數(shù)據(jù)化管理??可追溯系統(tǒng)在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用研究

　　改革開放以來，我國養(yǎng)豬業(yè)取得了舉世矚目的輝煌成就，豬的存欄量、出欄量、屠宰量和豬肉總產(chǎn)量均居世界首位，已經(jīng)成為世界第一養(yǎng)豬大國。

 

　　養(yǎng)豬業(yè)在我國畜牧業(yè)中所占比重很大，豬肉消費(fèi)是我國居民消費(fèi)的主要肉類食品，占60%以上。隨著飼料、人工、防疫和物流成本的提高，養(yǎng)豬業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了高投入、高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展時(shí)期。

 

　　養(yǎng)豬業(yè)面臨外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境兩方面的挑戰(zhàn)，內(nèi)部環(huán)境是指養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)部人才流失嚴(yán)重，管理粗放，發(fā)展后勁不穩(wěn)定；外部環(huán)境是指養(yǎng)豬場(chǎng)外部豬肉安全事件發(fā)生和價(jià)格波動(dòng)對(duì)養(yǎng)豬業(yè)整體的沖擊。

 

　　為此，本文研究的可追溯系統(tǒng)分為場(chǎng)內(nèi)養(yǎng)豬管理的可追溯和場(chǎng)外流通銷售的可追溯。

 

　　1　標(biāo)識(shí)技術(shù)

 

　　可靠的豬只標(biāo)識(shí)方法是養(yǎng)豬可追溯體系建立的關(guān)鍵，分為耳缺標(biāo)識(shí)、顏料數(shù)字標(biāo)識(shí)、塑料懸掛耳牌、塑料鈕扣耳標(biāo)、電子耳標(biāo)和條形碼等；按識(shí)別方式可分為人工識(shí)別方式、半自動(dòng)識(shí)別方式和全自動(dòng)識(shí)別方式。

 

　　1.1　人工識(shí)別方式

 

　　人工識(shí)別方式是指飼養(yǎng)員肉眼識(shí)別標(biāo)識(shí)的編號(hào)，以區(qū)分不同的豬只。常用的標(biāo)識(shí)方法包括耳缺標(biāo)識(shí)、顏料數(shù)字標(biāo)識(shí)、塑料耳標(biāo)或耳牌。

 

　　耳缺標(biāo)識(shí)是利用耳缺鉗在豬耳上截出不同的缺口，通過這些缺口可以讀出相應(yīng)的編號(hào)。顏料數(shù)字標(biāo)識(shí)是使用彩色油漆在豬身上寫數(shù)字，數(shù)字就是豬只編號(hào)。

 

　　耳牌或耳標(biāo)是圓形或方形的塑料片，耳牌懸掛在豬耳上，耳標(biāo)扣在豬耳上，耳牌或耳標(biāo)的編號(hào)可以是印刷的或手寫的。

 

　　人工識(shí)別方式識(shí)別效率較低、識(shí)別錯(cuò)誤率高，僅適用于較粗放的管理模式。

 

　　1.2　半自動(dòng)識(shí)別方式

 

　　半自動(dòng)識(shí)別方式是指飼養(yǎng)員使用手持設(shè)備讀取標(biāo)識(shí)的編號(hào)或有關(guān)信息。常用的標(biāo)識(shí)方法有條形碼或電子標(biāo)簽。

 

　　條形碼（barcode）是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符，可分為一維條形碼和二維條形碼。

 

　　一維條形碼只是在一個(gè)方向（一般是水平方向）表達(dá)信息，而在垂直方向則不表達(dá)任何信息，其一定的高度通常是為了便于閱讀器的對(duì)準(zhǔn)。

 

　　二維條形碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。

 

　　一維條形碼一次可攜帶幾十位字符的信息，而二維條形碼可以攜帶數(shù)千個(gè)字符的信息，并有一定的自動(dòng)糾錯(cuò)能力。

 

　　當(dāng)條形碼掃描器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條碼掃描器內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換器上，光電轉(zhuǎn)換器根據(jù)強(qiáng)弱不同的反射光信號(hào)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。

