基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言的食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)分析

王新平，劉 萍*

（西安科技大學(xué)管理學(xué)院，陜西 西安 710054）

基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言的食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)分析

王新平，劉 萍*

（西安科技大學(xué)管理學(xué)院，陜西 西安 710054）

為實(shí)現(xiàn)對(duì)食品質(zhì)量信息的追溯與控制，本文在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，確定了其功能模塊。采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（unified modeling language，UML），對(duì)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程、靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行可視化建模，借助用例圖、時(shí)序圖和類圖設(shè)計(jì)了系統(tǒng)模型，并通過(guò)活動(dòng)圖描述了系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)業(yè)務(wù)流程。

食品；質(zhì)量追溯；統(tǒng)一建模語(yǔ)言；系統(tǒng)分析

近年來(lái)，食品安全的可追溯工作越來(lái)越受到關(guān)注和重視，被認(rèn)為是管理和控制食品質(zhì)量安全問(wèn)題的重要手段。我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)品種繁多、地域廣泛、生產(chǎn)環(huán)節(jié)極其復(fù)雜，這使得對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和監(jiān)管更加困難和充滿障礙。因此，人們?cè)絹?lái)越需要借助現(xiàn)代科技，保證農(nóng)產(chǎn)品在不同形態(tài)下、不同物權(quán)轉(zhuǎn)移中、不同管理環(huán)節(jié)內(nèi)，做到源頭可追溯、流向可跟蹤、信息可存儲(chǔ)、產(chǎn)品可召回［1-6］，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)進(jìn)行全程跟蹤和管理，從而提高生產(chǎn)流程的控制水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量。如何對(duì)食品進(jìn)行有效跟蹤和追溯，建立有效的安全機(jī)制，從源頭上保證食品安全是個(gè)很有意義的課題。ISO 22000標(biāo)準(zhǔn)理解可追溯性系統(tǒng)規(guī)定“組織應(yīng)建立且實(shí)施追溯性系統(tǒng)，以確保能夠識(shí)別產(chǎn)品批次及其與原料批次，生產(chǎn)和交付記錄的關(guān)系”［7］。食品追溯應(yīng)與企業(yè)質(zhì)量管理體系相結(jié)合，追溯系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個(gè)企業(yè)的內(nèi)部質(zhì)量控制系統(tǒng)。

食品信息可追溯系統(tǒng)作為食品質(zhì)量安全管理的重要手段，是由歐盟為應(yīng)對(duì)瘋牛病問(wèn)題于1997年開(kāi)始逐步建立起來(lái)的［8］。我國(guó)由于信息化等起步較晚，對(duì)食品質(zhì)量信息追溯體系的研究也晚于西方國(guó)家。自2000年來(lái)，我國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)和科研領(lǐng)域在國(guó)家科技計(jì)劃以及各省市的資助下，積極開(kāi)展食品可追溯技術(shù)及系統(tǒng)研究，主要集中在畜禽產(chǎn)品、蔬菜、水果、水產(chǎn)品、糧油產(chǎn)品等方面［9］。2004年6月起，由國(guó)家條碼推進(jìn)工程辦公室開(kāi)展的“蔬菜安全追溯系統(tǒng)研究及應(yīng)用示范工程”在山東淮坊市壽光田苑蔬菜基地和洛城蔬菜基地實(shí)施。2005年昝林森等［10］利用事件驅(qū)動(dòng)的面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)研發(fā)了牛肉安全生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量跟蹤與追溯信息系統(tǒng)。之后，彭霞［11］提出了基于射頻識(shí)別（radio frequency identification，RFID）技術(shù)的海產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)基本架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，顏波［12］和孫傳恒［13］等從物聯(lián)網(wǎng)角度構(gòu)建了水產(chǎn)品的追溯平臺(tái)，設(shè)計(jì)了分布式水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)。2008年，楊信延等［14］結(jié)合信息技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)以蔬菜安全生產(chǎn)管理為核心的蔬菜質(zhì)量信息追溯系統(tǒng)。2009年，鄭火國(guó)等［15］采用信息編碼、多平臺(tái)溯源、硬件研發(fā)等技術(shù)，建立了多層次、多角色的糧油產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)體系，2010年，陳長(zhǎng)喜等［16］開(kāi)發(fā)了涵蓋肉雞生產(chǎn)與屠宰加工標(biāo)準(zhǔn)體系，具有第三方認(rèn)證的肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與產(chǎn)品質(zhì)量可追溯平臺(tái)。2015年，上海市食品藥品監(jiān)督管理局開(kāi)始執(zhí)行《上海市食品安全信息追溯管理辦法》，對(duì)糧食及其制品、畜產(chǎn)品及其制品、禽及其產(chǎn)品、蔬菜、水果、水產(chǎn)品等十大類食品實(shí)施強(qiáng)制追溯，開(kāi)啟了我國(guó)大范圍農(nóng)產(chǎn)品和食品強(qiáng)制追溯的先河［17］。鑒于此，雖然我國(guó)目前對(duì)食品質(zhì)量信息追溯已取得了一定的研究成果，但研究成果多是針對(duì)某一具體類別的產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行質(zhì)量追溯系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，涉及到的多是產(chǎn)品種植或生產(chǎn)的某一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)，沒(méi)有從食品鏈的角度系統(tǒng)地分析，適用性不強(qiáng)。因此，需要對(duì)食品行業(yè)可追溯體系進(jìn)行進(jìn)一步深入研究，探索出適合食品行業(yè)的可追溯系統(tǒng)，使可追蹤體系的實(shí)施應(yīng)用得到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化和普及，降低同行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)的可追蹤系統(tǒng)建設(shè)成本。

