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射频识别管理系统在肉食品质量安全追溯中的应用
作者：魏宋杨
来源：中国自动识别技术杂志
日期：2009-08-11 17:25:49
摘要：食品安全的可追溯工作在我国越来越受到关注和重视，被认为是管理和控制食品安全问题的重要手段。通过建立“源头到餐桌”的食品供应链信息追溯体系，可对肉食品的养殖、生产加工、包装运输及批发零售各环节进行全程有效的监管。
食品安全的可追溯工作在我国越来越受到关注和重视，被认为是管理和控制食品安全问题的重要手段。通过建立“源头到餐桌”的食品供应链信息追溯体系，可对肉食品的养殖、生产加工、包装运输及批发零售各环节进行全程有效的监管。
目前，在国外，一般肉类企业都是一体化经营的，从饲养、加工到产品销售均在同一企业内完成。国际上通用的食品产品质量控制方法是通过对食品制造每个过程和关键点进行标识，保存和管理相关信息。通过标识及记录将动物产品和动物联系起来，任何动物产品均可以追溯到动物养殖场，实现了从农场到餐桌的全程可追溯性。而目前我国的牲畜养殖业普遍存在基础条件差、管理薄弱，基本上未建立跟踪追溯体系，缺乏应急机制的技术手段。因此，建立牲畜养殖业及肉制品射频识别管理系统，实现肉制品的跟踪追溯，是摆在我们面前的刻不容缓的任务。
肉制品可追溯技术总体技术路线
肉制品的可追溯总体技术路线遵循着“饲养—屠宰—加工—消费者”这样一条完整供应链。在动物饲养场所通过用装有电子标签的耳标标识每一头牲畜，建立牲畜养殖档案，通过RF PDA将数据汇总至服务器中心；在屠宰场通过称重平台和为生肉佩戴钩型标签记录整个屠宰过程并将各种数据传送至中央服务器；在加工分割肉工作中，通过标签打印机打印移动类型的条码标识分割肉制品，建立相关的信息追踪系统，以此详细记录分割肉的生产过程以及各种数据并汇总到中央服务器；最后在无线网络可通过移动标签或者序列号对肉产品进行查询，以此建立牲畜养殖及肉制品生产、销售全套管理系统。肉制品可追溯技术总体技术路线流程图参见图1。
牲畜及其产品的信息流
牲畜及其产品的信息流反应的是一个信息链，通过信息链可以查询出牲畜及其产品的任意一个环节的状态。信息链的一级构成体系包括：养殖场信息、畜体信息、酮体信息、分割肉信息以及运输信息。其中养殖场信息、畜体信息、酮体信息、分割肉信息通过中间件的各种识别技术手段反映了牲畜从养殖场到肉小包装的整个链条。而运输信息通过传感器、GPS、GPRS、PDA等技术手段与销售部门构成一个完整链条。牲畜及其产品的信息流结构图参见图2。
信息流链条中，牲畜养殖个体标识技术可选择RFID方案或二维条码方案。
RFID管理系统在养殖场的应用
1、给每一只种猪、仔猪、肥猪佩带一个表示全球统一标识系统惟一编码的电子标签，为每头猪建立养殖档案，包括该猪及上三代血缘关系的鉴定，免疫、保健、驱虫、疾病和配种等信息，以便企业对产品的后期进行追溯。
2、系统可提示操作员对种母猪的妊娠、预产等情况，种公猪使用情况信息，商品猪的转换生理阶段、哺乳仔猪的断奶周期进行处理。
3、操作员可通过转栏数据分析每头猪的体重增长情况，记录每头猪的出口、销售、死亡、淘汰、屠宰、购入、送出等信息，实现动态信息管理。
选择RFID方案可实现非接触读写，读写距离从几厘米至几十米，数据容量大、数据安全性高、可重复使用且适用于较恶劣的环境。使用RFID方案要考虑标准化问题，必须符合ISO11784《动物的射频信号识别—代码结构》和ISO11785《动物的射频识别—技术概念》国际标准及GB/T20563-2006《动物射频识别代码结构》标准的要求。所用的电子耳标要简单小巧，易佩戴，质地柔韧，抗撕咬，不变形，符合卫生要求，不会引起牲畜过敏。标签读写距离大于60cm，识读率在95%以上，能与企业信息系统集成和结合，满足信息管理的要求。通过读取为每一头牲畜配置的电子标签信息，并准确无误的传输给计算机，为每一头牲畜建一份档案，实现牲畜养殖全过程的科学化管理。
