全流程RFID建構
可能您天天都在吃肉，但是您不可能想象出肉制品加工有多么復雜。前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌等流程環
可能您天天都在吃肉，但是您不可能想象出肉制品加工有多么復雜。前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌等流程環節，加上后期的切片、包裝等離散加工環節，每一個步驟都可能發生質量問題。怎么監控?RFID在這個領域早已不是新鮮技術，但要在全流程上采用RFID技術，以保持生產數據實時采集和質量追蹤的不間斷，是這類應用的難點問題。
我國是世界畜牧業生產大國，但在世界肉制食品出口市場所占份額卻很低，其重要的原因就是食品安全缺乏保障。造成肉制食品安全問題根本原因在于生產工業化的發展和市場范圍不斷擴大，肉制食品多要通過復雜的供應鏈才到達消費者手中;肉制食品在供應鏈中常會使原料改變性狀，而難由成品辨別原料品質;加之多層次的加工及流通環節，都對產品質量安全存在影響。由于目前國內應用RFID技術對肉制品供應鏈追蹤管理仍處于嘗試階段，多為某個或某幾個環節的應用，還難以實現對整個食品供應鏈全程追蹤、追溯，但可以先實現肉制品企業內部可追溯管理。
全過程都要管
傳統肉制食品安全管理，普遍采用終端產品檢驗方式，缺乏對供應鏈過程各環節的有效監控和管理，增加了食品的安全風險。為了從根本解決食品安全問題，許多發達國家通過法規訂立和系統建設方式，建立起各自的食品安全追溯管理制度和系統。食品安全追溯管理要求，對于食品在生產、加工和流通任何指定環節，具備相關信息追溯能力。具體對肉制食品來說，主要是實現飼養、屠宰、倉儲、運輸、加工、銷售等供應鏈各環節的有效監控、追蹤，實現可追溯管理。我國政府也從2004年開始以肉制品行業為試點，從源頭飼養環節開始著手，建立生鮮肉和肉類制品追溯管理制度，并嘗試建立相應的安全信息平臺及管理系統。
肉制品加工屬于離散與流程加工的混合，其中前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌屬于流程加工環節，后期的切片、包裝等屬于離散加工環節。離散環節的物料、半成品都有明確的單元或包裝，便于加貼RFID標簽直接追蹤;流程環節涉及原料的混合及性狀變化，不能對原料、半成品個體進行明確區分，因此無法用RFID標簽直接對物料個體進行追蹤，如何在流程環節上應用RFID技術，以保持生產數據實時采集和質量追蹤的不間斷，是實現這類應用的難點問題。
多種RFID 因地制宜
在肉制品加工過程中，應根據不同加工環節的特點選擇相應的RFID標簽和RFID讀寫器。UHF頻段電子標簽用于倉儲原料及成品追蹤;HF頻段電子標簽用于生產過程流程加工環節狀態標識和信息存儲，流程環節標簽可重復利用;固定式UHF頻段RFID讀寫器用于出入庫信息采集;手持式UHF頻段RFID讀寫器用于庫存管理信息采集、出廠信息寫入;固定式HF頻段RFID讀寫器用于生產過程流程加工環節狀態追蹤管理和信息采集。
在原材料出入庫、庫存管理、成品出廠等環節，應用空間范圍大、追蹤對象要求遠距離快速識別，可選擇UHF頻段ISO18000-6協議的RFID標簽，對應需要配裝UHF頻段RFID讀寫器，但不同場合的安裝位置、識別操作特點、識別距離遠近等決定讀寫器及天線具體選擇。
原材料出入庫環節只需要識別出入庫貨物，可在倉庫出入口安裝固定式UHF讀寫器，并選擇外置大功率極化天線，覆蓋出入口空間。
庫存盤點和成品出廠需由人員專門操作，可選擇手持式UHF讀寫器，配合相應的功能菜單進行識別和參數寫入等功能。該讀寫器采用內置極化天線，識別距離近、功耗低、支持電池供電。
