許舒人， 丁 南， 陳 穎， 張澤華

1(中國科學(xué)院 軟件研究所，北京 100190)

2(廈門市商務(wù)局，廈門 361012)

3(廈門物之聯(lián)智能科技有限公司，廈門 361021)

1 引言

近年來，各地區(qū)和有關(guān)部門圍繞食用農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、稀土產(chǎn)品等重要產(chǎn)品，積極推動應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)建設(shè)追溯體系，在提升企業(yè)質(zhì)量管理能力、促進(jìn)監(jiān)管方式創(chuàng)新、保障消費(fèi)安全等方面取得了積極成效[1]. 例如商務(wù)部門在肉菜、中藥材和酒類追溯進(jìn)行了試點(diǎn)示范.

2010年以來，分五批支持58個城市建設(shè)肉類蔬菜流通追溯體系，以屠宰環(huán)節(jié)、批發(fā)環(huán)節(jié)、零售環(huán)節(jié)、超市環(huán)節(jié)及團(tuán)體消費(fèi)環(huán)節(jié)追溯子系統(tǒng)為支撐，覆蓋58個城市、約1.5萬家企業(yè)、30多萬家商戶，每天匯總有效追溯數(shù)據(jù)約420萬條[2].

2012年以來，分三批支持18個省市建設(shè)中藥材流通追溯體系，以中藥材種植和養(yǎng)殖、中藥材經(jīng)營、中藥材專業(yè)市場、中藥飲片生產(chǎn)、中藥飲片經(jīng)營和中藥飲片使用六大環(huán)節(jié)追溯子系統(tǒng)為支撐，覆蓋全國18個省市，約2000家企業(yè)、1.5萬家商戶[3].

2012年以來，在加強(qiáng)酒類行業(yè)管理同時，酒企可利用追溯體系開展防偽、防竄貨、營銷數(shù)據(jù)分析等相關(guān)業(yè)務(wù)，在茅臺、五糧液、古井等8家企業(yè)建成了酒類追溯體系[4].

2016年，國家商務(wù)部在上海、山東、寧夏、廈門三省一市啟動了重要產(chǎn)品追溯體系示范建設(shè)，鼓勵地方先行先試，探索可復(fù)制推廣的追溯體系建設(shè)模式.

通過這些試點(diǎn)示范，初步以管理層級的追溯管理平臺為核心，以生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)的追溯子系統(tǒng)為支撐的肉菜、中藥材、酒類流通追溯體系，實(shí)現(xiàn)了試點(diǎn)范圍內(nèi)示范產(chǎn)品的來源可追溯、去向可查證、責(zé)任可追究，有效提升了流通領(lǐng)域的示范產(chǎn)品安全保障能力.

由于重要產(chǎn)品追溯系統(tǒng)大都從政府部門監(jiān)管需要出發(fā)，分品種、分階段、分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)，開發(fā)運(yùn)營成本高，各部門之間缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，難于實(shí)現(xiàn)重要產(chǎn)品全程追溯，而且追溯系統(tǒng)與企業(yè)業(yè)務(wù)結(jié)合不緊密，難于調(diào)動企業(yè)使用追溯系統(tǒng)的積極性. 如何有效地規(guī)劃設(shè)計追溯系統(tǒng)成為重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)之一.

王姍姍等[5]研究基于批次清單的信息追溯方法，以加工時間為依據(jù)結(jié)合高津托圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建批次清單，實(shí)現(xiàn)小麥粉生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)品信息和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)活動信息的精確追溯. 黃向明等[6]提出了基于活動的物料清單的信息追溯方法. 通過對工程機(jī)械再制造過程的分析，構(gòu)建了工程機(jī)械再制造過程信息追溯模型. 葉云等[7]研究采用EAV數(shù)據(jù)模型與XML數(shù)據(jù)模型混合方法可支撐多品種追溯的動態(tài)擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型優(yōu)化技術(shù)，同時以提升追溯精度、降低追溯成本為目標(biāo)研究了基于位置服務(wù)的追溯精度提升技術(shù). 王雅君等[8]分析了基于過程的海產(chǎn)食品質(zhì)量追溯過程并建立了基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的過程跟蹤與產(chǎn)品質(zhì)量追溯模型. 顏波等[9]以羅非魚為研究對象，設(shè)計并開發(fā)了基于RFID和EPC物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈可追溯平臺. 韓端鋒等[10]分析了生產(chǎn)物資的屬性信息和關(guān)聯(lián)信息，使其轉(zhuǎn)化為物資追溯實(shí)體單元的屬性－關(guān)聯(lián)信息矩陣，得到追溯實(shí)體單元的分析模型，設(shè)計開發(fā)了船舶項(xiàng)目物資追溯實(shí)體單元管理的數(shù)字化系統(tǒng). 以上文獻(xiàn)都是以核心企業(yè)為中心從內(nèi)部生產(chǎn)過程向上游、向下游延伸一級研究追溯過程模型，對跨企業(yè)多級流通過程支持不夠，追溯信息模型涉及屠宰場、豬肉、超市等特定的主體、產(chǎn)品、節(jié)點(diǎn)，沒有抽象出追溯領(lǐng)域共性，追溯編碼側(cè)重于追溯實(shí)體單元、責(zé)任主體所屬主管部門，造成追溯碼不唯一問題，因此，追溯系統(tǒng)的復(fù)用性、實(shí)用性有待提高.

