RFID技術在安全食品供應鏈中的應用

    1 引言 

    食品供應鏈在我國被稱為“從農(nóng)田到餐桌”，包括了從產(chǎn)前種子、飼料等生產(chǎn)資料的供應環(huán)節(jié)，到產(chǎn)中種養(yǎng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，再到產(chǎn)后分級、包裝、加工、儲藏、銷售環(huán)節(jié)，最終達到消費環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)化的發(fā)展和市場范圍的不斷擴大，現(xiàn)在有越來越多的食品是通過這種漫長而復雜的供應鏈到達消費者手中的。多層次的加工和流通往往涉及位于不同地點和擁有不同技術的許多公司，消費者很難了解食品生產(chǎn)加工經(jīng)營的全過程是否能夠保證食品或原材料的安全。如有些公司甚至利用過期的原材料加工成精美的食品，給消費者的健康造成危害。經(jīng)過幾次大規(guī)模的食品安全事件后，消費者已經(jīng)逐漸覺醒，希望能夠了解食品生產(chǎn)與流通的全過程與問題食品的原因查詢。 

    從供應鏈的角度來看，如果能在食品流通過程中對危害食品安全的因素進行有效的控制，不僅可以杜絕變質(zhì)食品從生產(chǎn)領域進入到消費領域，保障食品安全，還可以減少生鮮食品的損耗，降低經(jīng)濟損失。而RFID系統(tǒng)，能夠在復雜的多步驟食品供應網(wǎng)絡中跟蹤產(chǎn)品或原材料的供應情況，對每一件貨品提供高效、詳盡的控制，在從農(nóng)場到消費者冰箱的整個食品供應鏈中，創(chuàng)建一系列可靠的貨品信息。在每一個生產(chǎn)階段及分銷到最終消費領域的過程中，RFID解決方案提供了針對每件貨品安全性、食品成分來源以及根據(jù)食品的狀態(tài)進行運輸銷售策略的合理決策工具。 

    2 RFID技術基本原理 

    2.1 RFID標簽與條形碼的區(qū)別 

    RFID（Radio Frequency Identification即射頻識別技術）是將嵌有RFID晶片的標簽貼在物品上，通過無線電掃描儀對晶片進行跟蹤，并能在20米的范圍內(nèi)自動讀取晶片上的所有信息。 

    RFID標簽和條形碼相似，每個RFID標簽包含有一個識別碼，可以由解讀器讀出并實現(xiàn)產(chǎn)品追蹤。在零售業(yè)中，RFID標簽的功能就像是商品外包裝上的條形碼。嵌入微型芯片和天線的商品標簽叫做電子產(chǎn)品碼（EPC，electronic product code）。RFID閱讀器發(fā)射信號激活RFID標簽和提取EPC數(shù)據(jù)。當連接到管理軟件時，每一個EPC都可以告訴我們商品的特征，如制造商、大小和色彩。它還包含供應鏈信息，如商品是何時發(fā)貨的、起始地和目的地。除此之外，RFID標簽還能克服條形碼存在的局限性。條形碼掃描儀必須“看到”條形碼才能讀取它，這樣，工作人員必須親手掃描每件商品的條形碼。另外，如果條形碼被撕裂、污損或丟失，掃描儀將無法掃描繼而識別商品。相反，RFID能夠用無線射頻在一定距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)給解讀器。如此，RFID技術可應用于巨大的食品供應鏈網(wǎng)絡中，對食品尤其是生鮮食品和易腐食品提供可靠、詳盡的信息，如食品或原材料的來源地、目的地、有效期及其他有效信息等。 

    2.2 RFID技術的具體使用方式 

    把RFID應用于食品安全管理，必須從其源頭就插入RFID標簽，這里從RFID解決方案的兩個目標層面闡述應用RFID的具體方式： 

    （1）在食品或原材料源頭由公司加入RFID標簽，寫入食品或原材料在源頭的基本信息，如產(chǎn)地、出產(chǎn)日期、儲存方法及食用方法等。 

    （2）從原產(chǎn)地出來的商品達到食品加工廠，在這個階段，加工廠再把加工好或包裝后的信息寫入，以備下一個加工者或消費者使用。 

    （3）檢疫局檢疫信息、倉儲入庫信息寫入。 

    （4）出庫分銷到地方代理機構，直到超市、餐飲、快餐以及飯店，再將這一層信息寫入實現(xiàn)跟蹤鏈的最后環(huán)節(jié)。以上在各個環(huán)節(jié)將有關食品信息寫入RFID標簽，好比一個環(huán)環(huán)相扣的鏈條，最終形成關于該食品的完整信息，有利于實施食品的追溯。 