在分割、腌制、攪拌、充灌、切片等中間加工環節，應用空間有限識別距離近，可選擇HF頻段ISO15693或ISO14443協議的RFID標簽，對應選擇HF頻段固定式RFID讀寫器。在各生產工藝環節對應位置安裝讀寫器，天線采用內置線圈型天線，符合小空間近距離識別需要，且避免相鄰讀寫器相互干擾。
在流程環節用RFID標簽對物料個體進行追蹤，我們采用如下方案：
從原料起就分成若干小批進行精細化管理，小批可按生產線單位時間投料能力劃分，每小批原料對應發一張批次卡（電子標簽），其唯一ID對應原料的批次ID。后續環節生產管理人員憑借批次卡，對該批原料進度狀態進行追蹤，對應采集各批次在不同環節的溫度、時間等加工參數信息，采集數據信息記錄在批次卡中，最終上傳給生產信息管理系統。
每批肉制品加工過程在不同工藝環節，需要采集并記錄相應狀態和加工參數信息，可以將每批原料對應批次卡（RFID標簽）存儲空間按工序劃分區域，每個區域對應存儲某一環節的加工信息，原料加工完畢后批次卡就存儲了整個流程全部加工信息，將該批次加工信息上傳生產信息管理平臺。對于一些需要保密的重要信息以及批次卡無法容納的大量信息，也可以和批次ID對應直接存儲在生產信息管理平臺的數據庫中。在成品出廠前，從生產信息管理平臺提取必要生產信息，寫入成品包裝所貼RFID標簽用于后序環節追溯。
攻克三大難題
●編碼問題
當今世界主流的RFID標簽編碼規范是歐美的EPC標準和日本的UID標準。具體來說，EPC編碼長度可以是64位、96位或256位，但都包含統一的四個域：版本號、管理域（對應生產廠家）、類別（商品種類）、序列號（標識單件物品）。UID編碼長度為128位，根據需要能夠擴展為256、384或512位;它由三個字段組成，依次為：編碼類別標識（用于兼容現有的編碼標準）;某種編碼標準的編碼內容（用于識別某類商品）;唯一標識（用于標識某類商品的具體個體）。
我國也在肉類食品供應鏈管理領域推出了一定RFID編碼標準，比如針對動物飼養環節電子標簽應用的GB/T20563-2006，另外即將推出肉與肉制品RFID追溯技術要求規范，但是在肉制品加工過程還沒有相關RFID編碼規范，目前可以參照相關國家、行業標準和企業內部編碼規范進行。
●信息安全問題
出于對關鍵生產參數信息的保密，生產過程每批物料加工的參數信息采集和訪問需要權限。具體來說，每道工序的管理人員僅可以在生產過程中對自身權限的參數進行采集或修改，生產過程結束后便失去修改權限僅可查看，對于他人權限的參數無法查看或修改。企業管理層具備最高權限可以查看生產過程全部數據;非管理人員僅可以查看管理系統采集參數和設定參數的對照結果是否合格，無法查看具體參數值。
RFID技術應用于肉制品加工過程，對工藝信息安全保障我們可以采取以下措施：
1） RFID標簽信息存儲和識別，采用完善的數據校驗機制和可靠的加密算法;
2） 通過RFID標簽標識的唯一性，與生產信息管理平臺的數據庫關聯，將加工工藝重要參數采用數據庫遠程存儲而不是在標簽內存儲方式;
3） 生產信息平臺的加工工藝相關信息，采集、修改和訪問嚴格按照設定權限操作，避免數據非法訪問和篡改。
●技術配套問題
肉制品加工環節利用RFID進行信息采集，必須有配套的信息傳輸手段，比如現場總線通信技術或無線傳感網絡技術，可針對現場環境特點選擇應用，以保證RFID采集的信息能夠及時準確上傳給信息管理系統。
用于肉制品加工過程需要多個不同類型的RFID讀寫器設備及標簽，必須有功能強大的RFID中間件支持，對這些設備進行功能管理、信息過濾、格式轉換，最終以統一的接口格式送給信息管理平臺處理。
信息管理平臺需要不斷接收底層生產環節大量的信息并及時進行處理，才能夠保證每批制品的生產狀態在線追蹤、生產信息記錄不丟失，所以信息管理平臺要滿足一定的實時性要求。
此外，RFID相關設備對肉制品加工過程的蒸汽、油脂等環境因素適應性也必須考慮，外殼需滿足較高IP等級要求。
