二维码采集系统在食盐防伪追溯中的应用浅析

张英科

（福建省泉州晶海轻化有限公司，福建 泉州 362801）

1 引言

为应对近几年市场假盐事件的频繁出现的问题，越来越多的食盐定点生产企业和流通企业开始建设二维码追溯体系，建设食盐电子追溯体系是强化食盐安全保障的要求。中国盐业协会在工信部指导下建设的全国食盐电子防伪追溯服务平台已正式运行，平台实现了对全国食盐的生产、批发进行电子防伪、追溯的服务，实现了食盐来源可追溯、流向可查询、风险可防范、责任可追究，达到食盐生产、流通的全过程、全覆盖监控的目的。

俗话说：“民以食为天”食品安全问题是关系到千千万万人民群众切身利益的社会问题。造成食品安全问题频出的主要根源在于，一是现在管理体制不完善、监管力量不足，导致某些企业社会责任缺失，单纯追求效益、不诚信经营；二是防伪、防串、可追溯技术上没有得到很好的发展和应用。

二维码技术技术一定程度上解决了食品的全流程追溯问题，通过在产品生产过程中引入小包装二维码、箱子二维码以及虚拟的垛码，二维码制成标签粘贴在产品包装上，使二维码溯源系统可获取现产品溯源系统中的数据。消费者购买产品时，只需手机扫码或编辑码号发短信，即可随时随地查询产品源信息与质量认证等信息等。

建立依托于二维码技术的食品溯源系统可以追踪食盐从生产端到客户端整个流通过程，实现真正意义上的溯源，确保食盐的安全。这符合国家工信部和中国盐业协会关于食盐防伪追溯的要求。

2 二维码采集系统简述

二维条码/二维码（dimensional barcode）是指用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间，记录数据符号信的图形。二维码采集系统实施的流程分为3个部分：包码的采集、箱码的采集、垛码的生成，实际生产中，包与箱的关联、箱与垛的关联根据产品工艺的需要进行比例进行。

二维码采集系统的应用可以改善传统工作模式，实现食盐生产企业对产品全程控制和追溯。实现食盐安全是该系统的核心，通过包码采集、箱码采集以及垛码的生产全过程严格收集数据并上传全国食盐电子防伪追溯服务平台，形成企业的闭环生产，保证向市场提供优质的放心食盐。

3 二维码采集系统的结构和功能

3.1 采集系统组成结构

二维码采集系统主要由小包装二维码采集、箱子二维码采集以及垛码的生成3部分组成。在小包装二维码采集处和码垛区域垛码采集处均设有剔除装置；其中箱子二维码自行打印，箱码采集处设有停机报警装置。通过这些环节构成闭环控制确保二维码的相应信息采集到位，物与码一致。

3.2 二维码采集系统工作流程

3.2.1 小包装二维码采集功能

2台同步包装机包装出来后的小包装食盐输送至水平皮带线后进行排列，再通过斜坡皮带减速让每一包都紧挨着，采集段皮带再加速拉开包与包之间的距离，提高小包装采集率。如果食盐小包装袋二维码未能采集到的进行剔除，通过正常采集的数据来看，此道采集成功率为99.77%。

3.2.2 箱子二维码采集功能

开箱机把箱子开好后通过水平皮带输送，在水平皮带上通过自动贴标机贴标并检测二维码是否漏贴（漏贴报警），以确保皮带线上的箱子均有二维码。贴好二维码的空箱通过输送带送到自动装箱机进行装箱后再进行箱子二维码的采集，若箱子二维码未采集到，装箱机就会停机报警，需人工扫描处理方可出箱。

3.2.3 箱码与包码关联的确认及垛码生成功能

当成品到了码垛采集点时，根据箱子二维码所赋的信息进行采集确认，未满足工艺要求的需要人工进行处理。满足工艺要求的箱子将流入码垛垫板上，并根据箱码与垛码的关联比例（如：福建原盐垛与箱子关联比例为1：80）要求生成的垛码。

3.3 二维码系统在食盐生产包装流水线的技术方案及应用情况

3.3.1 二维码系统在食盐生产包装流水线的技术方案

⑴小包装码每万包采集识别率不得低于99%，识别失败部分采用剔除方式。在使用集团自有数据时，允许识别失败部分不剔除，相应码位使用占位符“/”代替。

⑵纸箱码采用条码（Code128）方式，垛码采用虚拟垛号。箱号及垛号编码由各采集系统自主产生，但要求在同一工厂内号码不得重复。

箱码喷（印）格式为“外箱工厂码”+“实际箱码”。

“实际箱码”由13位随机数和一位校验数字组成（校验规则为工厂码和13位数相加之和取末位）。

“外箱条码”（标签）尺寸为60 mm×40 mm，由3行组成（如图1），第1行“品名”+“规格”组成（品名及规格必须与EAS系统基础资料中物料名称规格一致，如品名较长无法完整打印时，可打印品名关键词）；第2行为条码；第3行为16位条码对应数字。不同规格外箱箱码位置垂直高差不超过20 mm。

图1 “外箱条码”（标签）

⑶生产现场（未入库前）出现的多（少）包剔除、破箱重组及数据查询等，由工厂自身采集系统提供手持设备完成，数据接入工厂采集系统。

⑷班组交班时，生产数据提交上一级查询平台。加工厂自身数据保留时间不得低于3个月。数据提交方式为自动生产数据文件，保存至上一级安全客户端的指定目录，提交后的工厂数据不允许再次修改。

