绿色食品管理信息化探讨与实践

杨 琳 丰东升 张维谊 王静芝 孙磊玲

（1.上海市农产品质量安全中心，上海 200335；2.一泽信息科技（上海）有限公司，上海 200335）

绿色食品发展高度契合我国新时代农业绿色发展、质量兴农、品牌强农等战略部署和要求[1]。近年来，上海市统筹部署绿色食品工作，持续加强技术指导，截至2020年底，上海市有效期内绿色食品企业883家，产品1 587个，产量124.56万t。比2019年增加企业215家、产品423个，新增产量17.11万t，绿色食品数量达历史新高[2]。

面对迅速发展的绿色食品业务数据，绿色食品管理面临新的挑战。在以往传统经验式的管理模式下，申报材料多、审核周期长，如何整合绿色食品“从土地到餐桌”全过程海量数据，实现“线上电子资源+线下申报档案”规范化存储，提高资源供给效率；如何从海量数据库中进行大数据分析，挖掘、提炼最新统计信息，宏观把握绿色食品发展动态，“互联网+”思维和大数据技术成为必不可少的新工具和新方法。为此，本文对常见的信息化架构进行探讨，并以上海为例，介绍该市基于微服务架构搭建绿色食品管理信息化平台的实践效果。

一、绿色食品管理信息化架构的探索与选择

（一）国内常见农业系统信息化架构分析随着我国“互联网+”技术的迅速发展及全国5G移动网络的快速建立，各地农业生产与管理信息化、智能化发展迅速，不同生产管理平台设计思路、搭建方式不同，从传统的单体架构到目前较为流行的微服务架构均有应用。

1.单体架构应用。单体架构应用的目标是支撑完成独立的业务事项[3]，其设计和开发以业务数据流和工作流程的电子化为主，类似OA办公软件。该架构适用于简单的业务流程，优点是易于开发、测试、部署，但由于单体架构所有代码都在一个项目里，对于任何小改动都要重新构建和部署，可扩展性和可靠性略差，后期维护、扩展难度大[4]。

现有的“三品一标”管理系统多采用单体架构设计和开发[5]，包含地方受理、审核、专家评审及颁证等业务流程，提高了办事效率和管理水平，扩宽了国家与各省市之间的信息传递渠道。但也存在一些问题，主要表现为：一是系统采用的技术手段落后，可维护性、灵活性、扩展性不能满足系统改造的要求；二是相关数据仅以表单式展示为主，不利于数据挖掘和分析；三是仅限于内部使用，与外部数据没有对接，不利于数据共享和交互[6]。

2.微服务架构应用。微服务架构的目标是站在项目角度快速构建并应用系统，核心是将业务系统彻底组件化、模块化和服务化，解决系统重复开发、共享等问题，实现项目快速迭代、持续交互。微服务架构可以让复杂的业务功能通过模块化的方式呈现出来，每个服务都可以单独增减，独立部署，可以高性能地收集、治理和规范各个数据源，在系统开发、使用和维护方面非常方便[7～8]。

目前微服务架构在农业领域运用非常广泛。赵善龙和孙婉婷[9]认为采用基于虚拟容器的微服务架构来构建“互联网+农业”平台，能将软件从硬件中分离出来，既增加了系统维护性、扩展性，易于部署管理，又使得技术路线可以灵活应用。王小宁等[10]围绕省、市、县三级植保体系，采用Spring Cloud框架搭建，设计开发省级农作物病虫数据上报系统，对各类病虫发生数据进行结构化管理，实现突发性、流行性病虫害的预测和数据扩展。邓波等[11]采用基于Spring Boot微服务架构的农产品质量安全监测平台，实现了农产品从抽样信息登记到报告出具的智能化、流程化、溯源化管理，实现检测信息的可追溯和数据的深度挖掘。