本文分析了重要產(chǎn)品試點(diǎn)示范追溯系統(tǒng)存在的問題，提出了一套重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域模型，該模型基于供應(yīng)鏈的產(chǎn)品生產(chǎn)關(guān)系和主體交易關(guān)系實(shí)現(xiàn)溯源責(zé)任主體、追蹤產(chǎn)品流向，不僅提高了追溯系統(tǒng)的復(fù)用性，而且將追溯融入業(yè)務(wù)過程，從而降低追溯信息獲取成本.

本文第2節(jié)首先分析重要產(chǎn)品追溯系統(tǒng)現(xiàn)狀. 第3節(jié)介紹重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域模型. 第4節(jié)以實(shí)例介紹模型應(yīng)用效果. 第5節(jié)總結(jié)本文的工作.

2 系統(tǒng)分析

2.1 追溯系統(tǒng)存在的問題

重要產(chǎn)品試點(diǎn)示范過程中制定了國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在流通節(jié)點(diǎn)部署追溯子系統(tǒng)，對流通節(jié)點(diǎn)及其經(jīng)營者進(jìn)行備案，經(jīng)營過程中登記產(chǎn)品流通信息，包括進(jìn)場信息、檢測信息、交易信息，每日逐級上報信息到政府管理平臺，上報信息要求符合編碼規(guī)范. 例如，肉菜追溯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的追溯體系總體架構(gòu)[11]如圖1所示.

該架構(gòu)以中央、省、市三級追溯管理平臺為核心，以屠宰環(huán)節(jié)、批發(fā)環(huán)節(jié)、零售環(huán)節(jié)及團(tuán)體消費(fèi)環(huán)節(jié)追溯子系統(tǒng)為支撐，以追溯信息鏈條完整性管理為重點(diǎn)構(gòu)建肉類蔬菜流通追溯體系，初步實(shí)現(xiàn)了試點(diǎn)范圍內(nèi)肉類蔬菜的來源可追溯、去向可查證、責(zé)任可追究，有效提升了流通領(lǐng)域的肉菜安全保障能力.

由于流通節(jié)點(diǎn)[11，12]的類型沒有覆蓋產(chǎn)品的供應(yīng)鏈各類節(jié)點(diǎn)，造成追溯信息鏈條不完整; 由于經(jīng)營者可能在多個節(jié)點(diǎn)重復(fù)備案[13]，造成責(zé)任主體編碼不唯一，影響產(chǎn)品追蹤的有效性; 由于通過進(jìn)場登記、交易打單等功能采集追溯信息，與企業(yè)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)不緊密，造成追溯信息不準(zhǔn)確、追溯鏈條脫節(jié).

2.2 追溯系統(tǒng)問題分析

如圖1所示，供應(yīng)鏈以產(chǎn)品生產(chǎn)、流通和消費(fèi)過程經(jīng)過的產(chǎn)地、加工、批發(fā)、零售和消費(fèi)等特定的環(huán)節(jié)進(jìn)行構(gòu)建，不能涵蓋供應(yīng)鏈所有環(huán)節(jié)，如：產(chǎn)品可以經(jīng)過海關(guān)跨境流通，產(chǎn)品可以在任何地方交易，等等.產(chǎn)品供應(yīng)鏈應(yīng)由產(chǎn)品生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的責(zé)任主體組成，企業(yè)可同時具有生產(chǎn)、流通和消費(fèi)多種業(yè)務(wù)角色，供應(yīng)鏈可以只有一個主體，產(chǎn)品自己生產(chǎn)自己消費(fèi)，也可以由一個生產(chǎn)、多個流通和一個消費(fèi)組成，產(chǎn)品如果用作生產(chǎn)資料，就成了新產(chǎn)品的原料，新產(chǎn)品屬于下游供應(yīng)鏈，如圖2(a)所示.