数据提交服务器采用Windows操作系统，接口规范按《全国食盐电子防伪追溯服务平台接口规范V2.4》中2.4及2.5部分，每个文件大小不超过20 MB。

3.3.2 二维码系统在食盐生产包装流水线的应用情况

⑴包码的采集情况

通常包装机的包装速度为60包/min，当2台包装机汇流成1条流水线时，会存在着相邻2包之间的距离不一致情况，例如，连续的A、B、C三包小包装盐袋，A、B相邻2包间距较大，留给感应反应时间大于0.02 s，而B、C相邻两包间距较短，留给感应反应的时间则小于0.02 s。

由于理论上触发器数据到采集器需要0.01 s以上，采集器相邻反应时间需要0.01 s以上。这样，小包装盐袋间隔不一致就会导致间隔较短的盐袋因为采集器反应时间不够使二维码信息未被采集，结果表现在装箱的过程出现实际包数已达到设定的包数，但包码却少了一个，从而导致在系统数据上出现少包现象。反之，系统上就出现多包现象。

⑵箱码的采集情况

类似的问题也存在于箱码采集过程。3台装箱机汇流一条流水线，存在着相邻2箱之间的距离不一致，因工艺上的需求相邻2箱的距离必须大于400 mm以上方可逐一采集。由于汇流箱与箱的排位是随机的，存在着相邻两箱的距离小于400 mm。在码垛的过程出现实物已达到设定的包数，而在此垛码中的箱码少了一个，从而导致在系统上出现少箱现象。反之，系统上就出现多箱现象。

4 二维码采集系统在使用中主要存在的问题及分析

实际运行过程中，二维码采集系统需要异常处理的问题有3大种：小包装被剔除、箱码与包码关联比例错误、箱码未采集到。

4.1 小包装被剔除

主要有3种情况会被剔除：

⑴包装物上无二维码标签；

⑵二维码标签没有在指定位置上；

⑶小包装袋子放置角度不对，无法正常采集。

包装物无二维码标签的，需要通过人工贴二维码标签再进行二次采集。二维码标签未在指定位置的，需要人工通过PDA进行手动关联扫描采集。小包装放置袋子角度不对的，需通过输送带进行二次采集。

4.2 箱码与包码关联比例有误

主要有3种情形：

⑴实物的包数小于二维码所采集的码数，此种情形是由于采集过程中小包装抖动导致系统误采集到两个二维码信息而产生多码现象，因存在实物确保有码故不做处理。

⑵实物的包数大于二维码所采集的码数，此种情形是由于相邻包与包之间的距离太近不足于采集器的反应时间导致系统漏采集二维码信息。这种情形需要通过PDA找出本箱内未采集到二维码的小包装，再与本箱内的其他小包装通过PDA“合并扫码”进行合并，从新装箱后进入下一道程序。

⑶箱内包数为0，此种情形是由于包码和箱码未关联上，处理方法是新贴一张二维码标签，通过PDA“手动关联”让其关联上。

4.3 箱码未采集到

主要有2种情形：

⑴箱子未贴二维码标签，当采集器进行采集时会出现报警，此种情形处理方法是贴上一张二维码标签，通过PDA“正常”的功能对其进行扫描。

⑵箱子有二维码标签，因采集器未采集到。此种情形处理方法是通过PDA“正常”的功能对其进行扫描。

5 现场问题改善措施

5.1 自动贴标位置改善

5.1.1 原设计贴标位置

原设计的贴标位置（如图2）是贴长边，工艺上要求将贴标机放置在开箱车间，但此车间的洁净度相对于装箱车间较低，不利于设备使用及寿命。

图2 原设计的贴标位置

5.1.2 改善后贴标位置

将二维码标签贴置长边的标改为贴短边，如图3，工艺改善后的优点：

⑴可将贴标机放置在装箱车间使用，提高标签质量，延长设备使用寿命。

⑵开箱车间手工粘箱的箱子可通过自动贴标机将其贴标，方便使用。

⑶箱子二维码采集可由原来的动态采集改为静态采集，提高箱子采集率，减少对产量影响。

⑷可将码垛采集器由码垛车间移至装箱车间进行采集，这样就可以将码垛的剔除装置移到封箱之前，异常处理时就无需拆箱，方便使用，节省耗材，提高效率。

⑸码垛采集器可由原来的45°角采集改为正对面采集，提高了码垛采集率。

图3 改善后贴标位置

5.2 包与包之间距离不一致改善

原设备存在着包与包之间距离不一致的情况从而影响包码采集，导致存在漏采集、误剔除现象。

通过在原有的斜坡皮带增加变频器调速使得小包装盐袋包与包紧挨着，然后再通过后一段皮带加速确保盐包到采集端时包与包之间的距离一致，从而把系统采集每包盐袋二维码的用时调整至要求时间范围之内，从而提高系统采集的准确率。

5.3 改善前后数据对比

通过设备改善以及采集位置的变更，改善前后的具体数据对比见图4、图5。

图4 改善前后数据对比（箱包）

图5 改善前后数据对比（小袋）

6 关于二维码在食盐加工包装中的应用总结

6.1 作用

增加了“一包一码”的二维码采集设备，让出厂的食盐信息更加健全，追溯信息更加准确，在防伪、防串方面起到促进作用。

6.2 改进后的优势

改进后，提高了包码、箱码的采集率，同时异常减少了，也提高了单位时间内的产量。

6.3 使用中的经济效益

⑴从人工成本方面，提高了采集率后，单位时间内生产的产量高了，降低了用工成本。

⑵从物耗方面，降低了复合膜的物耗以及箱子物耗，从而降低了吨盐的成本。

6.4 社会效益

增加了二维码采集设备后，在防伪、防串方面全方位的追溯及监控。在生产、销售流通环节时时可以追溯到相应食盐信息，让百姓吃上放心盐，提升了食盐防伪追溯系统运用的标准，为食盐追溯系统建设保驾护航。