有学者从理论研究角度出发，认为尽管微服务架构有很多优势，结合“三品一标”管理系统自身特点，需要确定多个服务之间的正确边界，解决技术上分布式系统带来的数据一致性、性能监控、服务间通信机制等问题，所应对的挑战较大，并不建议采用微服务架构进行设计[4]。但绿色食品倡导“从土地到餐桌”全过程控制理念，涉及环节多、业务规模增长快、管理要求不断升级，系统设计需要考虑不断增长的业务体量、不断发展的业务需求，更需要灵活性好、扩展性强、管理性优的架构模式。

（二）上海绿色食品管理信息化架构选择为推进绿色食品管理向精细化、纵深化发展，达到绿色食品全过程数据资源的灵活与高效管理，上海市开展微服务架构在绿色食品管理信息化方面的应用研究，采用微服务架构开发“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”。

1.采用微服务架构的原因。“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”作为对内业务管理、对外提供信息发布的统一窗口，系统构建有3方面要求：一是要满足快速开发、不断迭代的要求，以应对绿色食品产品规模不断扩大、产品种类不断丰富、业务管理更加精细的新形势。二是采用模块化、结构化管理，以便于抓取并提炼过程数据，进行监管预测预警，实现绿色食品管理数据融汇分析和智能决策。三是要易维护、可扩展，能够灵活对接外部系统，整合相关数据资源，为管理部门、生产部门、市民提供“一站式”精准信息服务。因此，为满足系统构建和业务管理的要求，采用基于微服务架构搭建的“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”，能够使绿色食品管理更加高效、业务流程更加规范、服务功能更加便捷、分析决策更加智能、信息应用更加便捷。

2.平台基本框架和功能。“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”通过Spring Cloud微服务架构、基于Hive的大数据技术、流程化GIS管理技术、基于SCRUM的项目管理体系4项管理技术，建立高可用、高并发、可动态扩展的技术平台；采用敏捷开发模式，以检查员、监管员、内检员等不同用户为核心，从需求出发，以小步快跑迭代更新的模式，保证系统的适用性、稳定性和可靠性。

在功能模块上，“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”包括申报系统、培训系统、监管系统及展示系统4大子系统28个小模块，内容包括绿色食品申报计划、申请、受理审查、现场检查、企业自查、标志检察、质量监管、培训服务、可视化展示等，GIS服务于整个管理系统中。各功能模块见图1。

图1 “上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”模块

二、上海绿色食品管理信息化平台的实践成效

“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”采用满足快速开发、不断迭代、高容错、易扩展、持续交互的微服务架构，取得了较好的实践效果。

1.重塑业务审核，提高工作效率。按照现有工作制度和业务流程，“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”拆分、重组绿色食品申报及审核内容。一是将上海特有的申报计划、预先审查等工作要求纳入系统。线上安排计划、填写预审记录，提高工作的计划性、时效性和针对性。二是将用户分为申请人和审核人2类人群，模块化设计申报及审核信息。从申请人视角重新组合申报内容，使填报思路更清晰、内容更明确，在线申报过程省时省力，并利用系统逻辑模式辅助纠错；从审核人视角彻底打破逐级审核的工作流程式，提高工作效率，符合国家提高资源配置效率的要求。三是针对业务优化发展、标准规范更新、申报材料模板和内容调整等情况，系统能够及时调整、快速响应，并能灵活适应不同地区、不同工作习惯的需要。

2.改进管理模式，提高数据活跃度。一是将申请人申报变为“可循环”申报，把申报信息“从整到散”拆成企业、产品、基地、生产4部分内容，提交申请时，自动“从散到整”组合成规范的《申请书》《调查表》，企业、产品等基础信息可在增报、续展时重复使用，避免重复填写；二是受理审查变为“任务清单”制，审查内容以清单形式显示，审核人只需关注任务是否审查充分合理，量化目标是否完成，不再依赖行政层级的流转；三是现场检查体现“实时性”，检查报告由一人撰写变为现场多人协作完成，检查结束后可直接生成《现场检查报告》；四是数据交互“活跃”，企业申请、材料审查、现场检查的数据在多个环节之间互通互联，使沉寂数据活跃化，最大限度挖掘系统内部数据共享的能力，便于及时发现问题，为使用人员省时提效。

