1、射頻識(shí)別技術(shù)( RF ID) 在生豬屠宰加工中的應(yīng)用of rural drinking water sources, protection of drinking water sources in rural areas by the end of the delimitation of the scope of protection, complete with warning signs, isolating network protection facilities7 我國(guó)豬肉產(chǎn)量占全球的 50% , 消費(fèi)量占 54% 。然而我國(guó)的肉類食品衛(wèi)生與安全現(xiàn)狀卻不容樂(lè)觀。 生豬屠宰行業(yè)整體水平

2、仍然比較低, 企業(yè)多、小、亂、 差的局面依舊沒有根本改觀, 惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重。行業(yè) 監(jiān)管手段缺乏, 監(jiān)管職責(zé)得不到有效落實(shí), 肉類食品 安全事件時(shí)有發(fā)生。關(guān)注食品安全, 從源頭抓起, 做 到標(biāo)本兼治就變成越來(lái)越迫切, 越來(lái)越重要的問(wèn)題。1 可追溯系統(tǒng)可追溯系統(tǒng) ( T raceab ilit y S yst em ) 就是在產(chǎn)品 供應(yīng)的整個(gè)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的各種相關(guān)信息進(jìn)行記錄 存儲(chǔ)的質(zhì)量保障系統(tǒng)。我國(guó)關(guān)于食品溯源體系的研 究始于 21 世紀(jì)初, 在研究和實(shí)施過(guò)程中, 逐步制定 了一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和指南。20 01 年 7 月, 上海市政 府頒布了 上海市食用農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管暫行方法 , 提出了在流通環(huán)節(jié)

3、建立! 市場(chǎng)檔案可溯源制?？勺匪菔谴_保食品安全的有效工具。目前, 許多國(guó)家的政府機(jī)構(gòu)和消費(fèi)者都要求建立食品供應(yīng)鏈的可追溯 機(jī)制, 并且許多國(guó)家已開始制定相關(guān)的法律, 以法規(guī) 的形式將可追溯納入食品物流體系中。在歐美的許 多國(guó)家, 不具有可追溯功能的食品已被禁止進(jìn)入市場(chǎng)。實(shí)施可追溯性管理的一個(gè)重要方法就是產(chǎn)品具有可追溯性?？勺匪菪缘臉?biāo)簽記載了產(chǎn)品的可讀性 標(biāo)識(shí), 通過(guò)標(biāo)簽中的編碼或判讀可方便地到食品數(shù) 據(jù)庫(kù)中查找有關(guān)食品的詳細(xì)信息。通過(guò)可追溯性標(biāo) 簽也可幫助企業(yè)確定產(chǎn)品的流向, 便于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 追蹤和管理。2002 年至 2005 年, 筆者在參加上海五豐上食食 品的整個(gè)籌建和設(shè)計(jì)工作中, 在項(xiàng)

4、目實(shí)施 中提出采用先進(jìn)的無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)( RF ID ) , 實(shí)現(xiàn) 從生豬待宰、屠宰加工、二分胴體交易的全程實(shí)時(shí)生 產(chǎn)管理和控制。在合作企業(yè)的共同努力下, 在國(guó)內(nèi) 肉類加工行業(yè)中首次將射頻識(shí)別技術(shù)成功應(yīng)用, 為 國(guó)內(nèi)肉類食品可追溯管理系統(tǒng)的推廣和發(fā)展起到了帶頭作 用, 整體 技 術(shù)達(dá) 到國(guó) 內(nèi) 領(lǐng)先 水 平。項(xiàng) 目 單位 # 上海五豐上食食品是上海市第一家大 型現(xiàn)代化肉 類加工中 心。中心 位于嘉定 工業(yè)區(qū) 北 區(qū), 廠區(qū)占地 221 667 m2 , 建筑面積 4 5 萬(wàn) m 2 , 項(xiàng)目 投資總額 3 6 億元人民幣, 年 設(shè)計(jì)屠宰生豬 300 萬(wàn) 頭、年加工肉制品 1 5 萬(wàn) t 項(xiàng)目

