楊 琳 豐東升 張維誼 王靜芝 孫磊玲

（1.上海市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，上海 200335；2.一澤信息科技（上海）有限公司，上海 200335）

綠色食品發(fā)展高度契合我國新時代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、質(zhì)量興農(nóng)、品牌強農(nóng)等戰(zhàn)略部署和要求[1]。近年來，上海市統(tǒng)籌部署綠色食品工作，持續(xù)加強技術(shù)指導，截至2020年底，上海市有效期內(nèi)綠色食品企業(yè)883家，產(chǎn)品1 587個，產(chǎn)量124.56萬t。比2019年增加企業(yè)215家、產(chǎn)品423個，新增產(chǎn)量17.11萬t，綠色食品數(shù)量達歷史新高[2]。

面對迅速發(fā)展的綠色食品業(yè)務數(shù)據(jù)，綠色食品管理面臨新的挑戰(zhàn)。在以往傳統(tǒng)經(jīng)驗式的管理模式下，申報材料多、審核周期長，如何整合綠色食品“從土地到餐桌”全過程海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“線上電子資源+線下申報檔案”規(guī)范化存儲，提高資源供給效率；如何從海量數(shù)據(jù)庫中進行大數(shù)據(jù)分析，挖掘、提煉最新統(tǒng)計信息，宏觀把握綠色食品發(fā)展動態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”思維和大數(shù)據(jù)技術(shù)成為必不可少的新工具和新方法。為此，本文對常見的信息化架構(gòu)進行探討，并以上海為例，介紹該市基于微服務架構(gòu)搭建綠色食品管理信息化平臺的實踐效果。

一、綠色食品管理信息化架構(gòu)的探索與選擇

（一）國內(nèi)常見農(nóng)業(yè)系統(tǒng)信息化架構(gòu)分析隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的迅速發(fā)展及全國5G移動網(wǎng)絡的快速建立，各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理信息化、智能化發(fā)展迅速，不同生產(chǎn)管理平臺設計思路、搭建方式不同，從傳統(tǒng)的單體架構(gòu)到目前較為流行的微服務架構(gòu)均有應用。

1.單體架構(gòu)應用。單體架構(gòu)應用的目標是支撐完成獨立的業(yè)務事項[3]，其設計和開發(fā)以業(yè)務數(shù)據(jù)流和工作流程的電子化為主，類似OA辦公軟件。該架構(gòu)適用于簡單的業(yè)務流程，優(yōu)點是易于開發(fā)、測試、部署，但由于單體架構(gòu)所有代碼都在一個項目里，對于任何小改動都要重新構(gòu)建和部署，可擴展性和可靠性略差，后期維護、擴展難度大[4]。

現(xiàn)有的“三品一標”管理系統(tǒng)多采用單體架構(gòu)設計和開發(fā)[5]，包含地方受理、審核、專家評審及頒證等業(yè)務流程，提高了辦事效率和管理水平，擴寬了國家與各省市之間的信息傳遞渠道。但也存在一些問題，主要表現(xiàn)為：一是系統(tǒng)采用的技術(shù)手段落后，可維護性、靈活性、擴展性不能滿足系統(tǒng)改造的要求；二是相關數(shù)據(jù)僅以表單式展示為主，不利于數(shù)據(jù)挖掘和分析；三是僅限于內(nèi)部使用，與外部數(shù)據(jù)沒有對接，不利于數(shù)據(jù)共享和交互[6]。

2.微服務架構(gòu)應用。微服務架構(gòu)的目標是站在項目角度快速構(gòu)建并應用系統(tǒng)，核心是將業(yè)務系統(tǒng)徹底組件化、模塊化和服務化，解決系統(tǒng)重復開發(fā)、共享等問題，實現(xiàn)項目快速迭代、持續(xù)交互。微服務架構(gòu)可以讓復雜的業(yè)務功能通過模塊化的方式呈現(xiàn)出來，每個服務都可以單獨增減，獨立部署，可以高性能地收集、治理和規(guī)范各個數(shù)據(jù)源，在系統(tǒng)開發(fā)、使用和維護方面非常方便[7～8]。

