猪肉安全监测：适应本土需求的本土创新

本刊记者/李 辉

本期项目：猪肉产品质量安全供给关键技术与设备创新；

所获奖项：2012年度上海技术发明奖一等奖；

第一完成人：上海海洋大学谢晶教授。

项目第一完成人谢晶教授在调试设备。谢晶教授是上海市制冷学会副理事长，上海冷藏库协会专家委员会主任委员，现任上海海洋大学食品学院副院长

2011年全年，我国猪肉总产量达5 053万吨，其产量占世界总量近一半。很难想象，没有猪肉的话，中国老百姓的生活会有多不习惯。

不过，猪肉安全事故在近几年频繁发生，抗生素滥用、“瘦肉精”中毒等等，不一而足。对于上海人来说，2006年发生的连续“瘦肉精”食物中毒事件很多人可能仍然记忆犹新。

法律的监管需要通过规范和技术来实现。诸如禁止“瘦肉精”在市场上的买卖，或者通过设备来检测猪体内是否含“瘦肉精”成分。只是“道高一尺，魔高一丈”。一些不法饲养户在猪饲料中加入其他药物，以避开针对“瘦肉精”的技术检测，但也能产生“瘦肉精”类似的效果。

解决问题的另外一种思路，是对从猪到猪肉的全过程进行监测。一块猪肉，只要包装袋在，就能顺藤摸瓜找到猪的来源。如此一来，违法者即便有检测漏洞可钻，也无法逃避事后追责。

这就是“猪肉产品质量安全供给关键技术与设备创新”项目的食品安全理念——溯源。这一理念实现的关键在于将一头猪从出生至进入购买者菜篮的全程信息进行无缝传递。与“检测”策略不同，这种手段更似“监测”——监督和震慑。

2004年左右，一直关注大食品安全研究的上海海洋大学食品研究团队，在潘迎捷教授等人的带领下，开始酝酿这一课题。而一直做动物芯片加工的上海生物电子标识有限公司，从2006年开始尝试做了这方面的一些技术储备。缘于共同的想法，2007年上海市科委农业领域首个重大项目启动，由潘迎捷牵头联合多家单位开展城市猪肉安全供给关键技术的攻关。在上海市科委前期研究资助的基础上，2008年由谢晶教授领衔，该团队又进一步获得了国家科技部863计划重点项目课题的资助。

他们的目标是以猪供应链为例，在繁育阶段，为其带上一个二维码的电子标签，然后通过对该猪的饲养、屠宰、分割和销售的全过程进行监测。最终，商场中的任何一块猪肉，都可以根据电子标签的记录追溯到它来自哪一头猪，以及这头猪的饲养场、屠宰场和生长的全过程。主要的研究工作在2010年完成。

事实上，类似技术在国外也有，不过国外的这种技术主要用于监测牛肉安全。但完全拿来并不可行。一来，牛的个体大、价格高，一块芯片摊下来成本并不高。而同样一块芯片摊到一头猪上，成本就高了。再者，发达国家的诚信体系比较完善，做溯源的空间和需求相对比较小。无法拿来主义，反而给了项目组本土创新的机会。

技术研发：做出价格可接受的芯片

针对猪肉安全，国家农业部明确要求每个饲养场应该为肉猪佩戴耳标。耳标就相当于是一头猪的身份证。耳标能够将每块肉的信息追溯到该猪的饲养场。但是一批猪里，可能有来自李家大爷的，也可能有来自王家阿婆的。由于它们共享了一个信息码，一旦猪肉出现问题，尽管通过耳标可以追溯到其生产地，但短时间内难以找到究竟是哪一头猪出现了问题。而且目前使用的二维码耳标还存在着容易污损无法读取、读码不方便等问题。