5、于 20 05 年底投入生 產(chǎn)。通過(guò)對(duì)上海五豐上食食品射頻識(shí)別技 術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的分析, 希望對(duì)屠宰加工行業(yè)推廣 應(yīng)用 射頻識(shí)別技術(shù)有所幫助。2 射頻識(shí)別技術(shù)在生豬屠宰加工管理中的 應(yīng)用雖然, 上海五豐上食食品在屠宰 加工 中引入了 IS O 900 0 認(rèn)證、H A CCP ( 危害分析和關(guān)鍵 點(diǎn)分析系統(tǒng)) 等多種有效的控制食品安全的管理辦 法, 但是, 上述的管理方法都主要是對(duì)加工環(huán)節(jié)進(jìn)行 控制, 缺少信息的跟蹤與追溯。射頻識(shí)別( RF ID ) 技 術(shù), 是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng) 識(shí)別 技術(shù)。標(biāo)簽具有體積小、容量 大、壽命長(zhǎng)、可重 復(fù)使 用等特點(diǎn), 可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移

6、動(dòng)識(shí)別、 多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。利用射頻 識(shí)別 技術(shù)可以將豬的整個(gè)供應(yīng)鏈連接起來(lái), 可對(duì)整 個(gè)供 應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的豬產(chǎn)品信息進(jìn)行跟蹤與追溯, 一旦 發(fā)生肉類食品安全問(wèn)題, 可以有效地追蹤到食 品的 源頭, 明確責(zé)任及時(shí)召回不合格產(chǎn)品, 將損失降到最 低。同時(shí)可以促進(jìn)生豬屠宰加工環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率和管 理效率的提高。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo), 做成一個(gè)完 整的 管理系統(tǒng), 還要將射頻識(shí)別( R FID) 技術(shù)與電腦技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全、工藝控制等系統(tǒng)集成起來(lái), 形成從生豬入廠到肉品銷售的完整信息鏈, 確 保責(zé) 任可追溯。根據(jù)五豐上食項(xiàng)目的特點(diǎn), 我們?cè)?結(jié)構(gòu) 上分為待宰管理、屠宰管理、交易管理、權(quán)

7、限管 理和 設(shè)備管理五個(gè)管理模塊。其中權(quán)限管理和設(shè)備管理 是相對(duì)獨(dú)立的模塊。待宰管理、屠宰管理、交易銷售 管理三個(gè)管 理模塊基 礎(chǔ)上可生 成各類統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表。因模塊中涉及射頻識(shí)別( RF ID ) 技術(shù)的應(yīng)用主 要是待宰管理和屠宰管理二個(gè)模塊, 故以下就重點(diǎn) 討論這二個(gè)模塊。2 1 待宰管理模塊待宰管理模塊主要完成三項(xiàng)工作。( 1) 待宰圈的管理。生豬養(yǎng)殖環(huán)節(jié)是源頭, 所以 必須建立! 身份檔案。首先, 對(duì)定點(diǎn)采購(gòu)和自營(yíng)的 飼養(yǎng)場(chǎng)進(jìn)行編號(hào)。設(shè)定專用供應(yīng)商代號(hào), 通過(guò)查詢供應(yīng)商代號(hào)可以方便快捷的知道供應(yīng)商的信息, 如 單位、賬戶、稅號(hào)、聯(lián)系人、聯(lián)系 、單位地址 等。其次生豬基本信息的登統(tǒng)和進(jìn)行

8、編號(hào)。詳細(xì)記 錄牲畜來(lái)源( 供應(yīng)商代號(hào)) , 品種、進(jìn)圈前檢疫情況、 批數(shù)量、批毛重、進(jìn)圈時(shí)間和進(jìn)入的待宰圈編號(hào)。其 中批毛重的數(shù)據(jù)從電子地秤中直接鏈接錄入。對(duì)自 營(yíng)的示范養(yǎng)殖場(chǎng)還可將其飼養(yǎng)信息鏈接錄入。包括 養(yǎng)殖場(chǎng)信息登記、飼料信息管理、疫苗信息管理、疫 病基本信息、批量喂養(yǎng)記錄、批量防疫記錄、病史記 錄表批量出欄記錄和相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。通過(guò)查詢系 統(tǒng)隨時(shí)查詢當(dāng)前每頭生豬的信息。進(jìn)待宰圈后應(yīng)登 統(tǒng)入圈后的檢疫與觀察情況、生豬出圈時(shí)間、圈舍的 消毒情況等。以上信息均需和扁擔(dān)鉤編碼和識(shí)別系 統(tǒng)相連接, 做到準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。( 2) 生產(chǎn)計(jì)劃安排。根據(jù)交易銷售管理模塊中 的訂單管理系統(tǒng)編制屠宰生產(chǎn)計(jì)劃的批