食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)旨在對(duì)食品質(zhì)量信息進(jìn)行追蹤和溯源，其涉及到食品供應(yīng)鏈上不同環(huán)節(jié)的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)的采集和傳遞，需要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)和銷售環(huán)節(jié)等不同層次用戶的協(xié)作參與，是一個(gè)包含多個(gè)以信息系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)為主的子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，本文采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言（unified modeling language，UML），它支持需求分析、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)造和系統(tǒng)測(cè)試等各個(gè)軟件開(kāi)發(fā)階段，可以從各個(gè)角度透視系統(tǒng)，從各個(gè)層面描述系統(tǒng)，從而準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)與行為［18］，使系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)更直觀簡(jiǎn)捷。本文結(jié)合我國(guó)食品安全現(xiàn)狀，在分析國(guó)內(nèi)研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)質(zhì)量追蹤體系的特點(diǎn)，分析質(zhì)量追蹤體系的需求，對(duì)食品行業(yè)質(zhì)量信息可追溯系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，對(duì)食品生產(chǎn)、流通和最終消費(fèi)全過(guò)程所涉及的要素進(jìn)行可追溯系統(tǒng)的構(gòu)建，確定了系統(tǒng)的主要功能模塊，并通過(guò)UML建模語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)有關(guān)模塊建立了用例模型、動(dòng)態(tài)模型和對(duì)象模型。

1 食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)需求分析

為滿足對(duì)食品質(zhì)量信息可追蹤性的要求，本系統(tǒng)利用信息技術(shù)完成食品信息在供應(yīng)鏈之間的傳輸和查詢［19］，最終達(dá)到對(duì)問(wèn)題食品溯源實(shí)物，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題食品的定向召回，從而促進(jìn)食品質(zhì)量的提高，增強(qiáng)消費(fèi)者的安全感。經(jīng)過(guò)分析，本系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能模塊主要有：綜合信息管理、質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管、質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)、記錄查詢打印和系統(tǒng)管理。系統(tǒng)的具體功能框架如圖1所示。

1.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括用戶管理、系統(tǒng)說(shuō)明和關(guān)于系統(tǒng)，主要以系統(tǒng)管理為主。系統(tǒng)的用戶以兩種身份進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行操作，分別是系統(tǒng)管理員和一般用戶。其中，一般用戶包括了監(jiān)管部門用戶、生產(chǎn)企業(yè)用戶和流通企業(yè)用戶及其他用戶。系統(tǒng)的用戶管理由用戶信息管理、用戶權(quán)限管理兩部分組成。用戶以不同身份登錄系統(tǒng)，其相應(yīng)的權(quán)限也將不同。通過(guò)對(duì)不同用戶的分類管理和權(quán)限管理，提高了本系統(tǒng)的安全性，從而防止了無(wú)關(guān)人員獲取和執(zhí)行其權(quán)限范圍以外的信息和操作。

