云南省中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺建設(shè)與應(yīng)用

劉 瑞，楊 燕，李盛輝，許金輝，丁 劍，王何佳

（1.云南藍典科技股份有限公司，云南昆明 650031；2.云南省科學(xué)技術(shù)院，云南 昆明 650051）

0 引言

中醫(yī)藥越來越受到國際社會認(rèn)可，其中道地藥材享有很高的聲譽，具有很高的藥用功效［1］。云南作為三七、燈盞花、天麻等道地藥材主要分布地，中藥材資源豐富，共有中藥材6 559 種，占全國中藥材資源的51.2%，其種植面積居于全國第一。但是，國內(nèi)的中藥材市場卻存在諸多問題：①人工種植中藥材逐漸成為可持續(xù)發(fā)展主流，但在種植過程中，由于種植方法不當(dāng)，導(dǎo)致藥材產(chǎn)量不高、容易受到金屬污染、藥材質(zhì)量無法達標(biāo)等問題［2-3］；②藥材加工規(guī)范不明確，導(dǎo)致中藥材生產(chǎn)存在加工不規(guī)范、有害物質(zhì)超標(biāo)等問題［4］；③市場監(jiān)管不力，導(dǎo)致中醫(yī)藥企業(yè)和終端銷售商虛抬藥品價格等。因此，建設(shè)云南省中藥材追溯體系勢在必行，這是貫徹落實“健康中國”戰(zhàn)略的重要措施，對促進規(guī)范管理中藥材質(zhì)量，傳播云南省中醫(yī)藥文化具有重大意義。

由于中藥材具有農(nóng)副產(chǎn)品特性，因此在追溯體系建設(shè)中基本采用和借鑒了畜牧產(chǎn)品追溯體系和流程。近年來，國家對中藥材追溯體系建設(shè)高度重視，《中華人民共和國中醫(yī)藥法》《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016-2030 年）》《國務(wù)院關(guān)于促進中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的意見》等政策文件指出，中藥材追溯要求做到來源可查、去向可追、責(zé)任可究［5］。

國內(nèi)中藥材追溯體系建設(shè)研究取得了諸多進展：肖麗等［6］將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到中藥材追溯體系中，既能杜絕虛假數(shù)據(jù)流入追溯平臺，又能保障追溯平臺的安全性；施明毅等［7］將區(qū)塊鏈和基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-IOT）相結(jié)合，用于設(shè)計和研發(fā)中藥材追溯系統(tǒng)，區(qū)塊鏈用于構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，NB-IOT 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息通信和共享；唐瑞弦等［8］采用全鏈多級的中藥材溯源方法，建立交易賬戶并實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常交易行為時凍結(jié)賬戶，達到維持市場秩序的目的；楊文濤等［9］將栽培管理技術(shù)和中藥材質(zhì)量追溯技術(shù)相融合，從中藥材種植階段開始采集數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建匹配系統(tǒng)選出該地區(qū)適宜種植的中藥材品種和最佳培育方法；張博等［10］基于可信物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，采用無線射頻技術(shù)（RFID）建立身份認(rèn)證系統(tǒng)，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享的同時確保數(shù)據(jù)的安全性。

以上研究表明，中藥材追溯體系建設(shè)需要借助物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)等手段對中藥材流通過程進行實時追蹤。本文從中藥材種植、原料加工和生產(chǎn)、市場經(jīng)營、藥品終端銷售和個人用戶查詢等方面入手，基于大數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)構(gòu)建云南省中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺，從國家層面、地方層面、企業(yè)層面和個人用戶層面提供公共服務(wù)。對云南省中藥材種植、生產(chǎn)和銷售進行信息采集和分析，使用無線追溯一體機和移動終端進行信息上報，實現(xiàn)云南省中藥材流通過程數(shù)字化監(jiān)管及服務(wù)。該平臺還擁有可視化看板，各個追溯環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)實時更新，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控和追溯。

1 平臺建設(shè)目標(biāo)