9、次安排, 即每批次的時(shí)間安排和時(shí)間間隔。然后, 制作批次屠 宰的 R FID 標(biāo)簽卡和打印相應(yīng)的報(bào)表。( 3) 其他管 理。對(duì)急 宰、途亡的 有關(guān)信 息的登 統(tǒng)。其中對(duì)無(wú)條件發(fā)放和有條件利用的肉品處理的情況進(jìn)行登統(tǒng)和相關(guān)信息的鏈接, 并生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。2 2 屠宰管理模塊屠宰管理模塊包括待宰 管理信息的鏈接、屠宰 加工工藝參數(shù)的錄入、衛(wèi)生檢驗(yàn)記錄、生產(chǎn)線控制管 理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、成品等級(jí), 產(chǎn)量管理等等。由于 屠宰加工過(guò)程是一個(gè)較復(fù)雜的工藝過(guò)程, 五豐上食 屠宰加工操作規(guī)程是 39 個(gè)工藝步驟, 因此要實(shí)現(xiàn)其 可靠的編碼識(shí)別管理系統(tǒng)具有較大的難度。我們主 要解決了以下幾個(gè)難題。( 1) 編碼和識(shí)

10、別系統(tǒng)如何建立的問(wèn)題。屠宰加 工生產(chǎn)流水線 主要分兩 大部分, 俗稱毛 豬線( 扎腳鏈) 和整理線( 扁擔(dān)鉤) 。整個(gè)生產(chǎn)流水線的各 加工工藝操作過(guò)程主要是依靠懸掛輸送機(jī)( 軌線) 來(lái)逐步 完成的。因此, 就要求在整個(gè)生產(chǎn)流水線作業(yè) 過(guò)程 可進(jìn)行編碼和識(shí)別。從屠宰生產(chǎn)流水線來(lái)看, 當(dāng)然 從毛豬線就開始為好。但限于當(dāng)時(shí)技術(shù)、工期 等原 因, 我們的編碼和識(shí)別是從整理加工線( 扁擔(dān)鉤) 開 始的, 我們稱作! 扁擔(dān)鉤編碼和識(shí)別系統(tǒng)。五 豐上食屠宰生產(chǎn)流水線的編碼識(shí)別管理系統(tǒng)主要是以此為基礎(chǔ)的。毛豬線上要完成麻電致昏、刺殺放血、頭 部檢驗(yàn)、燙毛脫毛等關(guān)鍵工藝步驟。其中頭部 檢驗(yàn) 是較為重要的衛(wèi)檢工作

11、。在豬放血后, 燙毛脫 毛前 ( 或剝皮前) , 必須先進(jìn)行剖檢頜下淋巴結(jié), 以控制豬 的慢性局部炭疽。這關(guān)系到后續(xù)工序如何進(jìn)行及豬 血的利用問(wèn)題, 因此屠宰生產(chǎn)流水線的編碼和 識(shí)別 系統(tǒng) 應(yīng) 從 毛 豬 線 時(shí) 開 始。 當(dāng) 前 隨 著 射 頻 識(shí) 別 ( RF ID) 應(yīng)用技術(shù)的不斷拓展, 技術(shù)上已不是問(wèn)題。( 2) 無(wú)線電射頻( RF ID) 標(biāo)簽的選型問(wèn)題。因?yàn)?屠宰加工工作環(huán)境相比照較惡劣, 標(biāo)簽外殼防 護(hù)等 級(jí)需滿足 IP 65 以上等級(jí)的要求。同時(shí)由于燙 毛和 燎毛等工序的高溫和快速冷卻等的低溫, 要求 R FID 標(biāo)簽具有較寬工作溫度帶。通過(guò)反復(fù)比照試驗(yàn), 選 用美國(guó)制造的無(wú)源

12、高頻標(biāo)簽可滿足以上要求。( 3) 射頻( RF ID ) 標(biāo)簽的安裝問(wèn)題。由于懸掛輸 送機(jī)的吊具 # # # 滾輪扁擔(dān)鉤的支架是鋁合金材料, 直徑 25mm 紐扣狀的標(biāo)簽嵌在支架的側(cè)面。鋁合金 材料具有屏蔽作用, 阻礙了電磁波的傳播, 其讀、寫 距離無(wú)法滿足要求。而增加天線面積會(huì)使標(biāo)簽變得 很大, 無(wú)法安裝在支架上。為此經(jīng)多次試驗(yàn), 找到了 方法。我們?cè)谥Ъ馨惭b孔處開了 5m m 寬的長(zhǎng)槽將金屬封閉環(huán)斷開, 增加了磁通量, 讀、寫距離確 保在6cm, 解決了這一難題。( 4) 信息的鏈接和對(duì)應(yīng)問(wèn)題。由于生產(chǎn)過(guò) 程是 動(dòng)態(tài)的, 而我們?cè)瓉?lái)設(shè)定的工藝程序是理想化的, 如 何將生豬的原始信息準(zhǔn)確無(wú)誤