本文提出了RFID肉制品加工過程信息化和可追溯管理的技術方案，結合業務需求設計了各環節上應用RFID的設備選型和部署要求，研究了應用實施中的關鍵問題。
RFID技術與精細化管理手段結合，可實現肉制品企業內部可追溯管理，向上游環節、下游環節延伸，進而實現飼養、屠宰、倉儲、運輸、加工、銷售等供應鏈各環節的有效監控、追蹤。
我國是世界畜牧業生產大國，但在世界肉制食品出口市場所占份額卻很低，其重要的原因就是食品安全缺乏保障。造成肉制食品安全問題根本原因在于生產工業化的發展和市場范圍不斷擴大，肉制食品多要通過復雜的供應鏈才到達消費者手中;肉制食品在供應鏈中常會使原料改變性狀，而難由成品辨別原料品質;加之多層次的加工及流通環節，都對產品質量安全存在影響。由于目前國內應用RFID技術對肉制品供應鏈追蹤管理仍處于嘗試階段，多為某個或某幾個環節的應用，還難以實現對整個食品供應鏈全程追蹤、追溯，但可以先實現肉制品企業內部可追溯管理。
全過程都要管
傳統肉制食品安全管理，普遍采用終端產品檢驗方式，缺乏對供應鏈過程各環節的有效監控和管理，增加了食品的安全風險。為了從根本解決食品安全問題，許多發達國家通過法規訂立和系統建設方式，建立起各自的食品安全追溯管理制度和系統。食品安全追溯管理要求，對于食品在生產、加工和流通任何指定環節，具備相關信息追溯能力。具體對肉制食品來說，主要是實現飼養、屠宰、倉儲、運輸、加工、銷售等供應鏈各環節的有效監控、追蹤，實現可追溯管理。我國政府也從2004年開始以肉制品行業為試點，從源頭飼養環節開始著手，建立生鮮肉和肉類制品追溯管理制度，并嘗試建立相應的安全信息平臺及管理系統。
肉制品加工屬于離散與流程加工的混合，其中前期的剔骨分割、腌制、攪拌、充灌屬于流程加工環節，后期的切片、包裝等屬于離散加工環節。離散環節的物料、半成品都有明確的單元或包裝，便于加貼RFID標簽直接追蹤;流程環節涉及原料的混合及性狀變化，不能對原料、半成品個體進行明確區分，因此無法用RFID標簽直接對物料個體進行追蹤，如何在流程環節上應用RFID技術，以保持生產數據實時采集和質量追蹤的不間斷，是實現這類應用的難點問題。
多種RFID 因地制宜
在肉制品加工過程中，應根據不同加工環節的特點選擇相應的RFID標簽和RFID讀寫器。UHF頻段電子標簽用于倉儲原料及成品追蹤;HF頻段電子標簽用于生產過程流程加工環節狀態標識和信息存儲，流程環節標簽可重復利用;固定式UHF頻段RFID讀寫器用于出入庫信息采集;手持式UHF頻段RFID讀寫器用于庫存管理信息采集、出廠信息寫入;固定式HF頻段RFID讀寫器用于生產過程流程加工環節狀態追蹤管理和信息采集。
在原材料出入庫、庫存管理、成品出廠等環節，應用空間范圍大、追蹤對象要求遠距離快速識別，可選擇UHF頻段ISO18000-6協議的RFID標簽，對應需要配裝UHF頻段RFID讀寫器，但不同場合的安裝位置、識別操作特點、識別距離遠近等決定讀寫器及天線具體選擇。
原材料出入庫環節只需要識別出入庫貨物，可在倉庫出入口安裝固定式UHF讀寫器，并選擇外置大功率極化天線，覆蓋出入口空間。
庫存盤點和成品出廠需由人員專門操作，可選擇手持式UHF讀寫器，配合相應的功能菜單進行識別和參數寫入等功能。該讀寫器采用內置極化天線，識別距離近、功耗低、支持電池供電。
在分割、腌制、攪拌、充灌、切片等中間加工環節，應用空間有限識別距離近，可選擇HF頻段ISO15693或ISO14443協議的RFID標簽，對應選擇HF頻段固定式RFID讀寫器。在各生產工藝環節對應位置安裝讀寫器，天線采用內置線圈型天線，符合小空間近距離識別需要，且避免相鄰讀寫器相互干擾。
在流程環節用RFID標簽對物料個體進行追蹤，我們采用如下方案：
