安全食品供应链中的RFID技术应用研究

　　1 RFID技术及其工作原理

　　射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签上数据可以加密、存储数据容量大、存储信息更改自如、可识别高速运动物体并可同时识别多个标签、操作快捷方便等优点，其应用给物流、零售等产业带来革命性变化。RFID系统一般由四个部分组成，即电子标签(Tag)、阅读器(Reader)、RFID中间件和RFID应用系统软件。

　　RFID系统的工作原理：读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号；当标签进入发射区域内时产生感应电流，标签获得能量被激活，并向读写器发送自身编码等信息；读写器接收到载波信号后进行解调和解码，然后送至后台信息网络系统进行处理。系统识别该编码所标识物体的信息，并根据系统设定的要求做出处理，从而实现对该物品的管理和监控。

　　2 RFID技术在安全食品供应链中应用的意义

　　近年来，诸多的食品安全事件(涉及不安全添加剂的“三鹿牛奶”，疯牛病、口蹄疫、禽流感、蓝耳病等畜禽疾病以及农产品药物残留等)的频繁发生，严重威胁消费者的身体健康，引起了世界性的广泛关注，也影响了食品行业的健康、持续、稳定的发展。如何保证食品供应链的安全，已成为一个迫切需要解决的全球性课题。传统的对食品品质检验方法存在管理滞后、效率低下和较高的出错率等问题。国际上食品安全控制体系有ISO系列、良好操作规范(Good Manufacture Practice，GMP)和危害分析与关键控制点(Hazard Analysis and Critical ControlPoint，HACCP)等，但是这些控制体系主要是针对食品供应链上单个环节的内部活动的控制，缺少将整个食品供应链全过程的信息衔接起来的手段。

　　利用RFID技术建立安全食品供应链体系可以有效解决以上问题。RFID系统可提供食品供应链中食品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及厨房的食品的来源是清晰的，并可追踪到生产企业甚至是动物、植物个体及具体的加工操作人员。RFID是一个100％ 追踪食品来源的解决方案，因而可回答用户有关“食品从哪里来?中间经过哪些环节?中间处理环节情况如何?” 等问题，并给出详尽、可靠的回答，可有效监控食品安全问题。RFID解决方案可确保任何食品供应链的高质量的数据交流。在食品供应链中应用RFID可实现两个最重要的目标：第一，彻底实施“源头” 食品追踪解决方案；第二，在食品供应链中提供完全透明化的管理。总的来说，RFID技术在安全食品供应链中应用的意义在于：

　　2．1 提高对食品质量安全突发事件的应急处理能力

　　发现食品质量安全存在问题时，能够利用RFID技术快速地反应、追本溯源，确定问题所在，有效地控制产品质量安全带来的问题。

　　2．2 有利于打破国际贸易壁垒

　　在食品供应链中采用RFID技术，可以满足当前一些国家对食品质量安全跟踪与追溯的基本要求，从而打破国外因食品质量安全追溯制而设置的贸易壁垒，提高我国出口食品在国际市场上的竞争力。

　　2．3 提高消费者的信心

　　消费者和食品生产加工过程之间存在时间和空间的差异，消费者在购买时对食品信息知之甚少。通过RFID技术，消费者可以清楚地了解购买产品的信息，提高消费者对购买食品的放心程度，促进食品的销售。

　　2．4 提高企业的经济效益

　　一方面是产品质量的提高直接带来的经济效益。安全食品供应链的全程跟踪和追溯可提高产品的附加值，比如，“放心猪肉” 每千克价格一般比普通猪肉高几元。另一方面是节省生产成本间接带来的经济效益。基于RFID技术的食品管理系统的应用可以减少人手，节省人工工资；通过对产品个体的监测和精细饲养可以节省饲料，降低生产成本；应用RFID可以打破部门条块分割，实现信息共享，完善监控手段，减少隐性成本。

　　3 RFID技术在安全食品供应链中的应用

　　要实现安全的食品供应链，就需要供应链各环节实现无缝衔接，达到物流与信息流的统一，从而使供应链处于透明的状态。将RFID技术应用于食品安全供应链，首先是建立完整、准确的食品供应链信息记录。借助RFID对物体的唯一标识和数据记录，将食品供应链全过程中的产品及其属性信息、参与方信息等进行有效的标识和记录。基于这一覆盖全供应链、全流程的数据记录和数据与物体之间的可靠联系，可确保“农场到餐桌(From Farm toFork)” 的食品来源清晰，并可追溯到具体的动物个体、农场、生产企业、操作人员，或者流通加工的任何中间环节。

