溯源技術(shù)在維護(hù)食品冷鏈可追溯系統(tǒng)中的研究綜述

◎ 劉佩玲，何先平，李 倩，吳 慧，教 楊

（廣州工商學(xué)院工學(xué)院，廣東 廣州 510700）

冷鏈商品追溯服務(wù),指的是在完善供應(yīng)鏈管理體系下,利用各種信息技術(shù)手段,針對(duì)冷鏈物流產(chǎn)品建立的具備商品產(chǎn)地和溫控信息可追蹤能力的系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)冷鏈運(yùn)輸生鮮食品的產(chǎn)地、制造、銷售等生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)中的操作性事件和有效交易活動(dòng),對(duì)后果信息進(jìn)行全數(shù)據(jù)流的記錄和報(bào)備。冷鏈商品追溯服務(wù)對(duì)產(chǎn)品已出現(xiàn)的問(wèn)題和可能發(fā)生的情況進(jìn)行追溯，查詢追溯相關(guān)產(chǎn)品來(lái)源信息和生產(chǎn)流程數(shù)據(jù),查找問(wèn)題發(fā)生的具體環(huán)節(jié)，完成追究責(zé)任、降低損失和實(shí)現(xiàn)指令等目的。消費(fèi)者通過(guò)了解產(chǎn)品生鮮物流各環(huán)節(jié)的信息，對(duì)所購(gòu)買食品質(zhì)量有所判斷。冷鏈溯源主要涵蓋2 個(gè)方面：①冷鏈，即是有溫度控制要求的物理體系。②溯源，即是可追溯冷鏈物流商品來(lái)源的能力。冷鏈完整性是指在冷鏈運(yùn)輸活動(dòng)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)由始至終處于標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫或超低溫環(huán)境中，確保冷鏈生鮮的質(zhì)量，減少運(yùn)輸流程中的耗損，避免冷鏈生鮮被環(huán)境污染。

1 溯源技術(shù)在冷鏈中運(yùn)用現(xiàn)狀

隨著時(shí)代發(fā)展，我國(guó)消費(fèi)者對(duì)生鮮產(chǎn)品的品質(zhì)有更高的期待。到 2020 年，中國(guó)冷鏈物流市場(chǎng)規(guī)模已突破 3 800 億元，擁有 1.8 億m3的冷庫(kù)和28.7 萬(wàn)輛的冷藏車輛，分別為“十二五”末的 2.4 倍、2 倍、2.6 倍[1]，但仍存在著容量不足、運(yùn)輸“斷鏈”及“最先一公里”和“最后一公里”得不到保障、冷藏車輛投入不足、布局不合理等問(wèn)題[2]。

由于傳統(tǒng)的食品可追溯系統(tǒng)或者食品監(jiān)管體制已經(jīng)趨于成熟，研究人員開(kāi)始將注意力放在如何將新興的管理理念以及新型技術(shù)手段應(yīng)用到冷鏈生鮮產(chǎn)業(yè)中。日本、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家將大量信息技術(shù)融入保障冷鏈生鮮運(yùn)輸安全的可追溯系統(tǒng)之中，在保障產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的基礎(chǔ)之上提高冷鏈生鮮的安全性和可追溯性。自國(guó)外食品安全事件暴發(fā)以來(lái)，世界各個(gè)國(guó)家開(kāi)始從法律、社會(huì)等不同層面構(gòu)建相關(guān)的可追溯體系，保證市場(chǎng)參與者的效益和安全。發(fā)達(dá)國(guó)家的冷鏈物流系統(tǒng)大都比較完善，尤其是在果蔬的冷鏈流通率上尤為明顯。從有關(guān)資料來(lái)看，一方面，目前我國(guó)的果蔬冷鏈流通量只有 35%，與發(fā)達(dá)國(guó)家的 90%相比有很大的差距。另一方面，我國(guó)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的損耗率在10%～20%，而發(fā)達(dá)國(guó)家的損耗率不到 5%[3]。我國(guó)的果蔬冷藏體系和可追溯體系仍處在一個(gè)相對(duì)滯后的狀態(tài)，盡管近年取得了進(jìn)展，但與國(guó)外相比仍然存在一定的差距。目前，我國(guó)完整獨(dú)立的食品冷鏈體系尚未形成。

