基于RFID技術(shù)的山核桃溯源系統(tǒng)研究

林佳諭，吳連翠，鄭一濤，趙睿智

（浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 臨安 311300）

0 引 言

食品質(zhì)量與安全關(guān)系大眾身體健康，成為人們關(guān)切的焦點(diǎn)話題。如何保障食品安全是當(dāng)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。然而，食品溯源系統(tǒng)至今沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，存在制造源頭生產(chǎn)流程不透明、事后問(wèn)責(zé)機(jī)制易出現(xiàn)弊病等問(wèn)題，因此加工、貯存、包裝、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)的管理亟待優(yōu)化。在智能化生產(chǎn)過(guò)程中，RFID技術(shù)必將成為主流自動(dòng)識(shí)別技術(shù)之一。木本油料樹種具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但將其與RFID技術(shù)相結(jié)合的研究較少。本文以浙江省山核桃為切入點(diǎn)，就RFID溯源技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，探究山核桃溯源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和困境，以期為山核桃溯源系統(tǒng)的建立提供方向。

1 RFID技術(shù)概述

1.1 文獻(xiàn)綜述

RFID技術(shù)通過(guò)電子標(biāo)簽存儲(chǔ)信息，數(shù)據(jù)能隨時(shí)更新并鎖定。傳統(tǒng)的溯源系統(tǒng)大多采用條形碼和二維碼技術(shù)，但條形碼能夠記錄的信息太少，且記錄的數(shù)據(jù)易被篡改。對(duì)此，RFID技術(shù)在“一物一碼”的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，以“一物雙碼”的方式來(lái)保障生產(chǎn)可溯源。

RFID技術(shù)發(fā)展迅速，李彪等（2014）通過(guò)HACCP體系對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和危害分析，實(shí)證分析了RFID技術(shù)有利于新疆特色農(nóng)產(chǎn)品的溯源。王寧等（2019）通過(guò)運(yùn)用RFID系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)策分析，為果品溯源提供指導(dǎo)性意見。黃繼磊等（2019）基于RFID技術(shù)構(gòu)建了食用菌供應(yīng)鏈物流管理系統(tǒng)，認(rèn)為該物流管理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。鄒榮冬（2021）提出基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)大大縮短了流程，降低了出錯(cuò)率，對(duì)企業(yè)降本增效具有重大意義?；谛畔⒉粚?duì)稱理論等相關(guān)理論，王岳含（2016）以種子質(zhì)量可追溯系統(tǒng)作為研究對(duì)象，提出應(yīng)以增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量信息透明度、明確問(wèn)題產(chǎn)品的相關(guān)責(zé)任為主要建設(shè)目的，為系統(tǒng)建設(shè)與完善提供了發(fā)展方向。

1.2 溯源系統(tǒng)的實(shí)證應(yīng)用

目前，溯源系統(tǒng)的應(yīng)用已得到了多方實(shí)證支持，較為典型的例子是中檢溯源系統(tǒng)對(duì)智利車?yán)遄愉N售的幫助。消費(fèi)者可以通過(guò)“實(shí)地驗(yàn)證”，對(duì)生產(chǎn)商的實(shí)際情況、生產(chǎn)過(guò)程及加工過(guò)程進(jìn)行真實(shí)性校驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)核驗(yàn)；通過(guò)“到岸檢驗(yàn)”查詢車?yán)遄拥礁垓?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在口岸對(duì)車?yán)遄舆M(jìn)行到岸檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合規(guī)后出具到岸驗(yàn)證證書，協(xié)助貿(mào)易商確定產(chǎn)品質(zhì)量；通過(guò)云平臺(tái)的全程追溯，對(duì)車?yán)遄拥牧魍ōh(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤。

2017年，百草味宣布“重返線下”，開啟“一城一店”計(jì)劃，線上線下協(xié)調(diào)發(fā)展。運(yùn)用RFID技術(shù)可以極大地提高運(yùn)作效率，助力百草味智慧門店的形成。

2 浙江省山核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

2.1 浙江省山核桃產(chǎn)量分析

堅(jiān)果消費(fèi)人群主要集中在年輕消費(fèi)群體，隨著消費(fèi)不斷升級(jí)，消費(fèi)者對(duì)健康、原生態(tài)、高品質(zhì)產(chǎn)品的需求不斷上升。山核桃果實(shí)由于具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和專有的獨(dú)特口感，逐漸成為一種倍受歡迎的高品質(zhì)堅(jiān)果。中國(guó)是山核桃的原產(chǎn)地之一，主要分布于浙、皖接壤的天目山區(qū)，其中浙江省臨安區(qū)山核桃產(chǎn)量占比最大，供應(yīng)鏈最為完善，在國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)中占據(jù)重要地位。根據(jù)《浙江統(tǒng)計(jì)年鑒》，浙江省山核桃產(chǎn)量逐年波動(dòng)上升，市場(chǎng)前景向好。

