猪肉生产加工信息追溯系统的分析和设计

针对中国畜牧业产品质量安全的需求,研究猪肉生产加工信息可追溯系统的体系结构。以国际通用物流信息标识和条码表示系统作为基础,对猪肉生产加工信息的可追溯性进行了需求分析和体系结构分析。建立了符合中国国情的猪肉生产全程追溯体系,分析了猪肉生产供应链中物流单元的个体标识和追溯信息组成,设计了物流单元在供应链各个环节上的标识载体样式;提出并分析了适用于该体系的软硬件系统结构以及生产质量控制预警机制,涵盖猪肉生产供应链的全过程;并给出了一个追溯应用范例。该体系能够将猪肉生产的信息流和实物流系统地联系起来,供应链各成员及消费者能够获取完整的猪肉生产加工信息。该体系是确保畜牧业安全生产和质量控制的有效手段。     

基于过程的海产食品质量信息可追溯系统

为实现对海产食品质量信息的全程追溯及控制,该文分析了影响海产食品质量安全的因素和存在的问题,提出了运用信息技术和质量追溯方法构建海产食品全程质量安全跟踪与追溯管理信息系统,以加强海产食品质量安全的控制。分析了基于过程的海产食品质量追溯过程并建立了基于关键节点的过程跟踪与产品质量追溯模型,构建了层次结构的可追溯系统体系框架,研究了该系统基于批次清单的海产食品质量追溯模式,实现海产食品质量的正向追溯和逆向追溯,有力保障了海产食品的质量安全水平。应用实例表明:根据批次清单将生产信息和过程标识信息进行了无缝集成,分层架构的系统实现了企业生产经营管理和海产食品质量追溯管理的集成,实现了海产食品质量安全与企业管理的融合,研究结果为解决其他食品相应的问题提供了一种新的思路。     

批次清单结合Petri网追溯模型提高小麦粉加工过程追溯精度

为解决小麦粉加工过程追溯质量安全信息交叉、单位个体追溯困难等问题,该研究在分析小麦粉加工流程和追溯关键信息的基础上,研究基于批次清单的信息追溯方法,以加工时间为依据结合高津托图(Gozintograph)数据结构构建批次清单(bill of lots,BOL),实现小麦粉产品信息和关键节点活动信息的精确追溯;在BOL的基础上,利用鱼骨图和Petri网分别描述小麦粉质量追溯点的位置和危害指标;结合山东某面粉厂实际生产参数对追溯模型进行验证,实现小麦粉产品与原料的批次关联和其质量危害传播路径的预测。分析结果表明,通过使用BOL和Petri网追溯模型与传统方法相比实现召回批次数量由7个减少到4个、危害因素查找数量由6个减少到5个。该研究提高了小麦粉追溯精度和缺陷召回效率,为粮食等小颗粒产品加工过程的追溯提供了理论支持。     

农产品追溯信息化开发和应用模式探究

农产品供应链包括生产、包装、加工、配送、销售等多个环节,是一条长且复杂的供应链。为了保障农产品的质量安全,实施信息化追溯,进行全程的监控就有着重要的意义。目前,国内开展农产品多环节全程追溯开发研究的较多,但实际应用的很少。基于此,综合分析研究了农产品全程信息化追溯的开发、应用、推广等,并实践应用,总结出了一套开发和应用模式。     

富川脐橙生产全程机械化初探

脐橙生产全程机械化是指脐橙果园的开发、管理、植保、修剪、灌溉和果品集结及商品化处理等全程应用农业机械及其配套机具,不仅可大大提高脐橙生产率,降低生产成本,也是脐橙生产产业化发展水平的重要标志。因此,将以脐橙生产全程机械化创新示范基地为基础,探讨农业机械在脐橙生产中的作用以及应用机械化管理果园的技术。     