2 溯源技術(shù)在冷鏈可追溯系統(tǒng)中的作用及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信息技術(shù)追溯手段在冷鏈中的作用

可追溯體系的應(yīng)用保證冷鏈生鮮安全，提高了運(yùn)輸服務(wù)從業(yè)者的工作效率，增強(qiáng)了其服務(wù)產(chǎn)品在消費(fèi)者心中的信任度。目前，在冷鏈生鮮運(yùn)輸活動(dòng)中應(yīng)用的信息技術(shù)主要有條碼技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。這些信息技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了冷鏈生鮮運(yùn)輸活動(dòng)的順利進(jìn)行。

（1）增加冷鏈生鮮運(yùn)輸管理的透明度。可以對(duì)冷鏈生鮮運(yùn)輸?shù)娜鞒踢M(jìn)行冷鏈物流跟蹤；通過(guò)產(chǎn)品信息的錄入，對(duì)生鮮食品在全鏈條上的物流進(jìn)行追蹤，并對(duì)其進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，保障生鮮食品在冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中的品質(zhì)安全。

（2）提高冷鏈生鮮物流效率。應(yīng)用可追溯系統(tǒng)簡(jiǎn)化作業(yè)流程，出現(xiàn)問(wèn)題來(lái)可查，去可循。通過(guò)生鮮食品托盤和包裝箱上的產(chǎn)品標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)生鮮運(yùn)輸全流程的動(dòng)態(tài)信息掃描，提高了追溯工作的效率。

（3）降低企業(yè)管理成本。應(yīng)用可追溯系統(tǒng)提高了冷鏈生鮮物流的運(yùn)輸效率，節(jié)省了人力、時(shí)間成本，還大大節(jié)約了食品安全成本。將其應(yīng)用于生鮮食品庫(kù)存管理，可減少人工審核的工作量，確保存貨安全，減少管理費(fèi)用，進(jìn)而提高了運(yùn)輸服務(wù)從業(yè)者對(duì)顧客的服務(wù)質(zhì)量，帶來(lái)更多商機(jī)。

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)在可追溯性方面的研究

區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其去中心化等優(yōu)勢(shì)，在溯源工作中發(fā)揮了重要作用，并且冷鏈生鮮運(yùn)輸滿足區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的基本條件。通過(guò)聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題建立的冷鏈運(yùn)輸追溯系統(tǒng)能夠極大緩解市場(chǎng)壓力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，對(duì)缺乏針對(duì)危害因素的質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，鎖定危害源頭并降低社會(huì)危害，提高政府管理效力。

區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、數(shù)據(jù)的防篡改與溯源性以及節(jié)點(diǎn)傳輸機(jī)制，將為冷鏈物流從供應(yīng)地到銷售地的整個(gè)流程提供數(shù)據(jù)記錄并賦予了冷鏈物流 GPS（Global Positioning System）、智能溫控以及物聯(lián)網(wǎng)3大功能[4]。

在區(qū)塊鏈可追溯性的應(yīng)用領(lǐng)域可行性研究。食品區(qū)塊鏈技術(shù)除了可以應(yīng)用在金融評(píng)估領(lǐng)域之外，還可以應(yīng)用到供應(yīng)鏈的可追溯領(lǐng)域，為區(qū)塊鏈技術(shù)如何在食品供應(yīng)鏈中實(shí)施提供新的見(jiàn)解，并進(jìn)一步討論區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)社會(huì)和環(huán)境帶來(lái)的影響。

引入物聯(lián)網(wǎng)自主識(shí)別系統(tǒng)，基于 RFID(Radio Frequency Identification) 和 NFC(Near Field Communication)設(shè)備實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈的透明度和生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)云數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)食品信息的有效儲(chǔ)存[5]?；仡櫫藚^(qū)塊鏈用于農(nóng)業(yè)信息通信技術(shù)系統(tǒng)的概念，提出了一個(gè)使用區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)業(yè)信息通信技術(shù)系統(tǒng)模型，并對(duì)中國(guó)食品安全可追溯系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，為政府制定相關(guān)政策提供了建議[6]。