    （5）最后食品到達餐桌。 

    經(jīng)過這個流程能實現(xiàn)整個鏈上追蹤食品的各環(huán)節(jié)。 

    具體實施過程中利用RFID食品標簽有兩種方法來進行追蹤：一是從上往下進行跟蹤，即從農(nóng)場、食品原材料供應商-加工商-運輸商-銷售商-POS銷售點，這種方法主要用于查找造成質(zhì)量問題的原因，確定產(chǎn)品的原產(chǎn)地和特征；另一種是從下往上進行追溯，也就是消費者在銷售點購買的食品發(fā)現(xiàn)了安全問題，可以向上層層進行追溯，最終確定問題所在，這種方法主要用于問題產(chǎn)品的召回。 

    實際閉環(huán)應用上，現(xiàn)階段可以把RFID與條形碼結(jié)合起來。運用RFID+條碼技術，可以改善傳統(tǒng)工作模式，實現(xiàn)飼養(yǎng)企業(yè)對產(chǎn)品全程控制和追溯，開發(fā)一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈的食品安全控制體系。以肉食品產(chǎn)品鏈為例，就是將RFID+條碼技術貫穿于食品安全始終（種豬--飼養(yǎng)--屠宰--分割--小包裝--運輸--餐桌），全過程嚴格控制的產(chǎn)業(yè)鏈，形成企業(yè)的閉環(huán)生產(chǎn)，保證向市場提供優(yōu)質(zhì)的放心肉食品。比如在生豬飼養(yǎng)的階段，用RFID芯片代替原來的耳圈，而等豬被屠宰上市，豬肉的包裝就使用條碼技術了。生豬為什么要使用RFID而不是條碼？因為豬每天都要活動，條碼是有可能被磨掉的。而且RFID在屠宰之后可以回收再使用。而被銷售的豬肉一旦發(fā)生質(zhì)量問題，根據(jù)豬肉包裝的條碼就可以實現(xiàn)全程追蹤而后監(jiān)管。 

    3 RFID技術保證食品供應鏈的安全 

    3.1 RFID是追蹤貨品來源的最佳解決方案 

    RFID解決方案可確保任何供應鏈的高質(zhì)量數(shù)據(jù)交流，讓食品行業(yè)實現(xiàn)兩個最重要的目標，第一，徹底實施“源頭”食品追蹤解決方案，保證食品源頭的安全。第二，在食品供應鏈中提供完全透明度的能力。 

    RFID系統(tǒng)并不是采用中央計算機記錄每個托盤或貨品箱的位置。RFID系統(tǒng)能夠清楚地獲知托盤上貨箱甚至單獨貨品的各自位置、身份、儲運歷史、目的地、有效期及其它有用信息。RFID系統(tǒng)能夠為供應鏈中的實際貨品提供如此詳盡的數(shù)據(jù)，并在貨品與其完整的身份之間建立了物理聯(lián)系，保證生產(chǎn)經(jīng)營者真實地記錄消費者所關心的各個階段的信息，以便于查詢，使消費者可以感受到生產(chǎn)經(jīng)營者對食品安全負責的態(tài)度。 

    而在發(fā)生了食品安全問題的情況下，通過傳遞發(fā)現(xiàn)問題的有關信息確定有關生產(chǎn)經(jīng)營主體的原因，確定相關產(chǎn)品是在庫存中，還是運輸中，或者已售出，并采取糾正行動，從而明確界定在供應鏈不同階段相關主體的責任，減少消費者的疑慮和恐慌。在利用RFID技術進行食品追溯時，重要的是生產(chǎn)經(jīng)營者必須負責該階段信息的真實性，每一階段的從業(yè)者都必須如實地記錄此階段食品或原材料的進貨來源、存儲處理信息，同時承襲先前的生產(chǎn)與流通履歷，并對這些記錄負責。如果發(fā)生以假充真、以次充好、擅改RFID標簽記錄的情況，在追查食品真?zhèn)沃畷r，便可自下游往上游追溯，追查出不安全食品及違法的從業(yè)者，實行產(chǎn)品召回，依法懲處失信，維護社會公平。 
  