1.2 綜合信息管理

該模塊包含了對(duì)生產(chǎn)單位管理、生產(chǎn)過(guò)程管理和追溯標(biāo)識(shí)監(jiān)管三部分。在系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)權(quán)限，對(duì)相應(yīng)信息進(jìn)行增加、修改、刪除和查詢等基本操作。生產(chǎn)過(guò)程管理可以對(duì)所在轄區(qū)內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期、原料采購(gòu)、生產(chǎn)信息、采收和檢測(cè)的全過(guò)程信息進(jìn)行管理；追溯標(biāo)識(shí)管理包括產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的生成、打印和監(jiān)管。其中，質(zhì)量信息的獲取由生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)信息采集、流通企業(yè)的產(chǎn)品出入庫(kù)信息采集等子功能模塊組成，主要面向生產(chǎn)企業(yè)用戶和流通企業(yè)用戶。另外，在對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行查詢時(shí)，用戶可以按產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品條碼來(lái)實(shí)時(shí)查詢產(chǎn)品的相關(guān)信息，或通過(guò)類別查詢某一類產(chǎn)品的相關(guān)信息，從而方便快捷地獲取所需信息。

1.3 質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管

質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管包括企業(yè)信用評(píng)價(jià)、公眾的查詢和舉報(bào)以及在線投訴處理3 個(gè)子功能模塊。在該模塊，質(zhì)量監(jiān)管部門的用戶可以根據(jù)企業(yè)日常的質(zhì)量報(bào)表等反映出來(lái)的信息對(duì)企業(yè)的信用等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，可以對(duì)轄區(qū)內(nèi)的名牌企業(yè)等進(jìn)行公布表?yè)P(yáng)，其他用戶可以查看企業(yè)信用等級(jí)；還可在線及時(shí)處理用戶對(duì)食品的投訴信息。通過(guò)質(zhì)量監(jiān)管部門、企業(yè)和用戶的參與對(duì)食品企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督，保證食品安全流通。

1.4 質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)

該功能模塊主要包括實(shí)時(shí)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)、不合格產(chǎn)品召回和檢測(cè)綜合查詢。該模塊主要用于監(jiān)管部門用戶對(duì)產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在安全隱患，即可根據(jù)產(chǎn)品追溯標(biāo)識(shí)、名稱等條件查詢對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，以召回產(chǎn)品，還可查看已召回產(chǎn)品的詳細(xì)信息。

1.5 記錄查詢打印

該模塊主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)中產(chǎn)品質(zhì)量信息的匯總，繼而將質(zhì)量信息生成生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表、生產(chǎn)周報(bào)表和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)月報(bào)表，形成質(zhì)量檔案。

1.6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)維護(hù)包括用戶密碼修改、用戶權(quán)限設(shè)置、添加用戶等功能。主要對(duì)系統(tǒng)的用戶進(jìn)行管理，是保證系統(tǒng)用戶有序、系統(tǒng)正常有效運(yùn)行的基礎(chǔ)。

2 UML概述及應(yīng)用

UML是目前被人們廣泛使用的一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，它可以幫助用戶對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蟮拿枋龊徒?，?duì)軟件開(kāi)發(fā)生命周期的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行描述。無(wú)論在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域、軟件行業(yè)還是在商業(yè)界，UML已經(jīng)是人們用來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模、對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和商業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述時(shí)使用的統(tǒng)一工具［20］。UML為開(kāi)發(fā)人員提供了標(biāo)準(zhǔn)的、易于理解的各種圖形來(lái)組建整個(gè)結(jié)構(gòu)模型，并將這些模型以及它們之間的關(guān)系可視化，使模型能更清楚被用戶所理解，為用戶的使用提供了極大的方便。標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的重要內(nèi)容可以通過(guò)用例視圖、邏輯視圖、實(shí)現(xiàn)視圖、進(jìn)程視圖、部署視圖五類視圖來(lái)定義。一般稱作為“4+1”視圖［21］。