项目组所要做的，就是更进一步，将所有环节都进行信息化处理并全程掌控。首先他们将猪肉的生长过程划为四个阶段：养殖环节、屠宰环节、流通环节、销售环节。

在养殖环节，项目组在农业部所规定的耳标上复合了电子芯片。这种芯片，可以将猪在整个饲养过程中的信息全部收集。

在屠宰环节，猪经过去头放血，随着耳标与胴体分离，后者被劈成两半挂在钩上运走。在这个环节上，项目组将耳标内的由电子芯片储存的信息自动传导到两个挂钩上。

在运输环节，项目组设想在每一片猪酮体上挂上一条塑料质的薄薄芯片，继续信息传递。

在销售环节，项目组在专营猪肉的店家的电子秤上安装了芯片读取器。切下的肉块，经过电子秤后，既可以称得斤两，又可以收集信息，然后再打出条形码（该条形码与电子秤读取的猪胴体的电子芯片是关联的）。在此过程中，电子秤被赋予了两个功能，一是重量控制，其他的肉无法混进来；二是信息传递，将猪之前有关的信息传递到包装袋上的条形码。

在整个流程中，最重要的是芯片——用以记录猪的整个饲养情况——的研制。一则要价格低，二则要信息传递准确。在芯片的研制过程中，上海生物电子标识有限公司从技术层面上做了几项突破。他们组成了专门的研发队伍，并且通过兼并的办法，收购了一个技术研发团队。

通常来说，感应器根据频率分为低频和高频感应器。低频感应器是国际上应用于动物的标准感应器。高频感应器感应的距离长、相对成本低。而低频感应器则却恰恰相反。然而，后者的优点是能在恶劣的环境下，比如潮湿、泥泞的环境中感应。研发团队的目标则是要开发低频感应器芯片，以此降低它的成本并增加其感应距离。在当时，国外的电子身份证成本比较高，其电子标签的关键部分，即一片裸片的生产成本要1元甚至更高。如果纯进口，那么经过加工生产后的标签就要6到7元。而这一研发团队开发的芯片成本只有国外的十分之一，大约为七分钱。

除了芯片，电子标签的生产成本也是项目组计划降低的部分。由于过去都是手工加半自动化的制作，生产效率不高且产品的性能不稳。为了解决这个问题，从2006年开始，课题组设计了全自动化的封装设备；2009年，公司建成了全自动的生产线，开始用机器人替代人工进行加工。

经过以上的技术开发，项目组设计出了自主知识产权芯片，并建成了高速的全自动化生产线，形成了生产低成本和稳定性较高的核心产品。

服务创新：对需求做精致的调研

当然，对于一种新的产品，无论多好，如果价格不合理，用户就难以接受。即便用户承担得起，他们也会问：用了这个东西，方便管理部门对我的管理，但对我自己有什么好处？显然，让用户愿意用，不单要价格合理，而且要对他们提供更好的服务。

如此，项目组遇到的新问题就是，用户的需求到底是什么？上海生物电子标识有限公司的总经理薛渊（车后备箱里通常备有进入猪场的雨靴），开玩笑地说：“我们是最贵的养猪团队。”因为他和他的团队要经常下到猪场，一去就是两三个星期，目的是发现和解决养猪业信息系统中存在的问题。

在电子标签成功开发之后，项目组的系统集成人员，一度认为只要给饲养员人手一台手掌电脑，现场碰到问题，立即上传记录，系统就可以采集到数据了。而在亲自到养猪场蹲点之后，他们发现，饲养员的文化程度普遍偏低，很多人甚至是文盲。这些人连写字都不会，应用掌上电脑更是难上加难。

文化层次不高的饲养员对于有着硕博士学位的技术人员，起初并不愿意交流。为了增进沟通，技术人员天天陪着他们一起工作，以此培养感情。经过一段时间的磨合，饲养员们终于将他们平日里的记录分享给技术人员——他们用自己造的图形文字，来表达一天中所观察到的猪的生活情况。比如，一头猪发热，他们就画出一幅病怏怏的猪的图形；如果有两头猪打架，他们也同样用图形来表示……

