基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)研究

王鳳儀 WANG Feng-yi；劉蓓琳 LIU Bei-lin；宋宇博 SONG Yu-bo；許永梅 XU Yong-mei；朱博云 ZHU Bo-yun

（北京工商大學(xué)，北京 100048）

1 概述

我國(guó)艾草資源豐富，艾草產(chǎn)品品種類多，產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，但在艾草的種植以及存儲(chǔ)方面缺乏嚴(yán)格的監(jiān)管和數(shù)字化管理，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善，產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展呈現(xiàn)小、散、亂局面。運(yùn)用可追溯技術(shù)構(gòu)建艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)可以對(duì)艾草產(chǎn)品在種植、生長(zhǎng)、采收、存儲(chǔ)和加工的各個(gè)過程進(jìn)行信息管理，從而為我國(guó)艾草行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

2 可追溯性

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把可追溯性的概念定義為：通過登記的識(shí)別碼，對(duì)商品或行為的歷史和使用或位置予以追蹤的能力。建立供應(yīng)鏈的追溯體系，可確保產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題或安全問題時(shí)，能夠追本溯源，及時(shí)找到解決方案。Bellon-Maurel等認(rèn)為可追溯性分為內(nèi)部可追溯性與外部可追溯性，其中外部可追溯性指隨著產(chǎn)品向下游企業(yè)移動(dòng)而建立的，跟蹤產(chǎn)品在整個(gè)或部分供應(yīng)鏈中發(fā)生情況的能力，內(nèi)部可追溯性是指將產(chǎn)品和生產(chǎn)批次相結(jié)合，跟蹤產(chǎn)品在企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)的配料和包裝等流程發(fā)生情況的能力。FDA（美國(guó)食品藥品管理局）的定義為：通過紙或電子方式記錄產(chǎn)品和生產(chǎn)者何時(shí)從何處來，以及何時(shí)將產(chǎn)品運(yùn)往何地的能力。我國(guó)的《質(zhì)量管理和質(zhì)量保證——術(shù)語(yǔ)》（GB/T 6582.1994）中將可追溯性界定為：追溯所考慮對(duì)象的歷史、應(yīng)用情況或所處場(chǎng)所的能力。中國(guó)良好農(nóng)業(yè)規(guī)范（ChinaGAP）中對(duì)可追溯性的要求是：通過記錄證明來追溯產(chǎn)品的歷史、使用和所在位置的能力（即材料和成分的來源、產(chǎn)品的加工歷史、產(chǎn)品交貨后的銷售和安排等）。在現(xiàn)有研究中，可追溯性主要被應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、食品安全監(jiān)管的信息系統(tǒng)中。楊信廷等從信息技術(shù)的角度，提出了一套從蔬菜初級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)直接到消費(fèi)的管理和追溯模式，構(gòu)建出蔬菜產(chǎn)品的可追溯系統(tǒng)。鄭火國(guó)等以糧油產(chǎn)品為研究對(duì)象，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)。李世娟等通過構(gòu)建蜂產(chǎn)品全程追溯管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正向跟蹤和反向追溯，有力保障中國(guó)蜂產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

3 基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)研究

3.1 艾草產(chǎn)品生命周期分析

艾草產(chǎn)品全生命周期主要包括種植、生長(zhǎng)、采收、存儲(chǔ)、加工和銷售等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)主要涉及的相關(guān)信息如圖1所示。

