基于集装化单元的果蔬类农产品溯源方案研究

王成林，孙秀荣，张经善，张 涛

（北京物资学院 物流学院，北京 101149）

基于集装化单元的果蔬类农产品溯源方案研究

王成林，孙秀荣，张经善，张 涛

（北京物资学院 物流学院，北京 101149）

对果蔬类农产品溯源进行深入研究分析，基于集装化技术，综合考虑GSI编码标准全球的普遍性和通用性，以及目前中国水果生产、加工的供应链实际状况，采用一种核心编码元能够与GSI编码体系兼容的自定义编码方案并提出相应的溯源设计方案，并以A公司苹果溯源为例，进行标识方案设计。

果蔬类农产品；GSI编码标准；集装化；流通加工中心；溯源信息

1 背景

随着物流系统的发展，流通加工中心成为产供销的重要环节，在其供应链体系中愈发突显，也成为果蔬类农产品溯源的关键环节。目前农产品溯源较少涉及运输、存储、包装等物流环节，根据不同农产品自然属性，追溯精度涉及批次、生产单位、种植单元，精度差异较大。且标识技术应用较为单一，无法实现面向多环节使用，重复标识问题严重，未来统一标码技术将作为研究重点进一步完善和推进。

本文基于GSI编码体系，基于集装化思维，提出了一种以流通加工中心为主导的果蔬类农产品溯源方案，以编码为手段，将果蔬类农产品关键信息融入到编码之中，利用RFID、条码等物联网技术实现果蔬类农产品供应链的溯源，进而实现对果蔬类农产品供应链的有效监管，确保果蔬的安全与品质。

2 果蔬类农产品供应链现状

目前，我国农产品供应链既有组织模式主要可以概括为以下4种：批发市场网链模式、核心生产企业网链模式、超市网链模式和配送中心网链模式。果蔬类农产品供应链也主要采用以上4种模式，其中批发市场服务拓展型模式呈现出分散度高、稳定性差、市场秩序乱等特点，发展受到制约；随着专业物流配送中心的发展，物流成本得到大幅度降低，核心生产企业、连锁超市企业等也开始构建果蔬类农产品专项配送中心，或将果蔬类农产品配送环节外包给专业的配送中心企业；配送中心网链模式成为果蔬类农产品供应链发展的主流。

配送中心网链模式如图1所示，不同于单一的生产企业或配送中心，它一般与上游果农或合作社建立灵活而不固定的关系，进行果蔬类农产品收购，与下游的大型超市建立果蔬类农产品销售战略合作协议，整合前端果蔬类农产品收购，中端果蔬类农产品初加工、分级、包装、贮藏等采后商品化流程和中后端果蔬类农产品配送为一体，沟通供应链上游的果蔬类农产品生产单位和下游的果蔬类农产品销售单位。

图1 配送中心网链模式

现阶段在市场中果蔬类农产品的信息主要由经销商提供，不存在监管措施，消费者只能通过自己的经验进行判断，基本上无法实现对果蔬类农产品溯源，其品质与安全也得不到保障。因此，将果蔬类农产品信息前移，通过果蔬类农产品加工配送中心追溯到生产者，成为溯源系统的必经之路。

3 不同主体追溯差异化需求分析

果蔬类农产品可追溯体系主要涉及到个体或者批次的标识、信息的采集与传输以及信息的存储、交互和管理。供应链不同主体对追溯信息需求不同，本文基于流通环节及包装特征进行分析，得到不同主体之间的信息采集、标识、传输、存储的异同，提出满足供应商、零售商、消费者差异化需求的标识设计。基于集装化的农产品流通方式设计路线如图2所示。

在整个供应链活动中，溯源需求主体主要包括消费者、超市、流通加工中心，各主体需求信息如图3所示，消费者核心关注的要素是产地、品种、重量、级别，而加工企业关注包装、分级、检测信息，流通企业关心更多的是物流信息。

图2 基于集装化的农产品流通方式设计路线图

图3 各主体需求信息分析

本设计方案最后的显性信息是以消费者角度设计的。避免追溯的范围过于庞大，本文将果蔬类农产品追溯编码系统设计的范围定为:以果园、流通加工中心、超市三个核心参与方的主干供应链。以苹果为例，其中产地信息包括水果的种植信息（种植责任人、种植地块）、水果生长环境信息（环境监测、苗木、农药、化肥管理与检测）等；流通加工信息主要包括检测单位、品质认证、果实级别、包装类别等信息；而销售信息主要由面向客户的经销商在交易过程中根据实际情况来确定。结合各主体需求信息与各流通环节需求信息，得到追溯所需的交叉信息，如图4所示。