 

　　條形碼是迄今為止最經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，手機(jī)二維條形碼已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。生豬標(biāo)識(shí)信息以條形碼形式印刷在塑料耳標(biāo)上，使用手持設(shè)備掃描讀取編號(hào)或信息。

 

　　RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻識(shí)別）使用無線射頻技術(shù)在開放系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，無需物理接觸，使用RFID標(biāo)簽做成的電子耳標(biāo)可高效地實(shí)現(xiàn)生豬個(gè)體的標(biāo)識(shí)。飼養(yǎng)員使用手持閱讀器（Reader）獲取豬只的標(biāo)識(shí)信息。

 

　　半自動(dòng)識(shí)別方式提高了標(biāo)識(shí)信息的識(shí)別準(zhǔn)確率，數(shù)據(jù)采集效率也得到了提高，有利于較精細(xì)的管理，但還不能實(shí)現(xiàn)不間斷精細(xì)管理、實(shí)時(shí)分析、控制與決策。

 

　　1.3　全自動(dòng)識(shí)別方式

 

　　全自動(dòng)識(shí)別方式是指利用近場(chǎng)通信實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽信息的自動(dòng)獲取，再通過網(wǎng)絡(luò)（有線、無線或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）將獲取到的信息傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行處理。這種方式有助于實(shí)現(xiàn)24h不間斷的精細(xì)化管理。

 

　　依據(jù)操作方便和使用經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用于生豬標(biāo)識(shí)的電子耳標(biāo)是工作在低頻或中頻的無源RFID標(biāo)簽。當(dāng)佩戴RFID電子標(biāo)簽的豬只接近RFID閱讀器時(shí)，閱讀器發(fā)出的電磁波信號(hào)使得電子標(biāo)簽中的線圈發(fā)生感應(yīng)產(chǎn)生電能，標(biāo)簽將其全球唯一的ID發(fā)送給閱讀器，這樣閱讀器就獲得了電子標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)，再通過后臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息管理。

 

　　2　可追溯系統(tǒng)應(yīng)用

 

　　2.1　養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)可追溯系統(tǒng)

 

　　養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)可追溯系統(tǒng)其實(shí)就是養(yǎng)豬管理系統(tǒng)，其發(fā)展經(jīng)歷了早期的手工管理、計(jì)算機(jī)輔助管理階段，目前正處在現(xiàn)代化養(yǎng)豬管理的初期探索階段。

 

　　2.1.1　手工管理階段

 

　　上個(gè)世紀(jì)90年代以前，個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬件價(jià)格昂貴，會(huì)使用計(jì)算機(jī)的人比較少，所以養(yǎng)豬管理普遍采用手工填寫表格、卡片或牌的方式。

 

　　以種母豬檔案管理為例，檔案分為母豬終生檔案卡和母豬流動(dòng)牌。檔案卡記錄母豬的基本信息、生產(chǎn)明細(xì)信息和防疫登記信息，這些信息都手寫記錄在卡片上。

 

　　流動(dòng)牌記錄母豬在配種舍、妊娠舍、分娩舍等環(huán)節(jié)上流動(dòng)，牌上的逐項(xiàng)數(shù)據(jù)手寫填滿就完成了一個(gè)繁殖周期，當(dāng)母豬斷奶后，把流動(dòng)牌上的數(shù)據(jù)收集整理后手工填寫到檔案卡上進(jìn)行歸檔。

 

　　手工管理階段人員流動(dòng)較少，飼養(yǎng)員管理盡心盡責(zé)，對(duì)養(yǎng)豬流程熟悉，使用卡片進(jìn)行管理能滿足養(yǎng)豬管理的基本要求，通過查閱卡片能追溯到各個(gè)階段信息，但效率不高，數(shù)據(jù)量也很少。如果信息有誤，追溯到出錯(cuò)源頭非常困難。

 

　　2.1.2　計(jì)算機(jī)輔助管理階段

 