选择二维条码
二维条码技术(码制技术+硬件技术+中间件技术) 为研究低成本高质量的牲畜个体标识耳标提供了可能。可选择Data Matrix 2D（二维条码）或汉信码，技术的选择依据为：二维条码最大特点就是占用面积“小”，能在较小的面积进行上编码，因此被广泛用于标示集成电路、药品等小件物品；在用激光对标识物进行打标时，标记快，功率消耗低，成本小 ；纠错率高，即使条码标签磨损50%，也可识别。
研制二维耳标的技术难点：耳标污染、磨损、缺失和断裂，环境照度低；家畜晃动等恶劣情况；采用激光蚀刻二维条码技术，聚焦后的激光光束，可将物体表面材料逐点驱除留下印记，且不会损坏被加工的物件；耳标的材质可考虑用弹性热塑材料（TPU），弹性热塑材料既能保证普通二维条码识别的耳标在现有条件下系统的使用，又能达到RFID识别功能的动物耳标封装效果的要求。
无公害管理值得推广
在广泛借鉴欧美、日本、新西兰、澳大利亚等发达国家成功经验的基础上，中国物品编码中心技术服务公司、中国物品编码中心云南分中心和昆明高上高肉业公司结合实际、立足标准、注重创新，将射频识别技术与全球统一标识系统有机结合，历时3年多时间，经过大量的实验、试点工作，共同研发了“云南无公害养殖及肉制品全球统一表示系统射频管理系统”，并在高上高肉业公司成功应用，实现了公司生猪养殖、防疫、屠宰及肉制品生产、加工、运输全过程的信息标识、获取、传递和管理自动化，确保了产品信息跟踪与追溯的可靠性。
生产企业在仔猪的生长过程中对其肉质进行鉴定，鉴定信息和养殖档案一起形成完整的个体猪档案。仔猪育成后，通过射频设备读取个体猪信息，再将信息发往屠宰场，屠宰场管理系统在接收到个体猪信息后，将其记录到数据库，在屠宰前将个体猪的电子标识与全球统一标识系统的条码标识建立一一对应关系，分割肉与肉制品的包装上均贴上与个体猪档案关联的全球统一标识系统的条码标识，使分割肉与肉制品能与相应的个体猪互相关联。
在肉制品销售点，购买者可通过零售包装上的条码标识查询到相关的屠宰信息和个体猪档案，也可以根据包装上的条码标识通过互联网查询肉制品的相关信息。参见图3。
目前，在国外，一般肉类企业都是一体化经营的，从饲养、加工到产品销售均在同一企业内完成。国际上通用的食品产品质量控制方法是通过对食品制造每个过程和关键点进行标识，保存和管理相关信息。通过标识及记录将动物产品和动物联系起来，任何动物产品均可以追溯到动物养殖场，实现了从农场到餐桌的全程可追溯性。而目前我国的牲畜养殖业普遍存在基础条件差、管理薄弱，基本上未建立跟踪追溯体系，缺乏应急机制的技术手段。因此，建立牲畜养殖业及肉制品射频识别管理系统，实现肉制品的跟踪追溯，是摆在我们面前的刻不容缓的任务。
肉制品可追溯技术总体技术路线
肉制品的可追溯总体技术路线遵循着“饲养—屠宰—加工—消费者”这样一条完整供应链。在动物饲养场所通过用装有电子标签的耳标标识每一头牲畜，建立牲畜养殖档案，通过RF PDA将数据汇总至服务器中心；在屠宰场通过称重平台和为生肉佩戴钩型标签记录整个屠宰过程并将各种数据传送至中央服务器；在加工分割肉工作中，通过标签打印机打印移动类型的条码标识分割肉制品，建立相关的信息追踪系统，以此详细记录分割肉的生产过程以及各种数据并汇总到中央服务器；最后在无线网络可通过移动标签或者序列号对肉产品进行查询，以此建立牲畜养殖及肉制品生产、销售全套管理系统。肉制品可追溯技术总体技术路线流程图参见图1。
图1：肉制品可追溯技术总体技术路线
牲畜及其产品的信息流