图4 交叉追溯信息需求分析

基于以上分析，本文设计了满足供应商、零售商、消费者差异化需求的追溯方案，系统框图如图5所示。

图5 溯源系统框图

该设计方案的基础是云端溯源信息系统，由果蔬类农产品加工配送中心在监管机构的许可下建立，只有与该加工配送中心产生业务合作的生产商、经销商才能够加入到云端溯源信息系统，并由加工配送中心审核通过。

在该溯源系统中，从生产商到加工配送中心，采用了一维码技术以降低成本；从加工配送中心到经销商，采用RFID技术，充分利用RFID果筐可回收、装载信息量大的特点，实现加工配送中心到经销商过程的无缝连接；从经销商到消费者，采用二维码技术，达到信息量大、直观、便于消费者溯源的作用。云端溯源信息系统贯穿从生产到消费的全过程，对实体信息载体起到了监督核对的作用，便于监管部门监管工作的开展，为消费者提供放心可靠的果蔬类农产品。

4 可追溯技术

根据上一节标识方案设计，本文将采用GSI作为编码规范，以条码和RFID作为编码载体，建立云端溯源系统完成对果蔬类农产品的溯源。

GSI编码体系是庞大的GSI标准体系的一部分，它提供全球统一的标识、编码系统，并与GS1其他标准兼容，已广泛用于商业、物流等各个行业。条码技术是集光、机、电和计算机技术于一体的自动化识别技术，包括一维码和二维码。RFID即射频识别，它是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性，实现目标对象的自动识别并获取相关数据。几种常见的标识技术比较见表1。

从表1可以看出，条形码和RFID与磁卡、接触式IC卡相比较，具有一些优点，有较大的市场竞争力。

表1 几种标识技术的比较

5 果蔬类农产品溯源编码体系研究

本文综合考虑GSI编码标准全球的普遍性和通用性，以及目前中国果蔬类农产品生产、加工的供应链实际状况，在编码方案的设计上采用一种核心编码元能够与GSI编码体系兼容的自定义编码方案。

5.1 编码原则设计

为了实现上述以果蔬类农产品加工配送中心为核心的果蔬类农产品供应链溯源模式，本文对供应链的编码系统进行了设计，主要基于以下几个原则：

（1）便于信息系统整合。根据苹果集装化包装特点与信息管理系统整合运作；

（2）唯一性原则。每一编码能够唯一代表某一类、某一级或某一特定的要素；

（3）批次可区分。编码体系可以根据供应链各环节特点区别和分辨不同的生产加工批次；

（4）便于物流变换。编码系统要能够适应物流中追溯单元的分解与转换；

（5）便于载体形式。编码格式必须能够与采用的编码载体相适应。

5.2 编码结构

根据上述编码属性，设计了以下编码结构，该编码结构存储在云端数据：

（1）生产阶段，主要包括参与者信息、品种信息和采摘批次，见表2。

表2 生产阶段编码格式示意图

其中，参与者信息=地理位置+参与者编码（见表3）+生产果园编号，以流通加工中心为核心的供应链，其上游参与者在一定程度上是有限的，其地理位置也可以采用简码表示，按照其企业发展顺序确定参与者信息。

表3 参与者编码类型

表4 SB/T11204-2013水果（品种）分类代码表

采摘批次=种植地块+采摘时间，同一地块种植条件与生长环境相对较为统一，串接采摘时间可以定位采摘批次的唯一特性。其中，种植地块采用上文标准。采摘时间以单一工作日为记录单位，即0点开始，24点结束，采用YYMMDDHHMMSS格式，按照实际情况精确。

（2）流通加工阶段：检测信息+包装信息+流通码。流通码：加工流通后，生成水果流通码，流通码=周转箱流水号+级别+检测时间+包装重量+包装时间，见表5：

表5 流通码编码格式示意图

检测信息主要包括检测机构和检测级别以及检测时间；加工检测机构编号：中国果蔬加工企业认证主要包括IS09000系列、IS022000系列、GMP、HACCP、BRC、IFS、SQF等，每一认证相互独立，采用1位十进制数字表示加工配送中心各种认证情况，见表6。

表6 加工检测中心编码类型

检测品质：现阶段果蔬不同品种水果级别不一，一般分为特级、一级、二级等，以苹果为例，根据现有的苹果级别分类见表7：

表7 苹果品质编码类型

包装信息主要有品种+品质+重量+包装时间，品种、品质信息分别提取生产阶段和检测阶段的相应信息，重量信息采用GTIN AI310X标识，计量单位是kg。X指小数点的位置，X为0表示没有小数点，X为1表示小数点在N5和N6之间，见表8。