2.2 臨安山核桃產(chǎn)業(yè)面臨的困境

臨安是中國(guó)的“山核桃之都”，山核桃產(chǎn)量增長(zhǎng)快但產(chǎn)值增長(zhǎng)情況不容樂(lè)觀。《杭州市臨安區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2019年山核桃實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值比上年增長(zhǎng)5.2%；2020年山核桃產(chǎn)量比上年增長(zhǎng)3.3%，但山核桃產(chǎn)值比上年增長(zhǎng)-12.9%?？赡軐?dǎo)致產(chǎn)值下降的原因如下：（1）外地劣質(zhì)山核桃涌入市場(chǎng)，有些商家以次充好，并篡改產(chǎn)地冒充臨安山核桃，消費(fèi)者難以吃到真正的臨安新鮮山核桃。2017年臨安山核桃總產(chǎn)量約1.7萬(wàn)噸，而市場(chǎng)上銷售的“臨安山核桃”預(yù)估總量不小于20萬(wàn)噸，假冒偽劣產(chǎn)品對(duì)山核桃產(chǎn)業(yè)造成極大沖擊。（2）某些商家將壞果通過(guò)加工漂白，輔以香精香料以陳翻新，降低了消費(fèi)者對(duì)臨安山核桃的信任度與好感，對(duì)臨安山核桃產(chǎn)業(yè)的口碑造成不利影響，形成惡性循環(huán)。因此，建立一個(gè)全面、完善的山核桃溯源系統(tǒng)很有必要。產(chǎn)品流通過(guò)程出現(xiàn)紕漏，溯源系統(tǒng)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)有效問(wèn)責(zé)，降低監(jiān)管難度，讓生產(chǎn)者放心，讓消費(fèi)者安心。

3 山核桃溯源系統(tǒng)的研究

3.1 山核桃溯源系統(tǒng)基本框架

3.1.1 生產(chǎn)溯源系統(tǒng)基本組成

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)可溯源是雙向溯源的過(guò)程，一方面，通過(guò)從原料種植地到消費(fèi)者的追蹤來(lái)嚴(yán)格把控農(nóng)產(chǎn)品中間環(huán)節(jié)的質(zhì)量；另一方面，通過(guò)從消費(fèi)者到原料種植地的追蹤實(shí)現(xiàn)監(jiān)管。

溯源系統(tǒng)軟件框架主要由物料管理系統(tǒng)、物流防串貨管理系統(tǒng)、企業(yè)門店管理系統(tǒng)、政府監(jiān)督合作平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)組成。物料管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)自于關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)，由信息采集人員記錄并傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)，再匯總到系統(tǒng)。數(shù)據(jù)上傳完成后會(huì)自動(dòng)生成追溯鏈和追溯信息，供監(jiān)管部門、生產(chǎn)者和消費(fèi)者查詢。

3.1.2 設(shè)立生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)

山核桃的大致生產(chǎn)流程：發(fā)酵去皮、清洗烘烤、選果、初炒（初次炒時(shí)，不用加砂，用旺火炒至山核桃殼縫合線自然張開，手摸山核桃感到燙手即可）、浸鹽、再炒、成品檢驗(yàn)、包裝。根據(jù)危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)（HACCP）體系確定關(guān)鍵控制點(diǎn)原理，分析得出山核桃生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)是選果、浸鹽、成品檢驗(yàn)3個(gè)環(huán)節(jié)，篩選出關(guān)鍵控制點(diǎn)后，據(jù)此制定出控制點(diǎn)的關(guān)鍵控制參數(shù)，見表1所列。

表1 生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)

檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：炒熟后表面微帶白色鹽霜，味香且脫仁容易，100 kg 生胚炒熟后不少于 95 kg。

