基于RFID的生鲜农产品追溯系统探讨

刘一健 ，陈业华

1. 燕山大学经济管理学院（秦皇岛 066004）；2. 河北科技师范学院（秦皇岛 066004）

环境污染和生态破坏造成生鲜农产品污染日趋严重，据报道我国大约有10%的粮食，24%的农畜产品和48%的蔬菜存在质量安全问题。生鲜农产品质量安全问题一般涉及化学、生物和物理方面。化学农药的不合理使用造成农残超标，生物方面的霉菌、细菌、病原菌超标等。疯牛病、二噁英、禽流感、李斯特杆菌，“毒奶粉”、“瘦肉精”等事件曾引起人们的愤怒甚至恐慌。2018年4月，网络报道我国出口捷克枸杞检出多种超标农药[1]，类似还有大白菜、茶叶、水产品农药残留等，不一而论。

无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）被称为物联网核心技术，其在供应链管理中的应用已经获得了许多成功的案例。Hunt等[2]（2006）介绍了美国零售商巨头沃尔玛从2005年开始在其体系内全面推广RFID技术，货架持续快速的补充，保证货架商品数量、种类和品质，其经济效益和服务效率得到提高。Bottani等[3]（2009）表明在供应链上采用RFID技术的兴趣在持续增加，积极采用和推广RFID技术的企业越来越多。

生鲜农产品供应链的各个环节存在着严重的质量安全信息不对称现象，容易引发市场上的“柠檬效应”。可追溯系统可为消费者、供给者及管理者提供其需要的信息，从而有效地缓解信息不对称风险，利

于形成优质优价的市场，并进一步发挥食品安全保障作用。2017年中央一号文件明确指出严厉打击违禁超限量使用农兽药及食品添加剂行为，督促建立全程可追溯、互联共享的追溯监管综合服务平台。新修订的《食品安全法》第四十二条指出国家鼓励食品生产经营者采用信息化手段采集、留存生产经营信息，建立食品安全追溯体系。因此，探讨RFID技术对生鲜农产品质量安全的可追溯体系，实现生鲜农产品“从农田到餐桌”的管理，它不仅能够实现我国农产品供应链的透明化管理，而且也是大力提升我国农业信息化管理水平的关键所在。

1 RFID技术在生鲜农产品供应链中推广必要性

RFID技术被称为物联网核心技术，可以提高供应链的效率，增加帕累托收益，也符合国家政策法规，很有可能享受政策优惠或者补贴，其各项价值逐渐体现出来，在很多企业成功实施的案例，加速了RFID的推广。RFID电子标签对比传统条形码其优势也是非常明显，具有快速扫描、体积小型化、形状多样化、抗污染能力和耐久性、可重复使用、穿透性和无屏障阅读、数据的记忆容量大、安全性能高等优势，在很多领域被采用，具体见表1。

表1 RFID技术的应用

1.1 RFID提高农产品供应链效益

在农产品供应链管理中，应用RFID技术处理各项作业活动，可以有效地提高供应链的自动化水平，大大提高仓储和配送作业效率与准确率，提高农产品供应链效益，降低生鲜农产品损耗。Park等[4]（2011）表明增加物流IT的投入和实施RFID技术可使供应链的管理能力得到提高，在采购、生产、运输、装卸、仓库等方面都会发挥重要的作用。Bertolini等[5]（2012）量化分析了RFID技术和EPC网络对整个快速消费品供应链的潜在价值。范如国等[6]（2011）在生鲜产品供应链中运输时间影响产品新鲜度进而影响市场需求的情况下，探讨了采用RFID技术前后生鲜农产品的运输时间以及零售商和物流商的收益的变化情况，通过引入收益协调机制实现了零售商和物流商的帕累托改进。汪旭晖[7]（2016）研究了基于RFID技术的冷链管理问题，通过 RFID技术实时地跟踪冷链运输过程中产品的温度和湿度，得到了能够最小化整个物流成本的冷链管理的优化方案。