圖1 艾草產(chǎn)品全生命周期信息分析

艾草的種植環(huán)節(jié)主要記錄土壤、種子與種植環(huán)境。生長(zhǎng)環(huán)節(jié)主要記錄艾草在生長(zhǎng)期的環(huán)境，包括種植基地的氣溫、雨水情況、土壤、水質(zhì)等信息，在種植過程中需要根據(jù)以上信息進(jìn)行評(píng)估，調(diào)整田間管理計(jì)劃，并在銷售后出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行問題查找與改進(jìn)。采收環(huán)節(jié)記錄艾草的采收批次，并記錄采收后艾草的質(zhì)量信息。存儲(chǔ)環(huán)節(jié)記錄艾草在存儲(chǔ)期間的溫度、濕度與存放時(shí)間，在存儲(chǔ)期間不斷監(jiān)測(cè)其環(huán)境，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整存儲(chǔ)方案。加工環(huán)節(jié)記錄艾草加工為艾草產(chǎn)品的過程中的加工方式、加工地點(diǎn)等信息。銷售管理記錄艾草產(chǎn)品流入市場(chǎng)時(shí)所負(fù)責(zé)的經(jīng)銷商，以防不正規(guī)的商家以次充好，售賣假冒偽劣產(chǎn)品。

3.2 基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)主要包括前端數(shù)據(jù)采集和后端數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用層三個(gè)部分。前端數(shù)據(jù)采集是運(yùn)用RFID的電子標(biāo)簽、手持閱讀器等設(shè)備在艾草產(chǎn)品全生命周期對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集并錄入系統(tǒng)中；后端數(shù)據(jù)管理是對(duì)前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將艾草產(chǎn)品各階段信息有效整合在一起，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期信息的可追溯性。

3.2.1 前端數(shù)據(jù)采集

艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)前端的總需求主要包括五個(gè)方面的內(nèi)容，第一部分是對(duì)艾草的種植生長(zhǎng)情況等信息進(jìn)行采集，包括：種植土壤環(huán)境信息、種子信息、澆灌施肥情況與艾草生長(zhǎng)情況等。第二部分是對(duì)艾草進(jìn)行采收及加工情況進(jìn)行信息采集，第三部分是對(duì)艾草采收后的存儲(chǔ)環(huán)境的記錄，第四部分是依據(jù)艾草加工產(chǎn)品訂單進(jìn)行出庫(kù)，訂單跟蹤運(yùn)輸?shù)男畔⒉杉h(huán)節(jié)，第五部分是涉及艾草進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行銷售的環(huán)節(jié)，主要記錄艾草產(chǎn)品的銷售商信息。

3.2.2 后端數(shù)據(jù)管理

通過從前端的數(shù)據(jù)采集，艾草產(chǎn)品信息系統(tǒng)后端對(duì)以上信息進(jìn)行數(shù)據(jù)整合與分析，經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)對(duì)每一批次的艾草進(jìn)行群體編碼后，再進(jìn)行二維碼加密，有利于提高艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)的安全性。購(gòu)買艾灸產(chǎn)品的顧客可通過掃描二維碼對(duì)艾草產(chǎn)品的信息進(jìn)行溯源，降低了溯源過程的復(fù)雜度。

3.2.3 應(yīng)用層

針對(duì)不同的用戶，艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)應(yīng)用層主要?jiǎng)澐譃榘莓a(chǎn)品信息管理系統(tǒng)的小程序與web端應(yīng)用，包括企業(yè)管理子系統(tǒng)、艾草產(chǎn)品生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、政府監(jiān)管子系統(tǒng)、消費(fèi)者查詢子系統(tǒng)。

3.3 基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)包括基礎(chǔ)信息管理、信息查詢和系統(tǒng)管理三個(gè)功能模塊。各功能模塊具體設(shè)計(jì)如圖2。

