基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)的設(shè)計

李佳穎?宋偉?徐如月

摘要：為了解決農(nóng)作物種子源頭追溯困難、標準難以控制等問題，本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)以技術(shù)支撐農(nóng)作物種子質(zhì)量管控工作，構(gòu)建了全程貫穿種子生產(chǎn)、倉儲、加工、運輸和營銷的質(zhì)量追溯管控體系。通過與消費者、種子經(jīng)銷主體、農(nóng)戶和政府監(jiān)管部門的無縫連接，確保農(nóng)作物種子信息的即時查詢和共享，以保證種子質(zhì)量的安全。研究結(jié)果表明，基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)有助于降低農(nóng)作物種子流通成本，提高農(nóng)作物種子質(zhì)量安全，并實現(xiàn)農(nóng)作物種子流通的信息化與透明化管理。因此，該系統(tǒng)將為促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標準化提供有力支持。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)作物種子；供應(yīng)鏈；可追溯系統(tǒng)；設(shè)計

在我國，農(nóng)作物種子的質(zhì)量對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。保障農(nóng)作物種子的質(zhì)量對于確保糧食安全和提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有重要意義。盡管我國已經(jīng)非常重視農(nóng)作物種子質(zhì)量的嚴格把控，并構(gòu)建了相應(yīng)的質(zhì)量管控機制，但仍時常發(fā)生農(nóng)作物種子質(zhì)量安全事件，給農(nóng)戶合法利益造成嚴重損害，同時也對我國的糧食安全構(gòu)成了威脅，成為一種嚴重的社會隱患[1]。為解決農(nóng)作物種子質(zhì)量問題，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從技術(shù)層面支持農(nóng)作物種子質(zhì)量管控工作，并搭建種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)。使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)功能得到充分發(fā)揮，從而形成在種子生產(chǎn)、倉儲、加工、運輸和營銷中全面貫穿的質(zhì)量追溯管控體系。該系統(tǒng)將實現(xiàn)消費者、種子經(jīng)銷主體、農(nóng)戶以及政府監(jiān)管部門的連接，保證農(nóng)作物種子信息的即時查詢和共享，為農(nóng)作物種子質(zhì)量提供安全保障。

一、農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈特點

（一）資產(chǎn)專用性高

農(nóng)作物種子在再生產(chǎn)過程中的分類和整理賦予了它們較強的資產(chǎn)專用性，因為它們需要根據(jù)特定的品種和需求進行篩選和處理，以適應(yīng)特定的種植環(huán)境和農(nóng)作物要求。

（二）農(nóng)作物種子市場不確定性

農(nóng)戶購買農(nóng)作物種子與進行種植的過程是分散的，并不需要共享種子信息。農(nóng)作物種子的不確定性、季節(jié)性和易變質(zhì)性使農(nóng)作物種子交易的成本較高。

（三）市場發(fā)展不均衡

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物主要為家庭經(jīng)營，且存在較大的地域差異，農(nóng)作物生產(chǎn)分散，造成市場發(fā)展不均衡。所以，農(nóng)作物種子必須有企業(yè)帶動聯(lián)合生產(chǎn)，由此方可對市場發(fā)展產(chǎn)生帶動作用[2]。

二、農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)

（一）農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈

所謂供應(yīng)鏈，就是以核心企業(yè)為中心，多企業(yè)協(xié)同運作，自供應(yīng)原材料至產(chǎn)品銷售形成的信息鏈、物流鏈、增值鏈以及資金鏈的綜合化網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈主要為種子生產(chǎn)基地、種子加工和銷售的流程，通過控制物流、資金流以及信息流，將農(nóng)作物種子銷售商、生產(chǎn)商以及加工商等連接為網(wǎng)鏈整體，以實現(xiàn)農(nóng)作物種子在流通中的增值目的[3]。圖1為農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈流通過程。