2.3 對(duì)冷鏈運(yùn)輸中的關(guān)鍵技術(shù)與可追溯性的關(guān)系研究

將溯源信息與具有無(wú)源、非接觸、超視距和批量識(shí)別等突出優(yōu)勢(shì)的射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的標(biāo)簽相結(jié)合，可以很好地解決以條形碼或二維碼為基礎(chǔ)進(jìn)行商品識(shí)別所面臨的難題，并將 RFID 技術(shù)與商品流通、倉(cāng)儲(chǔ)、自動(dòng)分揀等環(huán)節(jié)有機(jī)地融合，可以提升溯源系統(tǒng)的管理效率。在追溯體系的信息輸入過(guò)程中，有許多信息需要輸入，而 RFID 標(biāo)簽的批量識(shí)別技術(shù)可以極大地提升信息輸入的效率[7]。

3 冷鏈可追溯系統(tǒng)構(gòu)建的發(fā)展瓶頸及措施

3.1 冷鏈可追溯系統(tǒng)構(gòu)建的發(fā)展瓶頸

以生鮮食品為例，有些冷鏈運(yùn)輸?shù)某d、碼貨信息不標(biāo)準(zhǔn)，直接導(dǎo)致運(yùn)輸流程中存在一些安全隱患。目前，各地區(qū)的冷鏈生鮮運(yùn)輸安全可追溯系統(tǒng)尚在建設(shè)之中，存在基礎(chǔ)設(shè)施不完善、標(biāo)準(zhǔn)化程度和普及程度不高等問(wèn)題。行業(yè)內(nèi)冷鏈生鮮運(yùn)輸可追溯系統(tǒng)的管理沒(méi)有統(tǒng)一的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行要求。這些情況都在不同程度影響我國(guó)冷鏈生鮮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可追溯系統(tǒng)仍具有較大的發(fā)展空間。

（1）交易信息的不對(duì)稱。包括冷鏈生鮮在內(nèi)的生鮮供應(yīng)鏈安全問(wèn)題在我國(guó)普遍存在。其中，由信息不對(duì)稱導(dǎo)致的食品安全隱患在我國(guó)冷鏈生鮮市場(chǎng)中廣泛存在，造成了我國(guó)冷鏈生鮮產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題頻發(fā)。消費(fèi)者對(duì)冷鏈生鮮安全信息的需求與冷鏈生鮮運(yùn)輸供應(yīng)者所能提供的服務(wù)存在矛盾。一方面，消費(fèi)者作為冷鏈生鮮直接接觸者，想要迫切了解生鮮的產(chǎn)品根源地、生產(chǎn)流程、來(lái)源去向、運(yùn)輸方式以及人員信息等相關(guān)信息，單純通過(guò)觀察冷鏈生鮮表面難以分辨。另一方面，運(yùn)輸服務(wù)提供者作為冷鏈生鮮轉(zhuǎn)移的中間者，想要對(duì)運(yùn)輸對(duì)象進(jìn)行信息確認(rèn)以及安全檢查核實(shí)等行為也較為困難。

（2）追溯對(duì)象不明。目前，在傳統(tǒng)冷鏈生鮮安全追溯系統(tǒng)中，如果冷鏈生鮮安全出現(xiàn)問(wèn)題，往往是通過(guò)對(duì)運(yùn)輸距離或者是時(shí)間調(diào)查，對(duì)產(chǎn)地進(jìn)行溯源，進(jìn)而分析出現(xiàn)問(wèn)題的地點(diǎn)和時(shí)間。實(shí)際造成冷鏈生鮮安全問(wèn)題的因素不僅有時(shí)間和距離，還包括相關(guān)人員的專業(yè)化程度、運(yùn)輸流程中的結(jié)點(diǎn)數(shù)量、裝卸貨物時(shí)的環(huán)境等諸多不確定因素。這些因素往往會(huì)在不經(jīng)意間加重冷鏈生鮮安全問(wèn)題的程度，并且不容易被設(shè)定為系統(tǒng)的追溯對(duì)象。