圖2 基于可追溯技術(shù)的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)功能模塊圖

3.3.1 基礎(chǔ)信息管理模塊

基礎(chǔ)信息管理模塊包括種植信息管理、生長(zhǎng)信息管理、采收信息管理、加工信息管理和銷售信息管理。其中：種植信息管理主要對(duì)艾草種子、種植土地土壤、種植過程中施肥、灌溉次數(shù)等信息進(jìn)行管理；生長(zhǎng)信息管理要對(duì)艾草生長(zhǎng)過程的施肥次數(shù)、灌溉次數(shù)、治蟲害記錄及艾草生長(zhǎng)的環(huán)境的溫濕度、土地pH值等信息進(jìn)行管理；采收信息管理主要對(duì)艾草采收時(shí)采收人員、采收時(shí)間、采收地點(diǎn)、采收批次、質(zhì)量等級(jí)評(píng)估以及對(duì)艾草進(jìn)行清洗、晾曬、粗加工等信息進(jìn)行管理；存儲(chǔ)信息管理主要對(duì)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的名稱、地址、存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境、倉(cāng)庫(kù)的設(shè)備設(shè)施、倉(cāng)儲(chǔ)艾草出入庫(kù)情況等信息進(jìn)行管理；加工信息管理主要對(duì)加工人員、加工方式、加工時(shí)間、加工批次等信息進(jìn)行管理；銷售信息管理主要對(duì)經(jīng)銷商/零售商、銷售時(shí)間、銷售批次等信息進(jìn)行管理。

3.3.2 信息查詢模塊

信息查詢模塊主要包括掃碼查詢、溯源碼查詢、查詢統(tǒng)計(jì)與掃碼異常處理。掃碼查詢用于顧客與艾草產(chǎn)品經(jīng)銷商掃描產(chǎn)品上的二維碼，對(duì)艾草產(chǎn)品的原材料信息、倉(cāng)儲(chǔ)條件、生產(chǎn)批次、加工條件等進(jìn)行信息進(jìn)行溯源查詢。另外，用戶還可通過艾草產(chǎn)品上的溯源碼進(jìn)行查詢。查詢統(tǒng)計(jì)用于統(tǒng)計(jì)用戶查詢次數(shù)、時(shí)間與用戶反饋等，并將信息反饋至后端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。掃碼異常處理功能用于收集消費(fèi)者在掃碼過程中遇到的系統(tǒng)錯(cuò)誤信息，并將信息反饋至查詢系統(tǒng)后端，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

3.3.3 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、權(quán)限管理與數(shù)據(jù)處理。用戶管理將系統(tǒng)的內(nèi)部用戶與外部用戶分離開，根據(jù)兩類用戶的需求授予不同的權(quán)限。權(quán)限管理使系統(tǒng)對(duì)使用人員設(shè)置不同級(jí)別的權(quán)限，并對(duì)系統(tǒng)使用人員進(jìn)行分類管理，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性。為保證數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)要求可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份、按要求還原等功能。另外，系統(tǒng)管理還需對(duì)前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

3.4 基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

在艾草產(chǎn)品的生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)中，由相應(yīng)的工作人員進(jìn)行信息的采集，并將信息錄入對(duì)應(yīng)的信息表中，由艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合，生成唯一的溯源碼與二維碼，消費(fèi)者通過掃描二維碼實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品溯源信息的查詢。

圖3 艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

3.5 基于可追溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，運(yùn)用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方面來實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)面向多用戶、可擴(kuò)展的綜合系統(tǒng)。企業(yè)人員運(yùn)用該系統(tǒng)可以對(duì)艾草產(chǎn)品全生命周期信息進(jìn)行管理。圖4為艾草采收后進(jìn)行入庫(kù)存儲(chǔ)前，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果等信息進(jìn)行錄入的操作界面圖。

圖4 艾草產(chǎn)品信息輸入界面

4 結(jié)語(yǔ)

基于可溯性的艾草產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)可以對(duì)艾草產(chǎn)品在種植、生長(zhǎng)、驗(yàn)收、存儲(chǔ)和生產(chǎn)的各個(gè)過程進(jìn)行信息管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)艾草艾葉內(nèi)部生產(chǎn)流程的數(shù)字化管理，還可實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者對(duì)艾草產(chǎn)品的向上追溯，從而確保了艾草產(chǎn)品質(zhì)量的真實(shí)性與可靠性，進(jìn)而可以提高艾草產(chǎn)品的用戶滿意度和忠誠(chéng)度。