　　3．1 生产(种植、养殖)环节

　　在养殖业方面，在养殖产品活体身上加装RFID电子标签，将牲畜、水产品从养殖开始到养殖结束的所有信息进行记录，包括来源、品种、喂料信息、用药信息、疾病及治愈状况等。养殖场不仅可以监控养殖产品的健康状况，追查养殖产品患病或死亡原因，还可以利用RFID实现养殖产品的选育、繁殖、喂养等过程的科学化管理。在农作物种植方面，使用RFID的田间伺服系统。田间伺服系统将农作物品名、品种、等级、尺寸、净重、收获期、农田代码、田间管理情况(土壤酸碱度、温湿度、日照量、降雨量、农药使用情况)等信息进行记录，实现科学化种植。在食品生产的源头使用RFID电子标签，为食品原料追溯提供源头数据，并为后续环节使用RFID提供物质基础。这不但保证了食品原料在源头上的安全性，而且可以实现科学化生产和管理。

　　3．2 加工环节

　　加工企业在读取食品原料上的产地RFID信息后，根据其中的信息进行分类分级处理，确定食品加工方法、流程、参数及产品的形式，并将成品加工工艺及参数、加工工序员、加工时间、食品添加剂使用情况、保质期、储藏要求、包装重量和方式等数据写入电子标签。将批次管理变成单件实施管理，增加了生产加工过程的透明化。RFID技术也可以用于对食品加工工位的确定和控制，保证对产品的精确加工。

　　3．3 流通环节

　　在食品的流通环节中，温度、湿度、光照度、震动程度等因素对食品品质影响很大，记录、分析这些数据就显得十分重要。在流通环节，企业首先读取电子标签的信息，根据其信息内容决定食品的运输方式、运输设备、运输条件、运输要求、仓储方式、仓储条件及仓储时间等。在运输方面，在必要的环节安装集成了温度、湿度、震动程度等多种传感器的读写器设备，实时记录食品在流通环节的环境条件的变化信息。比如，安装在车门后的读写器每隔一段时间就会读取车内食品货箱的电子标签信息，连同传感器信息一起发送至食品安全管理系统中记录。利用RFID标签和沿途安装的固定读写器跟踪运输车辆的路线和时间。日本NTT公司开展了使用RFID技术保持酒质新鲜的试验，通过监控运输过程中的温度变化来掌握米酒的品质变化。北美最大的食品服务营销和分配组织SYSCO公司已经完成低温储运系统的无线射频和传感系统测试，表明RFID技术在食品运输过程中具有监控温度和环境条件的能力。

　　在仓储方面，在仓库进口、出口安装固定读写器，对食品的进、出库自动记录。很多食品对存储条件有较高的要求，利用RFID标签中记录的信息迅速判断食品是否适合在某仓库存储，可以存储多久。仓库中的集成传感器的读写器按照一定时间间隔读取标签信息和记录环境信息，在出库时，利用RFID系统甚至可以改变传统“先入先出(First In First Out，FIFO)” 的评估方法，根据流通中环境信息进行综合判断，安排更有可能变质的食品先发货，使库存管理更科学合理。另外，利用RFID还可以实现仓库的快速盘点。

　　3．4 食品销售、消费环节

　　销售管理。在此环节，零售商通过食品上的电子标签的信息，获得食品在生产阶段、加工阶段、流通环节的信息，做出产品销售的时间、地点、方式、价格等决策，对产品实行准入管理，并往电子标签中添加相关记录。收款时，利用RFID标签比使用条形码能够更迅速地结算货款，减少顾客等待的时间。

　　保质期管理。食品一旦超过有效期或者变质，标签就会发出警告，以便零售商尽快将其撤下货架。Fresh Alert公司将温度传感器和定时器内置于RFID标签中，从而能够在食品腐烂无法食用时发出信号。

　　补货管理。根据仓库和零售终端对RFID信息实时更新，这个系统还可以使生产商、零售商了解食品的畅销、滞销情况，实现及时地补货，不仅改善库存，而且能对市场做出快速反应，满足消费者的需求。

　　跟踪和追溯管理。跟踪(Tracking)是指从供应链的上游至下游，跟随一个特定的单元或一批产品运行路径的能力。比如，对于水果蔬菜等农产品而言，跟踪是指从农场到零售店POS(Point of Sale)跟踪蔬菜、水果的能力。