（3）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善。日益增長(zhǎng)的冷鏈物流市場(chǎng)規(guī)模與冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平不匹配。我國(guó)冷鏈運(yùn)輸市場(chǎng)規(guī)模近5 年逐漸擴(kuò)大，其同比增速也逐年加大，2020 年同比增速更是高達(dá) 25%，但是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善是制約冷鏈相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和冷鏈生鮮產(chǎn)品冷鏈物流利用率低下的原因。

3.2 冷鏈可追溯系統(tǒng)優(yōu)化措施

針對(duì)我國(guó)冷鏈生鮮安全存在的問(wèn)題，采用安全、可信、透明的溯源系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)冷鏈產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管與效率，提高冷鏈生鮮安全水平非常必要。因此，需要采用區(qū)塊鏈技術(shù)，通過(guò)分布式容錯(cuò)、不可篡改和隱私保護(hù)等特性，解決當(dāng)前冷鏈生鮮溯源體系存在的問(wèn)題。區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及信息管理思路，能夠很好地適應(yīng)我國(guó)冷鏈生鮮運(yùn)輸?shù)氖袌?chǎng)環(huán)境變化，并且能夠在復(fù)雜的數(shù)據(jù)交易網(wǎng)絡(luò)中，保證數(shù)據(jù)信息的安全，為冷鏈運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)提供可溯源的保障，進(jìn)而提高冷鏈運(yùn)輸企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。

區(qū)塊鏈技術(shù)能夠有針對(duì)性地解決當(dāng)前冷鏈生鮮溯源體系存在的問(wèn)題。將分布式賬本、數(shù)字簽名、溯源存證等一系列核心技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建食品冷鏈質(zhì)量安全信息平臺(tái)，可以強(qiáng)化微生物污染監(jiān)測(cè)、縮短食品冷鏈在途時(shí)間，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全問(wèn)題的有效追溯和溯源，對(duì)于提高食品質(zhì)量安全管理水平、推動(dòng)生鮮食品供應(yīng)鏈優(yōu)化具有重要的意義[8]。現(xiàn)階段，進(jìn)口冷鏈?zhǔn)称沸畔⒋鎯?chǔ)中心化嚴(yán)重，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)信息更新的完整性以及安全性無(wú)法保證，對(duì)待進(jìn)口生鮮的信息可追溯性缺乏一個(gè)系統(tǒng)的管理方法，傳統(tǒng)的中心式、孤島式信息管理方法已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的需求。針對(duì)上述情況，有必要結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸去中心化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、運(yùn)行成本較低的冷鏈運(yùn)輸可追溯系統(tǒng)，提高冷鏈運(yùn)輸?shù)目勺匪菪?、易監(jiān)管性和安全性。

欠發(fā)達(dá)地區(qū)要對(duì)產(chǎn)地冷鏈物流的發(fā)展給予更多的關(guān)注，鼓勵(lì)發(fā)展新型農(nóng)業(yè)主體，吸納各種資金。在參與原產(chǎn)地建設(shè)的基礎(chǔ)上，降低專業(yè)冷藏設(shè)備等的投資風(fēng)險(xiǎn)，補(bǔ)齊原產(chǎn)地冷鏈技術(shù)短板。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)冷鏈生鮮運(yùn)輸?shù)陌踩勺匪菹到y(tǒng)仍具有較大的發(fā)展空間。目前，冷鏈生鮮食品安全方面迫切需要建立一套安全、可靠、透明的溯源體系，以強(qiáng)化冷鏈行業(yè)的監(jiān)管和效率，提升冷鏈生鮮食品的安全性，保證人民的飲食健康。區(qū)塊鏈技術(shù)可為冷鏈運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)提供可溯源的保障。因此，改進(jìn)和推廣區(qū)塊鏈技術(shù)，提高溯源系統(tǒng)的安全性、透明度和可信性，可以加速我國(guó)食品冷鏈物流發(fā)展，對(duì)保障人民食品安全具有重要意義。