圖1 肉菜追溯體系總體架構(gòu)

產(chǎn)品風(fēng)險控制要點(diǎn)沒有形成證據(jù)鏈條，如進(jìn)場登記、出場登記、市場調(diào)撥等內(nèi)部憑據(jù)難于保證追溯信息的準(zhǔn)確性. 產(chǎn)品的追溯是追究產(chǎn)品生產(chǎn)流通過程中相關(guān)主體對產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)付的責(zé)任，追溯的依據(jù)必須具有法律效力，產(chǎn)品所有者承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險責(zé)任，所有者可以繼續(xù)追溯產(chǎn)品供應(yīng)商、服務(wù)提供商的責(zé)任. 追溯領(lǐng)域的核心概念如圖2(b)所示，生產(chǎn)資料可以看成上游供應(yīng)鏈的產(chǎn)品，生產(chǎn)體現(xiàn)了產(chǎn)品的組合關(guān)系，交易體現(xiàn)了主體之間的產(chǎn)品或服務(wù)提供的關(guān)聯(lián)關(guān)系，生產(chǎn)、交易在某個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行，交易的執(zhí)行觸發(fā)產(chǎn)品所有權(quán)、產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任的變更.

追溯系統(tǒng)由分管生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的政府監(jiān)管部門分別主導(dǎo)開發(fā)，分品類、分階段、分節(jié)點(diǎn)實(shí)施，所制定的信息結(jié)構(gòu)(如：《SB/T 10684-2012肉類蔬菜流通追溯體系信息處理技術(shù)要求》)沒有完全反映追溯領(lǐng)域的共性，缺少跨部門規(guī)劃和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成追溯系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行成本高、追溯信息難于共享、企業(yè)追溯信息負(fù)擔(dān)重(運(yùn)行來自不同監(jiān)管部門的多套追溯系統(tǒng)，向不同監(jiān)管部門上報不同規(guī)范的追溯信息)，如圖2(c)所示.

3 模型研究

為解決以上問題，應(yīng)該對追溯領(lǐng)域進(jìn)行建模. 領(lǐng)域建模通常包括使用多種建模概念(如業(yè)務(wù)功能、業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)服務(wù))表示業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)[14]. 追溯系統(tǒng)的關(guān)鍵在于識別和追溯產(chǎn)品的生產(chǎn)關(guān)系和交易關(guān)系，匯集有效的追溯記錄，形成完整的追溯信息鏈條，本文著重對追溯過程模型、追溯編碼方法、追溯領(lǐng)域模型和追溯數(shù)據(jù)集成方法進(jìn)行研究，使重要產(chǎn)品追溯系統(tǒng)開發(fā)吻合產(chǎn)品供應(yīng)鏈，提高軟件的復(fù)用性、追溯信息的完整性，支持追溯業(yè)務(wù)價值的提升.

3.1 追溯過程模型

為克服上述按流通節(jié)點(diǎn)構(gòu)造產(chǎn)品供應(yīng)鏈追溯過程模型帶來的追溯信息完整性、準(zhǔn)確性問題，本文基于國際供應(yīng)鏈理事會開發(fā)和維護(hù)的供應(yīng)鏈運(yùn)作參考模型(SCOR?)(Supply-Chain Operations Reference-model)[15]來分析產(chǎn)品追溯過程，提出重要產(chǎn)品追溯過程模型.

SCOR模型以產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)營和消費(fèi)的企業(yè)為節(jié)點(diǎn)構(gòu)建供應(yīng)鏈，把鏈條上的所有環(huán)節(jié)都聯(lián)系起來進(jìn)行優(yōu)化，提升供應(yīng)鏈管理水平. SCOR模型將供應(yīng)鏈界定為計劃(plan)、采購(source)、生產(chǎn)(make)、銷售(deliver)、退貨(return)五大過程，如圖3所示.