13、的與扁擔(dān)鉤編碼和識(shí) 別系統(tǒng)鏈接起來(lái)是較大的難題。例如, 在批次 加工 中由于難免會(huì)發(fā)生軟豬( 俗稱慢腳豬) , 這一批次的 豬數(shù)量和信息會(huì)無(wú)法對(duì)應(yīng)。另外在加工過(guò)程中偶發(fā) 的設(shè)備故障等等都會(huì)將原來(lái)的程序打亂和出錯(cuò)。因 此會(huì)產(chǎn)生批次間豬只信息交錯(cuò), 無(wú)法準(zhǔn)確一一 對(duì)應(yīng) 的問(wèn)題。通過(guò)制作了批次工作( RF ID) 識(shí)別卡 和增 加批次時(shí)間間隔等方法, 同時(shí)對(duì)軟硬件配置做 了相9 應(yīng)調(diào)整, 問(wèn)題得到了解決。( 5) 獸醫(yī)衛(wèi)生和品質(zhì)檢驗(yàn)問(wèn)題。屠宰加工管理 的核心問(wèn)題是豬的獸醫(yī)衛(wèi)生和品質(zhì)檢驗(yàn)。根據(jù)國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn) 生豬屠宰產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)規(guī)程 , 主要是宰前檢 驗(yàn)及處理和宰后檢驗(yàn)及處理。宰后檢驗(yàn)必須對(duì)每頭 豬進(jìn)行頭

14、部檢驗(yàn)、體表檢驗(yàn)、內(nèi)臟檢驗(yàn)、寄生蟲檢驗(yàn)、 胴體初檢、胴體復(fù)檢六道檢驗(yàn)程序, 必要時(shí)還要做實(shí) 驗(yàn)室診斷。這些大量的衛(wèi)生檢驗(yàn)信息資源要解決與 扁擔(dān)鉤編碼和識(shí)別系統(tǒng)鏈接以及這些信息資源的組 織、存儲(chǔ)、管理、交換、分發(fā)、數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。我們主 要做法如下。 % 旋毛蟲的檢驗(yàn)。傳統(tǒng)的旋毛蟲檢驗(yàn)程序是取出腹腔臟器后, 在每頭豬的橫膈膜肌腳各取一小塊肉樣( 每塊約重 10 g) , 用同一號(hào)碼紙條分別 貼在豬胴體和肉樣上, 先撕去肌膜肉眼觀察, 然后在 肉樣上剪取 24 個(gè)小片( 順纖維、米粒大) , 放在 6 080 倍的低倍鏡下檢查, 同時(shí)必須注意有否鈣化囊蟲或住肉孢子蟲的寄生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)寄生蟲時(shí)該豬胴體必

15、須離線, 進(jìn)入疑病胴體間, 然后作有條件利用處理。 由于寄生蟲發(fā)生概率較低, 絕大多數(shù)的肉樣可回收 處理。但以前為 了編號(hào), 肉樣 上都貼 有的號(hào) 碼紙。 去除干凈十分困難, 只能當(dāng)次品處理。每年肉樣的 損耗, 以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算: 300 萬(wàn)頭/ 年 1 0g = 3萬(wàn) k g, 加上號(hào)碼紙的消耗量每年都是一筆非?？捎^的數(shù)字。采用 RF ID 即可解決這一問(wèn)題。但在應(yīng)用 技術(shù)上也要有相應(yīng)技術(shù)措施。因?yàn)樾x檢驗(yàn)是在 專門的房間內(nèi)完成的, 也就是離開軌線完成的。我 們?cè)谛龣z工位處設(shè)置了一臺(tái)專用帶式輸送機(jī), 將肉 樣放在專用托盤( 帶有 RF ID 標(biāo)簽) 中送到旋毛蟲檢 驗(yàn)室。旋檢工位處的軌線

