基于可追溯性的艾草产品信息管理系统研究

王凤仪 WANG Feng-yi；刘蓓琳 LIU Bei-lin；宋宇博 SONG Yu-bo；许永梅 XU Yong-mei；朱博云 ZHU Bo-yun

（北京工商大学，北京 100048）

1 概述

我国艾草资源丰富，艾草产品品种类多，产业规模较大，但在艾草的种植以及存储方面缺乏严格的监管和数字化管理，行业标准不完善，产业整体发展呈现小、散、乱局面。运用可追溯技术构建艾草产品信息管理系统可以对艾草产品在种植、生长、采收、存储和加工的各个过程进行信息管理，从而为我国艾草行业可持续发展提供保障。

2 可追溯性

国际标准化组织把可追溯性的概念定义为：通过登记的识别码，对商品或行为的历史和使用或位置予以追踪的能力。建立供应链的追溯体系，可确保产品出现质量问题或安全问题时，能够追本溯源，及时找到解决方案。Bellon-Maurel等认为可追溯性分为内部可追溯性与外部可追溯性，其中外部可追溯性指随着产品向下游企业移动而建立的，跟踪产品在整个或部分供应链中发生情况的能力，内部可追溯性是指将产品和生产批次相结合，跟踪产品在企业生产设施内的配料和包装等流程发生情况的能力。FDA（美国食品药品管理局）的定义为：通过纸或电子方式记录产品和生产者何时从何处来，以及何时将产品运往何地的能力。我国的《质量管理和质量保证——术语》（GB/T 6582.1994）中将可追溯性界定为：追溯所考虑对象的历史、应用情况或所处场所的能力。中国良好农业规范（ChinaGAP）中对可追溯性的要求是：通过记录证明来追溯产品的历史、使用和所在位置的能力（即材料和成分的来源、产品的加工历史、产品交货后的销售和安排等）。在现有研究中，可追溯性主要被应用于农产品质量安全、食品安全监管的信息系统中。杨信廷等从信息技术的角度，提出了一套从蔬菜初级产品生产直接到消费的管理和追溯模式，构建出蔬菜产品的可追溯系统。郑火国等以粮油产品为研究对象，采用信息编码、多平台溯源、硬件研发等技术，建立了多层次、多角色的粮油产品质量安全可追溯系统。李世娟等通过构建蜂产品全程追溯管理信息系统，实现正向跟踪和反向追溯，有力保障中国蜂产品的质量水平。

3 基于可追溯性的艾草产品信息管理系统研究

3.1 艾草产品生命周期分析

艾草产品全生命周期主要包括种植、生长、采收、存储、加工和销售等环节，各环节主要涉及的相关信息如图1所示。

图1 艾草产品全生命周期信息分析

艾草的种植环节主要记录土壤、种子与种植环境。生长环节主要记录艾草在生长期的环境，包括种植基地的气温、雨水情况、土壤、水质等信息，在种植过程中需要根据以上信息进行评估，调整田间管理计划，并在销售后出现问题时进行问题查找与改进。采收环节记录艾草的采收批次，并记录采收后艾草的质量信息。存储环节记录艾草在存储期间的温度、湿度与存放时间，在存储期间不断监测其环境，及时进行调整存储方案。加工环节记录艾草加工为艾草产品的过程中的加工方式、加工地点等信息。销售管理记录艾草产品流入市场时所负责的经销商，以防不正规的商家以次充好，售卖假冒伪劣产品。

3.2 基于可追溯性的艾草产品信息管理系统总体架构

基于可追溯性的艾草产品信息管理系统主要包括前端数据采集和后端数据管理与应用层三个部分。前端数据采集是运用RFID的电子标签、手持阅读器等设备在艾草产品全生命周期对相关信息进行实时信息采集并录入系统中；后端数据管理是对前端采集的数据进行分析处理，将艾草产品各阶段信息有效整合在一起，实现产品全生命周期信息的可追溯性。

3.2.1 前端数据采集

艾草产品信息管理系统前端的总需求主要包括五个方面的内容，第一部分是对艾草的种植生长情况等信息进行采集，包括：种植土壤环境信息、种子信息、浇灌施肥情况与艾草生长情况等。第二部分是对艾草进行采收及加工情况进行信息采集，第三部分是对艾草采收后的存储环境的记录，第四部分是依据艾草加工产品订单进行出库，订单跟踪运输的信息采集环节，第五部分是涉及艾草进入市场进行销售的环节，主要记录艾草产品的销售商信息。