3.实现GIS服务，准确掌握地块信息。依托互联网GIS技术，在上海已有的农业生产地理信息系统上精确标注企业生产地块信息，实现对绿色食品企业的实时动态管理。主要功能有：（1）企业基本信息填报，包括基地面积、产品、产量、亩次等；（2）企业绿色食品生产基地标绘、产品标注；（3）绿色食品生产面积的自动计算和汇总；（4）绿色食品生产基地位置图、生产基地平面图的自动生成和导出；（5）绿色食品数据的分区、分类统计汇总；（6）提供对外数据服务接口，实现与上海市和农业农村部相关系统数据对接与应用。GIS服务的引入，首次将GIS技术运用于绿色食品申报审核，以地块为基本单元和纽带，准确把握基于生产地块的实际种植面积和生产变化情况，实现对绿色食品生产的精准管理。

4.融合外部资源，实现数据共享。“上海绿色优质农产品全程智能化管理系统”对接上海市相关信息系统数据，打破信息孤岛，实现跨平台数据共享。一是对接上海市大数据中心法人库，以企业统一社会信用代码为唯一登录标识，后台自动获取企业基础信息；二是对接上海市电子印章公共服务平台，以“一网通办”电子印章为基础，实现申请审核的电子签章功能，打通无纸化工作瓶颈，确保绿色食品管理由传统线下模式向线上顺利转型；三是对接上海种植业管理系统，自动导入相关农事操作数据，实现生产全过程可追溯，同时开发“绿色食品农药速查助手”，实现绿色农药的快速查询与实时更新。通过外部资源引入和数据共享，实现数据互联互通，进一步提升绿色食品精细化管理能力。

三、绿色食品管理信息化发展思考

建立融合对接的绿色食品信息化业务平台，从初始端的企业线上申报审核，到终端的线上专家评审、缴费和发证，有利于绿色食品全程信息化管理，压缩审核周期，也有利于实现实时动态监管，提升消费者信任度。上海从理论和实践等方面进行初步探索，在具体推进过程中积累了一些经验和体会。

（一）根据绿色食品发展的内在特点推进信息化绿色食品发展已有30多年，已经形成了一整套行之有效的工作机制与工作规程，在绿色食品产业健康可持续发展中起到了积极推动作用[12]，这是信息化发展的前提和基础。绿色食品信息化建设必须根据行业自身发展的特点，对业务各个环节、相关平台功能、大数据互融共通进行深度思考和设计，选择适合的平台构建技术与模式，将微服务化、大数据、分布式技术引入绿色食品信息化建设，重组工作各个环节，深度贴合业务实际，打造内容丰富、模式多样、载体多元的信息服务产品，提升绿色食品信息化和智能化程度，推进绿色食品生产全过程的科学化管理与决策。

（二）重视数据资源的有效利用和融合对接重视部门协作和数据共享，充分运用“互联网+”、大数据、5G移动终端等诸多信息技术，达到数据的互联、互通。一是对接农业生产管理、追溯、监管系统，引入GIS、农事生产管理、农田土壤监测、农资管理等方面数据，提高绿色食品管理系统效率；二是对接公共服务系统，接入法人库、商标库、电子印章系统、企业信用信息公示系统等外部资源，实现绿色食品管理系统与生产经营主体资质、诚信情况有效结合，提高绿色食品管理系统规范性；三是对接外部宣传展示平台，向消费者延伸，提高绿色食品知名度，让消费者了解、信任、消费绿色食品。

（三）注重实践和数据挖掘以支撑决策在绿色食品信息化系统推进过程中，要注重与实践相结合，在实践中不断完善，使之更符合实际操作的需要与要求。同时要深入挖掘绿色食品管理中的各种过程数据，以企业情况、产品生产与基地环境为主线，形成围绕绿色食品的“决策树”。既为业务统计带来便捷，提供有效有迹、实时监管、及时预警，更为决策提供信息支撑，通过大数据分析和挖掘把握绿色食品发展动态，保障数据支撑下的绿色食品管理模式高效运转。