基于产品生命周期管理的肉品车间生产跟踪及追溯体系研究

基于PLM的肉品车问生产跟踪及追溯体系包括屠宰后肉品分割、分级等加工以及成品销售的肉品全生命周期的跟踪和全程的可追溯。跟踪系统通过分析肉品生产业务过程，确定其业务关键节点，并利用一、二维混合条码及层位数据标识方法对其进行标识。基于业务关键节点的数据驱动和配置处理，实现肉品生产跟踪。追溯系统则分为车间产品追溯和宰后至成品销售后的全程追溯。前者基于二维条码内嵌上游各业务关键节点一维条码的混合应用技术，实现成品至屠宰的车间追溯。后者则基于本体与XML的数据融合技术，实现对物理上分布的企业肉品数据的无缝连接和产品信息共享，使用户逻辑上面向一个综合的虚拟数据库的操作，从而便捷地实现肉品从屠宰到销售的全程追溯。在此基础上，并在开源开发环境下，设计和实现一个适应肉品生产需求变化的、可进化的跟踪追溯系统。     

融合HACCP体系的农产品区块链追溯系统精准上链机制改进

利用区块链技术实现可信追溯已成为追溯技术发展的重要趋势，区块链技术核心是解决上链以后信息不能篡改，而如何确定哪些信息上链并进行上链前信息验证是目前区块链应用亟待解决的问题。该研究以果品为例，融合危害分析与关键控制点体系（Hazard Analysis And Critical Control Point，HACCP）和区块链技术，改进农产品区块链追溯系统的上链机制并设计实现系统。通过对果品供应链进行危害分析挖掘其关键信息作为上链信息，并提取五个关键控制点（CCP1生产、CCP2加工、CCP3仓储、CCP4物流、CCP5销售）；在确定关键信息的基础上，对上链信息进行限值判定，在阈值范围内进行上链；构建数据异常和质量安全预警模型，对关键控制点处上链后的信息实时监控，智能反馈；从而构建"上链前关键信息挖掘-上链中信息事实判定-上链后信息智能反馈"的上链机制改进方法；围绕改进后的上链机制，编写阈值判定、数据上链以及数据智能反馈3种合约实现改进后的上链机制，并基于Fabric环境完成系统的设计和开发。将改进后的系统应用于北京市某果品企业，结果发现改进后的追溯系统平均吞吐量350交易量/s（Transactions per Second，TPS），每秒内可完成40条关键交易数据并发上链，相较于原有追溯系统提高14.85%，满足追溯系统的需求。此外，在3个月的现场监测中，共预警通知13次风险，企业根据预警级别作出相应的应急措施，可有效减少企业损失和和保障产品的质量安全。研究结果对于优化区块链追溯系统、提升关键环节追溯可信度具有重要意义。     

岳阳市农产品质量安全追溯体系建设思考

追溯体系建设能够实现农产品质量安全的有效管理,使整个农产品供应链上的生产企业、加工企业及消费者能够清楚地了解农产品的全部信息。基于此,以湖南省岳阳市为例,分析其农产品追溯体系构建的具体做法和效果,指出其中存在的问题,并提出相应的建议措施。     

集成实时快速检测信息的蔬菜追溯系统改进与应用

农产品检测信息是直观、可信的追溯内容,但批次不对应及信息篡改的风险使其在追溯系统中的作用不能很好发挥。该研究在分析现有系统中检测信息不能有效集成的基础上,提出了集成快速检测信息的蔬菜追溯系统改进框架,构建了以检测仪与系统连接测试、产品检测、数据监听与解析、数据入库等为核心的检测信息自动读取与解析流程,设计了蔬菜种植批次、包装追溯码和检测编号的关联规则;基于.Net框架,在已有蔬菜安全生产管理系统的基础上,通过开发检测数据获取接口,升级检测信息获取与管理功能。将改进后的系统应用于天津市153家基地,应用结果表明使用改进系统后检测数据的获取成功率为100%;企业自检值与政府抽检值的偏差小于使用系统前,其偏差绝对值为4.37;使用改进系统后虽有检测值的偏差存在,但不存在不同性质的检测结果。因此,改进后的系统在提高检测数据获取效率、降低检测数据篡改风险等方面具有一定优势。研究结果为检测信息与追溯信息深入融合、满足深入追溯需求等提供了参考。     

应用RFID实现单一乳制品产品质量安全追溯体系探讨

制定单一乳制品的RFID(射频识别技术)质量安全编码,设计高温杀菌乳追溯编码方案。提出一套从原料乳初级产品生产到消费的追溯编码模式,对高温杀菌乳原料产地、加工、物流等主要环节进行编码研究。其编码应用有利于规范乳制品生产、加工、流通、销售企业追溯管理,为实现乳制品质量安全追溯提供技术保障。     

