基于4M1E和HACCP的潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈安全控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

孫若文，趙思明，尤 娟，尹 濤

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 武漢 430070）

我國是全球第一養(yǎng)禽大國，雞蛋年產(chǎn)量接近3 000 萬t，占世界總產(chǎn)量的43%[1]。蛋及蛋制品富含蛋白質(zhì)，營養(yǎng)豐富，是人們最常食用的食物之一，因此蛋及蛋制品質(zhì)量安全與國民生活息息相關(guān)。然而，近幾年陸續(xù)在雞蛋中檢測出芬普尼、氟蟲腈、氟苯尼考、環(huán)丙沙星等農(nóng)藥、獸藥，以及出現(xiàn)食用雞蛋引起沙門氏菌中毒事件，引起消費者對潔蛋安全性的擔(dān)憂。全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侵赣商镩g到餐桌所涵蓋的種養(yǎng)、收儲、加工、流通等多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)[2]。政府和大型企業(yè)高度重視全產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和補強建設(shè)。2021年4月，中共湖北省委辦印發(fā)《關(guān)于培育壯大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)的意見》 中提到，湖北將圍繞十大重點農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈（其中包括禽蛋制品）進(jìn)行強鏈、補鏈，建立鏈長制[3]。從全產(chǎn)業(yè)鏈角度進(jìn)行食品安全監(jiān)管，可實現(xiàn)精準(zhǔn)溯源，降低風(fēng)險控制成本。陶啟等[4]通過區(qū)塊鏈技術(shù)，采用風(fēng)險評估技術(shù)，將安全管理系統(tǒng)應(yīng)用于大米全產(chǎn)業(yè)鏈中并構(gòu)建相應(yīng)的追溯系統(tǒng)，以實現(xiàn)對大米安全的高效管控。魏立斐等[5]針對水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，采用區(qū)塊鏈和HACCP 技術(shù)相結(jié)合的方法，應(yīng)用于水產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈中，設(shè)計出水產(chǎn)品智能溯源系統(tǒng)，優(yōu)化水產(chǎn)品生產(chǎn)管理。然而，目前關(guān)于潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)称钒踩难芯课匆妶蟮馈?/p>

產(chǎn)品管理五大要素（4M1E）法指：人（Man），機器（Machine），物料（Material），方法（Method），環(huán)境（Environments）。在生產(chǎn)過程中，通過對以上五大要素進(jìn)行控制和分析，可高效、精準(zhǔn)地監(jiān)管生產(chǎn)狀況[6]。HACCP 體系即危害分析與關(guān)鍵控制點，用來控制食品安全危害，是一種科學(xué)、合理和系統(tǒng)的方法[7-8]。本文基于4M1E 和HACCP 的管理技術(shù)，通過對潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈中涉及的五大要素進(jìn)行分析，確定影響食品安全的主要因素和關(guān)鍵控制點，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)對食品安全相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和風(fēng)險分析，設(shè)計潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈安全控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對潔蛋質(zhì)量安全的高效管控。

1 全產(chǎn)業(yè)鏈主體架構(gòu)分析

潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侵笣嵉吧a(chǎn)過程中按照從蛋雞孵化到餐桌的順序，形成的物流鏈和信息鏈。根據(jù)4M1E 五大要素選取信息，“人”指單位的資質(zhì)、證照、法人、責(zé)任人等基本信息；“機”指所用設(shè)備的規(guī)格型號、技術(shù)參數(shù)、維修計劃及使用記錄、生產(chǎn)廠家等信息；“料”是指原輔料、半成品、成品的檢驗檢測及禽藥、肥料、加工助劑等投入品的使用記錄；“法”是指生產(chǎn)時要遵循的法律法規(guī)、規(guī)章制度；“環(huán)”是指養(yǎng)殖環(huán)境，倉庫、加工車間環(huán)境衛(wèi)生情況等影響食品安全的因素。

構(gòu)建的相關(guān)數(shù)據(jù)庫如表1所示；選取養(yǎng)殖、收儲、加工、流通4 個主節(jié)點來建立E-R 圖（實體-聯(lián)系模型），如圖1所示。

圖1 E-R 圖（實體-聯(lián)系模型）Fig.1 E-R diagram

表1 潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點4M1E 信息表Table 1 4M1E information sheet of clean eggs' full industry chain node