目前微服務架構(gòu)在農(nóng)業(yè)領域運用非常廣泛。趙善龍和孫婉婷[9]認為采用基于虛擬容器的微服務架構(gòu)來構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”平臺，能將軟件從硬件中分離出來，既增加了系統(tǒng)維護性、擴展性，易于部署管理，又使得技術(shù)路線可以靈活應用。王小寧等[10]圍繞省、市、縣三級植保體系，采用Spring Cloud框架搭建，設計開發(fā)省級農(nóng)作物病蟲數(shù)據(jù)上報系統(tǒng)，對各類病蟲發(fā)生數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化管理，實現(xiàn)突發(fā)性、流行性病蟲害的預測和數(shù)據(jù)擴展。鄧波等[11]采用基于Spring Boot微服務架構(gòu)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測平臺，實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品從抽樣信息登記到報告出具的智能化、流程化、溯源化管理，實現(xiàn)檢測信息的可追溯和數(shù)據(jù)的深度挖掘。

有學者從理論研究角度出發(fā)，認為盡管微服務架構(gòu)有很多優(yōu)勢，結(jié)合“三品一標”管理系統(tǒng)自身特點，需要確定多個服務之間的正確邊界，解決技術(shù)上分布式系統(tǒng)帶來的數(shù)據(jù)一致性、性能監(jiān)控、服務間通信機制等問題，所應對的挑戰(zhàn)較大，并不建議采用微服務架構(gòu)進行設計[4]。但綠色食品倡導“從土地到餐桌”全過程控制理念，涉及環(huán)節(jié)多、業(yè)務規(guī)模增長快、管理要求不斷升級，系統(tǒng)設計需要考慮不斷增長的業(yè)務體量、不斷發(fā)展的業(yè)務需求，更需要靈活性好、擴展性強、管理性優(yōu)的架構(gòu)模式。

（二）上海綠色食品管理信息化架構(gòu)選擇為推進綠色食品管理向精細化、縱深化發(fā)展，達到綠色食品全過程數(shù)據(jù)資源的靈活與高效管理，上海市開展微服務架構(gòu)在綠色食品管理信息化方面的應用研究，采用微服務架構(gòu)開發(fā)“上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”。

1.采用微服務架構(gòu)的原因?！吧虾＞G色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”作為對內(nèi)業(yè)務管理、對外提供信息發(fā)布的統(tǒng)一窗口，系統(tǒng)構(gòu)建有3方面要求：一是要滿足快速開發(fā)、不斷迭代的要求，以應對綠色食品產(chǎn)品規(guī)模不斷擴大、產(chǎn)品種類不斷豐富、業(yè)務管理更加精細的新形勢。二是采用模塊化、結(jié)構(gòu)化管理，以便于抓取并提煉過程數(shù)據(jù)，進行監(jiān)管預測預警，實現(xiàn)綠色食品管理數(shù)據(jù)融匯分析和智能決策。三是要易維護、可擴展，能夠靈活對接外部系統(tǒng)，整合相關數(shù)據(jù)資源，為管理部門、生產(chǎn)部門、市民提供“一站式”精準信息服務。因此，為滿足系統(tǒng)構(gòu)建和業(yè)務管理的要求，采用基于微服務架構(gòu)搭建的“上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”，能夠使綠色食品管理更加高效、業(yè)務流程更加規(guī)范、服務功能更加便捷、分析決策更加智能、信息應用更加便捷。

2.平臺基本框架和功能?！吧虾＞G色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”通過Spring Cloud微服務架構(gòu)、基于Hive的大數(shù)據(jù)技術(shù)、流程化GIS管理技術(shù)、基于SCRUM的項目管理體系4項管理技術(shù)，建立高可用、高并發(fā)、可動態(tài)擴展的技術(shù)平臺；采用敏捷開發(fā)模式，以檢查員、監(jiān)管員、內(nèi)檢員等不同用戶為核心，從需求出發(fā)，以小步快跑迭代更新的模式，保證系統(tǒng)的適用性、穩(wěn)定性和可靠性。