產(chǎn)品追溯是依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通和消費(fèi)記錄溯源產(chǎn)品的責(zé)任主體，追蹤產(chǎn)品的流向. 從SCOR模型看，這些追溯信息就是來源于供應(yīng)鏈計劃、采購、生產(chǎn)、銷售和退貨五大過程記錄，計劃過程不能作為追溯依據(jù)，而退貨過程可納入到采購過程和銷售過程，因此追溯信息可視為來源于采購、生產(chǎn)和銷售過程. 采購、銷售分別與供應(yīng)鏈上游、下游關(guān)聯(lián)，通過企業(yè)間產(chǎn)品交易信息體現(xiàn). 生產(chǎn)發(fā)生在企業(yè)內(nèi)部，將采購自上游供應(yīng)商的生產(chǎn)資料轉(zhuǎn)變?yōu)殇N售給下游客戶的產(chǎn)品，通過產(chǎn)品生產(chǎn)信息體現(xiàn). 監(jiān)管部門依據(jù)相關(guān)法律對生產(chǎn)流通過程中產(chǎn)品質(zhì)量安全進(jìn)行監(jiān)管，通過產(chǎn)品批次質(zhì)量檢測、行政執(zhí)法等監(jiān)管信息體現(xiàn). 消費(fèi)者通過消費(fèi)憑證(采購交易憑證，如：購物小票、發(fā)票等具有法律效力的票據(jù))查詢產(chǎn)品生產(chǎn)流通信息，并可以就產(chǎn)品質(zhì)量問題進(jìn)行投訴.

圖3 供應(yīng)鏈運(yùn)作參考模型

因此，基于過程模式[16]采用UML (Unified Modeling Language)(業(yè)務(wù)建模定制版)設(shè)計追溯過程模型如圖4所示，通過與追溯相關(guān)的重要事件、輸入、資源和輸出等來刻畫產(chǎn)品追溯過程，“重要產(chǎn)品追溯”是過程，“追究責(zé)任主體”是過程的目標(biāo)，“消費(fèi)憑證”是過程的輸入，“生產(chǎn)流通信息”是過程的輸出，“采購信息”、“生產(chǎn)信息”、“銷售信息”和“監(jiān)管信息”是過程使用的信息資源，“查詢”是過程接收的事件，“消費(fèi)者”、“生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)”和“監(jiān)管部門”是與過程相關(guān)的參與者.

圖4 產(chǎn)品追溯過程模型

重要產(chǎn)品追溯過程由消費(fèi)者查詢事件觸發(fā)，查詢只需輸入追溯碼(消費(fèi)憑證號或產(chǎn)品追溯碼)，就能獲得對應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)流通信息輸出，投訴需要輸入(上傳)消費(fèi)憑證. 追溯過程基于采購信息、生產(chǎn)信息、銷售信息和監(jiān)管信息，為消費(fèi)者提供查詢投訴服務(wù)，達(dá)到追究相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全責(zé)任的目的.

由于銷售信息依賴生產(chǎn)信息，生產(chǎn)信息依賴采購信息，監(jiān)管信息通過產(chǎn)品批次與生產(chǎn)流通信息關(guān)聯(lián)，確保了追溯信息鏈條的完整性和準(zhǔn)確性.

3.2 追溯編碼方法

目前試點(diǎn)示范工程中追溯編碼主要有三種方式：

1)按行業(yè)編碼，如國家中藥材流通追溯體系的中藥材企業(yè)代碼是由行業(yè)分類碼開頭(由6位行業(yè)分類碼、7位企業(yè)編碼、1位驗(yàn)證碼組成)[17].

2)按部門編碼，如國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯管理信息平臺采用OID(Object Identifier)[18]分層樹形結(jié)構(gòu)對主體、產(chǎn)品進(jìn)行編碼(中國編碼1.2.156，農(nóng)業(yè)部編碼1.2.156.326，逐級往下編碼)[19].

3)按行政區(qū)劃編碼，如肉類蔬菜流通追溯體系的流通節(jié)點(diǎn)主體碼由行政區(qū)劃代碼開頭(由6位行政區(qū)劃代碼、3位備案順序號組成)[13]，經(jīng)營者主體碼由流通節(jié)點(diǎn)主體碼+備案號組成(由9位流通節(jié)點(diǎn)主體碼、4位備案順序號組成).

這三種方式編碼都是自頂向下編碼，都會造成企業(yè)在不同行業(yè)、部門或地區(qū)中有不同代碼，產(chǎn)品追溯碼以企業(yè)代碼為基礎(chǔ)進(jìn)行編制必然存在唯一性問題.

因此，重要產(chǎn)品追溯編碼應(yīng)該與行業(yè)、部門、地區(qū)解耦，并且在追溯信息產(chǎn)生的源頭進(jìn)行.

重要產(chǎn)品追溯信息的集成目的是收集產(chǎn)品從生產(chǎn)、流通到消費(fèi)全生命周期的產(chǎn)品追溯信息，追溯的核心依據(jù)是交易憑證，追溯碼編碼與載體的設(shè)計應(yīng)緊密結(jié)合交易憑證進(jìn)行. 交易憑證包括生產(chǎn)資料交易憑證、產(chǎn)品交易憑證，通過交易憑證可以追溯這筆業(yè)務(wù)發(fā)生的時間、地點(diǎn)、上游主體、下游主體、以及交易產(chǎn)品，通過交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼可以構(gòu)造產(chǎn)品生產(chǎn)流通過程完整的供應(yīng)鏈條，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品正向跟蹤和逆向溯源.