養(yǎng)殖主節(jié)點可分為以下幾個子節(jié)點：種蛋、孵化、養(yǎng)殖、產(chǎn)蛋（表1）。在種蛋子節(jié)點中，涉及到的人員包括抽檢員、管理員等，采集人員信息包括姓名，健康狀況等；涉及到的機器包含檢測設(shè)備，照蛋器、溫控器、加濕器、風(fēng)機等；物料信息應(yīng)包括種蛋狀況和數(shù)量等信息，包括重金屬含量、獸藥殘留、抗生素殘留等；種蛋子節(jié)點遵循種蛋接收和貯藏管理制度；環(huán)境指標(biāo)包括溫度、濕度等。孵化子節(jié)點中，以原料蛋為物料，設(shè)計采集原料蛋的品質(zhì)和環(huán)境參數(shù)2 個關(guān)鍵指標(biāo)，品質(zhì)檢測包括重金屬含量、獸藥殘留、抗生素殘留等，監(jiān)測環(huán)境信息如濕度、溫度、空氣狀況等信息，孵化設(shè)備包括溫控器、加濕器、翻蛋器、空氣檢測器，孵化場應(yīng)符合蛋雞標(biāo)準(zhǔn)化示范場驗收評分標(biāo)準(zhǔn)[9]。養(yǎng)殖子節(jié)點檢測飼料的獸藥殘留量及重金屬含量，防止影響雛雞的生長發(fā)育，監(jiān)測飲用水中是否有農(nóng)獸藥殘留，包括用藥管理等。在產(chǎn)蛋子節(jié)點，同樣需要檢測蛋品的理化指標(biāo)值及環(huán)境條件。在原料種蛋暫存的環(huán)境方面，通過監(jiān)控環(huán)境的溫度、濕度、氧氣濃度和潔凈度級別幾個關(guān)鍵指標(biāo)，設(shè)計使用溫控器、加濕器、熏蒸器和空氣質(zhì)量檢測器等機器設(shè)備來檢測指標(biāo)值。

貯藏主節(jié)點包含以下子節(jié)點：入庫、貯藏、出庫。需采集入庫人員和出庫人員的姓名、編號及健康信息，使用溫控器、加濕器等監(jiān)測環(huán)境指標(biāo)值，如溫度、濕度和潔凈度等，采集蛋品指標(biāo)如色澤、滋味、氣味、狀態(tài)、污染物、微生物等，貯藏過程應(yīng)遵循《中國人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》。

加工主節(jié)點包含以下子節(jié)點：接收、清洗、干燥、涂膜、分級、包裝。加工過程同樣需要采集加工人員信息，如姓名、健康狀況等，在加工節(jié)點中用到的設(shè)備，例如敲蛋機、清洗機、滅菌機、烘干機、分級機、涂膜機、包裝機等，設(shè)計采集這些機器工作的功率等用來確定最佳工藝條件值。以滅菌機為例，有些企業(yè)采用紫外殺菌技術(shù)，需要確定殺菌強度及殺菌時間來保證殺菌工作的進(jìn)行。在加工過程中，設(shè)置溫控器、加濕器等檢測環(huán)境指標(biāo)值，加工規(guī)章制度應(yīng)符合GMP、HACCP、GHP、SSOP規(guī)范，原料信息和品質(zhì)應(yīng)符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)蛋與蛋制品》中規(guī)定的要求（GB 2749-2015）[10]，產(chǎn)品抽檢應(yīng)包含重金屬、藥殘、毒素和微生物等信息。

流通主節(jié)點包含以下子節(jié)點：接收、運輸、下貨。過程中涉及到裝貨人員、卸貨人員、銷售人員，分別采集姓名、編號、健康狀況等信息，運輸時需采集運輸車編號等信息，檢查蛋品的質(zhì)檢報告、破損率等，監(jiān)測溫度、濕度、潔凈度等環(huán)境指標(biāo)，流通過程遵循食品經(jīng)營許可管理辦法和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法。

2 HACCP 分析

利用HACCP 對潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈的各節(jié)點可能出現(xiàn)的危害進(jìn)行分析和評估[7-8]，在出現(xiàn)問題前采取糾正措施，減少危害發(fā)生的概率，具有預(yù)防性，降低安全控制成本[11]。

