陸興華，劉培浩，張 皓

（廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院，廣州 511325）

近幾年來中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，中國肉鴿食品產(chǎn)業(yè)也得到了突飛猛進的發(fā)展。肉鴿食品在國內(nèi)占據(jù)的比重日益增加。但近幾年來，全球有關(guān)食品安全的事件頻繁發(fā)生，食品質(zhì)量問題不僅損害人類的身體健康［1，2］，同時還會對整個國家的經(jīng)濟以及政治產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響，食品安全問題已經(jīng)引起了社會相關(guān)人士的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)階段大部分發(fā)達國家從自身利益出發(fā)，更加注重食品安全，設(shè)定了一套具體的食品安全監(jiān)控體系。但中國部分食品生產(chǎn)者以及食品消費者缺少一定的安全意識，造成產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)重不達標(biāo)。如果相關(guān)工作人員不及時采取相應(yīng)的防護措施，將會導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量下降，同時喪失市場競爭力。肉鴿產(chǎn)品的質(zhì)量安全面臨全新的局勢，在保護國內(nèi)市場的同時，如何有效控制肉鴿食品的質(zhì)量也是當(dāng)前需要解決的重要問題之一。文獻［3］針對20 批次乳制品三聚氰胺的回收率進行質(zhì)量控制分析，其設(shè)計了一種質(zhì)量控制圖，應(yīng)用圖示可準(zhǔn)確有效地控制乳制品中三聚氰胺的分析質(zhì)量，生產(chǎn)出高質(zhì)量的乳制品；文獻［4］為了提高有關(guān)金霉素產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行主元分析，并計算實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的負(fù)載矩陣，構(gòu)建了一種基于動態(tài)階段劃分的多階段質(zhì)量預(yù)測控制系統(tǒng)，可改善生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，有效應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。

上述相關(guān)研究并沒有從生產(chǎn)鏈視角控制產(chǎn)品質(zhì)量安全，為了保證肉鴿產(chǎn)品的質(zhì)量安全，使消費者放心食用，本研究結(jié)合現(xiàn)階段的發(fā)展需求，設(shè)計并提出基于生產(chǎn)鏈視角的肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)，通過仿真試驗全面驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的有效性以及實用性，通過分析肉鴿生產(chǎn)鏈的生產(chǎn)模塊，強調(diào)在肉鴿產(chǎn)品的生產(chǎn)和服務(wù)過程中，深入分析各個系統(tǒng)內(nèi)的全部風(fēng)險指標(biāo)，提升肉鴿食品生產(chǎn)的系列價值。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 模塊分析

系統(tǒng)的硬件部分在集成環(huán)境下完成設(shè)計。以下分別給出各個模塊的作用以及功能。

1.1.1 肉鴿養(yǎng)殖模塊 該模塊主要通過各個環(huán)節(jié)的工作人員實時記錄肉鴿的具體飼養(yǎng)過程以及相關(guān)飼養(yǎng)信息［5］。消費者能夠利用系統(tǒng)對應(yīng)的展示模塊查詢?nèi)怿濔B(yǎng)殖的具體操作過程。肉鴿養(yǎng)殖結(jié)束后，需要進行下一環(huán)節(jié)的操作，圖1為肉鴿養(yǎng)殖模塊的具體流程。

1.1.2 肉鴿屠宰模塊 該模塊主要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成肉鴿屠宰的過程［6］。肉鴿屠宰產(chǎn)業(yè)的角色劃分為以下2 類：①肉鴿屠宰過程中的管理員；②肉鴿屠宰過程中的信息錄入人員。其中肉鴿屠宰過程中的信息錄入人員需要實時錄入肉鴿在屠宰過程中的具體操作時間、地點以及消毒等相關(guān)工作。由肉鴿屠宰廠商對肉鴿進行分割編號、分割時間、分割班組，將其對應(yīng)到各個負(fù)責(zé)人手中。

1.1.3 肉鴿銷售模塊 重點包含肉鴿產(chǎn)品銷售的具體日期、具體地點以及銷售負(fù)責(zé)人等信息。

1.1.4 宣傳窗口模塊 宣傳窗口只提供給具有管理權(quán)限的用戶進行使用，剩余系統(tǒng)默認(rèn)的操作人員即為超級管理員。超級管理員不屬于任何公司，它主要負(fù)責(zé)相關(guān)食品的展示［7，8］、企業(yè)工作監(jiān)督等方面的工作。