UML建模語(yǔ)言采用圖形符號(hào)將系統(tǒng)流程分析、系統(tǒng)需求、對(duì)象模型化定義到對(duì)象設(shè)計(jì)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程完全標(biāo)準(zhǔn)化，以建立一套軟件系統(tǒng)從系統(tǒng)分析、流程設(shè)計(jì)到整體開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)表示方法［22］。UML從不同的抽象角度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可視化［23］，應(yīng)用貫穿于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的5 個(gè)階段［24-26］。

2.1 需求分析

UML的用例視圖可以表示客戶的需求。通過(guò)用例建模，可以對(duì)外部的角色以及它們所需要的系統(tǒng)功能建模。角色和用例使用它們之間的關(guān)系、通信建模的。每個(gè)用例都制定了客戶的需求。

2.2 分析

分析階段主要考慮所要解決的問(wèn)題，可用UML的邏輯視圖和動(dòng)態(tài)視圖來(lái)描述：類圖描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，協(xié)作圖、狀態(tài)圖、序列圖、活動(dòng)圖和狀態(tài)圖描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。在分析階段，只為問(wèn)題領(lǐng)域的類建模，小定義軟件系統(tǒng)地解決方案的細(xì)節(jié)。

2.3 設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)階段，把分析階段的結(jié)果擴(kuò)展成技術(shù)解決方案。加入新的類來(lái)提供技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如用戶接口、數(shù)據(jù)庫(kù)操作等。分析階段的領(lǐng)域問(wèn)題類被嵌入在這個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中。設(shè)計(jì)階段的結(jié)果是構(gòu)造階段的詳細(xì)的規(guī)格說(shuō)明。

2.4 構(gòu)造

在構(gòu)造或程序設(shè)計(jì)階段，把設(shè)計(jì)階段的類別轉(zhuǎn)換成某種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言的代碼。在對(duì)UML表示的分析和設(shè)計(jì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，最好要直接把模型轉(zhuǎn)換成代碼。因?yàn)樵谠缙陔A段，模型是理解系統(tǒng)，是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的手段。

2.5 測(cè)試

對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試通常分為單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和接受測(cè)試幾個(gè)小同級(jí)別。單元測(cè)試是對(duì)幾個(gè)類或一組類的測(cè)試，通常由程序員進(jìn)行；集成測(cè)試集成組件和類，確認(rèn)它們之間是否恰當(dāng)?shù)貐f(xié)作；系統(tǒng)測(cè)試把系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)“黑箱”，驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足所有的需求。不同的測(cè)試小組使用不同的UML作為他們工作的基礎(chǔ)。單元測(cè)試使用類圖和類的規(guī)格說(shuō)明，集成測(cè)試典型地使用組件圖和協(xié)作圖，而系統(tǒng)測(cè)試實(shí)現(xiàn)用例圖來(lái)確認(rèn)系統(tǒng)的行為符合這些圖中的定義。

3 基于UML的食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)模型

基于食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的需求分析，本文將通過(guò)用例模型、靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述、構(gòu)造和可視化。

3.1 系統(tǒng)用例模型

用例圖用以描述系統(tǒng)的外部特性，它主要從系統(tǒng)用戶的角度來(lái)分析描述系統(tǒng)所需的功能和動(dòng)態(tài)行為。因此，用例圖將直接影響用戶對(duì)最終系統(tǒng)的滿意程度［26］。

產(chǎn)品質(zhì)量信息追蹤系統(tǒng)主要包含4 個(gè)用例：系統(tǒng)管理員、監(jiān)管部門用戶、生產(chǎn)企業(yè)用戶、流通企業(yè)用戶。

3.1.1 系統(tǒng)管理員

由單位指定專人作為系統(tǒng)管理員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理維護(hù)。系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)后，主要職責(zé)是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行用戶管理及系統(tǒng)維護(hù)，其中，用戶管理包括用戶權(quán)限設(shè)置、用戶信息管理等，系統(tǒng)管理員可以新建管理員、監(jiān)管部門用戶、生產(chǎn)企業(yè)用戶和流通企業(yè)用戶，并為其授予相應(yīng)的權(quán)限。