可追溯系统的追溯粒度评价指标体系构建

随着追溯系统研究与应用的不断深入,根据供应链实际需求及主体信息化程度,构建合理粒度的追溯系统已成为扩大追溯系统在中国进一步深入应用的关键。该文在深入分析追溯系统结构的基础上,借鉴信息论中粒度的衡量方法初步提出了追溯粒度的描述性定义,以追溯精度、追溯宽度和追溯深度为核心,构建了一个2层结构的评价指标体系,评价因子包括外部追溯单元、内部流转单元、标识单元转换、信息采集内容、信息更新频率、前向追溯距离、后向跟踪距离;采用层次分析法确定了各评价因子的权重,并通过一致性检验得到所有目标的权重集,其中外部追溯单元的综合权重最高,为0.1985,标识单元转换的综合权重最低,为0.0872。该研究可为评价追溯系统的差异提供量化依据。     

基于RGB-D相机的脐橙实时识别定位与分级方法

为实现脐橙采摘机器人对脐橙果实进行实时识别、定位和分级采摘的需求,该研究提出了一种基于RGB-D相机数据的脐橙果实实时识别、定位及分级的OrangePointSeg算法。首先利用微软最新消费级深度相机（Azure Kinect DK）采集脐橙果实的RGB-D数据,建立脐橙果实实例分割数据集及增强数据集。然后通过改进YOLACT算法对脐橙果实进行实时分割并生成实例掩膜,与配准后的深度图裁剪得到果实深度点云,再利用最小二乘法进行脐橙果实外形拟合,得到其相机坐标系下质心坐标及半径。试验结果表明,在果实识别阶段,改进YOLACT算法在该数据集上的检测速度为44.63帧/s,平均精度为31.15%。在果实定位阶段,1 400～2 000点云数量时的拟合时间为1.99 ms,定位误差为0.49 cm,拟合出的半径均方根误差为0.43 cm,体积均方根误差为52.6 mL,在大于800点云数量和距离1 m以内时,定位误差均控制在0.46 cm以内。最后通过引入并行化计算,OrangePointSeg的总体处理速度为29.4帧/s,能够较好地实现精度与速度的平衡,利于实际应用和工程部署。该研究成果可推广至其他类似形态学特征的果实识别中,为果园的智能化管理提供行之有效的技术支撑。     

脐橙采摘机器人末端执行器设计与试验

针对脐橙无损采摘的需求,基于欠驱动原理设计了一种双V型手指脐橙采摘机器人末端执行器,主要由吸附机构、夹持机构和旋切机构3部分组成,吸附机构可以实现果实与果簇快速分离,夹持机构能够对果实进行无损稳定夹持,旋切机构可以将果实与果梗快速分离。建立脐橙数学模型并分析了手指工作空间。依据夹持机构的受力分析,并对关键部件进行了选型。结合电阻式薄膜压力传感器设计了手指的力反馈系统,使夹持机构达到稳定无损采摘要求。搭建末端执行器实体样机,以步进电机转速为因素,以单果采摘时间、采摘成功率和损伤率为指标,进行了105次采摘试验,根据试验结果,选取250 r/min作为最佳步进电机转速,此时单果采摘时间为1.76 s,采摘成功率为94.28%,损伤率为0。该文研究的脐橙采摘末端执行器采摘速度高、控制难度低、与机械臂集成度高,可为脐橙采摘机器人的整体研发提供参考。     

基于RFID和EPC物联网的水产品供应链可追溯平台开发

为实现对水产品流通过程的全程追溯,该文以供应链为视角,以罗非鱼为具体研究对象,立足消费者、企业和政府监管部门等三方,本着可跟踪、可追溯、可召回等基本目标,设计并开发了基于射频识别（radio frequency identification,RFID）和产品电子代码（electronic product code,EPC）物联网的,包含养殖管理系统、加工管理系统、配送管理系统、销售管理系统、查询监管系统5个子系统的水产品供应链可追溯平台,并着重对平台的对象名称服务（object name service,ONS）和EPC信息服务（electronic product code information service,EPCIS）进行了详细的设计与实现,利用该平台可以实现水产品从养殖、加工、配送到销售的全程跟踪与追溯。该研究可为水产品供应链可追溯系统模型与软件的开发提供参考。     

