

本研究在企業(yè)蔬菜產(chǎn)銷全程供應(yīng)鏈分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計構(gòu)建了一個蔬菜產(chǎn)品全程可追溯應(yīng)用系統(tǒng)平臺，通過對產(chǎn)品從種植、配送及零售等整個供應(yīng)鏈的信息采集和統(tǒng)一管理，消費者可通過二維碼查詢產(chǎn)品質(zhì)量信息，從而解決蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全追責(zé)難、監(jiān)管難的問題。本系統(tǒng)主要針對“種植基地+配送基地+專營店”供應(yīng)鏈模式的研究，但蔬菜供應(yīng)鏈存在多種模式，在今后研究中，需要更加深入了解不同供應(yīng)鏈模式下蔬菜質(zhì)量安全管理的關(guān)鍵需求，進(jìn)一步對溯源系統(tǒng)進(jìn)行改善與優(yōu)化。繼續(xù)開展農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)檔案標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，基于標(biāo)準(zhǔn)形成模塊化軟件產(chǎn)品，為其他種植產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)建設(shè)提供指引，同時也利于打破信息壁壘，使得跨企業(yè)的安全生產(chǎn)信息共享與整合成為可能。開展智能化數(shù)據(jù)采集技術(shù)和設(shè)備的研究與開發(fā)，解決追溯系統(tǒng)日常維護對企業(yè)人力資源要求較高的問題，提升基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入效率和更新速度。

圖7　樂得鮮蔬菜溯源系統(tǒng)運作模式

參考文獻(xiàn)：

［1］ 楊信廷，錢建平，孫傳恒，等.蔬菜安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，2008，3（24）：163-166.

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［3］ 蒲皎月，張海輝.基于RFID技術(shù)的中小型企業(yè)蔬菜溯源系統(tǒng)設(shè)計［J］.農(nóng)機化研究，2015（4）：207-210.

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［6］ 劉越暢，陳世文，馮進(jìn)達(dá)，等.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的蔬菜質(zhì)量安全溯源與預(yù)警［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012 （20）：188-190，205.

（責(zé)任編輯白雪娜）

Design and implementation of vegetable safety traceability system based on supply chain

ZHENG Ye-lu1，LIU Xiao-ke1，GUO Luo-xian2，HUANG Hong-xing1，ZHONG Ning-jiang3，ZENG Xiang-yin4

（1.Institute of Agricultural Economics and Rural Development，Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510640，China； 2.Le De Xian Agricultural Development Co.，Ltd，Meizhou 514700，China；3.Agriculture Bureau of Meijiang District，Meizhou 514000，China； 4.Agricultural Quality Supervision and Testing Centre for Agricultural Products，Meizhou 514071，China）

Key words：vegetable； traceability system； supply chain

Abstract：Based on analyzing current development situation and technologies of domestic vegetable products traceability system，this paper dissected the supply chain model of “vegetable cultivation base + distribution center + retail stores” on the respects of large-scale enterprises overview，and designed a standardized traceability production files.In order to achieve the goal of full traceability，this article put forward a full traceability vegetable supply chain model，and set up a vegetable products quality and safety traceability system with integrating Internet of things technology，QR code technology and Web technology.The construction of traceability system provided guarantee for safe production and information management.

中圖分類號：S126

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-874X（2016）-0145-06

收稿日期：2015-08-15

基金項目：廣東省科技計劃項目（2012 A 020 100008）；廣州市科技計劃項目（7414562350719）

作者簡介：鄭業(yè)魯（1959-），男，研究員，E-mail：zhengyelu@163.net