1 引言
低溫冷凍品絕大多數(shù)是農(nóng)副產(chǎn)品，具有嚴(yán)格的季節(jié)性和保鮮期，由于對物流及時性、恒溫性和多樣性的高質(zhì)量要求，在運輸、儲存、流通加工等冷鏈的各個環(huán)節(jié)損耗嚴(yán)重。在物流中，這種食品資源的巨大損耗又是非增產(chǎn)技術(shù)所能彌補的。加之，食品行業(yè)現(xiàn)有的軟件和硬件設(shè)施都不能滿足“多品種，少數(shù)量”的消費模式的要求。信息技術(shù)和信息系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是追溯技術(shù)的興起，為提升冷鏈物流水平和質(zhì)量提供了可行的途徑。無論是在儲存、搬運、銷售或是配送階段，實現(xiàn)實時物流跟蹤，建立信息追溯和信息共享機(jī)制，成為當(dāng)前食品冷鏈有效解決物流追溯問題的關(guān)鍵。
2 國內(nèi)外研究進(jìn)展及述評
Golan E等（2002）通過對美國生鮮農(nóng)產(chǎn)品、谷類和油菜以及牛肉制品的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，三者經(jīng)食品供應(yīng)鏈跟蹤后，在食品質(zhì)量安全方面出現(xiàn)了很大的差異。在美國，大多數(shù)要求召回的食品和農(nóng)產(chǎn)品都被公布在美國農(nóng)業(yè)部食品安全和檢驗服務(wù)的官方網(wǎng)站上，以便消費者根據(jù)食品包裝的標(biāo)識信息來判定有問題的食品和農(nóng)產(chǎn)品。有些企業(yè)則通過使用先進(jìn)的RSS條碼系統(tǒng)和EAN/UCC全球統(tǒng)一標(biāo)識系統(tǒng)，更為具體地揭示食品供應(yīng)鏈的標(biāo)識信息，如每種產(chǎn)品的種子、施肥、使用抗生素的情況、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)線、生產(chǎn)地、生產(chǎn)所使用的技術(shù)和生產(chǎn)次序，等等。一旦某種產(chǎn)品出現(xiàn)問題，這些標(biāo)識信息將能夠發(fā)揮很大的作用。在歐洲，歐盟已經(jīng)采用EAN/UCC系統(tǒng)，成功地開展了對牛肉、蔬菜等食品追蹤的研究。通過采用條碼、GLN可以對食品冷鏈全過程中的產(chǎn)品及其屬性信息和參與方信息等進(jìn)行有效的標(biāo)識，以實現(xiàn)食品跟蹤與追溯。
比較而言，國內(nèi)學(xué)者對于食品冷鏈物流的研究主要集中于現(xiàn)狀及發(fā)展對策，如曹鋒杰（2003）、劉宏偉（2004）等。在物流信息方面，張建華等（2005）基于供應(yīng)鏈管理理論和RFID技術(shù)，給出了基于RFID的現(xiàn)代食品物流系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、模型總體結(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)設(shè)計方法，并結(jié)合GIS和GPS等無線通訊技術(shù)，給出了系統(tǒng)的綜合集成模型。
3 食品冷鏈物流可追溯技術(shù)
3.1 條碼技術(shù)
條碼技術(shù)是目前最為成熟、成本相對較低的物流信息技術(shù)，為冷鏈物流追溯提供了可行性。一維條碼系統(tǒng)一般包括編碼技術(shù)、光傳感技術(shù)、條碼印刷技術(shù)和計算機(jī)識別應(yīng)用技術(shù)。一維條碼技術(shù)屬于自動識別范疇，能夠準(zhǔn)確地將信息識別、編譯、最終輸入到計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其特點是識別速度快，準(zhǔn)確率大大提高，制作相對簡單，與之配套使用的閱讀器、打印和印刷設(shè)備也相對成熟。在冷鏈各環(huán)節(jié)中，針對不同食品，可采用不干膠、PVC條碼綁帶標(biāo)簽或防盜扣等標(biāo)簽，實現(xiàn)流通階段個體識別，倉儲時采用手持條碼讀取設(shè)備輔助作業(yè)；在超市POS則進(jìn)一步發(fā)揮了條碼標(biāo)簽的作用，特殊條碼標(biāo)簽在售出后可回收，大大地降低了成本。因此，一維條碼技術(shù)是開發(fā)冷鏈物流可追溯系統(tǒng)中最為經(jīng)濟(jì)實用的技術(shù)。但是，一維技術(shù)的信息容量較小，碼制占據(jù)的面積較大，低溫、潮濕、多霜等復(fù)雜環(huán)境對標(biāo)簽要求較高，追溯信息標(biāo)識到追溯單元上的自動化成本較高，同時受識別設(shè)備的影響，其實時性也不是很強。