　　早在上個(gè)世紀(jì)80年代初期，研究人員開始研究計(jì)算機(jī)在養(yǎng)豬業(yè)上的應(yīng)用，使用BASIC語言編制程序解決遺傳育種和飼料配方的科學(xué)計(jì)算問題，DBAS II引入并漢化為推動(dòng)我國計(jì)算機(jī)在養(yǎng)豬業(yè)上應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

 

　　計(jì)算機(jī)在養(yǎng)豬業(yè)上的應(yīng)用包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)、種豬飼料自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)、種豬的遺傳評(píng)定系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、養(yǎng)豬ERP系統(tǒng)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)等。

 

　　這個(gè)階段工廠化養(yǎng)豬場(chǎng)一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)采集一般有兩種方式。

 

　　第一種，手工填寫與錄入方式。飼養(yǎng)員手工記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，再由錄入員將數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最后通過系統(tǒng)生成報(bào)表、圖表或分析結(jié)果等。

 

　　第二種，數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式。飼養(yǎng)員手持采集設(shè)備，譬如條形碼掃描器或RFID閱讀器，獲取生豬標(biāo)識(shí)并輸入有關(guān)數(shù)據(jù)，之后通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最后也是通過系統(tǒng)生成報(bào)表、圖表或分析結(jié)果等。

 

　　計(jì)算機(jī)輔助管理同手工管理相比，數(shù)據(jù)量大、管理更細(xì)，統(tǒng)計(jì)分析更加及時(shí)，基本上能夠及時(shí)追溯到每頭種豬，但并不能夠追溯到每頭商品豬。

 

　　因此，這個(gè)階段管理還是比較粗放的，尤其是飼養(yǎng)員下班后管理工作就基本停止。此外，人員素質(zhì)和責(zé)任心會(huì)直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量及管理水平。

 

　　2.1.3　現(xiàn)代化管理階段

 

　　近年來，養(yǎng)豬人工成本迅速上升，使得機(jī)械對(duì)勞動(dòng)的替代更顯經(jīng)濟(jì)，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造養(yǎng)豬業(yè)、用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備養(yǎng)豬業(yè)，是養(yǎng)豬業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。1999年麻省理工學(xué)院Ashton教授在研究RFID時(shí)提出物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，也必將在養(yǎng)豬業(yè)產(chǎn)生重大應(yīng)用，引領(lǐng)養(yǎng)豬業(yè)的未來發(fā)展。

 

　　養(yǎng)豬業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是指利用感知技術(shù)與智能設(shè)備對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)生豬與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備信息交互和無縫鏈接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制，精確管理和科學(xué)決策。具體包括對(duì)養(yǎng)豬環(huán)境信息的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與智能控制、健康養(yǎng)殖過程精細(xì)投喂、生豬個(gè)體行為監(jiān)測(cè)、疾病診斷與預(yù)警、育種繁育管理等。

 

　　這一階段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)每頭豬只的可追溯，數(shù)據(jù)采集全自動(dòng)化，數(shù)據(jù)分析與決策實(shí)時(shí)化，管理水平更加專業(yè)化，徹底擺脫傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)對(duì)人員管理的高度依賴，實(shí)現(xiàn)24h不間斷的精細(xì)管理，最終實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)集約、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、健康、生態(tài)和安全。

 

　　2.2　養(yǎng)豬場(chǎng)外可追溯系統(tǒng)

 

　　生豬離開養(yǎng)豬場(chǎng)，經(jīng)過屠宰、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)到消費(fèi)者的餐桌。養(yǎng)豬場(chǎng)外可追溯系統(tǒng)包括兩項(xiàng)主要功能：追蹤和溯源。

 

　　追蹤功能是指從養(yǎng)豬場(chǎng)向消費(fèi)者，獲取生豬或豬肉的去向；溯源功能是指從消費(fèi)者向養(yǎng)豬場(chǎng)，獲取生豬或豬肉的來源。為了確保豬肉安全，建立從養(yǎng)豬場(chǎng)到消費(fèi)者餐桌的全程可追溯系統(tǒng)在不久的將來是必須的，也是食品安全法的基本要求。