（二）農(nóng)作物種子追溯平臺

農(nóng)作物種子追溯平臺的主要功能是跟蹤和記錄農(nóng)作物種子的生產(chǎn)和流通全過程。它涵蓋了農(nóng)作物種子的生產(chǎn)、流通和銷售等各個環(huán)節(jié)。通過使用RFID、條碼等技術(shù)，平臺可以收集和整理農(nóng)作物種子的相關(guān)信息。通過查詢條碼信息，用戶可以了解農(nóng)作物種子生產(chǎn)和流通中的重要信息。也就是說，利用農(nóng)作物種子追溯系統(tǒng)跟蹤追溯，可以精準判斷農(nóng)作物種子是否存在缺陷，并及時召回與改進種子質(zhì)量。供應(yīng)鏈系統(tǒng)構(gòu)成主要包括商流、物流、信息流以及資金流，農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)以信息流為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息技術(shù)對農(nóng)作物種子流通中的信息進行記錄、識別與存儲，為農(nóng)作物種子質(zhì)量提供安全保障。

三、農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，我國的一些地區(qū)如北京、天津和山東等已經(jīng)建立了農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)，并取得了顯著成效。這些系統(tǒng)通過全程跟蹤和控制農(nóng)作物種子的生產(chǎn)、加工和流通，為農(nóng)作物種子的質(zhì)量安全提供了保障，并提升了公眾對農(nóng)作物種子流通科學(xué)化和信息化管理的認知[4]。

國內(nèi)的農(nóng)作物種子追溯系統(tǒng)主要采用二維條碼技術(shù)。在系統(tǒng)設(shè)計中，追溯系統(tǒng)由用戶終端查詢、企業(yè)端信息管理以及種子質(zhì)量安全數(shù)據(jù)庫共同組成。圖2為農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)架構(gòu)。

盡管國內(nèi)部分地區(qū)已經(jīng)創(chuàng)建了農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)并對農(nóng)作物種子的種植、生產(chǎn)等流程進行專業(yè)化管理，但目前農(nóng)作物種子流通市場仍存在一些問題，如產(chǎn)品無標識、誠信不足以及無法追究產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任等。整體而言，我國對農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)的研究，特別是技術(shù)與經(jīng)濟可行性的研究相對較少，同時所應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)較為落后。

現(xiàn)有的農(nóng)作物種子追溯系統(tǒng)主要采用二維條碼技術(shù)。追溯系統(tǒng)由用戶終端查詢、企業(yè)端信息管理和種子質(zhì)量安全數(shù)據(jù)庫組成。但在實施過程中仍存在一系列問題。首先，我國農(nóng)作物種子的來源包括省內(nèi)種子生產(chǎn)基地、外來農(nóng)作物種子以及省內(nèi)散戶種子生產(chǎn)，但農(nóng)作物種子追溯系統(tǒng)主要服務(wù)于種子生產(chǎn)基地，對省內(nèi)和外來種子缺乏有效管理，一旦種子質(zhì)量發(fā)生安全問題，很難鎖定上級種子供應(yīng)商。其次，政府在農(nóng)作物種子生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)的管理和監(jiān)管存在多頭和不完善的情況，導(dǎo)致管理效率低下[5]。例如，農(nóng)業(yè)部門、工商部門和環(huán)保部門在種子質(zhì)量安全認證環(huán)節(jié)分別負責(zé)，但在協(xié)同管理過程中，責(zé)任與權(quán)限劃分不明確，造成管理混亂和責(zé)任不對等。此外，供應(yīng)鏈下游節(jié)點沒有根據(jù)政府規(guī)定的農(nóng)作物種子追溯制度與市場準入原則管理種子，而農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)提高了種子批發(fā)市場準入門檻，導(dǎo)致農(nóng)作物種子流通成本上升和客源流失。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)設(shè)計