表8 包装重量数据格式

（3）销售阶段。①销售门店编号：企业+门店编号，一般十进制12位左右；②订单编号：常见为十进制12位。

5.3 编码载体

根据编码要素和结构，设计了如下编码载体：

（1）在生产阶段信息量较小，编码载体适合采用条形码，编码规则可以采用EAN-128，长短可变；该条码主要起到ID定位的作用，相应生产信息通过云端信息系统进行传输，水果流通加工中心可以通过扫描ID从云端信息系统中提取具体信息。

（2）在流通加工阶段，主要提取生产阶段关键信息，结合流通加工过程中生成二维码。结合流通加工中心批量化、盛放设备可回收的特点，可以采用RFID标签对周转箱和托盘进行编码和记录；同时能够加载的信息量较多，可以考虑融入核心加工检测信息，与云端信息系统形成双向核验。

（3）在销售阶段的编码，由于信息量较大，同时又要面向消费者；可以采用常见的二维码技术，矩阵式条码，信息容量大，成本较低。消费者可以直观的看到部分信息，同时也可以通过云端信息系统对供应链全程信息进行溯源查询。

在本方案中，根据不同阶段采用不同的编码载体，分别采用了条形码、二维码、RFID标签三种形式，在确保信息全面的基础上提高产品的流通效率。

6 案例分析

基于上述的水果溯源系统与编码体系，以A公司为例进行编码设计。A公司成立于2012年，现已分别在华北、西北、华中、华南及东南地区建立仓储物流基地。A公司无缝对接产销两端，缩减流通环节，提供代购、分选、包装、仓储区、运输、配送等全智能的供应链服务。A公司农产品供应链整合如图6所示。

A公司现有的农产品基地及主营农产品见表9：

根据上述提出的编码标准，公司经营的水果品种代码见表10：

图6 A公司农产品供应链整合

表9 A公司现有的农产品基地及主营农产品

表10 A公司经营水果品种

以苹果为例，公司苹果基地有山东、陕西、阿克苏三个，根据编码标准，该公司苹果生产阶段的参与者信息采用简化码，山东基地代码01，陕西基地代码02，阿克苏基地代码03。见表11。

表11 A公司经营苹果类别

假设该流通加工中心向阿克苏基地的农户采购了一批红富士苹果，则生产阶段信息见表12。

表12 生产阶段信息

该信息生成一维码信息，对应周转箱或者周转筐，并生成周转筐的流水号，将周转筐生产信息写入托盘或货盘的RFID信息中，运输到流通加工中心，流通加工中心读取该批次RFID信息，上传到云端溯源信息系统。一维码信息见图7，RFID存储信息见表13：

图7 一维码示例图

表13 RFID存储信息示例图

经过流通加工后，其流通码见表14：

表14 流通加工后的流通码示例

生成二维码信息，包含品种、产地、级别、重量信息，另加流通码，如图8所示。

图8 可追溯二维码示意图

流通码结合与销售门店订单编号结合，可已形成一个完整的追溯链条。

7 总结与展望

本文基于GSI编码体系设计了流通加工中心为主导的果蔬类农产品溯源方案，利用RFID、条码等物联网技术实现果蔬类农产品供应链的溯源，进而实现对果蔬类农产品供应链的有效监管。并以A公司为例，基于水果最小包装进行标识方案与追溯方案的设计。最后的显性信息基于消费者视角，综合考虑GSI编码标准全球的普遍性和通用性溯源。

[1]杨信延,孙传恒,钱建平,等.基于UCC_EAN_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(3):113-114.

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[3]蒋明琳,舒辉,林晓伟.农产品物流云服务协同管理体系研究[J].中央财经大学学报,2015,(4):73-79.

Study on Tracing Solutions for Containerized Fruit and Vegetable Product Units

Wang Chenglin,Sun Xiurong,Zhang Jingshan,Zhang Tao
(School of Logistics,Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In this paper,we analyzed in-depth the tracing of the fruit and vegetable products and then based on the containerization technology,through comprehensively considering the universality and generality of the GSI coding as well as the practical situation of the fruit production and processing in China at the current stage,we adopted a GSI compatible customized coding solution,proposed the corresponding tracing plan and at the end,applied it in the empirical case of the company A.

fruit and vegetable product;GSI coding standard;containerization;circulation and processing center;tracing information

F322

A

1005-152X(2016)11-0089-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.020

2016-10-09

王成林，男，北京物资学院产业研究院常务副院长，教授，博士，硕士研究生导师；孙秀荣，女，北京物资学院物流学院硕士研究生；张经善，男，北京物资学院物流学院硕士研究生；张涛，女，北京物资学院物流学院硕士研究生。