為了加強對中藥材市場各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管，構(gòu)建中藥材流通追溯體系是行之有效的手段。信息追溯最早應(yīng)用于食品安全監(jiān)管，構(gòu)建中藥材流通追溯體系同樣是為了實現(xiàn)對中藥材質(zhì)量和藥品安全的有效監(jiān)管。如今科技發(fā)展步入大數(shù)據(jù)時代，為中藥材追溯體系建設(shè)提供了良好契機。中藥材從選種、育苗開始，直到成品出售，期間每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就是構(gòu)建中藥材流通追溯體系的基礎(chǔ)。如何充分利用好這些數(shù)據(jù)是構(gòu)建追溯體系的關(guān)鍵。

2013 年，云南省進行中藥材流通追溯體系建設(shè)試點，云南省商務(wù)廳力求將中藥材流通追溯體系與信息技術(shù)相結(jié)合，打造具有云南特色的追溯模式。該平臺從政府需求、企業(yè)及用戶需求、中藥材種植戶需求3 個角度設(shè)立平臺目標(biāo)。

（1）政府需求角度。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，利用該技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)互聯(lián)共享平臺，打通政府部門之間的數(shù)據(jù)壁壘［11］。云南省中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺旨在加強政府部門之間、各地方區(qū)域之間中藥材業(yè)務(wù)的協(xié)同辦理，以及對資源的合理調(diào)配和整合，提高工作效率。充分挖掘和利用追溯數(shù)據(jù)的價值，提升政府部門對中藥材的監(jiān)管效能。

（2）企業(yè)及用戶需求角度。數(shù)據(jù)已成為一種資產(chǎn)，對數(shù)據(jù)進行搜集和分析可為決策者提供準(zhǔn)確的情報［12］。因此，該平臺建設(shè)為消費者查詢中藥材信息提供了官方途徑，有助于政府和制藥企業(yè)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和追究責(zé)任。同時，企業(yè)通過中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺，做到中藥材加工和銷售各項信息公開，有助于獲取消費者信任，提升企業(yè)銷量與知名度。

（3）中藥材種植戶需求角度。該平臺可以提供歷史種植數(shù)據(jù)和銷售數(shù)據(jù)，避免種植戶盲目種植產(chǎn)生經(jīng)濟損失，有利于種植戶改良種植方法，提高中藥材質(zhì)量和產(chǎn)量。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 總體框架

如圖1 所示，該系統(tǒng)將云南省中藥材流通追溯體系分為產(chǎn)地、生產(chǎn)、經(jīng)銷、終端銷售和用戶查詢5 個環(huán)節(jié)。以這5個環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)構(gòu)建追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，儲存中藥材種苗和種植等產(chǎn)地信息、中藥材加工和飲片生產(chǎn)等產(chǎn)品制造信息、市場經(jīng)營情況等經(jīng)銷信息、醫(yī)院藥店銷售信息以及用戶查詢信息。

Fig.1 General framework of circulation traceability system of Chinese herbal medicines in Yunnan province圖1 云南省中藥材流通追溯系統(tǒng)總體框架

2.2 產(chǎn)地環(huán)節(jié)

產(chǎn)地環(huán)節(jié)是中藥材流通追溯體系第一個環(huán)節(jié)，包含中藥材種苗和中藥材種植兩個部分，每個數(shù)據(jù)庫所包含的數(shù)據(jù)信息見表1。表1 將種子來源信息、種子檢驗信息、播種信息、種植信息、田間管理信息、用工信息、藥材收貨信息、藥材檢驗信息、藥材分包信息和藥材出庫信息等進行采集，篩選有用的數(shù)據(jù)收入數(shù)據(jù)庫中，并上報到追溯系統(tǒng)形成追溯碼，用戶可以通過掃描追溯碼獲取所需信息。該環(huán)節(jié)是整個追溯系統(tǒng)的源頭，是中藥材質(zhì)量保證的首關(guān)。種子質(zhì)量好才能使中藥材質(zhì)量得到保障。將以上信息納入追溯體系，從播種到收貨透明化管理，有助于發(fā)現(xiàn)種植過程中的問題，促使相關(guān)部門督促中藥材種植戶改進種子質(zhì)量，改良種植方法。