1.2 RFID在农产品安全与追溯方面的研究

生鲜农产品属于保质期较短且时效性要求很高的一类食品，王力坚等[8]（2015）指出随着科学技术的发展和人们对果蔬品质的重视，建立果蔬的品质可追溯系统成为必然，可利用RFID技术来实现农产品供应链的可追溯性，改善生产商的反馈和提高供应链的效率与效益。曾莉[9]（2018）对猪肉供应链提出了一种基于RFID技术的可追溯系统，并表明这个可追溯系统能帮助消费者提升对猪肉安全的信赖度，从而鼓励猪肉产业的发展。夏俊等[10]（2015）基于水产品的供应链业务流程，研究了使用RFID技术来提高水产品养殖过程的可追溯性。Huang等[11]（2012）基于RFID技术、QR代码和EAN/UCC-128条形码技术建立了可追溯系统，通过跟踪红枣产品的品质和安全信息来保证红枣的在供应链管理中的安全流通。针对乳制品安全问题，丁玄等[12]（2016）采用RFID系统对乳制品供应链的整个供应链进行追溯与跟踪，以实现对乳制品的安全风险的监控，并及时准确地发现食品存在安全问题的环节。Cao等[13]（2010）设计了基于GS1和RFID技术的动物食品安全的可追溯系统总体框架，这个框架在每个信息服务器的访问层、业务层与资源层中使用了RFID标签编码与EPC global标记数据标准。Gan等[14]（2011）以农产品的安全为例，分析了RFID的应用程序，提出了RFID技术在农产品跟踪追溯系统在北京2008年奥运会的案例分析。Butcher等[15]（2012）基于RFID技术能够增加信息的可见性，讨论了零售商如何集成RFID技术和分布式决策（DDM）来提供实时的产品信息能见度，由此提高食品供应链的决策品质和安全保证，通过RFID技术和DDM获得了所需的追溯信息并控制食品质量安全。杨建强等[16]（2018）针对生鲜产品易腐、易损等特点，设计了生鲜产品供应安全溯源体系，应用生鲜产品的RFID标签EPC编码规则，用于生鲜供应链各环节全周期的数据采集及处理。Costa等[17]（2013）对RFID技术下农产品供应链的追溯系统进行了综述，其中包括配送过程。Bottani等[18]（2009）得出如何利用RFID技术所生成的EPC数据可以增强信息管理，该技术也可有效地追踪产品并提高消费品供应链的可视性。

2 基于RFID的生鲜农产品供应链可追溯系统及分析

2.1 生鲜农产品的工艺路线及分析

生鲜农产品供应链中应用RFID技术，涉及农产品的种植、采收、包装、贮藏、运输、销售等环节，以保证生产全过程信息可记录、可追溯、可管控、可召回、可查询。

采收，农产品生长到一定阶段，对其进行科学合理的采摘。采收时应注意减少机械损耗，避免带入病原菌。

预处理，指为了保证农产品的品质采用的预冷和清洗等步骤。生鲜农产品采收之后首先进行预冷，去除田间热，冷却到适宜的温度范围。采用适当的方法进行清洗，以减少生鲜农产品中细菌和农药的残留。

分级，根据生鲜农产品分级标准，对其进行挑选、分级，主要依据品质、外形进行分级，如优质水果应具备成熟度适宜，大小一致，果形端正，质地良好，皮色润泽，无任何病虫害和机械伤等基本条件。

包装，合理的产品包装会有效减少农产品在装卸、运输、贮存保鲜过程中的机械损伤，减少不同种类产品的交叉感染，提高生鲜农产品的品质。常言道“一流品质、二流包装、三流价格”，包装是商品化的前提条件，合理的包装能提升商品的商品价值。

贮藏，为了保持农产品的新鲜度，对其进行低温贮藏。众所周知，生鲜农产品时效性强，如果没能及时销售，其剩余价值只能为零，若有低温冷库基地或气调贮藏中心，则较容易实现生鲜农产品的跨季节、跨地域销售，可采用网络直销、实体店零售或者进行深加工相结合的多渠道模式，然后再根据客户订单需求进行配送。一般也要进行入库检验，保证生鲜农产品入库品质，储存过程应以先进先出为原则，尽量减少产品储存时间。