而养猪场员工的日常工作流程是，白天，饲养员记录一天内猪的生活情况。晚上，由班长召集大家开会，每个人根据自己的记录向他汇报。班长听取并记录，然后根据情况做出管理决策。如果有猪生病，就找兽医；如果频繁喝水，就去调整猪圈的温度，等等。第二天，班长再将记录报到信息人员处，录入到系统中。

在对整个流程了解后，项目组认为，养猪场对信息系统其实是有要求的——因为他们必须录入信息，但是他们需要更加适合他们的信息系统。

在经过很长一段时间的仔细思量后，项目组发明了一个小的专利。他们把养员一天可能碰到的问题——猪打架、气喘、发热，等等，归纳成十个体征，然后做成小卡片（吊牌，内含芯片）。每个卡片画一个漫画，代表了一个体征，饲养员看得懂，并把这些吊牌挂在他的钥匙圈上。芯片和图片当然都是一一对应的。

猪耳朵上，安置有电子身份证。这样，饲养员按图录入就可以了。通过棍子形状的探测器，饲养员只要对着猪照一下，再对着卡片照一下，探测器就可以将信息完整录入：可以即时发现某头猪出现了某种问题。

数据采集之后，即刻显现在数据库中。项目组又专门做了一个数据平台，平台可以分析哪类情况是需要紧急处理的，哪些是非紧急可以批次处理的。这样，班长、兽医，都可以动态了解情况并采取及时措施。班长无需在晚上开会，因为他无时无刻不在掌握情况。

在完全根据养猪场流程而制定的信息化流程发挥作用后，猪场工作人员对这些技术已经完全接受，并且粘度越来越高。

对于项目组而言，除了服务养猪场的用户，他们还得到了养猪场的数据，这些数据是猪肉购买者可以查到的。而这些数据正是项目组最需要的，也是项目能够取得成功的关键。

写在最后：创新驱动在这里

这一2010年完成的项目，即便已经获得了2012年度上海技术发明奖一等奖的认可，但仍然处于技术储备阶段，大规模的商业推广应用还在酝酿之中。

目前成果相关的技术与设备在爱森肉食品有限公司已经得到成功的应用，此外也有多家畜禽养殖企业表达了参加示范的愿望。谈及推广效果，薛渊说：“一种新技术在应用过程中，一定会根据不同的用户需求而不断修正。”“我们2012年获奖，但我们2013年还在提升完善。在我们认为没有完全大规模推广的基础时，我们还是应该脚踏实地地往前走。”

在采访这一项目的过程中，笔者总是有一种是曾相识的兴奋。在2012年，上海科技创新界展开了一场关于“第三次工业革命”的讨论。在讨论伊始，“机器人”几乎是最热的一个关键词。在逐渐失去土地、劳动力优势的上海，机器人被认为是下一步工业发展的关键，有所谓“明日RT就是今日IT”之说。而随着讨论的深入，“大数据”成为了更加热门的一个话题，人们发现，随着信息技术的普及，传感器的无处不在，数据正在以人们难以想象的速度产生。于是有所谓“IT时代正在从‘T’时代进入‘I’时代”之说。不管是机器人还是大数据，之前人们讨论更多的，是来自于国外的文献和实践。对于追赶者我们的自身发展情况，则鲜有讨论。似乎理论界的讨论是远离现实的。而这一项目，从2004年起至2010年完成现在仍在持续的一个项目，则作为一个案例反映了我们当下技术领域正在发生的，距离国际领先的前沿其实并不遥远。

更加令人兴奋的是，当我们讨论“第三次工业革命”时，对于后发者如何迎头赶上，免于落入“追赶落后再追赶”的怪圈，理论界普遍认为，中国企业了解中国需求，是能够创新的最大优势，也是未来建立优势的前提。而在这一案例中，我们能够发现，根据本土需求，做出本土创新，已经实实在在正在发生。我们有理由相信，这样的创新正是上海经济“创新驱动、转型发展”的希望所在。