Table 1 Database information表1 數(shù)據(jù)庫信息

表2 展示了部分中藥材種植信息，包含種苗名稱、種植批次碼、種植面積、種子來源、種子重量、種植周期和種植時間等，以及種植地所屬企業(yè)名稱、備案人及備案人詳細地址信息。

Table 2 Planting information of traditional chinese medicine（partial）表2 中藥材種植信息（部分）

表3 展示的是中藥材種植田間管理信息，記錄了種植批次碼、管理類型、施肥/農(nóng)藥名稱、用量和操作時間等信息。表4 列出中藥材部分收獲信息，包含藥材名稱、藥材批次碼、收獲時間和藥材產(chǎn)量等信息。此外，還有藥材檢驗信息，包含檢驗方法、質(zhì)量級別、粗加工方法、貯藏條件、檢驗人員和檢驗時間等；藥材分包信息，包含分包規(guī)格、包數(shù)、入庫時間、是否檢驗等；藥材出庫信息，包含出庫時間、新貨主企業(yè)名稱、出庫總重量、合計金額、商品編碼等信息。

除了上述表格展示形式外，該平臺還具有可視化功能。以藥材種植面積和種子來源為例，如圖2 所示，中藥材種子來源中培育的種子所占比例為58.02%，自購的種子占41.85%，另外還有0.13%的種子來源于野外；如圖3 所示，2020 年1-3 月份所有藥材種植總面積較小，從4 月份開始數(shù)值有所上升，并在6 月份達到頂峰，種植總面積約為34 222 畝，之后7-9 月又呈現(xiàn)回落趨勢。

Table 3 Field management information of Chinese herbal medicine planting（partial）表3 中藥材種植田間管理信息（部分）

Table 4 Harvest information of Chinese herbal medicines（partial）表4 中藥材收獲信息（部分）

Fig.2 Source distribution of Chinese herbal medicine seeds圖2 中藥材種子來源分布

Fig.3 Change curve of planting area of medicinal materials in 2020圖3 2020年藥材種植面積變化曲線

2.3 生產(chǎn)環(huán)節(jié)

生產(chǎn)環(huán)節(jié)是中藥材從收貨到銷售的中間環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)主要是將收獲的中藥材原料加工為飲片制劑和生物藥品。云南省共有中藥材6 559 種，不同的中藥材所要求的加工工藝亦有所不同，部分中藥材只需要曬干或陰干，部分中藥材需要高溫蒸煮［13］。工作人員在該環(huán)節(jié)中采集原料入庫信息、入庫檢驗信息、生產(chǎn)計劃信息、成品檢驗信息、成品賦碼信息和倉儲信息，用戶可掃描追溯碼查詢上述數(shù)據(jù)。該環(huán)節(jié)信息的采集旨在保證每一批藥品制劑的唯一性，有助于加強政府和用戶對藥品生產(chǎn)者的監(jiān)管，防止在生產(chǎn)過程中摻入殘次品等行為發(fā)生，最大限度保證中藥材藥品生產(chǎn)安全。

表5 列出中藥材原料部分入庫信息，記錄入庫藥材的藥品名稱、入庫企業(yè)名稱、商品編碼等信息。表6 列出中藥材部分入庫檢驗信息，記錄內(nèi)容包括藥品名稱、飲片批次碼、企業(yè)名稱、檢驗方法、質(zhì)量級別、粗加工方法、貯藏條件、檢驗人員、檢驗時間、檢驗報告等內(nèi)容。此外，還有生產(chǎn)計劃信息，包含飲片名稱、生產(chǎn)規(guī)格、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)流程、工藝員、部門經(jīng)理、QA 負(fù)責(zé)人、生產(chǎn)日期、商品編碼等信息；成品檢驗信息，包括檢驗方法、檢驗人員、檢驗時間和檢驗報告內(nèi)容；出庫信息，包括藥品名稱、出庫總重量、出庫時間、批次號和單價等信息。通過系統(tǒng)可視化看板可以看到品種交易量走勢、企業(yè)產(chǎn)量和云南省中醫(yī)藥企業(yè)分布信息。