從責(zé)任主體追溯的角度看，生產(chǎn)檔案主要記錄產(chǎn)品生產(chǎn)用到的生產(chǎn)資料，將產(chǎn)品與生產(chǎn)資料進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品到生產(chǎn)資料的追溯.

此外，政府在生產(chǎn)流通節(jié)點(diǎn)對產(chǎn)品進(jìn)行批次檢測或抽樣檢測，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，這些信息通過產(chǎn)品批次與產(chǎn)品進(jìn)行關(guān)聯(lián).

追溯碼依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通可分為產(chǎn)品追溯碼和交易憑證號，產(chǎn)品追溯碼追溯產(chǎn)品生產(chǎn)信息(生產(chǎn)主體代碼、產(chǎn)品分類代碼、批號、系列號等)，僅當(dāng)產(chǎn)品作為生產(chǎn)資料再加工(或再包裝)時，才需要變更產(chǎn)品追溯碼，交易憑證號追溯產(chǎn)品流通信息(上游主體代碼、下游主體代碼、交易序號、產(chǎn)品追溯碼等).

通過交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼可以構(gòu)造產(chǎn)品生產(chǎn)流通過程完整的供應(yīng)鏈條，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品正向跟蹤和逆向溯源. 追溯碼編碼方法如圖5所示.

圖5 追溯碼編碼方法

其中，主體代碼建議采用統(tǒng)一社會信用代碼(GB32100—2015)，產(chǎn)品分類代碼采用可運(yùn)輸產(chǎn)品分類代碼(GB/T 7635.1-2002). 交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼可以按編碼規(guī)則壓縮產(chǎn)生，避免編碼太長(如文獻(xiàn)[19]中的追溯碼位數(shù)多達(dá)60余位)增加使用難度，追溯二維碼通過交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼查詢到數(shù)據(jù)庫相關(guān)記錄信息，抽取產(chǎn)品質(zhì)量安全重要信息(可附上鏈接方便消費(fèi)者進(jìn)一步查詢更詳細(xì)信息)，進(jìn)行封裝生成. 這樣可直接利用現(xiàn)有編碼規(guī)則和資源，統(tǒng)一編碼內(nèi)容，方便與其它系統(tǒng)對接，可解決同一責(zé)任主體在不同政府部門、流通節(jié)點(diǎn)具有不同主體代碼問題，與業(yè)務(wù)操作行為協(xié)同一致，可以實(shí)現(xiàn)一筆交易包含多個品種產(chǎn)品，更容易讓企業(yè)接受.

3.3 追溯領(lǐng)域模型

重要產(chǎn)品追溯系統(tǒng)建設(shè)的目的是采集記錄產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)信息，實(shí)現(xiàn)來源可查、去向可追、責(zé)任可究，強(qiáng)化全過程質(zhì)量安全管理與風(fēng)險控制的有效措施. 所以，可以從產(chǎn)品生產(chǎn)、流通和消費(fèi)過程中質(zhì)量控制要素出發(fā)分析追溯信息維度，然后設(shè)計追溯領(lǐng)域模型，基于領(lǐng)域模型進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，提高系統(tǒng)的復(fù)用性，從而降低系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行成本.

產(chǎn)品質(zhì)量控制要素分布在供應(yīng)鏈中各個環(huán)節(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)有原料采購、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品檢測等，流通環(huán)節(jié)有運(yùn)輸保管、產(chǎn)品交易等，監(jiān)管環(huán)節(jié)有產(chǎn)品抽檢、行政執(zhí)法等，消費(fèi)環(huán)節(jié)有產(chǎn)品使用、查詢投訴等，這些要素信息都應(yīng)具有時間、節(jié)點(diǎn)、主體、客體等維度，如圖6所示.

圖6 追溯信息維度

時間是重要產(chǎn)品生命周期的關(guān)鍵因素，生命周期記錄產(chǎn)品責(zé)任主體變遷，訂單執(zhí)行觸發(fā)責(zé)任變更，以交易憑證為載體實(shí)現(xiàn)追溯.

從出生到消亡，產(chǎn)品在生產(chǎn)基地、加工廠、批發(fā)市場、零售市場、配送中心和消費(fèi)團(tuán)體等空間節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)、流通和消費(fèi)，節(jié)點(diǎn)由相應(yīng)的主體負(fù)責(zé)經(jīng)營管理，提供經(jīng)營場所、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、產(chǎn)品物流等服務(wù)，供應(yīng)鏈上下游主體在節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行產(chǎn)品交易和服務(wù)交易.