基于区块链的农产品追溯系统信息存储模型与查询方法

针对区块链追溯系统信息数据存储负载过大、查询效率低等问题,该文以果蔬菜类农产品为例,基于Hyperledger Fabric设计了一种区块链农产品追溯信息存储模型和查询方法。提出"数据库+区块链"的链上链下追溯信息双存储设计,本地数据库存储追溯明文数据,区块链上存储追溯数据加密后的哈希值,并在此基础上建立了外联数据库索引的查询方法。通过该方法与基于key键遍历查询和批次号字段查询的2种传统区块链数据查询方法进行对比测试,结果表明当区块链追溯记录总量达到11×10~4条,批次追溯记录条数为400时,该方法查询效率分别提高了70.56%和88.66%,有效解决了区块链链式结构中数据查询效率低的问题,保证了数据隐私安全,提高了追溯信息的可靠性与时效性。     

基于农产品供应链的质量安全可追溯系统

为加强农产品质量安全管理,保证消费者身体健康,从农产品供应链的角度出发,提出基于农产品供应链的质量安全可追溯系统的设计方案。在危害分析和关键控制点(hazard analysis and critical control point,HACCP)管理体系的指导下,利用二维码技术、数据库技术、网络信息技术进行系统的构建和开发,实现了农产品在整个供应链上从种植、采收、加工到销售的全程跟踪和溯源,有效地加强了对农产品质量安全的监管,保证消费者最终知情权。目前,该系统在江苏江阴地区实际测试效果良好,验证了方案的可行性和有效性。     

风险矩阵和流程分析法挖掘小麦粉加工中质量安全追溯信息

小麦粉加工中原辅料来源多样、追溯信息复杂,已有追溯信息的确定或依靠经验判别或根据信息获取难易程度确定。该研究基于原国家食品药品监督管理总局公布的2014年1月1日-2018年3月31日的共15518批次小麦粉抽检数据,分析其不合格率状况,得到影响小麦粉质量安全的主要因素为脱氧雪腐镰刀菌烯醇、过氧化苯甲酰、铝、铅、镉、苯并芘、脱氢乙酸等7种物质;采用LD50值、致癌性等不同的危害程度指标,对7种风险进行了风险赋值;构建了以风险发生可能性和风险危害程度为核心的风险二维矩阵图,通过识别得到,脱氧雪腐镰刀菌烯醇风险最高,为四级;苯并芘风险为三级;过氧化苯甲酰、铝、铅、镉风险均为二级;脱氢乙酸风险最低,为一级。通过对小麦加工流程分析,对危害物质进行了定位,得到小麦粉追溯的关键节点是原料入库、原粮储藏、物质添加、检化验等4个动态环节以及设备状态、包装材料特性等2个静态特征;以此为基础,从批次编码关联和追溯关键点信息采集角度构建了小麦粉追溯系统;与已有系统相比,该研究在扩展追溯链、优化追溯信息采集内容方面具有优势;为追溯系统研究中质量安全信息的挖掘与分析提供了有益方法。     

新一代信息技术对农产品追溯系统智能化影响的综述

从为应对疯牛病问题至今,追溯系统作为农产品及食品质量安全保障的有效手段引入已有近30a,如何降低追溯断链化、增强追溯可信度、提升质量预警力,已成为追溯系统研究的热点,也是应用中亟待解决的问题。该文基于国内外相关文献,瞄准热点问题,综述了新一代信息技术对农产品追溯系统智能化的影响。首先,提出了追溯系统从1.0到3.0的发展历程,总结了追溯系统1.0以信息记录为主、2.0以数据整合为主、3.0以智能决策为主的核心特征;其次,描述了以物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等为核心的新一代信息技术之间在信息感知、数据处理、高效计算、智能分析、加密防伪等方面各有侧重又相互关联的内在关系,分析了大数据、人工智能及区块链的发展趋势;最后,从人工智能技术降低追溯过程断链程度、大数据技术提升质量安全预警能力、区块链技术增强全程追溯可信度等3个方面,综述了相关研究,结合发展趋势提出了深入研究的方向,即人工智能从供应链内部及供应链之间提升追溯粒度,大数据从微观、中观及宏观层面实现预测与优化,区块链从追溯区块结构优化、隐私保护及共识算法等方面增强追溯可信度。该文为把握农产品追溯系统发展趋势、研究热点、应用瓶颈提供有益参考。