    3.2 確保完全透明的安全食品供應鏈 

    近年來涌現(xiàn)的大量食品安全問題主要集中在肉類及肉類食品上。RFID系統(tǒng)可提供食品鏈中的肉類食品與來源動物之間的可靠聯(lián)系，確保到達超市貨架及餐館廚房的肉類食品的來源史是清晰的，并可追蹤到具體的動物個體及農(nóng)場。動物來源識別解決方案，如飛利浦公司的HITAG方案，能夠通過一個記載每個動物的獸醫(yī)史及來源的標簽，在每個農(nóng)場的動物與其電子身份之間建立聯(lián)系。 

    當一只動物適宜屠宰時，這一信息宰殺該動物的屠宰場數(shù)據(jù)一起被存儲在出售該動物肉片的超市展賣標簽中。還沒有其他系統(tǒng)能夠象RFID系統(tǒng)這樣，如此方便、可靠地在整個供應鏈中提供這一高水平的數(shù)據(jù)完整性功能。 

    RFID解決方案通過提供食品與其來源之間的重要聯(lián)系確保了高標準。食品內(nèi)容或來源史，以及分銷數(shù)據(jù)，可通過各種食品制造階段進行跟蹤，并能夠通過餐館供應網(wǎng)的分銷鏈，或者家庭消費者購買食品的超市等進行精確監(jiān)控。RFID是一個100%追蹤食品來源的解決方案，因而可回答用戶有關“食品從哪來，中間處理環(huán)節(jié)是否完善”等問題，并給出詳盡、可靠的回答。 

    RFID解決方案可提供有關供應鏈性能的豐富而準確的信息，包括轉(zhuǎn)運點、庫存情況及運營情況，管理人員可由此快速識別并糾正低效率運作情況，因而可集中資源開發(fā)從財務、運營效率及食品安全方面都能提供最佳回報的解決方案，從而實現(xiàn)快速供貨并最大限度地減少儲存成本，這對于在分銷過程中要求高費用冷凍存儲的肉類食品尤為重要。 

    RFID系統(tǒng)通過為每一件貨品提供單獨的識別身份及儲運歷史記錄，從而提供了一個詳盡而具有獨特視角的供應鏈，實現(xiàn)了上述兩個目標。 

    3.3 降低易腐食品在運輸過程中的損失 

    美國佛羅里達大學的食品及分銷中心（CFDR）還成功地采用了帶有傳感器的能監(jiān)控和記錄貨運環(huán)境的RFID標簽，對在美國范圍內(nèi)的貨運產(chǎn)品實施了跟蹤測試。傳統(tǒng)貨運采用數(shù)據(jù)記錄器（一個很小的記錄傳感器溫度的電子設備）進行監(jiān)控時，為了保持溫度記錄的連續(xù)性，必須在運輸過程結(jié)束后才能從記錄器上下載數(shù)據(jù)。使用基于RFID的傳感器后，搜集數(shù)據(jù)時就不用再把設備從貨物上取下了。這對運輸中新鮮蔬菜的保護具有十分重要的意義，因為可以在運輸過程中判斷出溫度變化是否對新鮮蔬菜造成了破壞或者影響了其保質(zhì)期。將來可以通過掃描RFID標簽判斷運輸過程中貨物的受損情況。 

    銷售商也可以根據(jù)貨物運輸環(huán)境的歷史信息更好地制定易腐食品的銷售策略。例如，如果零售商在連續(xù)工作日內(nèi)收到兩個相同產(chǎn)品的運輸任務，但是只有前一個運輸任務在整個供應鏈中始終保持在最適宜的溫度上，他就會決定先運前一個，因為它的保質(zhì)期更短。另外，如果貨物保存的溫度已知，那么就可以確切地計算出任何一種運輸貨物的保質(zhì)期。這樣也很容易計算出“最佳日期”或者“截止日期”，這可能要隨產(chǎn)品在運輸過程中的溫度不同而不同。而在中國，生鮮食品在物流過程中的腐爛造成的損失更為嚴重。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明中國每年平均有總值不低于750億美元的食品在運送過程腐爛變質(zhì)。如果貨物在運輸途中能夠被很好地監(jiān)控，必要時采取措施，那么就能夠有效地防止浪費。 