主體包括生產(chǎn)商、物流商、經(jīng)銷商、消費(fèi)團(tuán)體、檢測機(jī)構(gòu)和監(jiān)管部門等，對節(jié)點(diǎn)和主體按行政區(qū)劃進(jìn)行管理，首先要進(jìn)行注冊備案，主體提供基本信息和相關(guān)主體證件證書，經(jīng)監(jiān)管部門或節(jié)點(diǎn)管理者審批通過才能經(jīng)營.

生產(chǎn)過程管理產(chǎn)品生產(chǎn)、加工的主要作業(yè)活動，記錄生產(chǎn)過程所用的生產(chǎn)資料及其質(zhì)量保證. 流通過程管理產(chǎn)品物流信息、交易信息及其流通過程質(zhì)量保證. 生產(chǎn)流通過程中，還要對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)檢測、標(biāo)識記錄. 標(biāo)識管理保障產(chǎn)品責(zé)任鏈環(huán)環(huán)相扣，以及產(chǎn)品合并或分割時仍然具有可追溯性. 市場準(zhǔn)入要求產(chǎn)品應(yīng)具備質(zhì)量合格的相關(guān)證明.

另一方面，采購、生產(chǎn)和銷售過程都可能涉及到運(yùn)輸、倉儲等物流服務(wù)，這些服務(wù)可以自己完成，也可以通過采購第三方物流服務(wù)完成.

客體包括生產(chǎn)資料和產(chǎn)品，生產(chǎn)資料是上游企業(yè)的產(chǎn)品. 當(dāng)前重要產(chǎn)品主要包括食用農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料、特種設(shè)備、危險品、稀土產(chǎn)品等[1].

采用UML設(shè)計重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域模型如圖7所示，用類表示重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域概念，用關(guān)聯(lián)、泛化和依賴表示領(lǐng)域概念之間的關(guān)系. 模型將追溯過程模型(參見圖4)使用的采購信息、生產(chǎn)信息、銷售信息、監(jiān)管信息、檢測信息、追溯信息等環(huán)節(jié)信息抽象為業(yè)務(wù)信息，業(yè)務(wù)信息分別與主體、節(jié)點(diǎn)、產(chǎn)品等維度(參見圖6)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用依賴關(guān)系將采購信息、生產(chǎn)信息、銷售信息與下層的物流信息連接，基礎(chǔ)的領(lǐng)域類體現(xiàn)共同屬性，繼承的領(lǐng)域類體現(xiàn)特殊屬性，使得模型能夠適應(yīng)主體、節(jié)點(diǎn)和產(chǎn)品的變化，并使領(lǐng)域類的層次清晰、關(guān)系簡化，從而模型更加簡明、直觀.

追溯領(lǐng)域模型體現(xiàn)了生產(chǎn)過程、流通過程的共性，統(tǒng)一了重要產(chǎn)品追溯模型，為系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性奠定了基礎(chǔ)，并可大大簡化應(yīng)用軟件的開發(fā).

3.4 追溯數(shù)據(jù)集成方法

基于追溯領(lǐng)域模型可以設(shè)計重要產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)庫，匯集按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計的示范企業(yè)追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然而對于政府部門監(jiān)管系統(tǒng)中的追溯數(shù)據(jù)如何集成仍然面臨很大的挑戰(zhàn). 通過調(diào)研分析，需要從政府部門監(jiān)管系統(tǒng)中獲取的追溯信息包括主體信息、生產(chǎn)信息、產(chǎn)品信息、檢測信息、交易信息和物流信息，這些信息來自不同的系統(tǒng)，參照不同的標(biāo)準(zhǔn)代碼，需要進(jìn)行模式匹配和實(shí)例轉(zhuǎn)換，以解決數(shù)據(jù)的語法和語義一致性問題.