蛋品表面易殘留沙門氏菌，沙門氏菌是一種常見的食源性致病菌，是潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈中必須預(yù)防的一種病原體[12]。人們食用被沙門氏菌污染的蛋品后出現(xiàn)食物中毒的癥狀，如惡心、嘔吐、腹瀉等，危害身體健康，如2020年廣東省衛(wèi)生健康委發(fā)布一起公共衛(wèi)生事件[13]，珠海市有48 人因食用被沙門氏菌感染的雞蛋導(dǎo)致食物中毒，因此嚴(yán)格監(jiān)控微生物數(shù)量極其重要。

2018年對雞蛋的國家食品安全監(jiān)督抽檢結(jié)果分析顯示，樣品不合格率為5.88%，不合格原因是檢出禁用氟苯尼考、恩諾沙星等獸藥[14]。若長期食用獸藥殘留的蛋品，危害因子在人體內(nèi)蓄積，會致癌、致畸、致突變等，對人類有嚴(yán)重的毒害作用[15]。蛋品中獸藥殘留來源于被污染的飼料、水源等，不遵守休藥期或者獸藥本身存在質(zhì)量問題也會導(dǎo)致獸藥殘留[16]，因此在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格把控獸藥殘留的檢測過程，確保蛋品質(zhì)量安全。

2020年，國內(nèi)共報道7 起禽流感疫情。最近的一次于2021年4月12日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新聞辦公室發(fā)布，遼寧省沈陽市發(fā)生野禽H5N6 亞型高致病性禽流感疫情[17]，由于禽流感嚴(yán)重時可引發(fā)重癥肺炎、多臟器功能衰竭等，病死率較高，危及人的生命。同時禽流感具有傳染性，不僅可以通過禽類直接傳染給人，而且還存在人與人之間傳播的可能性，在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)加防范。

在養(yǎng)殖主節(jié)點中，種蛋和養(yǎng)殖子節(jié)點為關(guān)鍵控制點。種蛋可能攜帶禽流感病毒，進(jìn)入孵化子節(jié)點后，將傳染給蛋雞和潔蛋，造成安全危害，該危害在后續(xù)的主節(jié)點和子節(jié)點中無法消除。應(yīng)該在種蛋接收時做質(zhì)量檢測，合格的種蛋方能進(jìn)入孵化子節(jié)點。

在養(yǎng)殖子節(jié)點中，農(nóng)藥、獸藥可能污染飼料和飲用水，導(dǎo)致蛋雞體內(nèi)出現(xiàn)獸藥殘留的情況，會傳染給原料蛋和成品潔蛋。采取預(yù)防措施，嚴(yán)格控制養(yǎng)殖場的環(huán)境條件值，如溫度、濕度等，防止有害微生物生長繁殖，監(jiān)測蛋品表面的微生物數(shù)量，同時通過滅菌將微生物的數(shù)量控制在安全范圍內(nèi)，并及時剔除攜帶病毒、農(nóng)獸藥殘留的蛋品。

在收貯主節(jié)點中，貯藏子節(jié)點為關(guān)鍵控制點。收貯環(huán)境的條件不達(dá)標(biāo)，如溫度過高，濕度過大，潔凈度不佳等，使得蛋品表面的微生物迅速生長繁殖，也可能通過氣孔進(jìn)入到蛋品內(nèi)部，影響蛋品安全。因此通過嚴(yán)格控制收貯條件及存放時間，設(shè)置貯藏環(huán)境的指標(biāo)值，如溫度、濕度、潔凈度等，可以預(yù)防蛋品表面殘留的微生物生長。

在加工過程中，消毒子節(jié)點為關(guān)鍵控制點。在該子節(jié)點中，需要專門的物理、化學(xué)等方式殺滅蛋殼表面的致病菌，致病菌消滅不徹底將在流通中大量繁殖，并最終危害食品安全。在流通過程中，控制好收貯時的環(huán)境指標(biāo)值，防止因貯藏條件不佳導(dǎo)致潔蛋受二次污染、微生物生長繁殖，影響蛋品的食用安全。

表2 潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈各節(jié)點安全危害及關(guān)鍵點分析Table 2 Analysis on the safety hazards and key points of each link in the entire industrial chain of clean eggs

