EPC在欧盟动物耳标上的应用：让食品安全追溯更有效

　　编者按：在公众对食品安全担忧以及对可追溯系统期待的背景下，欧盟国家陆续进行了一系列有关产品电子代码(EPC)在动物耳标上的测试应用，并发布了针对GS1 UHF EPC标签数据标准在动物电子标识中应用的指导书。欧盟、澳大利亚、美国、加拿大、日本等40多个国家已采用基于RFID的EPC电子标签进行牲畜身份识别追溯管理。本文对丹麦、爱尔兰这两个国家使用动物电子耳标的案例进行分析，着重关注耳标中使用的EPC编码。

　　肉食品追溯目前已经成为全球热议的话题，欧盟发布了诸多严格加强动物饲养的法律规定，要求饲养者必须加强和优化动物饲养各环节的管理。依靠耳标实现对单个动物的标识和自动数据采集被普遍认为是实现这一目的最基本的手段。

　　基于RFID技术的电子动物标签已不是新生概念，正快速发展成为提高饲养场所运营效率、有效监控动物饲养和提升食品供应链透明度的重要手段。近年来，欧盟陆续发布了若干有关动物耳标的法规和应用指导，见表1。但这些文件主要关注低频标签(LF)的应用。虽然低频标签具有抗水性好的特性，但同时也有几个显著缺点，如成本高于超高频(UHF)标签，也不如后者的识读距离远(对于野外大规模放牧尤为影响)，多标签冲突环境下识读率低等。

表1 欧盟有关动物耳标的法规和指导

　　从追溯应用来看，当前的追溯系统基本是由数据采集系统、交换系统和存储系统集成组成，除部分达到自动处理之外，还有部分工作仍由人工操作甚至基于传统的纸质作业完成。传统和多项创新技术并存的现状使得这些多样的追溯系统间互不兼容，数据一致性得不到保障。这样一来，在食品安全事故发生的时候，信息流的不连续以及缺乏获得准确数据等因素使得这些系统的功能大打折扣，导致相关机构无法正确及时采取行动。动物的电子标识是打通这种不兼容的关键，关系到系统信息流和数据传输是否顺畅的问题，引起欧盟各国的共同关注。

　　EPC和动物电子耳标的结合，不仅可以提高饲养现场操作效率，解决传统的动物识别问题，提高数据管理的效率，还可以减少动物管理的费用和保护动物权益。

　　电子耳标的EPC数据规范

　　在电子标签中以字节和字符形式存储信息的方法有很多种。为了规范使用，国际物品编码协会(GS1)发布了标签数据标准(Tag Data Standards)，规定了如何在超高频(UHF) Gen2标签存储区表示包括全球贸易项目代码在内的一系列GS1标识。虽然GS1已经拥有覆盖全球的标签数据标准，可以为产品、位置、资产等对象进行唯一标识，但还没有兼容传统的动物识别编码。为了改变这一现状，行业相关机构与GS1一起，在丹麦进行了一万头生猪的EPC应用，汇总了实施经验。

　　丹麦和爱尔兰两国的应用经验表明，要成功在动物耳标上施行EPC应用必须具备以下基本条件：

　　项目实施方对GS1 EPC标签标准和应用规范必须进行研究和理解，特别是充分领会标头值等概念;项目的实施必须基于和遵守GS1 EPC标准;标签的选择上需使用UHF 860-960 MHz 96位C1Gen2被动式标签;应用GS1 EPC标签数据标准，即SGTIN(序列化全球贸易项目代码);动物注册机构获得并使用由GS1编码机构分配的GS1全球厂商前缀;使用不超过7位的GS1全球厂商前缀(包括国家前缀);在GS1编码机构配合下，动物注册机构为每个动物分配序列号。

　　动物耳标EPC编码被分为两个部分：标头部分及详细信息部分。标头是EPC标签数据标准中规定的EPC标头，又分为三个部分，如表2所示。

表2 标头内容

　　标头在确定标识类别的同时，也确定了标签数据位长度，本应用中使用96位二进制编码。虽然为了给用户提供更强大的序列号级编码能力，GS1 EPC标准也定义了198位二进制长度的SGTIN，可以支持最多20个数字字符的编码，但目前的欧盟耳标项目并未应用。