16、上裝有讀卡器, 把滾輪扁 擔(dān)鉤上的 R FID 標(biāo)簽編碼讀出。然后輸入到專用帶 式輸送機(jī)起始端的寫卡器, 將數(shù)據(jù)寫在專用托盤上。 當(dāng)顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)有寄生蟲時(shí), 該專用托盤刷卡信息 進(jìn)入數(shù)據(jù)處理中心。生產(chǎn)線控制管理系統(tǒng)的可編程 控制器 P LC 控制氣動(dòng)道岔, 該豬胴體進(jìn)入到疑病胴 體間作有條件處理。 & 其他檢驗(yàn)程序。根據(jù)屠宰加工的實(shí)際情況, 我們采取的做法是: 當(dāng)衛(wèi)檢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取掛 R FID 標(biāo)簽牌的方法來(lái)解決, 以簡(jiǎn)化系統(tǒng), 提高系統(tǒng)的工作效率。在復(fù)檢處設(shè)置一個(gè)檢測(cè)器, 可以在復(fù)檢時(shí)能將這些信息讀入?yún)R總, 然后 分析處 理。在復(fù)檢讀寫區(qū)的 RFID 標(biāo)簽具有防碰撞的功能, 當(dāng)多個(gè)

17、標(biāo)簽進(jìn)入檢測(cè)器識(shí)別區(qū)域時(shí)能在信號(hào)互相干擾的情況下正確識(shí)別所有標(biāo)簽。專業(yè)衛(wèi)檢人員根據(jù)顯示的信息做出無(wú)條件發(fā)放和有條件利用的判斷。( 6) 生豬結(jié)算問(wèn)題。關(guān)于生豬結(jié)算問(wèn)題是 多年 來(lái)的! 老大難。傳統(tǒng)的做法均采用出肉率定等、毛 斤計(jì)價(jià)的方法。由于此方法主要依靠收購(gòu)人員經(jīng)驗(yàn) 和感觀判斷的出肉率來(lái)給生豬定級(jí)作價(jià), 故在 客觀 上容易產(chǎn)生一定的誤差和片面性, 很容易造成 收購(gòu)失控( 人情豬) 。這種方法導(dǎo)致收購(gòu)中親一方, 壓一 方, 同豬不同價(jià)。有關(guān)系的撈到了好處, 無(wú)關(guān)系的吃 虧上當(dāng), 無(wú)公平公正可談。另 外, 病豬、次豬防 不勝 防。受條件限制, 收購(gòu)生豬多采用群體檢疫法, 漏檢 率較高, 致使病、

18、次豬混 在豬群 中, 企業(yè)利 益受損。 扁擔(dān)鉤編碼和識(shí)別系統(tǒng)可將所有原始信息以及衛(wèi)生 檢驗(yàn)信息和產(chǎn)品質(zhì)量、成品等級(jí)、產(chǎn)量等信息鏈接起 來(lái), 技術(shù)上具備了實(shí)現(xiàn)生豬的宰后分級(jí)結(jié)算, 表達(dá)了 公平公開公正的原則。( 7) 成品等級(jí), 產(chǎn)量管理問(wèn)題。豬胴體完成修整 后是分級(jí)、稱重、噴碼等工序。! 五豐上食生產(chǎn)線分 級(jí)的測(cè)膘儀、稱重的動(dòng)態(tài)軌道秤和噴碼機(jī)是進(jìn)口的,供貨商不提供數(shù)據(jù)接口協(xié)議和相關(guān)參數(shù)。分級(jí)可用 專用按鈕輸入數(shù)據(jù), 噴碼信息是設(shè)定輸入的問(wèn) 題都 不大。但動(dòng)態(tài)軌道秤的重量數(shù)據(jù)是關(guān) 鍵信息, 交易 銷售管理模塊及冷卻干耗計(jì)算都是以此數(shù)據(jù)開展的。 采用人工輸入其速度和過(guò)失無(wú)法控制( 600 頭/ h ) 。經(jīng) 反復(fù)試驗(yàn)比照, 走訪專業(yè)廠家較好地解決了問(wèn)題。實(shí)行產(chǎn)品信息可追溯, 確保了肉類食品安全, 提升自身的品牌優(yōu)勢(shì), 凸現(xiàn)差異化品牌價(jià)值。射頻識(shí)別 ( RFID) 技術(shù)在肉類加工行業(yè)的應(yīng)用, 可大幅提高肉類 食品衛(wèi)生與安全性, 降低