3 數(shù)據(jù)的采集

通常將數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常指數(shù)據(jù)或者統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，如數(shù)字、符號等，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則或者不完整，包括圖像、音頻、視頻、XML、HTML 等[18]。在潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包含獸藥殘留、微生物數(shù)量、重金屬含量等，溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)，如溫度、濕度值也為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；食品安全快檢儀檢測出的數(shù)據(jù)，如微生物含量、農(nóng)藥殘留值均為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包含如攝像頭拍到的影像、蛋品狀態(tài)等。

數(shù)據(jù)采集是指從數(shù)據(jù)生成環(huán)境中提取原始數(shù)據(jù)的過程[19]。數(shù)據(jù)采集主要利用RFID、傳感器、快檢儀、攝像頭和其它智能終端定期自動采集信號、圖片或錄像[20-21]，通過硬件接口和軟件接口人工錄入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全鏈條數(shù)據(jù)共享。潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈中應(yīng)采集數(shù)據(jù)的檢測對象、主要指標(biāo)、檢測周期、檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測單位，如表3所示。

表3 潔蛋生產(chǎn)全鏈條數(shù)據(jù)采集信息表Table 3 Clean eggs production chain data collection information sheet

4 質(zhì)量安全風(fēng)險評估

4.1 風(fēng)險計算

基于大數(shù)據(jù)與人工智能按照節(jié)點對潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行風(fēng)險分析與評估，建立風(fēng)險管理制度，在潔蛋生產(chǎn)過程中，將風(fēng)險可能造成的不良影響減至最低。

4.1.1 相對風(fēng)險值[22]單項指標(biāo)的相對風(fēng)險值為：

式中，Pmn——第m 個節(jié)點第n 個指標(biāo)的相對風(fēng)險值；e——指標(biāo)關(guān)鍵限值；f——實測值；m——第m 個節(jié)點。m=1，2，3，…，h；h——節(jié)點個數(shù)；n——第m 個節(jié)點的第n 個指標(biāo)。n=1，2，3，…，i；i——指標(biāo)個數(shù)。當(dāng)Pmn＜1 時，該單項指標(biāo)檢測合格。當(dāng)Pmn≥1 時，該單項指標(biāo)檢測超標(biāo)。

4.1.2 風(fēng)險指數(shù) 節(jié)點的風(fēng)險指數(shù)，采用最大值法：

式中，F(xiàn)m——第m 個控制點的風(fēng)險指數(shù)；Pmn——第m 個節(jié)點第n 個指標(biāo)的相對風(fēng)險。

4.1.3 綜合風(fēng)險指數(shù) 全鏈條的綜合風(fēng)險指數(shù)，采用最大值法：

式中，F(xiàn)m——第m 個控制點的風(fēng)險指數(shù)；F——全鏈條的綜合風(fēng)險指數(shù)。

4.2 風(fēng)險等級

4.2.1 風(fēng)險等級 采用危害程度、事件發(fā)生率和后果嚴(yán)重性的三維評價法，各劃分為高、中、低3個等級，根據(jù)相對風(fēng)險值得風(fēng)險程度分值，風(fēng)險狀態(tài)描述見表4。

表4 風(fēng)險狀態(tài)描述表Table 4 Risk status description table

4.2.2 風(fēng)險等級的確定

式（4）可用于節(jié)點或成品的風(fēng)險評估，將風(fēng)險等級劃分為1 級、2 級、3 級和4 級，風(fēng)險等級及其描述如表5所示。

表5 風(fēng)險等級及其描述表Table 5 Risk level and its description table

4.3 風(fēng)險分析

4.3.1 風(fēng)險數(shù)據(jù)獲取 利用走訪企業(yè)收集到的實測數(shù)據(jù)，如以成品潔蛋各危害因子【污染物、菌毒素（黃曲霉毒素）、農(nóng)殘（呲蚜酮）】的實測值為基礎(chǔ)，參考國家標(biāo)準(zhǔn)限值，以正態(tài)分布隨機生成模擬數(shù)據(jù)[23]（表6）?；谙鄬︼L(fēng)險值、風(fēng)險指數(shù)、綜合風(fēng)險指數(shù)，采用最大值法、多指標(biāo)組合，對關(guān)鍵控制點成品潔蛋進(jìn)行風(fēng)險評估預(yù)警[24]。

表6 基于正態(tài)分布規(guī)律的Excel 模擬計算Table 6 Excel simulation calculation based on normal distribution law