圖4 為2020 年每月中藥材檢驗率分布，可以看到2 月檢驗率較低，僅有不到20%，而6 月中藥材檢驗率最高，達到了100%。

Table 5 Warehousing information of Chinese medicinal materials（partial）表5 中藥材原料入庫信息（部分）

Table 6 Inspection information of Chinese herbal medicine warehousing（partial）表6 中藥材入庫檢驗信息（部分）

2.4 經(jīng)銷環(huán)節(jié)

中藥材經(jīng)銷信息包括產(chǎn)品入庫信息、產(chǎn)品賦碼信息、倉儲信息以及產(chǎn)品出庫信息等。這些經(jīng)銷信息經(jīng)過采集和上報，用戶通過掃描追溯碼可以得知該批中醫(yī)藥制劑何時入庫，何時流入銷售市場以及是否符合藥品存放標(biāo)準(zhǔn)。該環(huán)節(jié)是對藥品制劑保質(zhì)期和存放環(huán)境的監(jiān)管，防止過期藥品和由于存放不當(dāng)導(dǎo)致的有害藥品流入市場，危害人民身體健康。圖5 展現(xiàn)的是2020 年中藥材交易量變化情況，兩條曲線分別表示交易次數(shù)和交易量，其中六月中藥材交易量達到最高峰，交易次數(shù)總計493 次，交易量總計912.391t。

Fig.4 Histogram of inspection rate of Chinese herbal medicines in 2020圖4 2020 年中藥材檢驗率柱狀圖

Fig.5 Changes in the trading volume of Chinese herbal medicines in 2020圖5 2020 年中藥材交易量變化情況

2.5 終端銷售

中藥材制劑終端銷售指成品中藥材制劑最終通過藥店和醫(yī)院向用戶進行銷售。該環(huán)節(jié)中工作人員將產(chǎn)品入庫信息、處方信息和出庫信息采集和上報。用戶通過掃描追溯碼可得知該批產(chǎn)品何時入庫、何時出庫以及存放倉庫位置等信息，防止藥店通過不正當(dāng)途徑進貨，銷售劣質(zhì)藥品等，擾亂市場秩序。

2.6 用戶查詢

云南省中藥材追溯體系最后一個環(huán)節(jié)是用戶查詢環(huán)節(jié)。每一個中藥制劑都會附上追溯碼，用戶掃描追溯碼可以查詢產(chǎn)地環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、經(jīng)銷環(huán)節(jié)和終端銷售4 個環(huán)節(jié)所有信息。當(dāng)該產(chǎn)品為過期藥品或是問題批次產(chǎn)品時，用戶會收到安全提示信息，提示該藥品已經(jīng)過期或需要召回，防止部分藥店為了節(jié)約成本出售問題藥品等不良行為發(fā)生。

2.7 信息上報

數(shù)據(jù)采集是建立數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息上報是填充數(shù)據(jù)庫的重要手段。云南中藥材產(chǎn)業(yè)流通數(shù)據(jù)庫包括產(chǎn)地信息數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫、經(jīng)銷信息數(shù)據(jù)庫、終端銷售信息數(shù)據(jù)庫、用戶查詢信息數(shù)據(jù)庫，每個數(shù)據(jù)庫又擁有若干子庫，如何保證數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確上報到每個數(shù)據(jù)庫是構(gòu)建追溯體系的重要環(huán)節(jié)。該平臺支持多元化信息上報方式，包括無線追溯一體機和移動終端上報方式。

