基于W e b的肉牛屠宰质量安全可追溯系统研究与设计

黄 静，赵 洁，沈维政

（东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）

随着社会发展和人民生活水平的提高，动物源性食品的质量安全问题已引起广泛关注[1]。1999年5月发生在欧盟四国的“二噁英”污染事件、1996年的英国“疯牛病”事件，以及美国与欧盟之间发生的含激素肉牛的贸易争端等事件。欧盟各国、美国、日本等发达国家均出台了法律法规，对牛肉产品质量安全可追溯性提出强制性要求[2]。因此，建立牛肉质量安全可追溯系统，有助于牛肉质量控制和产品召回，有利于提高我国牛肉生产的信息化管理和国际市场竞争力。

目前国内外学者对可追溯系统进行了相关研究，美国加州Brawley地区的牛肉生产商Brandt Beef公司利用GTR-Datastar公司提供的全球追踪系统（Global Track），采用RFID标签和条形码相结合的追踪模式，实现对肉牛生长发育和牛肉生产的整个供应链流程的追踪[3]；陆昌华运用SQL Sever 2000和VB.NET构建工厂化猪肉安全生产溯源数字系统[4]；卢功明建立基于Web多层结构的牛肉加工质量可追溯系统，实现牛肉加工过程自动数据采集和信息化管理[5]；施亮建立基于RFID技术的肉牛养殖可追溯系统，系统通过应用RFID技术，实现对每头肉牛的养殖信息的自动采集，并针对每头肉牛形成可在Internet网络上进行查询的质量追溯档案[6]。曹炜烛基于GS1标准，采用RFID耳标与EAN/UCC条码技术，搭建牛肉全过程质量追溯系统的通用框架[7]。肉牛屠宰是牛肉生产中的核心环节，也是追溯管理实现中的一个关键环节，基于WEB建立肉牛屠宰质量安全信息可追溯系统，具有重要的理论与现实指导意义。

1 肉牛屠宰业务流程分析

1.1 肉牛屠宰流程分析

屠宰场作为从活牛到牛肉的转化环节，是肉牛质量安全信息可追溯系统的关键，通过对肉牛屠宰流程的分析，其屠宰过程及基本信息如图1所示，主要突出如下四个环节。

①肉牛收购和宰前检疫：根据有效耳标的佩戴、检疫和消毒证明及有效身份证，选出合格的肉牛进入屠宰场并记录进场信息，进场之后对肉牛进行屠宰前的检疫，检疫合格的肉牛进入屠宰环节，否则将其淘汰。

②屠宰：此阶段需要保存屠宰场消毒、肉牛屠宰档案记录、水质监测、工作人员卫生等一系列屠宰环节的信息，由相关人员建立相应的屠宰档案、消毒记录表、工作人员卫生状况记录表等。

③宰后检疫：将牛胴体、头、内脏、蹄等实施同步卫生检验，确保胴体编号与肉牛编号相符。

④金属探测：屠宰场需定期对自己的屠宰环境、屠宰产品、屠宰设备等因素进行必要的检测，包括微生物含量检测、金属含量检测、金属碎片检测等，并记录入档。

图1 肉牛屠宰业务流程Fig.1 Operation flow chart of beef slaughter

1.2 肉牛屠宰HACCP计划

对肉牛屠宰过程中所有信息进行追溯是资源的浪费，本文结合危害分析和关键控制点（HACCP）体系，确定出对肉牛屠宰环节产生危害的关键因素，如表1所示。通过肉牛屠宰流程的分析，确定了肉牛屠宰环节的质量安全关键控制点，分别为肉牛收购、宰前检疫、宰后检疫和金属探测，在系统中将重点对这四个关键控制点的质量安全信息进行追溯。

2 系统设计

2.1 系统开发环境

鉴于屠宰环节对消费者提供查询的服务，本追溯系统采用了基于B/S模式体系结构，实现了客户端和服务器端的相互分离。系统的服务器端操作系统选用Windows Server 2003 Enterprise，负责Web站点的管理与信息发布；客户端可选择Windows 2000以上任意版本的操作系统，向消费者提供不受地域限制的查询服务。系统的开发工具选用Visual Studio 2005，数据库为SQL Server 2005，服务器端编程语言选用VB.NET。统一采用微软公司的软件产品保证了系统的稳定性和可维护性。