    由此可見，將帶有傳感器的RFID標簽用于易腐食品的運輸管理中，不僅能保證食品源頭的安全，還能大大降低易腐食品的浪費，提高食品供應鏈利潤。 

    4 RFID在食品安全供應鏈的應用案例 

    在國外，很多飼養(yǎng)場都已經(jīng)運用RFID標簽來全程檢測禽畜動物的基本狀況（如生長、健康、流通過程等），從而形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈的食品安全控制體系。就是將RFID+條碼技術貫穿于食品安全始終（種豬--飼養(yǎng)--屠宰--分割--小包裝--運輸--餐桌），全過程嚴格控制的產(chǎn)業(yè)鏈，保證向市場提供優(yōu)質(zhì)的放心肉食品。而被銷售的豬肉一旦發(fā)生質(zhì)量問題，根據(jù)豬肉包裝的標簽即可實現(xiàn)全程追蹤和監(jiān)管。 

    在澳大利亞也出現(xiàn)了RFID技術在新鮮食品行業(yè)的第一例應用。Moraitis公司正在和IBM公司進行合作使用RFID追蹤系統(tǒng)。RFID系統(tǒng)將提供每天從Moraitis運出的關于西紅柿產(chǎn)地、包裝日期、種類、質(zhì)量和大小的詳細信息。 

    北美最大的食品服務營銷和分配組織SYSCO公司已經(jīng)完成低溫儲運系統(tǒng)的無線電頻率（RFID）和傳感系統(tǒng)測試。這次試驗證明了RFID在食品運輸過程中監(jiān)控溫度和環(huán)境條件的能力，在保證食品品質(zhì)和安全方面進了一大步。 

    在英國，Trenstar和Scottish Courage Brewing公司展示了如何使用RFID標簽更好實現(xiàn)對盛酒桶的追蹤。葡萄酒制造商還可以使用傳感技術的RFID標簽監(jiān)控能夠影響酒品質(zhì)量的酒桶所在環(huán)境溫度的變化。 

    在防偽方面，葡萄酒由于不能當場打開包裝檢查其真?zhèn)?，這就為偽造者提供了機會。Sassicaia的制造商為了防止偽造品的沖擊，還在進一步考慮在酒瓶的標簽中加入RFID芯片。 

    在我國RFID等技術也被應用于食品安全跟蹤管理。比如：浙江省水產(chǎn)局、杭州市技術監(jiān)督局和國家環(huán)?？偩钟袡C食品發(fā)展中心，今年也聯(lián)合在國內(nèi)水產(chǎn)業(yè)首次推出魚類產(chǎn)品智能防偽卡——千島湖“淳牌”有機魚身份證，實現(xiàn)了從水體到餐桌的全程質(zhì)量跟蹤管理。 

    5 RFID應用前景 

    盡管十多年過去了，用于商品識別和跟蹤的RFID標簽（包含智能存儲芯片和微射頻天線）卻始終在目標市場上裹足不前。但現(xiàn)在形勢開始發(fā)生轉(zhuǎn)變。技術的發(fā)展、標準的制定和不斷降低的標簽價格使很多人趨同于將RFID引入一個廣闊的應用市場：供應鏈管理。RFID技術的支持者聲稱，不久RFID將替代條形碼技術，來作為更有效的追蹤產(chǎn)品（從制造環(huán)節(jié)開始貫穿整個分銷環(huán)節(jié)）的手段。 

    商品條碼食品標簽在世界發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛應用，其便利性、規(guī)范性和全球統(tǒng)一的特性，對于我國食品打破國外技術壁壘，擴大對外出口，將起到十分重要的作用。我國加入WTO后，將會有更多的食品出口到歐盟、美國等國家和地區(qū)。為了符合歐盟食品安全跟蹤與追溯的要求，更好地為出口服務，促進我國食品質(zhì)量的提高，增加食品的國際競爭力，對出口食品實施食品安全跟蹤與追溯制度已迫在眉睫。