3.1.2 監(jiān)管部門用戶

監(jiān)管部門用戶進(jìn)入系統(tǒng)后，主要負(fù)責(zé)所轄區(qū)域的用戶管理、讀取產(chǎn)品的條碼標(biāo)簽信息、產(chǎn)品案件管理、生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品出廠信息查詢、流通企業(yè)庫(kù)存情況查詢等。監(jiān)管用戶可以對(duì)管轄內(nèi)的企業(yè)建立生產(chǎn)類或流通類用戶，并對(duì)生產(chǎn)企業(yè)、流通企業(yè)的用戶信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢，但不包括數(shù)據(jù)的增加、刪除、更改操作。

3.1.3 生產(chǎn)/流通企業(yè)用戶

在系統(tǒng)中，生產(chǎn)企業(yè)與流通企業(yè)用戶的操作基本一致。生產(chǎn)企業(yè)用戶登錄系統(tǒng)后，主要負(fù)責(zé)及時(shí)更新、添加最新產(chǎn)品出廠信息，并讀取產(chǎn)品的條碼信息，以及對(duì)歷史生產(chǎn)產(chǎn)品信息進(jìn)行查詢。另外，生產(chǎn)企業(yè)用戶只能對(duì)自己的用戶信息進(jìn)行修改，對(duì)自己企業(yè)的產(chǎn)品信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等操作。

流通企業(yè)用戶登錄系統(tǒng)后，主要負(fù)責(zé)添加最新產(chǎn)品出入庫(kù)信息，并讀取產(chǎn)品的條碼信息，以及對(duì)歷史出入庫(kù)產(chǎn)品信息進(jìn)行查詢。另外，流通企業(yè)用戶只能對(duì)自己的用戶信息進(jìn)行修改，對(duì)自己企業(yè)的產(chǎn)品信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等操作。

基于質(zhì)量追溯系統(tǒng)的功能及業(yè)務(wù)流程，在系統(tǒng)中，每類參與者由于類型、等級(jí)不同，各類用戶在系統(tǒng)中擔(dān)任的角色也不同。系統(tǒng)的用例圖如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)靜態(tài)模型

在系統(tǒng)分析部分，系統(tǒng)靜態(tài)模型主要通過(guò)建立概念模型來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的類與對(duì)象以及它們之間的關(guān)系［27］，在UML中，靜態(tài)模型主要通過(guò)類圖表示。食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)類圖如圖3所示。系統(tǒng)管理員和系統(tǒng)用戶聯(lián)系起來(lái)。監(jiān)管部門用戶、流通領(lǐng)域用戶和生產(chǎn)領(lǐng)域用戶是系統(tǒng)用戶的3 種，它們與用戶類之間是泛化關(guān)系。生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品信息管理和流通企業(yè)產(chǎn)品信息管理都依賴于產(chǎn)品條碼所攜帶的產(chǎn)品基本信息。一個(gè)系統(tǒng)管理員可以建立多個(gè)用戶，所以管理員和用戶是一對(duì)多的關(guān)系；一個(gè)用戶可以查看多個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、出入庫(kù)信息，并對(duì)其進(jìn)行管理，同樣，某一產(chǎn)品信息可被多個(gè)用戶同時(shí)管理，因此，產(chǎn)品生產(chǎn)信息管理類和產(chǎn)品出入庫(kù)信息管理類與用戶是多對(duì)多的關(guān)系；管理員和相應(yīng)用戶可以監(jiān)管零個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品案件，所以，管理員和用戶與產(chǎn)品監(jiān)測(cè)之間是多對(duì)多的關(guān)系。

