RFID和區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中的應(yīng)用研究

摘 要：在食品供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)日益繁雜以及對(duì)信息透明度要求愈來愈高的當(dāng)下，射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）與區(qū)塊鏈技術(shù)已在食品追溯和管理中扮演了至關(guān)重要的角色。RFID技術(shù)依靠其自動(dòng)化的數(shù)據(jù)獲取能力與即時(shí)監(jiān)督功能，大幅提升了供應(yīng)鏈的作業(yè)效率及數(shù)據(jù)的精確度，而區(qū)塊鏈技術(shù)以其去中心化及數(shù)據(jù)不可更改的屬性，為食品溯源和質(zhì)量控制提供了一個(gè)可靠的保障機(jī)制。RFID與區(qū)塊鏈技術(shù)的雙重結(jié)合，有利于打造一個(gè)全程透明化的食品追蹤體系，對(duì)于解決信息孤島和數(shù)據(jù)篡改等問題極為關(guān)鍵。本文立足于食品供應(yīng)鏈的現(xiàn)實(shí)要求，深入研究了這兩項(xiàng)技術(shù)的融合應(yīng)用，以期為加強(qiáng)食品安全監(jiān)管和優(yōu)化供應(yīng)鏈提供參考。

關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）；區(qū)塊鏈技術(shù)；食品供應(yīng)鏈；技術(shù)融合

Abstract： In the face of increasingly complex food supply networks and increasing requirements for transparency， radio frequency identification （RFID） and blockchain technology have played a crucial role in food traceability and management. RFID technology relies on its automated data acquisition capabilities and real-time supervision functions， which greatly improves the operational efficiency of the supply chain and the accuracy of data， while blockchain technology provides a reliable guarantee mechanism for food traceability and quality control with its decentralized and immutable data attributes. The dual combination of RFID and blockchain technology is conducive to creating a transparent food tracking system， which is extremely critical to solving problems such as information silos and data tampering. Based on the practical requirements of the food supply chain， this paper deeply studies the integrated application of these two technologies， in order to provide a reference for strengthening food safety supervision and optimizing the supply chain.

2019年10月24日，國家領(lǐng)導(dǎo)人在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)會(huì)議上，闡明了區(qū)塊鏈技術(shù)在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中的重要作用。傳統(tǒng)的中心化食品供應(yīng)鏈管理模式已無法適應(yīng)新環(huán)境，供應(yīng)鏈成員間業(yè)務(wù)協(xié)同效率不高、信息不暢、信任成本高。頻發(fā)的假冒偽劣事件和食品安全問題導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)供應(yīng)鏈全流程監(jiān)控的需求增大。區(qū)塊鏈憑借其存儲(chǔ)模式和技術(shù)特點(diǎn)，在解決食品安全這一問題上具備顯著優(yōu)勢(shì)。

1 射頻識(shí)別與區(qū)塊鏈的協(xié)同應(yīng)用模式

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）和區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合為提升食品供應(yīng)鏈的透明度及智能化水平提供了重要技術(shù)支撐。RFID技術(shù)通過無線射頻實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的實(shí)時(shí)追蹤，且該技術(shù)在生產(chǎn)制造、物流配送、倉儲(chǔ)管理等供應(yīng)鏈多個(gè)節(jié)點(diǎn)扮演著不可或缺的角色。而區(qū)塊鏈技術(shù)則以其去中心化及數(shù)據(jù)不可篡改的特性，為食品信息的精準(zhǔn)記錄和共享提供了可靠的數(shù)字基礎(chǔ)。在兩者的聯(lián)合作用下，RFID獲取的即時(shí)數(shù)據(jù)能夠迅速傳輸至區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，從而完成對(duì)食品從生產(chǎn)到消費(fèi)全程的信息追蹤。通過多節(jié)點(diǎn)分布式存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)的可靠性和保密性得到了加強(qiáng)，有效防止了數(shù)據(jù)篡改和偽造[1]。

2 RFID和區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中的應(yīng)用分析

2.1 技術(shù)集成與應(yīng)用障礙

RFID和區(qū)塊鏈技術(shù)在作用上存在差異性。RFID技術(shù)側(cè)重于在食品供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)收集并傳遞數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈技術(shù)則注重?cái)?shù)據(jù)的不可更改及透明度。這兩種技術(shù)因數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、接口規(guī)范和通信協(xié)議上沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范，導(dǎo)致數(shù)據(jù)間的交換和整合變得復(fù)雜[2]。RFID的應(yīng)用成本相對(duì)偏高，涵蓋了設(shè)備購置、安裝與調(diào)試費(fèi)用，以及日后的保養(yǎng)維修等支出，這一系列費(fèi)用成為影響其廣泛普及的主要因素。另外，在對(duì)大規(guī)模實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理中，區(qū)塊鏈技術(shù)在性能上面臨著一些挑戰(zhàn)，尤其是在要求高效流轉(zhuǎn)的食品追蹤環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力常常無法滿足高標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效要求。