2.2 系统框架

根据肉牛屠宰业务流程分析，基于WEB的肉牛屠宰流程质量安全可追溯系统划分为标准和法规管理、档案管理、个体标识管理、安全监测管理和系统维护与查询管理等五个功能模块（见图2），其中，标准和法规管理子系统实现肉牛屠宰过程中的检测、运输和环境的标准化管理；档案管理子系统记录肉牛的运输和屠宰以及宰后的牛肉入库、出库和运输的质量安全信息；个体标识管理子系统实现肉牛个体标识与胴体之间的信息转换；安全监测管理子系统实现肉牛宰前检疫、宰后牛肉、屠宰环境和运输的安全监测；系统维护与查询管理子系统满足整个追溯系统性能维护以及面向客户的数据查询服务。各模块之间数据的连接通过Web Service实现。

表1 肉牛屠宰HACCP计划Table 1 HACCP plan of beef slaughter

图2 肉牛屠宰质量安全信息可追溯系统功能模块Fig.2 Function module of quality safety information traceability system of beef slaughter

2.3 追溯码的设计

EAN·UCC系统提供了供应链中用于标识物品或服务的一套完整的编码体系，其中的EAN/UCC-128码制是目前可用的最完整的、高密度的、可靠的、应用灵活的字母数字型一维码制，它允许表示可变长度的数据，并且能将若干个信息编码在一个条码符号中[8]。GTIN是标识代码，是进入数据库获取信息的关键字，但不包含肉牛产品的属性信息。因此，为了实现数据的自动采集，供应链中屠宰环节的属性信息，还需要进一步采用EAN/UCC-128条码符号来表示。当采用EAN/UCC-128条码符号时，必须采用相应的EAN·UCC应用标识符（AI）[9]，以决定数据编码的内容和结构（见图3）。AI（01）指示后面的数据为全球贸易项目代码（GTIN），在肉牛屠宰环节可以给屠宰场的牛肉胴体分配一个全球贸易项目代码（GTIN），惟一标识该胴体,96934870520048表示该牛胴体的GTIN代码；AI（251）指示动物来源的参考代码，这里指肉牛耳标号为6934875200；AI（11）指示动物产品的生产日期，采用YYMMDD的方式生成，100820表示该批产品的生成日期为2010年08月20日；AI（7030）指示屠宰场批准号，由7位数字组成，包括屠宰场所在地的4位邮政编码和屠宰场的3位编号，0451002表示屠宰场批准号。这样，就完成了供应链中本环节有关信息的标识[10]。

图3 牛胴体标签条码Fig.3 Barcode labels of beef carcass

3 结论

本文主要突出肉牛屠宰过程中肉牛收购和宰前检疫、屠宰、宰后检疫和金属探测四个关键点，结合危害分析和关键控制点（HACCP）体系，在追溯系统中对这四个关键点的质量安全信息进行追溯；Web环境下不仅可以全方位地收集肉牛屠宰流程的质量安全信息，而且还可以更好地实现相关信息的共享与查询，基于Web的肉牛屠宰质量安全可追溯系统主要包括标准和法规管理、档案管理、个体标识管理、安全监测管理和系统维护与查询管理五个功能模块；采用UCC/EAN-128编码技术可以有效完成肉牛食品供应链中屠宰环节有关质量安全信息的标识。本文构建的质量安全可追溯系统可为肉牛屠宰质量安全控制提供重要的理论指导与技术支持。

[1]李瑾,马明远,秦向阳,等.畜产品质量安全控制及追溯技术研究进展[J].农业工程学报,2008(S2):337-341.

[2]昝林森,郑同超,申光磊,等.牛肉安全生产加工全过程质量跟踪与追溯系统研发[J].中国农业科学,2006,39(10):2083-2088.

[3]Claire Swedberg.Brandt tracks its beef[EB/OL].http://www.rfidjournal.com/article/articleview/2229/.2006-3-31.

[4]陆昌华,谢菊芳,王立方,等.工厂化猪肉安全生产溯源数字系统的实现[J].江苏农业学报,2006,22(1):51-54.

[5]卢功明,张小栓,穆维松,等.基于Web多层结构牛肉加工追溯系统的实现[J].计算机应用与软件,2010,27(1):20-22.

[6]施亮,傅泽田,张领先.基于RFID技术的肉牛养殖质量安全可追溯系统研究[J].计算机应用与软件,2010,27(1):40-43.

[7]曹炜烛,郑丽敏,朱虹,等.GS1牛肉全程质量追溯系统框架研究[J].食品科学,2010,31(3):302-306.

[8]柴毅,牛楠,屈剑锋,等.基于RFID和条码技术的猪肉加工链信息可追溯系统设计与实现[J].网络与信息化,2009,28(4):127-129.

[9]陆昌华,王长江,胡肄农,等.动物及动物产品标识技术与可追溯管理[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007:12.

[10]杨信廷,孙传恒,钱建平,等.基于EAN/UCC-128条码的农产品质量追溯标签的设计与实现[J].包装工程,2006,27(6):113-114.