抽樣次數(shù)：依據(jù)潔蛋加工實際情況，每小時抽樣檢測1 次，按每天生產(chǎn)10 h，即每天抽樣10 次，1年按加工生產(chǎn)100 d 計算，總計抽樣次數(shù)1 000次。因此，模擬抽樣1 000 次，即是模擬潔蛋加工整個年度的危害因子檢測風(fēng)險狀態(tài)。

平均值與標(biāo)準(zhǔn)差：重金屬鉛平均值與標(biāo)準(zhǔn)差根據(jù)實際檢測數(shù)據(jù)計算得到，其它危害因子，假設(shè)根據(jù)重金屬平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與限值等比例得到。

4.3.2 風(fēng)險分析 通過影響模型的因素研究，確定了以正態(tài)分布隨機生成數(shù)據(jù)值，計算出Pmn值，以最大概率法則算法，計算出Fm值，通過Excel 模擬計算，最終繪制出風(fēng)險指數(shù)概率圖，如圖2所示。Fm≥1 的概率穩(wěn)定在0.1%左右，當(dāng)k 取0.95時，k≤Fm≤1 的概率為6.3%左右，當(dāng)k 取0.9 時，k≤Fm≤1 的概率為39%左右，當(dāng)k 取0.85 時，k≤Fm≤1 的概率為51%左右，分析可以得到結(jié)論：k值越小，預(yù)警越頻繁，風(fēng)險評估與預(yù)警模型的可靠性越差。當(dāng)k=0.95 時，風(fēng)險評估與預(yù)警模型既較穩(wěn)定，可靠性較高，又有助于潔蛋安全事件的提前防范。

圖2 風(fēng)險指數(shù)概率圖Fig.2 Risk index probability chart

4.4 風(fēng)險控制

根據(jù)風(fēng)險狀況，采取相應(yīng)的糾偏措施。通過建立風(fēng)險評估與預(yù)警模型，了解到潔蛋的安全問題集中在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，如飼料里的獸藥殘留，抗生素殘留超標(biāo)，不按照規(guī)定執(zhí)行休藥期等，都會影響潔蛋的安全性及品質(zhì)，因此嚴(yán)格控制養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的風(fēng)險指標(biāo)值極為重要，如湖北神丹健康食品有限公司采用“公司+養(yǎng)殖場+標(biāo)準(zhǔn)化”的合作養(yǎng)殖模式，統(tǒng)一供料和統(tǒng)一防疫管理，采用中藥保健飼料，從根本上減少獸藥殘留的現(xiàn)象，同時對合作的養(yǎng)殖戶配置安全管理員，定期查看用藥用量情況[25]，多方面采取措施降低潔蛋生產(chǎn)的風(fēng)險值。監(jiān)管部門作為食品風(fēng)險檢測的主體單位，根據(jù)風(fēng)險值提前采取監(jiān)測手段，企業(yè)也可以與監(jiān)管部門合作，加強風(fēng)險預(yù)防工作，找到導(dǎo)致風(fēng)險的原因，采取措施規(guī)避風(fēng)險發(fā)生。

5 潔蛋安全監(jiān)管設(shè)計

潔蛋質(zhì)量安全監(jiān)管包括潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈自身的質(zhì)量安全智能管理系統(tǒng)和外部監(jiān)管機構(gòu)兩種監(jiān)管體系。潔蛋質(zhì)量安全智能管理系統(tǒng)目的在于多角色、多環(huán)節(jié)、多要素的把控質(zhì)量安全問題，并應(yīng)用于潔蛋的安全溯源。利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)搭建食品安全大數(shù)據(jù)平臺，拓展食品風(fēng)險預(yù)警方法，事先預(yù)警風(fēng)險發(fā)生[26]，實現(xiàn)質(zhì)量安全大數(shù)據(jù)的采集與分析、質(zhì)量安全風(fēng)險評估、質(zhì)量安全管理、溯源、應(yīng)急處理等功能[27]。

5.1 潔蛋質(zhì)量安全智能管理系統(tǒng)