二維條碼技術(shù)具有信息容量大、編碼來源廣泛、加密程度高等特點，隨著成本的降低，將更好的彌補一維技術(shù)的不足。近年來二維碼的應(yīng)用越來越普及，手機(jī)內(nèi)置的解碼軟件可以讓更多的消費者了解、使用基于二維碼所提供的服務(wù)。消費者通過手機(jī)實時讀取冷藏食品二維標(biāo)簽的信息，獲取各環(huán)節(jié)追溯信息，在預(yù)置二維條碼軟件的手機(jī)普及的不久將來，將會非常有效的解決條碼識讀設(shè)備攜帶不便、信息量小、時效性差等冷鏈物流追溯問題。
3.2 射頻識別技術(shù)（RFID）
RFID是一種利用無線射頻方式在閱讀器和發(fā)射機(jī)（標(biāo)簽）之間進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)傳輸以讀取數(shù)據(jù)的自動識別技術(shù)。其基本原理是電磁理論，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
使用RFID技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和通信，其目的在于提高信息的采集、傳遞的效率，對食品有效地進(jìn)行標(biāo)識，把分散的信息集成起來，從而達(dá)到追溯的要求。以商品豬肉供應(yīng)鏈為例，為了實現(xiàn)全程的跟蹤和監(jiān)控，追溯體系需要在商品豬肉供應(yīng)鏈的各關(guān)鍵節(jié)點——生豬養(yǎng)殖場、市境道口、屠宰場、批發(fā)市場——設(shè)置控制點，使用RFID標(biāo)簽記錄追溯所需的信息。
3.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)
良好的物流管理信息系統(tǒng)離不開高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫，物流追溯實現(xiàn)的基礎(chǔ)是物流信息數(shù)字化，要實現(xiàn)整個供應(yīng)鏈的可追溯性，必須借助信息數(shù)據(jù)庫。要實現(xiàn)食品冷鏈質(zhì)量的可追溯，從食品的源頭信息獲取到最終交付顧客手中的信息存儲，建立數(shù)據(jù)庫是重要的支撐。在食品冷鏈物流追
溯系統(tǒng)設(shè)計中，可以采用目前應(yīng)用比較廣泛的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過建立實體與實體之間的聯(lián)系，即建立E2R模型，來實現(xiàn)對物流信息和數(shù)據(jù)的存儲、加工和處理。結(jié)合標(biāo)簽技術(shù)，與廠家數(shù)據(jù)中心相連的PC端上的小標(biāo)簽初始化裝置讀取小標(biāo)簽的UID號，從廠家中心數(shù)據(jù)庫獲取相關(guān)產(chǎn)品信息及PID號并寫入，綁定信息傳入廠家中心數(shù)據(jù)庫，每一環(huán)節(jié)信息寫入后，終端消費者就可以根據(jù)標(biāo)簽信息進(jìn)行冷鏈物流全過程跟蹤了。
4 食品冷鏈物流可追溯系統(tǒng)模型設(shè)計
4.1 系統(tǒng)模型
針對食品冷鏈物流信息技術(shù)，建立基于RFID技術(shù)的食品冷鏈物流可追溯系統(tǒng)模型，食品的可追溯總體技術(shù)路線遵循著“供應(yīng)——生產(chǎn)——銷售——消費者”這樣一條完整供應(yīng)鏈，整個供應(yīng)鏈過程需要實現(xiàn)低溫環(huán)境。以肉制品為例，在原材料采購的源頭，通過裝有電子標(biāo)簽的耳標(biāo)，建立每一頭牲畜的養(yǎng)殖檔案，通過標(biāo)簽閱讀器將數(shù)據(jù)匯總至中心數(shù)據(jù)庫；在屠宰場通過稱重平臺和為生肉佩戴鉤型標(biāo)簽記錄整個屠宰過程并將各種數(shù)據(jù)傳送至中央服務(wù)器；在加工分割肉工作中，通過標(biāo)簽打印機(jī)打印便攜式條碼標(biāo)簽標(biāo)識分割肉制品，建立相關(guān)的信息追溯系統(tǒng)，以此詳細(xì)記錄分割肉的生產(chǎn)過程以及各種數(shù)據(jù)并匯總到中央服務(wù)器；最后在無線網(wǎng)絡(luò)可通過移動標(biāo)簽或者序列號對肉產(chǎn)品進(jìn)行查詢，以此建立牲畜養(yǎng)殖及肉制品生產(chǎn)、銷售全套管理系統(tǒng)。