牲畜及其产品的信息流反应的是一个信息链，通过信息链可以查询出牲畜及其产品的任意一个环节的状态。信息链的一级构成体系包括：养殖场信息、畜体信息、酮体信息、分割肉信息以及运输信息。其中养殖场信息、畜体信息、酮体信息、分割肉信息通过中间件的各种识别技术手段反映了牲畜从养殖场到肉小包装的整个链条。而运输信息通过传感器、GPS、GPRS、PDA等技术手段与销售部门构成一个完整链条。牲畜及其产品的信息流结构图参见图2。
图2：牲畜及其产品的信息流结构图
信息流链条中，牲畜养殖个体标识技术可选择RFID方案或二维条码方案。
RFID管理系统在养殖场的应用
1、给每一只种猪、仔猪、肥猪佩带一个表示全球统一标识系统惟一编码的电子标签，为每头猪建立养殖档案，包括该猪及上三代血缘关系的鉴定，免疫、保健、驱虫、疾病和配种等信息，以便企业对产品的后期进行追溯。
2、系统可提示操作员对种母猪的妊娠、预产等情况，种公猪使用情况信息，商品猪的转换生理阶段、哺乳仔猪的断奶周期进行处理。
3、操作员可通过转栏数据分析每头猪的体重增长情况，记录每头猪的出口、销售、死亡、淘汰、屠宰、购入、送出等信息，实现动态信息管理。
选择RFID方案可实现非接触读写，读写距离从几厘米至几十米，数据容量大、数据安全性高、可重复使用且适用于较恶劣的环境。使用RFID方案要考虑标准化问题，必须符合ISO11784《动物的射频信号识别—代码结构》和ISO11785《动物的射频识别—技术概念》国际标准及GB/T20563-2006《动物射频识别代码结构》标准的要求。所用的电子耳标要简单小巧，易佩戴，质地柔韧，抗撕咬，不变形，符合卫生要求，不会引起牲畜过敏。标签读写距离大于60cm，识读率在95%以上，能与企业信息系统集成和结合，满足信息管理的要求。通过读取为每一头牲畜配置的电子标签信息，并准确无误的传输给计算机，为每一头牲畜建一份档案，实现牲畜养殖全过程的科学化管理。
选择二维条码
二维条码技术(码制技术+硬件技术+中间件技术) 为研究低成本高质量的牲畜个体标识耳标提供了可能。可选择Data Matrix 2D（二维条码）或汉信码，技术的选择依据为：二维条码最大特点就是占用面积“小”，能在较小的面积进行上编码，因此被广泛用于标示集成电路、药品等小件物品；在用激光对标识物进行打标时，标记快，功率消耗低，成本小 ；纠错率高，即使条码标签磨损50%，也可识别。
研制二维耳标的技术难点：耳标污染、磨损、缺失和断裂，环境照度低；家畜晃动等恶劣情况；采用激光蚀刻二维条码技术，聚焦后的激光光束，可将物体表面材料逐点驱除留下印记，且不会损坏被加工的物件；耳标的材质可考虑用弹性热塑材料（TPU），弹性热塑材料既能保证普通二维条码识别的耳标在现有条件下系统的使用，又能达到RFID识别功能的动物耳标封装效果的要求。
无公害管理值得推广
在广泛借鉴欧美、日本、新西兰、澳大利亚等发达国家成功经验的基础上，中国物品编码中心技术服务公司、中国物品编码中心云南分中心和昆明高上高肉业公司结合实际、立足标准、注重创新，将射频识别技术与全球统一标识系统有机结合，历时3年多时间，经过大量的实验、试点工作，共同研发了“云南无公害养殖及肉制品全球统一表示系统射频管理系统”，并在高上高肉业公司成功应用，实现了公司生猪养殖、防疫、屠宰及肉制品生产、加工、运输全过程的信息标识、获取、传递和管理自动化，确保了产品信息跟踪与追溯的可靠性。
生产企业在仔猪的生长过程中对其肉质进行鉴定，鉴定信息和养殖档案一起形成完整的个体猪档案。仔猪育成后，通过射频设备读取个体猪信息，再将信息发往屠宰场，屠宰场管理系统在接收到个体猪信息后，将其记录到数据库，在屠宰前将个体猪的电子标识与全球统一标识系统的条码标识建立一一对应关系，分割肉与肉制品的包装上均贴上与个体猪档案关联的全球统一标识系统的条码标识，使分割肉与肉制品能与相应的个体猪互相关联。
在肉制品销售点，购买者可通过零售包装上的条码标识查询到相关的屠宰信息和个体猪档案，也可以根据包装上的条码标识通过互联网查询肉制品的相关信息。参见图3。
图3：肉制品销售管理系统