搭建潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈架構(gòu)，了解到潔蛋生產(chǎn)中的關(guān)鍵指標(biāo)及風(fēng)險值，在真實數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用正態(tài)分布函數(shù)計算得到模擬數(shù)據(jù)，在安全管理系統(tǒng)中錄入關(guān)鍵指標(biāo)信息，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)食品質(zhì)量安全預(yù)警功能，對照之前設(shè)定的安全指標(biāo)分析參數(shù)，參照相應(yīng)的國家安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)、企業(yè)的自身管理標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，自動生成潔蛋質(zhì)量風(fēng)險評估圖，生產(chǎn)一線的實時數(shù)據(jù)在線反饋給監(jiān)管層，如果指標(biāo)值超標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，公司可以及時采取措施降低風(fēng)險，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。例如發(fā)現(xiàn)蛋品中存在獸藥殘留，微生物數(shù)量超標(biāo)等問題，系統(tǒng)自動發(fā)出警告，檢測樣品的危害因子，直至發(fā)現(xiàn)危害源頭，確定危害樣品和責(zé)任人，排查安全隱患，及時發(fā)現(xiàn)問題，整改問題，為潔蛋安全生產(chǎn)提供保障[5]。

智能管理系統(tǒng)可以有效提高企業(yè)生產(chǎn)管理效率和蛋品的質(zhì)量安全，也大大提升了政府監(jiān)管部門的工作效率，對提高企業(yè)的食品安全信用，增強消費者的食品安全信心和政府監(jiān)管具有較大意義。

5.2 外部監(jiān)管機構(gòu)系統(tǒng)

作為第三方，外部檢測機構(gòu)可以得到比自檢更權(quán)威、更具公信力的檢測報告，其中包括檢測結(jié)果、檢測人員的基本信息。構(gòu)建外部監(jiān)管機構(gòu)系統(tǒng)錄入檢測機構(gòu)的基本信息，及相應(yīng)的檢測報告、送檢時間等，對外部檢測機構(gòu)做好信息記錄，同大數(shù)據(jù)安全管理平臺共同形成潔蛋溯源質(zhì)量安全監(jiān)管體系。

6 安全控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

6.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

基于全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)搭建潔蛋溯源平臺，潔蛋產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點信息采集和分析系統(tǒng)整體架構(gòu)主要包括功能層、業(yè)務(wù)處理層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)采集層以及基礎(chǔ)資源層5 個層次，詳見圖3。基礎(chǔ)資源層包括檢測設(shè)備的輸出、關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、實驗室模擬仿真數(shù)據(jù)系統(tǒng)及第三方接口來源數(shù)據(jù)，通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 （SNMP） 數(shù)據(jù)采集技術(shù)、Teinet/SSH 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)、Agent/apt 采集等進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，隨后經(jīng)過數(shù)據(jù)采集層將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，數(shù)據(jù)處理層進(jìn)行分析；業(yè)務(wù)處理層包括監(jiān)測配置、資源管理、業(yè)務(wù)管理、查詢、告警管理及統(tǒng)計分析，此模塊的輸出即為功能展現(xiàn)層；功能層包括功能中心、告警視圖及系統(tǒng)配置等，用來實現(xiàn)安全控制系統(tǒng)的順利運轉(zhuǎn)，為蛋品質(zhì)量安全控制管理提供保障，功能中心是展示給消費者、養(yǎng)殖戶、企業(yè)、監(jiān)管部門、檢測機構(gòu)等的門戶，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，通過操作界面向不同群體提供個性化服務(wù)。

圖3 食品安全數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)整體架構(gòu)Fig.3 The overall architecture of the food safety data collection and analysis system

6.2 系統(tǒng)功能

食品安全數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)分為3 個功能模塊，包括管理員系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)、政府監(jiān)管系統(tǒng)，系統(tǒng)整體功能設(shè)計見圖4。其中管理員系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、管理員賬號管理、企業(yè)會員管理、監(jiān)管機構(gòu)會員管理、產(chǎn)業(yè)鏈管理、知識庫管理及統(tǒng)計分析管理等，管理員為有需要的企業(yè)或者監(jiān)管部門等開設(shè)賬戶，設(shè)置系統(tǒng)的用戶信息，以及負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理和運營。企業(yè)系統(tǒng)包括賬號管理、原始數(shù)據(jù)上傳、產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險評估預(yù)測、數(shù)據(jù)溯源等，企業(yè)可以設(shè)置生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵節(jié)點及指標(biāo)，操作人員上傳實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行風(fēng)險評估和預(yù)測風(fēng)險值。一旦發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品，根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行溯源追蹤，確定問題來源，對蛋品生產(chǎn)實現(xiàn)高效管控。政府監(jiān)管系統(tǒng)包括賬號管理、監(jiān)管信息（原始數(shù)據(jù)、企業(yè)排名等信息）、抽檢數(shù)據(jù)錄入等。利用政府監(jiān)管系統(tǒng)對信息分析篩選，更直觀的了解企業(yè)相關(guān)信息，為消費者和企業(yè)提供更多有價值的信息，也為政府的質(zhì)量安全監(jiān)督工作提供極大便利。運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立全產(chǎn)業(yè)鏈追溯系統(tǒng)，從養(yǎng)殖到餐桌的全鏈條監(jiān)控，保障潔蛋安全[28]。