2.7.1 無線追溯一體機

通過搭建內(nèi)部無線傳感網(wǎng)，使用無線追溯一體機將采集到的信息由互聯(lián)網(wǎng)上傳至中藥材流通追溯平臺。無線追溯一體機涵蓋使用者身份認(rèn)證、GIS 產(chǎn)地認(rèn)證、種植生產(chǎn)檢驗信息記錄、電子交易記錄等方面。使用者身份認(rèn)證可防止他人輕易篡改上報信息，導(dǎo)致上報信息虛假；地理信息系統(tǒng)（Geo-Information System，GIS）認(rèn)證可以保證地理信息上報的真實性。在中藥材流通各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的種植、生產(chǎn)、檢驗、銷售等信息記錄也可通過無線追溯一體機進行信息上報，使信息上報更加方便快捷。

2.7.2 移動終端追溯上報

移動終端在生活中隨處可見，如手機、筆記本電腦、平板電腦等，用戶可以通過移動終端掃描追溯碼進行信息查詢，工作人員同樣可以通過移動終端上報追溯信息。移動終端可實現(xiàn)定位、指紋掃描、身份認(rèn)證、條形碼掃描等功能。將移動終端加入到信息上報方式中，在一定程度上打破了追溯信息上報的地理局限性和設(shè)備局限性，通過定位、指紋掃描和身份認(rèn)證等措施設(shè)定上報權(quán)限，保證了上報信息的真實有效，信息上報更加靈活高效。

3 平臺實現(xiàn)及應(yīng)用

目前，云南省中藥材流通追溯體系備案主體376 家，賦碼量約1181 萬個，主要覆蓋品種有三七、天麻、丹參、黃芪、西洋參、石斛、人參、紅參、當(dāng)歸、山藥、靈芝、山楂、黨參、紅芪、川貝母、葛根、茯苓、重樓等100 余種。

該平臺可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，數(shù)據(jù)輸入支持多種數(shù)據(jù)源，包括本地CSV 上傳、在線API 接入及動態(tài)請求接入等。輸入數(shù)據(jù)采用ETL 清洗工具將數(shù)據(jù)清洗為可被閱讀的結(jié)構(gòu)化信息，并利用Power BI 進行可視化原型搭建?？梢暬敵霾捎脴I(yè)務(wù)模塊代替圖表組件工具，通過拖拽模塊的方式可創(chuàng)造出專業(yè)的可視化應(yīng)用。圖6 為云南省中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺的可視化看板截圖。

云南省中藥材流通追溯體系應(yīng)用平臺的建立，為改善云南中藥材市場存在的諸多問題發(fā)揮了一定的作用。但是大多數(shù)中藥材沒有固定標(biāo)識和統(tǒng)一倉儲、缺乏權(quán)威的質(zhì)檢機構(gòu)以及企業(yè)對建立可追溯體系積極性不高［14-16］等現(xiàn)象依然存在。

Fig.6 Visualized Kanban of Chinese herbal medicine traceability platform圖6 中藥材追溯平臺可視化看板

4 結(jié)語

中藥材在制藥行業(yè)作用越來越重要，但是國內(nèi)中藥材市場較為混亂，藥材質(zhì)量不能得到保障，整個中藥材行業(yè)缺乏有效監(jiān)管。云南省作為中藥材資源大省，如何規(guī)范中藥材流通市場、保證中藥材原料質(zhì)量、改善中藥材市場亂象等都是急切需要解決的問題。本文通過建設(shè)云南省中藥材追溯體系應(yīng)用平臺，從5 個環(huán)節(jié)入手建立中藥材種植、加工和銷售信息數(shù)據(jù)庫，采用多元化信息上報方式對數(shù)據(jù)信息進行實時監(jiān)測和分析。用戶可通過該平臺查詢中藥材各項詳細信息，幫助公民和政府部門對中藥材市場進行監(jiān)督，改善中藥材市場流通體系混亂狀況。另外，筆者認(rèn)為需要政府出臺權(quán)威性的中藥材質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，加強中藥材溯源知識宣傳，提高民眾中藥材溯源意識，才能更好地實現(xiàn)云南省中藥材行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。