运输，短距离可直接运输，但长距离考虑冷链运输，采用专用冷藏冷冻设备对不同种类的生鲜农产品进行持续冷藏，防止生鲜农产品在运输途中腐烂变质。

销售，销售过程中要重视保鲜，农产品的新鲜度直接和其价格相关。在进入最终的销售环节，执法部门会对农产品的感官品质、微生物污染、化学品残留情况进行抽检。

RFID在生鲜农产品供应链应用中存在以下几个方面的关键问题，首先，生鲜农产品供应链的种类较多，过程比较复杂，实际运作中需要针对不同种类的生鲜农产品供应链构建其可追溯系统。其次，RFID在农产品供应链应用中存在的关键问题涉及农产品的标准化、规模化、品牌化。生鲜农产品种类繁多，形态各异，作为商品出售，必须进行必要的分级、标准化及包装处理。标准化是农产品商品化、品牌化的一个必要前提条件，只有标准化的产品，才能有一个好的价格，才能在外观和品质上获得消费者的青睐和信任。标准化的农产品要求生产的标准化，即农产品生产的全过程中用“统一、简化、协调、优选”的原则，从产地环境、选用品种、农业投入等严格执行标准化管理，建立生产记录。大力发展农业产业化，生鲜农产品形成规模化，方便成本的降低及追溯系统的应用。生鲜农产品通过合作社、龙头企业、生产基地，较易形成品牌，能够保障农产品的质量安全、提升消费者的信心和实现食品安全事故的追责。再次，由于水果、蔬菜、生鲜农产品含水多，会影响正常的标签识别，所以该领域的应用将在标签的设计及应用模式上有所创新。简单有效的托盘管理显得尤其重要，在包装、或托盘上贴RFID标签，方便管理，包装或者托盘管理是RFID技术在生鲜农产品推广的一个必要前提。

2.2 RFID的生鲜农产品供应链可追溯系统构建

构建生鲜农产品供应链可追溯系统，进而实现农产品从“农场到餐桌”的质量安全和全程管理。农产品的生产过程一般归纳为种植（养殖）、采收、预处理、分级、包装、贮藏、运输、销售等各个节点。建立农产品可追溯系统主要由各节点的追溯系统、中央数据库、质量安全预警系统、数据审计系统、质量安全检测系统和产品信息查询系统构成，如图1所示。以RFID技术、数据库技术、计算机网络技术为支撑，建立对农产品供应链全程信息追溯，实现通过网络、短信、销售商终端网络的农产品信息查询，全程质量安全管理。

图1 农产品供应链可追溯系统

农厂、加工厂、运输商、销售商等供应链结点企业通过系统将农产品的基础信息传递到RFID信息中央数据库；中央数据库对接收到的信息进行分析和整理，并提供给质量安全预警系统、审计系统、质量安全监测系统，同时供消费者查阅；质量安全预警系统对农产品的基础信息进行检测，通过案例库中数据的对比，可以快速发现农产品的质量安全问题，并及时查询问题源头，若农产品质量安全信息超出了国家的质量安全标准，则迅速撤离市场，见图2所示；数据审计系统通过对企业上传的数据与质量部门认证的信息进行对比，以此来鉴定企业上传的信息是否真实可靠，审计系统将用户对数据库的所有操作记录下来并存放到审计日志中，系统管理员则利用审计追溯的信息，保障数据库中存放的农产品产品记录信息的安全性和有效性；质量安全监测系统指执法部门对市场上销售农产品进行抽检，并与企业记录信息进行对比，保证企业产品信息的真实性。不达标的农产品迅速撤离市场，并对企业进行警告和处罚。数据审计系统和质量安全检测系统是从两个不同的方面来保障追溯的农产品质量安全信息的真实性和安全性；信息查询系统中消费者通过互联网、短信查询、销售网点终端查询机可查询到农产品产品及其流通过程的相关企业的认证信息，以了解农产品的质量安全信息。

图2 农产品质量安全预警系统

3 结语

RFID技术日渐成熟，运用的深度和广度也不断加大，在时效性很强的生鲜农产品供应链中推广RFID可以提高供应链的效率，实现信息的透明化，避免信息不平等，可以实现追溯召回。随着国家在机构和法律上的调整，加强了对食品安全的责任追究，可追溯系统在技术和实用性上的进一步发展，最终得到消费者的认同，结合RFID、云计算等技术构建生鲜农产品的可追溯体系，能够保障农产品的质量安全、提升消费者的信心和实现食品安全事故的追责。迫切需要解决RFID技术下生鲜农产品供应链管理中的一系列技术难题，才能更好推进RFID技术在生鲜农产品供应链管理中广泛应用。