 

　　2.2.1　追蹤

 

　　養(yǎng)豬場(chǎng)、屠宰檢疫或食品安全監(jiān)管部門發(fā)現(xiàn)生豬或豬肉存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要及時(shí)將此信息傳遞給消費(fèi)者，即需要從源頭追蹤到消費(fèi)者，必要時(shí)需要進(jìn)行召回或賠償。由于生豬離開養(yǎng)豬場(chǎng)，經(jīng)歷了屠宰、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)，目前一般采用傳統(tǒng)的憑證、簽章方式，常常難以實(shí)現(xiàn)全程可追蹤。

 

　　難以追蹤的?-因：一方面每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不緊密、不能杜絕弄虛作假行為；另一方面缺乏消費(fèi)者的有關(guān)信息。

 

　　為了實(shí)現(xiàn)全程可追蹤，管理將進(jìn)一步細(xì)化，每頭生豬或每塊白條豬肉在系統(tǒng)中都有唯一的標(biāo)識(shí)碼，每個(gè)環(huán)節(jié)的管理數(shù)據(jù)都需要與標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，追蹤檔案數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)在可追溯系統(tǒng)中。

 

　　消費(fèi)者對(duì)購買的豬肉可以通過手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢，當(dāng)出現(xiàn)豬肉安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可追溯系統(tǒng)通過手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)及時(shí)追蹤到消費(fèi)者。如果消費(fèi)者沒有進(jìn)行查詢，就只能通過廣播、報(bào)紙或電視媒體等進(jìn)行大范圍覆蓋，顯然缺乏針對(duì)性。

 

　　2.2.2　溯源

 

　　當(dāng)發(fā)生食用豬肉“瘦肉精”中毒事件或發(fā)生傳染性疾病，消費(fèi)者需要查詢自己購買的豬肉是否安全，政府監(jiān)管部門需要查找有病生豬或有毒豬肉的來源，為此需要從消費(fèi)者或事件發(fā)生節(jié)點(diǎn)向養(yǎng)豬場(chǎng)方向追查。

 

　　溯源功能的實(shí)現(xiàn)有助于精確定位源頭，避免事件波及更大范圍而造成更大的影響。溯源與追蹤功能相輔相成實(shí)現(xiàn)全程可追溯系統(tǒng)，如果全程各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)混亂，那么不僅影響追蹤，還影響溯源。

 

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，可追溯系統(tǒng)不再局限于某個(gè)企業(yè)、某個(gè)部門，而是從全省、全國、甚至全產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)，每頭生豬都要進(jìn)行全國唯一標(biāo)識(shí)，建立從出生到消費(fèi)的全程可追溯，消費(fèi)者或政府部門能夠隨時(shí)通過計(jì)算機(jī)或手持終端免費(fèi)查詢豬肉或生豬的來源。

 

　　消費(fèi)者甚至可以對(duì)消費(fèi)的豬肉質(zhì)量進(jìn)行反饋評(píng)價(jià)，養(yǎng)豬場(chǎng)或養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)可以通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)存在的問題，選育市場(chǎng)前景好的豬種，促進(jìn)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)進(jìn)入生產(chǎn)與消費(fèi)的良性互動(dòng)發(fā)展階段。

 

　　3　結(jié)語

 

　　隨著計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)將改造為“專業(yè)化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化管理和規(guī)�；�經(jīng)營”的現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)，從豬只出生到豬肉消費(fèi)將實(shí)現(xiàn)全程可追溯。

 

　　目前養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)和場(chǎng)外可追溯被割裂為兩段，養(yǎng)豬企業(yè)和消費(fèi)者之間存在信息不對(duì)稱的問題，很多有益的反饋信息沒有被利用。隨著信息化水平的提高與普及、標(biāo)識(shí)成本下降，未來更加完整、可靠的可追溯系統(tǒng)一定會(huì)建立起來。