3.2 山核桃溯源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

溯源系統(tǒng)一般分為入庫(kù)、庫(kù)存管理、出庫(kù)、運(yùn)輸4個(gè)環(huán)節(jié)。RFID能夠大大提高各環(huán)節(jié)的適配度，使得各環(huán)節(jié)配合更高效，信息更準(zhǔn)確，生產(chǎn)更安全。山核桃入庫(kù)前借助閱讀器，系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別RFID標(biāo)簽并輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)記錄入庫(kù)信息并進(jìn)行核對(duì)，相關(guān)責(zé)任人僅需對(duì)入庫(kù)清單進(jìn)行確認(rèn)即可。RFID的庫(kù)存信息系統(tǒng)中直接指引叉車上的射頻終端，選擇空貨位并規(guī)劃最佳路徑抵達(dá)空位，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)空間的合理利用。在山核桃收購(gòu)到物流倉(cāng)庫(kù)后，加工并錄入生產(chǎn)過(guò)程信息，如生產(chǎn)部門、完成時(shí)間、相關(guān)責(zé)任人、使用期限等，再將山核桃的相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程信息上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)有效存儲(chǔ)備份。在物流倉(cāng)庫(kù)門口設(shè)置讀寫器，山核桃產(chǎn)品出庫(kù)時(shí)，讀寫器自動(dòng)掃描山核桃包裝上的RFID標(biāo)簽，及時(shí)、準(zhǔn)確獲取并記錄出庫(kù)信息，通過(guò)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。信息錄入完成后，閱讀器再次進(jìn)行信息確認(rèn)，同時(shí)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，相關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)管理人員再次核實(shí)RFID標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的信息是否和商品信息一致，終端將會(huì)顯示每一件商品經(jīng)由電子標(biāo)簽信息錄入的時(shí)間和相關(guān)負(fù)責(zé)人的姓名。

3.2.1 山核桃配送流程

系統(tǒng)收到訂單后，錄入出庫(kù)通知單，生產(chǎn)器械對(duì)山核桃產(chǎn)品進(jìn)行分揀，協(xié)同產(chǎn)品質(zhì)檢報(bào)告打包配貨出庫(kù)。當(dāng)山核桃運(yùn)輸商下達(dá)送貨單后，山核桃出庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)將自動(dòng)規(guī)劃車輛最優(yōu)路徑以運(yùn)輸山核桃。RFID電子標(biāo)簽將送貨單和運(yùn)輸車輛有效連接，到達(dá)指定地點(diǎn)后自動(dòng)掃描入庫(kù)，同時(shí)系統(tǒng)出具入庫(kù)通知單，信息錄入后，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)山核桃供應(yīng)鏈物流管理的實(shí)時(shí)跟蹤。

3.2.2 山核桃信息查詢流程

如圖1所示，固定終端掃描山核桃產(chǎn)品后把參數(shù)傳輸給供應(yīng)鏈物流管理系統(tǒng)，系統(tǒng)核對(duì)后導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶如需了解產(chǎn)品的基本信息，可用支持RFID功能的設(shè)備掃描產(chǎn)品，或者登錄網(wǎng)站查詢山核桃產(chǎn)品的序列號(hào)，數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取并呈現(xiàn)給用戶。

圖1 基于RFID的山核桃運(yùn)輸查詢與監(jiān)管流程

4 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)山核桃產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)本文設(shè)計(jì)的山核桃生產(chǎn)系統(tǒng)能夠迅速查詢相關(guān)信息，具體到產(chǎn)品的產(chǎn)地信息、加工流程、配送路線、核查時(shí)間和主要負(fù)責(zé)人等。山核桃加工環(huán)節(jié)繁冗且工序復(fù)雜，RFID技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、智能化，發(fā)展前景廣闊。根據(jù)研究，得出以下結(jié)論：

第一，基于RFID技術(shù)設(shè)計(jì)山核桃供應(yīng)鏈的溯源系統(tǒng)，兼具條碼技術(shù)的輕薄性和電子標(biāo)簽的高效性，將山核桃從種植到消費(fèi)供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息化，通過(guò)收集和整理關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息，可在一定程度上監(jiān)控果品安全，完善流通溯源系統(tǒng)。

第二，依靠RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行信息處理和管理，可以將消費(fèi)者需求及評(píng)價(jià)反饋給原產(chǎn)地，有利于生產(chǎn)商合理分配原材料，并加強(qiáng)管理，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題食品并提高處理能力，避免因個(gè)別產(chǎn)品的問(wèn)題，影響相關(guān)產(chǎn)品的信譽(yù)。

第三，依靠RFID電子標(biāo)簽對(duì)生產(chǎn)過(guò)程全流程追溯，可以有效監(jiān)督山核桃的生產(chǎn)過(guò)程，保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)高質(zhì)安全，最大程度打消消費(fèi)者對(duì)食品安全問(wèn)題存在的疑慮，增加消費(fèi)者的購(gòu)買意愿，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力及市場(chǎng)占有率，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。