通過(guò)類圖分析可知，由這些類構(gòu)成的系統(tǒng)記錄了與產(chǎn)品相關(guān)的信息，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量信息的管理，是質(zhì)量追蹤的依據(jù)。一旦有產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，用戶可以依據(jù)產(chǎn)品條碼對(duì)該產(chǎn)品記錄進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的定位，追蹤出產(chǎn)品的流通信息和生產(chǎn)信息，根據(jù)產(chǎn)品條碼查詢出產(chǎn)品的基本信息，對(duì)問(wèn)題產(chǎn)品進(jìn)行定位。

3.3 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型

系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型包括交互模型和行為模型［20］。交互模型一般包括時(shí)序圖和協(xié)作圖，行為模型一般指活動(dòng)圖和狀態(tài)圖。本文根據(jù)需要，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模時(shí)，主要采用了時(shí)序圖和活動(dòng)圖來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3.3.1 時(shí)序圖

時(shí)序圖強(qiáng)調(diào)按時(shí)間順序描述系統(tǒng)各元素之間的消息傳送［27］。時(shí)序圖的縱軸從上到下表示時(shí)間順序，橫軸從左到右表示有關(guān)聯(lián)的各個(gè)相關(guān)對(duì)象，關(guān)系密切的相關(guān)對(duì)象安排在相鄰位置。食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的時(shí)序圖主要有5個(gè)：1）用戶管理模塊中系統(tǒng)內(nèi)各類用戶管理的時(shí)序圖；2）用戶進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)序圖；3）綜合信息管理的時(shí)序圖；4）質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管的時(shí)序圖；5）質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)的時(shí)序圖。其中，綜合信息管理的時(shí)序圖為核心，因此，本文主要以信息采集與查詢的時(shí)序圖為例進(jìn)行說(shuō)明，具體如圖4所示。

由圖4可知，系統(tǒng)中產(chǎn)品信息的采集主要由系統(tǒng)中的生產(chǎn)企業(yè)用戶和流通企業(yè)用戶完成。在進(jìn)行信息采集時(shí)，如果是新產(chǎn)品，用戶首先要讀取產(chǎn)品的條碼信息，然后在系統(tǒng)中錄入產(chǎn)品的其他必錄信息，包括生產(chǎn)單位和生產(chǎn)過(guò)程信息。監(jiān)管部門用戶進(jìn)入系統(tǒng)查看產(chǎn)品信息時(shí)，首先要選擇輸入條件，可以是產(chǎn)品條碼、也可以是產(chǎn)品名稱，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)根據(jù)查詢條件將相應(yīng)的產(chǎn)品信息返回給監(jiān)管部門用戶。生產(chǎn)企業(yè)、流通企業(yè)用戶查詢時(shí)，輸入查詢條件，即可獲取并查看企業(yè)產(chǎn)品信息。

3.3.2 活動(dòng)圖

活動(dòng)圖是UML中一種用來(lái)描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的圖，它由一系列的動(dòng)作組成，主要描述系統(tǒng)各活動(dòng)之間是如何協(xié)同工作的。當(dāng)一個(gè)操作必須以一定的順序完成一系列活動(dòng)時(shí)，就可以采用活動(dòng)圖來(lái)描述相關(guān)活動(dòng)的順序。

在食品質(zhì)量信息追蹤系統(tǒng)中，有明確活動(dòng)的有系統(tǒng)管理員、政府監(jiān)管部門用戶、生產(chǎn)企業(yè)用戶、流通企業(yè)用戶等，由于生產(chǎn)企業(yè)信息是質(zhì)量追溯的關(guān)鍵，因此，本文以生產(chǎn)企業(yè)用戶為例建立活動(dòng)圖，具體如圖5所示。

系統(tǒng)中產(chǎn)品信息的采集主要來(lái)自生產(chǎn)企業(yè)用戶和流通企業(yè)用戶。生產(chǎn)企業(yè)用戶主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的生產(chǎn)出廠信息的采集，而流通企業(yè)用戶主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的出入庫(kù)信息的采集。生產(chǎn)企業(yè)用戶首先登錄系統(tǒng)，如果為新用戶，則需要系統(tǒng)管理員為其授予相應(yīng)權(quán)限方可進(jìn)入系統(tǒng)操作。進(jìn)入系統(tǒng)后，生產(chǎn)/流通企業(yè)用戶可以對(duì)企業(yè)產(chǎn)品和內(nèi)部用戶進(jìn)行管理。在實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品管理時(shí)，用戶查詢歷史產(chǎn)品信息，如果有新產(chǎn)品，則首先讀取新產(chǎn)品的條碼信息，并將相關(guān)信息錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，更新數(shù)據(jù)庫(kù)。在用戶管理中，生產(chǎn)企業(yè)用戶可以對(duì)企業(yè)內(nèi)的用戶進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢。