4.2 功能及流程設(shè)計
食品冷鏈物流追溯系統(tǒng)是對各類食品物流信息的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、組織、存儲、更新和維護(hù)，最終方便各節(jié)點、消費者、監(jiān)管部門進(jìn)行追溯查詢。主要功能模塊應(yīng)包括：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、電子商務(wù)查詢系統(tǒng)、標(biāo)簽管理、車輛定位、安全檢測等。這些功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)是：食品冷鏈中各節(jié)點都必須按照既定的格式詳細(xì)記錄食品的進(jìn)貨和出貨以及中間加工過程的信息，并嚴(yán)格實行食品的批號管理，追溯系統(tǒng)必須記錄食品從生產(chǎn)基地（或農(nóng)戶）發(fā)貨直到消費者收貨為止的整個過程的產(chǎn)品批號，以此保證整個物流過程可追溯的連續(xù)性。
具體的物流和信息流程可以設(shè)計為：利用RFID數(shù)據(jù)采集技術(shù)，將食品產(chǎn)地信息、車輛信息、食品信息等信息寫入RFID標(biāo)簽，獲取初始信息，然后RFID閱讀器部署在生產(chǎn)、加工食品倉庫、配送中心、運輸食品的車輛、收費站、港口、碼頭、倉庫、貨場等不同站點，閱讀器以一定的頻率自動無線掃描途經(jīng)的RFID電子標(biāo)簽，將掃描后的信息通過信息通道傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心啟用GIS，一方面將各類信息存入數(shù)據(jù)庫，另一方面通過電子地圖實時顯示食品的種類、數(shù)量、來源、去向等信息，方便管理人員管理。如果運輸過程中出現(xiàn)危險事故，可以通過GPS/GSM遠(yuǎn)程控制執(zhí)行指令到載有GPS/GSM接收器的車輛，通知司機(jī)調(diào)整行動計劃，同時改變電子標(biāo)簽中存儲的信號量值，監(jiān)控中心通過機(jī)站檢測到該增量信號時發(fā)出警報，在電子地圖上突出運輸車輛的方位以及運輸物品信息。在終端消費者層面，為了讓消費者清楚地了解保鮮食品的生產(chǎn)模式，以及保鮮食品的質(zhì)量，可以開發(fā)集成免費電話、短信、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)二維條碼的電子商務(wù)綜合平臺。這個平臺能確保保鮮食品廠家與消費者的信息共享，提高消費者對廠家的信賴。
4.3 開發(fā)建議
4.3.1 系統(tǒng)中標(biāo)簽形式的選擇
在生產(chǎn)階段，電子標(biāo)簽上主要記錄生產(chǎn)養(yǎng)殖的相關(guān)信息，如養(yǎng)殖場編號、運出時間、運送批次等，而且這些信息要和生產(chǎn)企業(yè)自身的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系，以便查詢生產(chǎn)過程的細(xì)節(jié)信息。在各個生產(chǎn)企業(yè)都設(shè)置RFID讀寫設(shè)備，可以實現(xiàn)食品信息的寫入。在加工環(huán)節(jié)，采用的電子標(biāo)簽內(nèi)含有食品在生產(chǎn)過程的相關(guān)數(shù)據(jù)和加工環(huán)節(jié)中添加的信息，如加工企業(yè)編號、加工日期、加工批次等。這些信息和企業(yè)當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，便于食品管理中心查詢。加工企業(yè)和食品進(jìn)口企業(yè)都配備RFID讀寫設(shè)備。