2.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)寫入與存儲(chǔ)效率低

在食品供應(yīng)鏈中，所涵蓋的數(shù)據(jù)類別極為豐富，涵蓋了原料信息、生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)、物流運(yùn)輸?shù)母櫽涗浺约敖K端零售的銷售數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)表現(xiàn)出高頻更新、海量以及實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，這對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)據(jù)處理上的性能提出了更為嚴(yán)格的要求。

2.3 應(yīng)用技術(shù)兼容性與標(biāo)準(zhǔn)化完善

RFID技術(shù)依賴于多樣化的頻率和通信協(xié)議，在供應(yīng)鏈的不同環(huán)節(jié)，所使用的機(jī)器之間可能會(huì)存在兼容性難題，如讀取距離、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式以及標(biāo)簽類型的差異。區(qū)塊鏈作為一種去中心化的記賬技術(shù)，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的架構(gòu)和傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)庫迥異，其中，如何與射頻識(shí)別技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有效融合，成為決定這兩種技術(shù)能否順暢配合的關(guān)鍵所在。在食品供應(yīng)鏈中，包含了生產(chǎn)、制造、物流、倉儲(chǔ)以及銷售等多個(gè)步驟，各個(gè)環(huán)節(jié)的經(jīng)營實(shí)體往往執(zhí)行各自的技術(shù)規(guī)范。

2.4 RFID技術(shù)應(yīng)用技術(shù)認(rèn)知與操作能力不足

由于RFID技術(shù)的專業(yè)門檻較高，從管理層到基層工作者對(duì)于該技術(shù)的掌握程度及操作技能參差不齊，直接影響了技術(shù)應(yīng)用的總體成效。在眾多公司采納RFID技術(shù)時(shí)，由于缺乏完善的技術(shù)培訓(xùn)與員工技能提升機(jī)制，導(dǎo)致設(shè)備操控、信息搜集以及數(shù)據(jù)解析的精確性與工作效率往往無法得到有效保障。此外，部分工作者對(duì)于RFID技術(shù)在食品供應(yīng)鏈領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)用效果方面的認(rèn)識(shí)匱乏，錯(cuò)誤認(rèn)為這僅是一種成本較高的技術(shù)投入，忽視了其在提升供應(yīng)鏈效率方面的長期效益。同時(shí)，相關(guān)人員在技術(shù)層面，特別是在RFID設(shè)備的故障檢測(cè)與維護(hù)方面更是能力有限。在實(shí)際應(yīng)用過程中，RFID裝置非常容易受到外界環(huán)境因素的干擾，如潮濕和溫度變化，這對(duì)設(shè)備的可靠性提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

3 RFID和區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中的應(yīng)用優(yōu)化

3.1 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)采集，完善傳輸體系

RFID標(biāo)簽在食品流轉(zhuǎn)過程中，憑借其無須接觸和高效的信息搜集能力，已成為鏈條中數(shù)據(jù)收集的關(guān)鍵技術(shù)。但是，由于食品流通過程中涉及的環(huán)節(jié)較多，標(biāo)簽信息種類繁多，如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)簽設(shè)計(jì)和編碼標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)產(chǎn)生信息互不兼容或降低數(shù)據(jù)采集效率的問題。因此，針對(duì)各類食品，確立RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)原則，涵蓋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元素的規(guī)范化要求顯得尤為重要。此外，在數(shù)據(jù)采集裝置與技術(shù)接口的交互性方面，一致性的通訊規(guī)范及接口規(guī)格起決定性作用。例如，數(shù)據(jù)采集端與服務(wù)器之間的連接必須依托于高效率的通訊協(xié)議，這樣才能確保不同來源數(shù)據(jù)的即時(shí)傳輸和共享。這不僅可以避免因接口不匹配導(dǎo)致的數(shù)據(jù)遺失，還能保障數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性與效率。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化，建立一個(gè)可靠且具備擴(kuò)展?jié)摿Φ膫鬏斚到y(tǒng)，是確保信息精確傳遞的核心所在。如果利用區(qū)塊鏈的去中心化存儲(chǔ)機(jī)制對(duì)RFID收集的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，則可極大程度地保障整個(gè)信息鏈路的透明度和防篡改性。

3.2 優(yōu)化區(qū)塊鏈架構(gòu)，提高運(yùn)行效率

目前，區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為提升其運(yùn)作效能的核心途徑[3]。在具體運(yùn)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)正面臨存儲(chǔ)與處理能力的重大考驗(yàn)。例如，一家規(guī)模龐大的乳品制造企業(yè)，其供應(yīng)鏈包括上游的奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)、中游的生產(chǎn)加工企業(yè)以及下游的銷售點(diǎn)，在最初搭建的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，所有的交易和記錄都逐一登記在供應(yīng)鏈上，這導(dǎo)致了數(shù)據(jù)量的急劇增加，節(jié)點(diǎn)的同步速度明顯減緩，進(jìn)而削弱了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)反饋能力。對(duì)于該現(xiàn)象，該企業(yè)僅將核心的交易和追溯信息保留在鏈上，而將其他產(chǎn)生頻率高但價(jià)值較低的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至鏈下，并進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。例如，貨物運(yùn)輸過程中對(duì)溫度的追蹤，每小時(shí)將溫度數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息上鏈記錄，而其他時(shí)間段的溫度數(shù)據(jù)則采用批量方式存放在分布式數(shù)據(jù)庫中，只有出現(xiàn)異常情況時(shí)，才會(huì)將詳盡數(shù)據(jù)記錄到區(qū)塊鏈上。這種做法有效地緩解了區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)壓力，并且能大幅提升數(shù)據(jù)的處理速度。