針對目前國內(nèi)農(nóng)作物種子生產(chǎn)、加工和流通的現(xiàn)狀，可以從供應(yīng)鏈管理的視角出發(fā)，綜合應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)、傳感器、5G網(wǎng)絡(luò)以及RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯平臺，并制定相應(yīng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追蹤方案，實現(xiàn)對農(nóng)作物種子生產(chǎn)、加工和流通全過程的全程跟蹤追溯。

（一）農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)所選追溯方式

針對農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯平臺的構(gòu)建，可以選擇一種適合的信息追溯方式，明確數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)模式[6]。目前，國內(nèi)食品行業(yè)的信息追溯多應(yīng)用以中央數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的追溯與鏈式追溯，鏈式追溯可在企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用，具體如圖3所示。信息追溯過程中，平臺先依照追溯碼進行業(yè)務(wù)編碼，再通過鏈式追溯對上下游供應(yīng)鏈信息進行追溯。

（二）基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)架構(gòu)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)中，主要通過創(chuàng)建種子供應(yīng)鏈信息檔案，連接政府監(jiān)管部門、種子生產(chǎn)基地和終端消費者，實現(xiàn)對農(nóng)作物種子流通過程的信息化和透明化管理。該系統(tǒng)的核心目標是綜合運用條形碼、物聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)等，結(jié)合信息追溯手段，對農(nóng)作物種子的質(zhì)量與安全進行管理?；谖锫?lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯流程為：首先利用RFID系統(tǒng)和傳感設(shè)備對農(nóng)作物種子的生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的信息存儲在電子標簽中。隨后通過閱讀器對電子標簽進行識別和讀取，并將信息傳輸至中央數(shù)據(jù)庫。最后通過系統(tǒng)的查詢模塊，將RFID所記錄的信息傳輸至查詢系統(tǒng)，從而使用戶能夠通過終端設(shè)備查詢到農(nóng)作物種子的流通信息[7]。

（三）供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)的功能設(shè)計

1.信息采集模塊

在農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)中的主要功能是采集供應(yīng)鏈中的信息，記錄農(nóng)作物種子的種植、生產(chǎn)標識和編號等相關(guān)信息。為了提高信息采集的準確性，通常選擇使用RFID技術(shù)對種子信息進行采集和存儲，并將RFID標簽作為唯一的種子標識方式，以實現(xiàn)對農(nóng)作物種子生產(chǎn)、存儲和加工等環(huán)節(jié)信息的跟蹤追溯。

2.信息追溯處理模塊

該模塊功能主要是為農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)提供信息生成和信息解碼的能力。它基于農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈的流程，能夠處理以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息追溯過程。

3.車輛監(jiān)控管理模塊

在農(nóng)作物種子的運輸過程中，智能車輛車載終端起著重要的監(jiān)控和管理作用。它通過集成了溫濕度傳感設(shè)備、GPRS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)等技術(shù)，可以采集農(nóng)作物種子運輸過程中與車輛運行相關(guān)的信息，并將這些信息實時上傳到信息追溯系統(tǒng)中。

4.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，包括種植追溯、運輸追溯、收購加工追溯、銷售追溯和倉儲追溯等。這些子系統(tǒng)共同協(xié)作，確保農(nóng)作物種子的質(zhì)量和流通過程的可追溯性。在農(nóng)作物種子種植追溯系統(tǒng)中，種植生產(chǎn)者通過記錄和維護詳細信息，對大規(guī)模農(nóng)作物種植基地的全過程進行追溯。從播種、施肥到農(nóng)作物采摘，種植者記錄產(chǎn)地、農(nóng)戶信息以及檢測報告等，以保證種植過程的可追溯性和質(zhì)量安全。農(nóng)作物種子收購加工追溯系統(tǒng)則由種子加工商負責(zé)記錄和維護數(shù)據(jù)信息。加工商記錄種子的生產(chǎn)和加工過程，包括來源、加工流程和質(zhì)量檢測報告等。這些記錄有助于確保種子的質(zhì)量和可追溯性[8]。另外，農(nóng)作物種子運輸追溯系統(tǒng)通過追溯信息讀寫器、溯源秤等設(shè)備對農(nóng)作物種子的交易、進場、結(jié)算和檢測等環(huán)節(jié)進行信息錄入。結(jié)合GPS技術(shù)和RFID技術(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤和定位農(nóng)作物種子的運輸信息。