從原料起就分成若干小批進行精細化管理，小批可按生產線單位時間投料能力劃分，每小批原料對應發一張批次卡（電子標簽），其唯一ID對應原料的批次ID。后續環節生產管理人員憑借批次卡，對該批原料進度狀態進行追蹤，對應采集各批次在不同環節的溫度、時間等加工參數信息，采集數據信息記錄在批次卡中，最終上傳給生產信息管理系統。
每批肉制品加工過程在不同工藝環節，需要采集并記錄相應狀態和加工參數信息，可以將每批原料對應批次卡（RFID標簽）存儲空間按工序劃分區域，每個區域對應存儲某一環節的加工信息，原料加工完畢后批次卡就存儲了整個流程全部加工信息，將該批次加工信息上傳生產信息管理平臺。對于一些需要保密的重要信息以及批次卡無法容納的大量信息，也可以和批次ID對應直接存儲在生產信息管理平臺的數據庫中。在成品出廠前，從生產信息管理平臺提取必要生產信息，寫入成品包裝所貼RFID標簽用于后序環節追溯。
攻克三大難題
●編碼問題
當今世界主流的RFID標簽編碼規范是歐美的EPC標準和日本的UID標準。具體來說，EPC編碼長度可以是64位、96位或256位，但都包含統一的四個域：版本號、管理域（對應生產廠家）、類別（商品種類）、序列號（標識單件物品）。UID編碼長度為128位，根據需要能夠擴展為256、384或512位;它由三個字段組成，依次為：編碼類別標識（用于兼容現有的編碼標準）;某種編碼標準的編碼內容（用于識別某類商品）;唯一標識（用于標識某類商品的具體個體）。
我國也在肉類食品供應鏈管理領域推出了一定RFID編碼標準，比如針對動物飼養環節電子標簽應用的GB/T20563-2006，另外即將推出肉與肉制品RFID追溯技術要求規范，但是在肉制品加工過程還沒有相關RFID編碼規范，目前可以參照相關國家、行業標準和企業內部編碼規范進行。
●信息安全問題
出于對關鍵生產參數信息的保密，生產過程每批物料加工的參數信息采集和訪問需要權限。具體來說，每道工序的管理人員僅可以在生產過程中對自身權限的參數進行采集或修改，生產過程結束后便失去修改權限僅可查看，對于他人權限的參數無法查看或修改。企業管理層具備最高權限可以查看生產過程全部數據;非管理人員僅可以查看管理系統采集參數和設定參數的對照結果是否合格，無法查看具體參數值。
RFID技術應用于肉制品加工過程，對工藝信息安全保障我們可以采取以下措施：
1） RFID標簽信息存儲和識別，采用完善的數據校驗機制和可靠的加密算法;
2） 通過RFID標簽標識的唯一性，與生產信息管理平臺的數據庫關聯，將加工工藝重要參數采用數據庫遠程存儲而不是在標簽內存儲方式;
3） 生產信息平臺的加工工藝相關信息，采集、修改和訪問嚴格按照設定權限操作，避免數據非法訪問和篡改。
●技術配套問題
肉制品加工環節利用RFID進行信息采集，必須有配套的信息傳輸手段，比如現場總線通信技術或無線傳感網絡技術，可針對現場環境特點選擇應用，以保證RFID采集的信息能夠及時準確上傳給信息管理系統。
用于肉制品加工過程需要多個不同類型的RFID讀寫器設備及標簽，必須有功能強大的RFID中間件支持，對這些設備進行功能管理、信息過濾、格式轉換，最終以統一的接口格式送給信息管理平臺處理。
信息管理平臺需要不斷接收底層生產環節大量的信息并及時進行處理，才能夠保證每批制品的生產狀態在線追蹤、生產信息記錄不丟失，所以信息管理平臺要滿足一定的實時性要求。
此外，RFID相關設備對肉制品加工過程的蒸汽、油脂等環境因素適應性也必須考慮，外殼需滿足較高IP等級要求。
本文提出了RFID肉制品加工過程信息化和可追溯管理的技術方案，結合業務需求設計了各環節上應用RFID的設備選型和部署要求，研究了應用實施中的關鍵問題。
RFID技術與精細化管理手段結合，可實現肉制品企業內部可追溯管理，向上游環節、下游環節延伸，進而實現飼養、屠宰、倉儲、運輸、加工、銷售等供應鏈各環節的有效監控、追蹤。