圖4 食品安全數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)功能架構(gòu)Fig.4 Functional architecture of food safety data collection and analysis system

6.3 蛋品質(zhì)量安全管理溯源系統(tǒng)建設(shè)

利用潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)，在計算機硬件和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立潔蛋質(zhì)量安全管理溯源系統(tǒng)[29]，更好的實現(xiàn)對潔蛋的管理和監(jiān)控。潔蛋質(zhì)量安全管理溯源系統(tǒng)包括養(yǎng)殖管理系統(tǒng)、食品生產(chǎn)智能監(jiān)測系統(tǒng)、規(guī)范操作衛(wèi)生環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等，參考陶啟的研究方法[4]，構(gòu)建“云+管+端”的構(gòu)架，如圖5所示。其中“云”是指大數(shù)據(jù)云平臺，將收集的蛋品數(shù)據(jù)存儲在平臺信息庫，采用數(shù)據(jù)分析計算等來進(jìn)行風(fēng)險評估、預(yù)測預(yù)警以及追蹤溯源、潔蛋品質(zhì)分析等?！肮堋奔雌髽I(yè)管理，通過云平臺實時監(jiān)控生產(chǎn)情況，生產(chǎn)管理系統(tǒng)和加工管理系統(tǒng)及時對可能產(chǎn)生風(fēng)險的參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，貯運管理系統(tǒng)對蛋品運輸過程中的環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)控，溫度過高，濕度大，溫度變化快等都會不同程度的影響蛋品品質(zhì)，通過管理系統(tǒng)可以有效把控最佳貯運條件，最大程度保證蛋品品質(zhì)?！岸恕奔葱畔⒉杉丝?，通過不同的傳感器在全產(chǎn)業(yè)鏈主節(jié)點中收集指標(biāo)信息，降低管理成本及人力成本，減少人工記錄帶來的誤差，提高準(zhǔn)確值[30]。在生產(chǎn)過程中，通過溫度傳感器、濕度傳感器、攝像頭等監(jiān)控生產(chǎn)一線的情況，加工時利用電子標(biāo)簽、微生物監(jiān)測芯片、溫度傳感器收集生產(chǎn)信息，提供精準(zhǔn)、高效、全面地蛋品安全大數(shù)據(jù)服務(wù)。具體數(shù)據(jù)采集類型、方法參考表3。

圖5 安全管理大數(shù)據(jù)云平臺Fig.5 Security management big data cloud platform

7 總結(jié)

近年來，潔蛋食品安全事件在歐洲和我國頻發(fā)，引發(fā)政府部門和消費者擔(dān)憂。食品全產(chǎn)業(yè)鏈涉及食品原料到消費的各個環(huán)節(jié)，食品危害可能在各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生，也可能在上游環(huán)節(jié)產(chǎn)生后向下傳遞并最終危害消費者的生命健康。對各個環(huán)節(jié)分類監(jiān)管，存在檢測、監(jiān)管成本大，溯源難度大等問題。本課題研究中將潔蛋全產(chǎn)業(yè)鏈劃分為養(yǎng)殖、收貯、加工和流通4 個主節(jié)點，在各主節(jié)點下設(shè)立關(guān)鍵子節(jié)點。通過4M1E 法對全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行全要素分析，進(jìn)一步通過HACCP 確定主要危害和關(guān)鍵控制點，建立風(fēng)險評估方法，利用信息化技術(shù)構(gòu)建蛋品安全管理平臺和控制，從多維度監(jiān)管蛋品的質(zhì)量安全，可望降低管理成本，實現(xiàn)精準(zhǔn)溯源。