在功能模塊上，“上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”包括申報系統(tǒng)、培訓系統(tǒng)、監(jiān)管系統(tǒng)及展示系統(tǒng)4大子系統(tǒng)28個小模塊，內(nèi)容包括綠色食品申報計劃、申請、受理審查、現(xiàn)場檢查、企業(yè)自查、標志檢察、質(zhì)量監(jiān)管、培訓服務、可視化展示等，GIS服務于整個管理系統(tǒng)中。各功能模塊見圖1。

圖1 “上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”模塊

二、上海綠色食品管理信息化平臺的實踐成效

“上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”采用滿足快速開發(fā)、不斷迭代、高容錯、易擴展、持續(xù)交互的微服務架構(gòu)，取得了較好的實踐效果。

1.重塑業(yè)務審核，提高工作效率。按照現(xiàn)有工作制度和業(yè)務流程，“上海綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”拆分、重組綠色食品申報及審核內(nèi)容。一是將上海特有的申報計劃、預先審查等工作要求納入系統(tǒng)。線上安排計劃、填寫預審記錄，提高工作的計劃性、時效性和針對性。二是將用戶分為申請人和審核人2類人群，模塊化設計申報及審核信息。從申請人視角重新組合申報內(nèi)容，使填報思路更清晰、內(nèi)容更明確，在線申報過程省時省力，并利用系統(tǒng)邏輯模式輔助糾錯；從審核人視角徹底打破逐級審核的工作流程式，提高工作效率，符合國家提高資源配置效率的要求。三是針對業(yè)務優(yōu)化發(fā)展、標準規(guī)范更新、申報材料模板和內(nèi)容調(diào)整等情況，系統(tǒng)能夠及時調(diào)整、快速響應，并能靈活適應不同地區(qū)、不同工作習慣的需要。

2.改進管理模式，提高數(shù)據(jù)活躍度。一是將申請人申報變?yōu)椤翱裳h(huán)”申報，把申報信息“從整到散”拆成企業(yè)、產(chǎn)品、基地、生產(chǎn)4部分內(nèi)容，提交申請時，自動“從散到整”組合成規(guī)范的《申請書》《調(diào)查表》，企業(yè)、產(chǎn)品等基礎信息可在增報、續(xù)展時重復使用，避免重復填寫；二是受理審查變?yōu)椤叭蝿涨鍐巍敝疲瑢彶閮?nèi)容以清單形式顯示，審核人只需關注任務是否審查充分合理，量化目標是否完成，不再依賴行政層級的流轉(zhuǎn)；三是現(xiàn)場檢查體現(xiàn)“實時性”，檢查報告由一人撰寫變?yōu)楝F(xiàn)場多人協(xié)作完成，檢查結(jié)束后可直接生成《現(xiàn)場檢查報告》；四是數(shù)據(jù)交互“活躍”，企業(yè)申請、材料審查、現(xiàn)場檢查的數(shù)據(jù)在多個環(huán)節(jié)之間互通互聯(lián)，使沉寂數(shù)據(jù)活躍化，最大限度挖掘系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享的能力，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，為使用人員省時提效。

3.實現(xiàn)GIS服務，準確掌握地塊信息。依托互聯(lián)網(wǎng)GIS技術(shù)，在上海已有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)上精確標注企業(yè)生產(chǎn)地塊信息，實現(xiàn)對綠色食品企業(yè)的實時動態(tài)管理。主要功能有：（1）企業(yè)基本信息填報，包括基地面積、產(chǎn)品、產(chǎn)量、畝次等；（2）企業(yè)綠色食品生產(chǎn)基地標繪、產(chǎn)品標注；（3）綠色食品生產(chǎn)面積的自動計算和匯總；（4）綠色食品生產(chǎn)基地位置圖、生產(chǎn)基地平面圖的自動生成和導出；（5）綠色食品數(shù)據(jù)的分區(qū)、分類統(tǒng)計匯總；（6）提供對外數(shù)據(jù)服務接口，實現(xiàn)與上海市和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接與應用。GIS服務的引入，首次將GIS技術(shù)運用于綠色食品申報審核，以地塊為基本單元和紐帶，準確把握基于生產(chǎn)地塊的實際種植面積和生產(chǎn)變化情況，實現(xiàn)對綠色食品生產(chǎn)的精準管理。