3.3 建立應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)互操作性

RFID技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中應(yīng)用的過程中，需要制定出一致的技術(shù)規(guī)范，確保各類公司、多種設(shè)備以及不同系統(tǒng)之間能夠順暢對(duì)接。這種操作性不僅有助于提高供應(yīng)鏈的整體作業(yè)效率，而且有助于減少因信息孤島或技術(shù)不匹配所導(dǎo)致的資源損耗和信息障礙[4]。同時(shí)，確立統(tǒng)一的技術(shù)應(yīng)用規(guī)范，也能夠確保在數(shù)據(jù)的搜集、保存、傳遞以及核實(shí)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而保障RFID技術(shù)與區(qū)塊鏈在食品供應(yīng)鏈中的順暢運(yùn)行和高效可信。然而，由于供應(yīng)鏈?zhǔn)怯杀姸喹h(huán)節(jié)和合作伙伴構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)環(huán)節(jié)使用的設(shè)備類型和技術(shù)規(guī)范存在差異，使得在物流過程中，RFID信息向區(qū)塊鏈傳輸時(shí)頻繁出現(xiàn)兼容障礙。針對(duì)這種現(xiàn)象，應(yīng)專門制定一整套貫穿整個(gè)供應(yīng)鏈的RFID信息規(guī)范，明確標(biāo)簽信息的格式標(biāo)準(zhǔn)、頻段設(shè)定及數(shù)據(jù)捕獲方法，并把區(qū)塊鏈內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及審核準(zhǔn)則納入規(guī)范化管理。該方案實(shí)施后，各合作伙伴的設(shè)備都能執(zhí)行一致的數(shù)據(jù)讀取和傳輸任務(wù)，從而大幅提升了數(shù)據(jù)處理效率。

3.4 加強(qiáng)相關(guān)人員技術(shù)培訓(xùn)，提升應(yīng)用能力

在食品供應(yīng)鏈實(shí)際應(yīng)用中，由于工作人員的技術(shù)能力存在差異，故常會(huì)發(fā)生設(shè)備操作不當(dāng)、信息記錄錯(cuò)誤等情況。例如，某乳品生產(chǎn)企業(yè)的供應(yīng)鏈就因?yàn)閭}庫管理員沒有準(zhǔn)確使用RFID掃描儀，使得產(chǎn)品批次資料沒有及時(shí)更新到區(qū)塊鏈系統(tǒng)，結(jié)果在產(chǎn)品回收時(shí)出現(xiàn)了信息不全的狀況。這表明，強(qiáng)化技術(shù)教育、增強(qiáng)工作人員的操作技能，對(duì)于預(yù)防相關(guān)技術(shù)實(shí)施過程中出現(xiàn)失誤至關(guān)重要。技術(shù)培訓(xùn)的核心應(yīng)涵蓋RFID技術(shù)的實(shí)操技能與數(shù)據(jù)維護(hù)知識(shí)，以及區(qū)塊鏈技術(shù)的系統(tǒng)操作和數(shù)據(jù)輸入技巧等方面的內(nèi)容[5]。例如，某食品加工公司的先導(dǎo)性實(shí)踐中，通過周期性的技術(shù)研習(xí)班，倉儲(chǔ)與物流崗位的員工逐漸熟悉了如何高效完成RFID標(biāo)簽的讀取、迅速辨識(shí)產(chǎn)品批次資訊，并能將數(shù)據(jù)順暢地同步至區(qū)塊鏈系統(tǒng)。因此，強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)不僅是技術(shù)實(shí)施的必要支撐，也是提高工作人員技術(shù)能力的關(guān)鍵路徑。通過規(guī)范化的培訓(xùn)方案和實(shí)操訓(xùn)練，工作人員可以更加熟練地應(yīng)用RFID與區(qū)塊鏈技術(shù)，從而促進(jìn)食品供應(yīng)鏈的順暢運(yùn)作和精確管控。

4 結(jié)語

RFID與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合為食品行業(yè)的供應(yīng)鏈管理提供了全新的管理模式，有效地解決了傳統(tǒng)供應(yīng)鏈面臨的透明度不足及追蹤困難的挑戰(zhàn)。技術(shù)的融合使得食品供應(yīng)鏈變得更加公開、自動(dòng)化，并具備了完整的追溯能力，既優(yōu)化了作業(yè)效率，也大幅提高了消費(fèi)者對(duì)食品安全的信賴度。隨著技術(shù)進(jìn)步和不斷完善，其在食品供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊，為行業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。RFID與區(qū)塊鏈技術(shù)的整合預(yù)計(jì)將在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新，助力供應(yīng)鏈管理向更高層次邁進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：林鑫鑫（1997—），女，浙江溫州人，碩士，助教。研究方向：物流與供應(yīng)鏈。