3.2.2 后端数据管理

通过从前端的数据采集，艾草产品信息系统后端对以上信息进行数据整合与分析，经过处理的数据存储在系统数据库中。系统对每一批次的艾草进行群体编码后，再进行二维码加密，有利于提高艾草产品信息管理系统的安全性。购买艾灸产品的顾客可通过扫描二维码对艾草产品的信息进行溯源，降低了溯源过程的复杂度。

3.2.3 应用层

针对不同的用户，艾草产品信息管理系统应用层主要划分为艾草产品信息管理系统的小程序与web端应用，包括企业管理子系统、艾草产品生产管理子系统、政府监管子系统、消费者查询子系统。

3.3 基于可追溯性的艾草产品信息管理系统功能模块设计

基于可追溯性的艾草产品信息管理系统包括基础信息管理、信息查询和系统管理三个功能模块。各功能模块具体设计如图2。

图2 基于可追溯技术的艾草产品信息管理系统功能模块图

3.3.1 基础信息管理模块

基础信息管理模块包括种植信息管理、生长信息管理、采收信息管理、加工信息管理和销售信息管理。其中：种植信息管理主要对艾草种子、种植土地土壤、种植过程中施肥、灌溉次数等信息进行管理；生长信息管理要对艾草生长过程的施肥次数、灌溉次数、治虫害记录及艾草生长的环境的温湿度、土地pH值等信息进行管理；采收信息管理主要对艾草采收时采收人员、采收时间、采收地点、采收批次、质量等级评估以及对艾草进行清洗、晾晒、粗加工等信息进行管理；存储信息管理主要对存储仓库的名称、地址、存储仓库环境、仓库的设备设施、仓储艾草出入库情况等信息进行管理；加工信息管理主要对加工人员、加工方式、加工时间、加工批次等信息进行管理；销售信息管理主要对经销商/零售商、销售时间、销售批次等信息进行管理。

3.3.2 信息查询模块

信息查询模块主要包括扫码查询、溯源码查询、查询统计与扫码异常处理。扫码查询用于顾客与艾草产品经销商扫描产品上的二维码，对艾草产品的原材料信息、仓储条件、生产批次、加工条件等进行信息进行溯源查询。另外，用户还可通过艾草产品上的溯源码进行查询。查询统计用于统计用户查询次数、时间与用户反馈等，并将信息反馈至后端进行数据分析与处理。扫码异常处理功能用于收集消费者在扫码过程中遇到的系统错误信息，并将信息反馈至查询系统后端，以便对系统进行优化。

3.3.3 系统管理模块

系统管理模块包括用户管理、权限管理与数据处理。用户管理将系统的内部用户与外部用户分离开，根据两类用户的需求授予不同的权限。权限管理使系统对使用人员设置不同级别的权限，并对系统使用人员进行分类管理，保证数据库的稳定性。为保证数据的安全性，系统要求可以实现数据的自动备份、按要求还原等功能。另外，系统管理还需对前端采集的数据进行分析处理。

3.4 基于可追溯性的艾草产品信息管理系统数据流程设计

在艾草产品的生命周期的各个环节中，由相应的工作人员进行信息的采集，并将信息录入对应的信息表中，由艾草产品信息管理系统进行数据的整合，生成唯一的溯源码与二维码，消费者通过扫描二维码实现产品溯源信息的查询。

图3 艾草产品信息管理系统数据流程设计

3.5 基于可追溯性的艾草产品信息管理系统实现

系统采用B/S架构，运用面向对象的开发方面来实现，是一个面向多用户、可扩展的综合系统。企业人员运用该系统可以对艾草产品全生命周期信息进行管理。图4为艾草采收后进行入库存储前，对质量检测结果等信息进行录入的操作界面图。

图4 艾草产品信息输入界面

4 结语

基于可溯性的艾草产品信息管理系统可以对艾草产品在种植、生长、验收、存储和生产的各个过程进行信息管理，不仅可以实现艾草艾叶内部生产流程的数字化管理，还可实现消费者对艾草产品的向上追溯，从而确保了艾草产品质量的真实性与可靠性，进而可以提高艾草产品的用户满意度和忠诚度。