目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)倉庫都以星型或雪花模型進(jìn)行建模，所以每個數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)對接可以按如下方法進(jìn)行：

(1)定義數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)目的，即分別定義讀取數(shù)據(jù)庫和寫入數(shù)據(jù)庫的地址、連接賬號和密碼等;

(2)設(shè)置數(shù)據(jù)沖突處理方式(如：覆蓋原有數(shù)據(jù)、放棄沖突新數(shù)據(jù))和觸發(fā)事件(如：數(shù)據(jù)更新觸發(fā)、周期性定時執(zhí)行);

(3)分析源表與目標(biāo)表字段的差異、數(shù)據(jù)格式的差異，建立字段映射關(guān)系(如用表達(dá)式表示);

(4)分析源表與目標(biāo)表使用代碼的差異，建立代碼映射關(guān)系(如對照表);

圖7 重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域模型

(5)依據(jù)(3)和(4)的映射關(guān)系對主表、維表分別進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換、加載;

(6)對于難于定義映射關(guān)系(如字段需要區(qū)分情況分別映射、代碼需要調(diào)整統(tǒng)計口徑才能映射等)的通過定制模塊進(jìn)行處理.

追溯數(shù)據(jù)集成架構(gòu)如圖8所示，采用ETL (Extract-Transform-Load)中間件[20]，實(shí)現(xiàn)追溯數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)化、自動化.

4 模型應(yīng)用分析

上述的重要產(chǎn)品追溯領(lǐng)域模型已在多個重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)示范工程規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用. 以廈門市重要產(chǎn)品追溯統(tǒng)一平臺建設(shè)為例說明追溯領(lǐng)域模型的應(yīng)用效果.

廈門市重要產(chǎn)品追溯統(tǒng)一平臺負(fù)責(zé)對廈門市追溯管理信息進(jìn)行總的集成、管理、查詢和分析操作. 統(tǒng)一平臺向上與中央重要產(chǎn)品追溯管理平臺對接，實(shí)現(xiàn)與中央平臺的數(shù)據(jù)上報，接受中央平臺的監(jiān)管; 向下與政府監(jiān)管系統(tǒng)和示范企業(yè)追溯系統(tǒng)進(jìn)行有效對接，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸格式和接口規(guī)范，抽取、轉(zhuǎn)換、加載相關(guān)政府部門監(jiān)管數(shù)據(jù)，采集各示范企業(yè)數(shù)據(jù)，匯總追溯數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘等操作，為重要產(chǎn)品的追溯管理和指揮決策提供支撐.

圖8 追溯數(shù)據(jù)集成架構(gòu)

統(tǒng)一平臺功能主要包括信息采集審核、監(jiān)管輔助、追溯碼與標(biāo)識管理、信息查詢、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)急管理等. 同時，為小微企業(yè)提供了追溯SaaS系統(tǒng)，與統(tǒng)一平臺對接，納入統(tǒng)一平臺管理體系.

小微企業(yè)追溯SAAS系統(tǒng)功能包括原料采購、原料庫存、生產(chǎn)加工、產(chǎn)品庫存、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品運(yùn)輸、產(chǎn)品召回和統(tǒng)計分析等.

納入示范工程的重要產(chǎn)品包括農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、酒類、農(nóng)資和進(jìn)口食品等6大類產(chǎn)品.

統(tǒng)一平臺規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用上述領(lǐng)域模型，與以往試點(diǎn)示范項(xiàng)目相比，系統(tǒng)開發(fā)周期大大縮短，系統(tǒng)已投入使用，實(shí)現(xiàn)了試點(diǎn)范圍內(nèi)示范產(chǎn)品的全過程追溯. 有效提升了流通領(lǐng)域的示范產(chǎn)品安全保障能力，應(yīng)用結(jié)果驗(yàn)證了模型的有效性，下面分別介紹各部分應(yīng)用效果(圖9).

圖9 追溯領(lǐng)域模型應(yīng)用

4.1 追溯過程模型應(yīng)用分析

應(yīng)用追溯過程模型，以產(chǎn)品責(zé)任主體構(gòu)建供應(yīng)鏈，追溯信息來源于采購、生產(chǎn)和銷售過程，銷售信息依賴生產(chǎn)信息，生產(chǎn)信息依賴采購信息，監(jiān)管信息通過產(chǎn)品批號與生產(chǎn)流通信息關(guān)聯(lián)，確保了追溯信息鏈條的完整性和準(zhǔn)確性，避免以流通節(jié)點(diǎn)構(gòu)建方式存在追溯信息不準(zhǔn)確、信息鏈條脫節(jié)的缺陷，企業(yè)追溯系統(tǒng)不再依照生產(chǎn)、加工、批發(fā)、零售和消費(fèi)5個環(huán)節(jié)分別設(shè)計，由5種統(tǒng)一為1種，統(tǒng)一平臺與企業(yè)追溯系統(tǒng)的接口數(shù)量相應(yīng)減少4倍，降低了接口開發(fā)成本.