1.1.5 設(shè)置模塊 設(shè)置模塊原則上也只能歸超級管理員使用，它主要具有以下幾方面功能：①創(chuàng)建對應(yīng)的控制系統(tǒng)用戶角色；②對不同的用戶角色進行權(quán)限分配；③在系統(tǒng)中錄入重要的數(shù)據(jù)；④積極響應(yīng)相關(guān)公司的加盟等操作。

1.1.6 宣傳公示網(wǎng)站模塊 該模塊主要包含7 個不同的子模塊：①通過消費子模塊有效查詢消費者關(guān)于肉鴿食品的消費信息；②通過手機進行二維碼掃描，獲取具體的信息追溯接口；③企業(yè)信息子模塊結(jié)合不同的機構(gòu)形成全新的企業(yè)經(jīng)營模式，同時將結(jié)合消費者的投訴信息，對比企業(yè)服務(wù)質(zhì)量的好壞；④消費者根據(jù)不同模塊提供的信息選取安全的食品；⑤監(jiān)管機構(gòu)子模塊也就是對應(yīng)的第三方結(jié)構(gòu)，它能實時了解不同子模塊的最新信息；⑥公共服務(wù)子模塊為不同企業(yè)提供對應(yīng)的管理需求；⑦公共參與子模塊主要負(fù)責(zé)監(jiān)督消費者的消費情況，同時也能將消費者在消費過程中遇到的難題及時反饋給相關(guān)部門。具體的操作是通過父層將監(jiān)督消費者名稱和反映情況的關(guān)鍵字采用數(shù)據(jù)表達，并進行排序。

1.2 基于生產(chǎn)鏈視角的肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)方法

肉鴿食品質(zhì)量控制能有效降低惡性食品安全事件發(fā)生的概率［9］，同時提升不同供應(yīng)鏈的利益。如果想要給出合理有效的風(fēng)險控制策略，則需要深入分析各個系統(tǒng)內(nèi)的全部風(fēng)險。通過相關(guān)的信息理論以及反饋理論，借助計算機模擬技術(shù)獲取對應(yīng)的交叉學(xué)科。系統(tǒng)動力學(xué)能通過定性以及定量的方法有效分析以及模擬系統(tǒng)的動態(tài)行為。明確組建模型目標(biāo)是整個模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)，根據(jù)6 個模塊分析，以28日齡的肉鴿飼養(yǎng)開始，以肉鴿食品得到消費者反饋結(jié)束，圖2 為控制模型各模塊之間的關(guān)系，各模塊具體的安全控制模型的風(fēng)險指標(biāo)見表1。

圖2 控制模型各模塊之間的關(guān)系

根據(jù)表1 了解肉鴿食品安全的總體風(fēng)險分布，分析不同子系統(tǒng)要素之間的風(fēng)險關(guān)系。設(shè)定sij代表風(fēng)險i所選用的風(fēng)險控制措施，其中，i包括生產(chǎn)風(fēng)險層和服務(wù)風(fēng)險層的各項指標(biāo)。在上述分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析肉鴿食品質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié)，能得到不同子系統(tǒng)之間的因果關(guān)系，為后續(xù)的操作奠定堅實的基礎(chǔ)。具體如圖3 所示。

表1 肉鴿食品安全控制模型的風(fēng)險指標(biāo)

圖3 肉鴿食品質(zhì)量控制風(fēng)險因素的因果關(guān)系

根據(jù)生產(chǎn)鏈要求，結(jié)合ISM 技術(shù)獲取各個子系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)以及反饋關(guān)系，則有式（1）。

在上述分析的基礎(chǔ)上，組建含有風(fēng)險控制成本、風(fēng)險發(fā)生率等目標(biāo)的肉鴿食品質(zhì)量控制模型，其中目標(biāo)函數(shù)見式（2）。

式中，S表示肉鴿飼養(yǎng)日齡；C表示消費者可反饋程度；Pij表示肉鴿食品屠宰模塊權(quán)限實施頻率。

為確定風(fēng)險控制成本的范圍，將風(fēng)險成本劃分成多個不同的范圍。為了選取合理有效的風(fēng)險控制措施，需要將上述問題轉(zhuǎn)換為背包問題，則能獲取式（3）。

式中，Si表示風(fēng)險可控制范圍，其中約束條件為式（4）。

選用遺傳算法對不同階段的背包問題進行求解，獲取對應(yīng)階段的肉鴿食品質(zhì)量控制最優(yōu)方案以及危險發(fā)生率x降低的最大值［10］，具體的計算見式（5）、式（6）。