　　滤值是物品包装层级或物品类别的标识。由于目前GS1 EPC标准里并未规定动物耳标的分类，所以此处滤值设置为“0”，以区别其他已在GS1 EPC标准里定义的滤值。

　　分区值表示由GS1编码机构分配的GS1全球厂商前缀长度，如分区值“5”表示GS1全球厂商前缀长度7位。

　　详细信息部分包含动物耳标应用需要的内容，包括GS1全球厂商前缀(GCP)、对象代码、序列号三部分构成，如图1。

图1 动物耳标用96位GS1 EPC编码实例

　　GCP使得GS1的各系统成员可以在全球范围内为其贸易项目、物流单元、位置、合作伙伴、资产及本案例中的动物进行唯一标识。在动物耳标应用中，GS1将GCP分配给相应的动物注册机构，并由这些机构负责给动物分配序列号。

　　对象代码包括三部分信息：指示位、国家代码和动物类型代码，以上这些信息都用数字进行标识。以图1的实例为例：

　　指标位数字设置为“0”。

　　动物注册机构根据ISO 3166获得三位国家代码。在此例中，爱尔兰的国家代码是372。如果应用中不使用国家代码，其默认值为“000”，如图2所示。

图2 国家代码的使用

　　此例中动物类型代码=“02”，代表动物类型为猪。

表3 动物类型代码

　　由于这些规则在行业内进行了约定，并充分兼容了已有的ISO和GS1标准，可最大限度地降低开发成本和复杂性，便于用户操作。

　　序列号是对动物个体的唯一标识。96位Gen2标签可以容纳274877906943个序列号，但只能为纯数字形式，且首位不能为“0”。

　　通常，序列号为国家动物注册机构为动物个体分配的代码;也有可能分段表示牧群或农场的代码。当然，随着更多信息的载入，其序列化的容量会降低。

　　丹麦的应用

　　生猪养殖业在丹麦国民经济及出口贸易中占重要地位，加大对生猪养殖的监管也是不容忽视的问题。自2009年开始，丹麦肉类及农业协会联同GS1丹麦共同推行适用于生猪耳标的产品电子代码/无线射频识别 (EPC/RFID) 解决方案。

　　以某生猪养殖场为例，每周有900头猪仔出生，数量之庞大导致在物流及登记过程中存在困难。对于生猪的养殖需要进行时刻的监控，每个工序都要进行单独登记以准确标定生猪的相关指数(以便估值)，同时要能确保母猪的健康。

　　由于幼猪仔会经常四处乱跑，超高频(UHF)RFID标签能够远距离感应到猪的移动，且UHF耳标体积上比低频(LF)标签的耳标小(对于不到3周大的小猪也适用)，这样就可检测到每只猪的饲养过程，如饲料数量、体重及用药量。通过参考记录数据，可对生猪的等级进行界定，并可对其价格进行估算(最多可达到27000欧元，少则低于100欧元)。

　　生猪养殖场自沿用超高频(UHF)RFID标签以来，节省了开支，改善了数据质量。以往在召集和点算需要运载的生猪时，要用三至四名员工花两小时才可完成，且相关数据记录的误差率达10%，以至影响到海关、边境及接收方的管理效益。自从使用EPC/RFID标签后，每名员工只需45分钟就能完成工作，大大提高了工作效率及数据信息记录的质量。

　　应用推广

　　在与多家动物研究机构和管理机构的合作，以及欧盟多个试点应用的基础上，两国的物品编码机构GS1丹麦和GS1爱尔兰联合发布了一项针对在动物电子耳标中应用EPC的指导书。

　　该指导书特别阐述了GS1标签数据标准和EPC系统可以为动物饲养者和动物注册管理机构提供基础技术，实现养殖场所的高效运营、动物行为的监控以及药品饲料管理等。由于该指导书来源于丹麦和爱尔兰多家研究机构和行业用户的实际项目经验，对行业内广大标签制造商、软件开发商对GS1 EPC标签数据标准的了解和应用具有十分重要的价值。

　　欧盟将基于ISO和GS1相关标准，并以此指导书为参考，进一步实施和推动动物制品“从农场到餐桌”的追溯。