基于直觉模糊Petri网的食品质量安全控制

□ 唐利萍 南京财经大学管理科学与工程学院

基于直觉模糊Petri网的食品质量安全控制

□ 唐利萍 南京财经大学管理科学与工程学院

近年来一系列恶性食品安全事件严重威胁到公众的生命健康，引发了食品行业的信任危机。由于食品的最终质量是在多个生产环节中逐渐形成，多主体组织机构上具有独立性、决策动机上存在利己性，如何对食品质量安全进行控制已成为各界共同面临的难题。针对近年来食品质量安全事件频发问题，基于直觉模糊Petri网理论，从质量链视角构建了食品质量安全控制模型。以乳制品为例，选取19个关键质量链节点构建模型，探讨众多质量链节点间的因果传递关系。该乳制品质量安全控制的直觉模糊Petri网模型为食品质量安全控制问题提供了新思路。

食品质量安全控制模型

基于Petri网的过程建模技术既有可视化图形描述，又有形式化的数学方法支持，且演化出众多高级形式。其中，模糊Petri网是针对简单Petri网只能处理精确知识的不足，引入模糊理论以处理不确定性的扩展形式，在人类思维模糊判断模式中更加适用。为更精确地处理质量模糊推理中的不确定性，直觉模糊Petri网应运而生。本文选取乳制品作为食品质量安全控制研究实例，构建模型并进行推理。

乳制品质量安全控制实例研究

根据相关文献并结合实际情况，本文构建了一条从投入品采购环节到储运销售环节等19个关键质量链节点构成的质量链。根据模型定义与方法模拟质量链节点间因果影响关系，得到乳制品质量安全控制的直觉模糊Petri网模型，如图1所示。

图1所示模型中库所含义如下：p1-乳牛质量；p2-饲料质量；p3-兽药质量；p4-饲养环境；p5-动物福利；p6-人员素质；p7-技术水平；p8-工艺水平；p9-设备条件；p10-储运环境；p11-储运时间；p12-投入品采购；p13-牛奶加工；p14-储运销售；p15-市场监管；p16-奶牛养殖；p17-成品奶质量；p18-售后服务；p19-最终质量。

图1 乳制品质量链直觉模糊Petri网模型

基于先验知识库形成质量链中的模糊推理规则如下。

其中d1、d2、d3分别表示采购环节乳牛、饲料、兽药质量差；d4和d5分别表示饲养环节饲养环境和动物福利水平差；d6和d7分别表示饲养环节人员素质和技术水平低；d8和d9分别表示牛奶加工环节工艺粗糙和设备落后；d10和d11分别表示储运销售环节储运环境差和时间长；d12、d13、d14分别表示投入品采购总体质量差，牛奶加工质量差和储运销售环节质量差；d15表示市场监管不力；d16表示奶牛养殖质量低；d17表示成品奶质量差；d18表示售后服务水平差；d19表示最终质量差。

运用MATLAB求解，输出最终标识Mfin=M5为：

本文实例表明，在初始状态为M0的情况下，根据直觉模糊推理可预测乳制品最终质量差的隶属度和非隶属度分别为0.150 8和0.582 6。可见，此时质量链各个节点发生安全问题的可能性较大。要将最终质量控制在一定水平，还需从各环节进行质量控制，从而保证食品质量安全。

结论

本文研究是对现有食品质量安全控制方法的有益补充，也是直觉模糊Petri网在该领域建模的新应用。乳制品质量安全控制建模实例表明该方法对防范质量风险、解决食品质量安全控制策略问题是可行的，具有模糊推理优势和并行处理优势。

唐利萍（1992-），女，四川广元人，硕士研究生。研究方向：质量安全与工程。