式中，αij表示實際風(fēng)控形式閾值。

分別對不同階段進行同樣的處理，獲取有關(guān)控制成本以及風(fēng)險發(fā)生概率的解集，以此選擇對應(yīng)的控制方案，具體的計算見式（7）。

根據(jù)肉鴿食品質(zhì)量安全風(fēng)險的控制模型，獲取肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)內(nèi)的最佳控制方案，可減少控制生產(chǎn)成本，同時選取最優(yōu)的肉鴿食品質(zhì)量控制方案，促使整個操作過程中的風(fēng)險降至最低，有效控制肉鴿食品質(zhì)量。

2 仿真試驗

作為中國第四家禽的肉鴿，其飼養(yǎng)過程精細(xì)程度越來越高，為驗證基于生產(chǎn)鏈視角的肉鴿食品質(zhì)量控制模型的控制程度，設(shè)定以成本控制、飼料選取規(guī)格、肉鴿食品質(zhì)量為指標(biāo)的3 次試驗。

2.1 生產(chǎn)鏈全過程的成本控制

為了驗證所設(shè)計基于生產(chǎn)鏈視角的肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)的綜合有效性，在試驗環(huán)境為Windows XP，AMDAthlon（tm）64×2Dual Core Processor3800+2.0 GHz，1 GB RAM 的情況下測試肉鴿生產(chǎn)量總成本。圖4 給出3 種不同控制系統(tǒng)的風(fēng)險降低率對比結(jié)果，測試不同生產(chǎn)規(guī)模樣本下生產(chǎn)鏈內(nèi)部的成本風(fēng)險率。由圖4 可知，本研究所設(shè)計控制系統(tǒng)的風(fēng)險降低率明顯高于其他2 種控制系統(tǒng)，說明應(yīng)用該模型的控制系統(tǒng)具有較好的風(fēng)險降低率，可有效降低生產(chǎn)鏈各個階段的成本風(fēng)險，成本風(fēng)險越低，肉鴿食品生產(chǎn)質(zhì)量越高。

2.2 飼料選取規(guī)格

測定在肉鴿飼養(yǎng)過程中飼料選取規(guī)格是否滿足肉鴿生長營養(yǎng)需求，以種鴿“平衡飼料+原糧”的喂養(yǎng)為標(biāo)準(zhǔn)（表2）。與文獻方法對比測試，得出喂養(yǎng)階段的飼料選取擬合程度，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，本研究方法選取的飼料代謝吸收能力較強，高于其他2種方法，說明該模型對飼料的選取控制能力較強，可在生產(chǎn)鏈的初始階段即達到較高的肉鴿產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 肉鴿食品質(zhì)量

應(yīng)用本研究方法和文獻方法對同一生產(chǎn)批次的上海崇明食品企業(yè)的肉鴿食品進行檢測。將肉鴿剪碎后，選取同等質(zhì)量的肉量，采用色彩色差儀和膨脹儀對食品中的水分、蛋白質(zhì)和脂肪進行測試，以《食品中水分的測定》進行水分測定，參照《食品中蛋白質(zhì)的測定》測定蛋白質(zhì)，以《肉及肉制品中脂肪含量測定》測定脂肪（圖6）。由圖6 可知，本研究方法的蛋白質(zhì)測定結(jié)果遠遠高于文獻［3］和文獻［4］的測定結(jié)果，同時，水分和脂肪的含量也高于其他2 種方法，并接近標(biāo)準(zhǔn)值，說明應(yīng)用該模型的質(zhì)量控制系統(tǒng)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中可有效控制肉鴿食品中的蛋白質(zhì)、脂肪、水分含量，使其符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 3 種不同控制系統(tǒng)的風(fēng)險降低率對比結(jié)果

表2 飼料選取的標(biāo)準(zhǔn)值

圖5 肉鴿飼料選取擬合程度對比結(jié)果

圖6 肉鴿食品質(zhì)量對比檢測結(jié)果

3 小結(jié)

針對傳統(tǒng)的肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)存在控制成本較高、控制效果較差等問題，本研究設(shè)計并提出基于生產(chǎn)鏈視角的肉鴿食品質(zhì)量控制系統(tǒng)。通過仿真試驗表明，所設(shè)計控制系統(tǒng)能有效減少控制成本的同時，獲取較為理想的控制效果，可提高肉鴿食品質(zhì)量，但是本研究方法受到檢測過程繁雜性的影響，沒有突出肉鴿食品銷售過程中的渠道質(zhì)量控制，未來會在這方面加大研究力度。