五、基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)應(yīng)用效果

通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及GPS、GIS技術(shù)構(gòu)建農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯平臺，可以全程追蹤和記錄農(nóng)作物種子的信息，從而創(chuàng)造巨大的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。從經(jīng)濟效益的角度來看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯平臺有助于解決種子流通中存在的信息不對稱問題。通過建立信息互通的平臺，種子生產(chǎn)者、加工商、運輸商和消費者都能夠及時獲取和共享相關(guān)的種子信息，降低信息不對稱所帶來的風(fēng)險和成本。同時，追溯平臺還能夠優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少種子流通損失，提高種子的利用率，節(jié)約種子物流成本。從社會效益的角度來看，基于物聯(lián)網(wǎng)的追溯系統(tǒng)可以實現(xiàn)種子流通的信息透明化，為農(nóng)作物種子的質(zhì)量提供保障。如果種子質(zhì)量出現(xiàn)問題，追溯系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并進行處理，保護農(nóng)作物的生長和農(nóng)民的利益。從生態(tài)效益的角度來看，信息技術(shù)的應(yīng)用有助于改變農(nóng)作物種子流通模式。例如，通過選擇“農(nóng)超對接”模式，可以縮減種子流通環(huán)節(jié)，實現(xiàn)綠色物流和低碳物流的目標，減少對環(huán)境的影響。

六、結(jié)束語

總而言之，基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)為農(nóng)作物種子質(zhì)量與安全提供了有效保障，并有助于降低種子流通成本。同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)作物種子流通的信息化與透明化管理，為農(nóng)民和消費者帶來巨大利益。故此，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)追溯系統(tǒng)已成為農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈發(fā)展和確保種子產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要趨勢。

參? 考? 文? 獻

[1]劉大龍，龐彥和.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)作物種子供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].植物遺傳資源學(xué)報，2022，23（06）：1868-1870.

[2]劉一健，宋晶晶.物聯(lián)網(wǎng)下生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈追溯體系構(gòu)建探討[J].食品工業(yè)，2022，43（07）：154-156.

[3]李曉東.基于移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的青貯飼料可追溯系統(tǒng)設(shè)計[J].飼料研究，2022，45（08）：123-126.

[4]韓慧敏.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（19）：197-200.

[5]周雄勇. 食品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)主導(dǎo)者的運作機制研究[D].廈門大學(xué)，2020.

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[7]郭偉亞. 供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)績效灰關(guān)聯(lián)模糊綜合評價研究[D].北京交通大學(xué)，2018.

[8]廖仕成. 食品可追溯系統(tǒng)的質(zhì)量成本分擔(dān)合同設(shè)計[D].上海海洋大學(xué)，2018.

2022年度廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才類項目：區(qū)塊鏈技術(shù)在精準助農(nóng)中的應(yīng)用路徑研究——基于后疫情時代的分析（項目編號：2022KQNCX286）。

李佳穎（1990.01-），女，漢族，遼寧鐵嶺，碩士，中級經(jīng)濟師、會計師，研究方向：區(qū)域經(jīng)濟、企業(yè)管理；

宋偉（1984-），男，漢族，陜西西安，碩士，工程師，研究方向：數(shù)據(jù)分析項目實施，設(shè)備資產(chǎn)預(yù)測性維護，解決方案智能評估項目等；

徐如月（1993.08-），女，漢族，河南駐馬店，碩士，中級會計師，研究方向：管理學(xué)。