4 結(jié) 語(yǔ)

“民以食為天，食以安為先”。食品安全關(guān)乎每個(gè)人。食品安全問(wèn)題不僅會(huì)損害消費(fèi)者的權(quán)益和健康，還會(huì)阻礙食品行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而影響社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為應(yīng)對(duì)食品安全問(wèn)題，有效提升食品質(zhì)量水平、提振社會(huì)消費(fèi)信心［28］，滿足企業(yè)與消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量信息的需求，將生產(chǎn)和消費(fèi)聯(lián)系起來(lái)，在保證質(zhì)量的過(guò)程中，亟需運(yùn)用信息化手段，建立食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)，來(lái)有效地標(biāo)識(shí)食品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，以保持食品的供應(yīng)鏈信息、保障食品質(zhì)量。本文結(jié)合我國(guó)食品安全現(xiàn)狀，在分析國(guó)內(nèi)外對(duì)食品質(zhì)量追溯研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，確定了該系統(tǒng)的五大基本功能模塊，分別是綜合信息管理、質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管、質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)、記錄查詢打印和系統(tǒng)管理，每個(gè)功能模塊下又包括不同的子功能模塊，涵蓋了食品從生產(chǎn)到銷售過(guò)程中的各環(huán)節(jié)，其用戶包括生產(chǎn)部門、企業(yè)和公眾消費(fèi)者。由于食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的是一個(gè)包含多個(gè)以信息系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)為主的子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)，因此本文采用功能強(qiáng)大且適用性強(qiáng)的UML建模語(yǔ)言，介紹了該系統(tǒng)建模中部分主要的用例模型、靜態(tài)模型、行為模型和交互模型，通過(guò)用例圖、類圖、時(shí)序圖和活動(dòng)圖從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了描述和分析。該食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)從食品鏈的角度系統(tǒng)地分析了為食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的需求，為保障食品產(chǎn)業(yè)質(zhì)量安全信息的可追溯性提供了保障，具有普適性。同時(shí)，提供了食品鏈中食品與來(lái)源之間的聯(lián)系，確保食品源的清晰，以實(shí)現(xiàn)“從農(nóng)田到餐桌”的質(zhì)量監(jiān)控和追溯。

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Food Quality Traceability System Based on Unified Modeling Language

WANG Xinping， LIU Ping*
（School of Management， Xi'an University of Science and Technology， Xi'an 710054， China）

To realize the traceability and control for food quality information based on relevant studies， this paper analyzes the requirements for food quality traceability system， and determined its function module. Using unified modeling language（UML）， the system's business process， static model and dynamic model are visualized. The system model is designed by means of use case diagram， sequence diagram and class diagram； at the same time， the related business processes are described by activity diagram.

food； quality traceability； unified modeling language； system analysis

10.7506/spkx1002-6630-201609045

U415

A

1002-6630（2016）09-0244-06

王新平， 劉萍. 基于統(tǒng)一建模語(yǔ)言的食品質(zhì)量追溯系統(tǒng)分析［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（9）： 244-249. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201609045. http：//www.spkx.net.cn

WANG Xinping， LIU Ping. Food quality traceability system based on unified modeling language［J］. Food Science， 2016，37（9）： 244-249. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201609045. http：//www.spkx.net.cn

2015-09-05

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（70873094）；陜西省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地規(guī)劃項(xiàng)目（14JZ027）

王新平（1970—），男，教授，博士，研究方向?yàn)橘|(zhì)量管理與系統(tǒng)工程。E-mail：34443679@qq.com

*通信作者：劉萍（1991—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)橘|(zhì)量管理與工程。E-mail：1186453168@qq.com