4.融合外部資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享?！吧虾＞G色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品全程智能化管理系統(tǒng)”對接上海市相關信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，打破信息孤島，實現(xiàn)跨平臺數(shù)據(jù)共享。一是對接上海市大數(shù)據(jù)中心法人庫，以企業(yè)統(tǒng)一社會信用代碼為唯一登錄標識，后臺自動獲取企業(yè)基礎信息；二是對接上海市電子印章公共服務平臺，以“一網(wǎng)通辦”電子印章為基礎，實現(xiàn)申請審核的電子簽章功能，打通無紙化工作瓶頸，確保綠色食品管理由傳統(tǒng)線下模式向線上順利轉(zhuǎn)型；三是對接上海種植業(yè)管理系統(tǒng)，自動導入相關農(nóng)事操作數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程可追溯，同時開發(fā)“綠色食品農(nóng)藥速查助手”，實現(xiàn)綠色農(nóng)藥的快速查詢與實時更新。通過外部資源引入和數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，進一步提升綠色食品精細化管理能力。

三、綠色食品管理信息化發(fā)展思考

建立融合對接的綠色食品信息化業(yè)務平臺，從初始端的企業(yè)線上申報審核，到終端的線上專家評審、繳費和發(fā)證，有利于綠色食品全程信息化管理，壓縮審核周期，也有利于實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)管，提升消費者信任度。上海從理論和實踐等方面進行初步探索，在具體推進過程中積累了一些經(jīng)驗和體會。

（一）根據(jù)綠色食品發(fā)展的內(nèi)在特點推進信息化綠色食品發(fā)展已有30多年，已經(jīng)形成了一整套行之有效的工作機制與工作規(guī)程，在綠色食品產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展中起到了積極推動作用[12]，這是信息化發(fā)展的前提和基礎。綠色食品信息化建設必須根據(jù)行業(yè)自身發(fā)展的特點，對業(yè)務各個環(huán)節(jié)、相關平臺功能、大數(shù)據(jù)互融共通進行深度思考和設計，選擇適合的平臺構(gòu)建技術(shù)與模式，將微服務化、大數(shù)據(jù)、分布式技術(shù)引入綠色食品信息化建設，重組工作各個環(huán)節(jié)，深度貼合業(yè)務實際，打造內(nèi)容豐富、模式多樣、載體多元的信息服務產(chǎn)品，提升綠色食品信息化和智能化程度，推進綠色食品生產(chǎn)全過程的科學化管理與決策。

（二）重視數(shù)據(jù)資源的有效利用和融合對接重視部門協(xié)作和數(shù)據(jù)共享，充分運用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、5G移動終端等諸多信息技術(shù)，達到數(shù)據(jù)的互聯(lián)、互通。一是對接農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、追溯、監(jiān)管系統(tǒng)，引入GIS、農(nóng)事生產(chǎn)管理、農(nóng)田土壤監(jiān)測、農(nóng)資管理等方面數(shù)據(jù)，提高綠色食品管理系統(tǒng)效率；二是對接公共服務系統(tǒng)，接入法人庫、商標庫、電子印章系統(tǒng)、企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)等外部資源，實現(xiàn)綠色食品管理系統(tǒng)與生產(chǎn)經(jīng)營主體資質(zhì)、誠信情況有效結(jié)合，提高綠色食品管理系統(tǒng)規(guī)范性；三是對接外部宣傳展示平臺，向消費者延伸，提高綠色食品知名度，讓消費者了解、信任、消費綠色食品。

（三）注重實踐和數(shù)據(jù)挖掘以支撐決策在綠色食品信息化系統(tǒng)推進過程中，要注重與實踐相結(jié)合，在實踐中不斷完善，使之更符合實際操作的需要與要求。同時要深入挖掘綠色食品管理中的各種過程數(shù)據(jù)，以企業(yè)情況、產(chǎn)品生產(chǎn)與基地環(huán)境為主線，形成圍繞綠色食品的“決策樹”。既為業(yè)務統(tǒng)計帶來便捷，提供有效有跡、實時監(jiān)管、及時預警，更為決策提供信息支撐，通過大數(shù)據(jù)分析和挖掘把握綠色食品發(fā)展動態(tài)，保障數(shù)據(jù)支撐下的綠色食品管理模式高效運轉(zhuǎn)。