在運輸環(huán)節(jié)，集裝箱運輸采用的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容包括集裝箱內(nèi)食品信息、食品溫度信息、車輛置信息、運送車輛信息和運送時間等。這些信息和物流企業(yè)本地數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)。在倉儲環(huán)節(jié)，可以主要選擇成本更為低廉的條碼標(biāo)簽，結(jié)合關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，標(biāo)簽內(nèi)關(guān)聯(lián)原來食品信息，并且記錄安裝時間和批次。倉庫內(nèi)部在叉車或者工作人員身上佩帶RFID電子標(biāo)簽，內(nèi)有員工或叉車的ID號，可以有效地利用資源，使得倉儲過程更加高效快捷。在食品配送和銷售環(huán)節(jié)，配送車輛實現(xiàn)GPS定位，相關(guān)食品的標(biāo)簽亦可以條碼標(biāo)簽為主，在一些重要食品上加貼電子標(biāo)簽，而在一些廉價的食品上則采用條碼，兩者信息相互關(guān)聯(lián)，以方便銷售人員和消費者的及時識讀。
4.3.2 數(shù)據(jù)共享和信息平臺建設(shè)
數(shù)據(jù)共享和信息平臺建設(shè)可以有效解決“信息孤島”問題，避免各節(jié)點獨立的信息系統(tǒng)運行。統(tǒng)一各節(jié)點數(shù)據(jù)格式、建立共同的單證標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)兼容的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣為各方數(shù)據(jù)共享提供了可行性。建立各方參與的公共信息平臺，可以實現(xiàn)食品從生產(chǎn)到餐桌的全過程監(jiān)控，滿足消費者知情權(quán)和選擇權(quán)，保護(hù)消費者權(quán)益。數(shù)據(jù)共享的結(jié)果是，消費者可以通過此系統(tǒng)，了解食品的生產(chǎn)、加工和流通過程，包括產(chǎn)地環(huán)境，農(nóng)藥、化肥等各種投入品的使用情況，并可以追溯食品的質(zhì)量問題；食品管理者、物流運輸企業(yè)可以通過此平臺及時獲取有關(guān)食品生產(chǎn)、質(zhì)量及食品運輸狀態(tài)的信息（如食品品種、數(shù)量、食品在途情況、交貨期間、發(fā)貨地和到達(dá)地、食品的貨主、送貨責(zé)任車輛和人員等）；政府監(jiān)管部門則可以進(jìn)一步提高食品安全保障水平，保證最終使優(yōu)質(zhì)安全食品經(jīng)透明的供應(yīng)鏈達(dá)到消費終端，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，讓從事優(yōu)質(zhì)安全食品生產(chǎn)和加工的企業(yè)獲利，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)安全食品生產(chǎn)和加工事業(yè)的快速發(fā)展。
5 結(jié)論
保鮮食品經(jīng)由生產(chǎn)、加工、包裝、運輸、儲存、分送、接收等一系列環(huán)節(jié)到達(dá)消費者手中，物流過程的可追溯性是保障食品安全的重要舉措。追溯體系是一條環(huán)環(huán)相扣的鏈，如果某個環(huán)節(jié)斷了，就無法繼續(xù)進(jìn)行追溯了。基于條碼和RFID技術(shù)的食品冷鏈物流追溯系統(tǒng)模型的構(gòu)建，將圍繞保鮮食品物流，將RFID技術(shù)與條碼技術(shù)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各自所長，從而形成貫穿整個冷鏈的食品安全監(jiān)管體系，為冷鏈各節(jié)點企業(yè)、政府監(jiān)管部門、終端消費者提供了透明化的食品安全保障。后續(xù)的發(fā)展要解決RFID標(biāo)簽的成本問題和標(biāo)簽識讀的便利性問題。畢竟，一些食品的本身價值并不大，使用RFID和標(biāo)簽閱讀器所增加的成本相比之下顯得過高。