4.2 追溯編碼方法應(yīng)用分析

應(yīng)用追溯編碼方法，充分利用統(tǒng)一社會信用代碼、行政區(qū)劃代碼和可運(yùn)輸產(chǎn)品分類代碼等國家標(biāo)準(zhǔn)代碼資源，將追溯編碼放在追溯信息產(chǎn)生的源頭，產(chǎn)品批號更好體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量安全因素，即保證了追溯代碼的唯一性，也避免了在流通過程中重復(fù)編碼的代價，通過交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼可以構(gòu)造產(chǎn)品生產(chǎn)流通過程完整的追溯信息鏈條，追溯信息與業(yè)務(wù)信息融合，減輕了追溯信息獲取成本. 統(tǒng)一平臺編碼規(guī)范如表1所示.

4.3 追溯領(lǐng)域模型應(yīng)用分析

應(yīng)用追溯領(lǐng)域模型設(shè)計追溯數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一了農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、酒類、農(nóng)資和進(jìn)口食品等6大類產(chǎn)品追溯數(shù)據(jù)模型，主要數(shù)據(jù)庫表18個，如圖10所示，按照《SB/T 10684-2012 肉類蔬菜流通追溯體系信息處理技術(shù)要求》要求的46個主要數(shù)據(jù)庫表測算，每一個大類產(chǎn)品主要數(shù)據(jù)庫表可節(jié)省28個，6大類產(chǎn)品可節(jié)省138個主要數(shù)據(jù)庫表，數(shù)據(jù)庫主要表個數(shù)規(guī)?？s小10.33倍((28×6+18)/18=10.33)，并且可以獲得如下效益：(1) 業(yè)務(wù)信息基于追溯維度，確保信息穩(wěn)定、可擴(kuò)展; (2) 責(zé)任主體與流通節(jié)點(diǎn)分離，適用各類責(zé)任主體; (3) 節(jié)點(diǎn)僅表示產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)發(fā)生的空間，適用各類節(jié)點(diǎn); (4) 生產(chǎn)資料與產(chǎn)品概念統(tǒng)一，適用產(chǎn)品生產(chǎn)迭代. 因此，降低了追溯數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜度，為統(tǒng)一平臺功能開發(fā)、追溯數(shù)據(jù)集成奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和復(fù)用性.

表1 統(tǒng)一平臺追溯編碼規(guī)則

圖10 追溯系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)庫表

4.4 追溯數(shù)據(jù)集成方法應(yīng)用分析

應(yīng)用追溯數(shù)據(jù)集成方法，實(shí)現(xiàn)食品監(jiān)管系統(tǒng)、藥品監(jiān)管系統(tǒng)、酒類流通監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料監(jiān)管系統(tǒng)和進(jìn)口食品監(jiān)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，對接具體信息參照各個系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如：《SB/T 10684-2012肉類蔬菜流通追溯體系信息處理技術(shù)要求》規(guī)定了主體、節(jié)點(diǎn)、商品、交易、檢測等信息，《SB_T 10680-2012肉類蔬菜流通追溯體系編碼規(guī)則》規(guī)定了主體、追溯、批次和商品等編碼規(guī)則.采用接口定義機(jī)制和ETL中間件支持跨操作系統(tǒng)、跨數(shù)據(jù)庫和跨管理域的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成，支持?jǐn)?shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換、傳輸和加載全過程的操作，支持流程的自動化，周期執(zhí)行，有效降低了數(shù)據(jù)集成的難度，促進(jìn)了追溯數(shù)據(jù)跨部門交換共享.

5 結(jié)束語

本文首先提出一種基于SCOR模型的產(chǎn)品追溯過程模型，該模型以交易信息連接上下游責(zé)任主體，以生產(chǎn)信息連接產(chǎn)品與生產(chǎn)資料關(guān)系，保證追溯信息鏈條的完整性和準(zhǔn)確性. 第二，提出依據(jù)交易憑證號、產(chǎn)品追溯碼實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品正向跟蹤和逆向溯源的追溯編碼方法，保證編碼唯一性，并與業(yè)務(wù)協(xié)同一致. 第三，基于產(chǎn)品質(zhì)量控制要素，分析追溯信息的維度，設(shè)計追溯領(lǐng)域模型，該模型體現(xiàn)了生產(chǎn)過程、流通過程的共性，特性主要體現(xiàn)在產(chǎn)品分類及其屬性上，降低了追溯系統(tǒng)開發(fā)復(fù)雜度. 第四，給出了一種基于ETL中間件的追溯數(shù)據(jù)集成方法，解決追溯數(shù)據(jù)的異構(gòu)性問題. 最后，以追溯系統(tǒng)建設(shè)實(shí)例說明追溯領(lǐng)域模型應(yīng)用效果.