建立追溯系统 加强产品质量安全管理
编者按：关注产品质量与食品安全的“质量和安全年”活动正在全国各地如火如荼的开展，得到了社会各界的大力支持。不仅仅是国家质检总局各级政府和各个单位加大了产品质检的力度，生产企业自身也开始运用科技提高生产水平。为了帮助生产、加工类企业在提高效率的同时保证产品质量，自动识别行业内的企业纷纷献计献策，将“质量和安全年”活动推向一个又一个高潮。本刊自本期开始选登自动识别企业在“产品质量和食品安全”方面的解决方案，以期让更多的企业了解自动识别技术、采用自动识别技术。
基于GS1的自动识别技术在上海世博会猪肉屠宰中的应用
2010年，上海将举办世博会，这是上海近年来重大的盛会，也是全球的盛会。届时，将有来自世界各地的近7000万人汇聚上海。因此，世博会期间的食品安全问题，显的尤其重要。为了能更好地保障上海世博会期间肉制品质量安全问题，上海市相关主管部门联合上海市几家优秀的自动识别企业共同开发出一套“放心肉追溯体系”来保证上海世博会的猪肉质量安全。SCG•上海先达作为较早涉足自动识别领域的企业也参与了“放心肉追溯体系”的构架，并主要负责整个环节中的猪肉屠宰加工部分的工作。SCG•上海先达凭借其在自动识别技术领域16年的经验，推出了集条码、RFID、移动计算机终端、无线网络、标签打印等技术为一体的“AIDC猪肉屠宰解决方案”，为上海世博会食品安全保驾护航。
建立追溯体系意义重大
近年来，食品安全逐渐成为人们关注的焦点。一系列食品安全问题已经引起了全世界的广泛关注，各个国家和地区都开始要求对食品进行跟踪和追溯管理。
所谓追溯管理，是对动物或畜群进行标识，通过对饲养、屠宰、加工、运输到零售多个环节进行数据采集、自动识别，并利用计算机技术对所采集的各种信息进行登记管理，因而可以在发生疫情或出现食品安全事故时迅速做出反应及时溯源、召回产品。完整的追溯管理包括对饲养、防疫、屠宰、加工、配送、批发、零售全过程实现可追溯和可控的管理。由于整条追溯系统工作量庞大，所以在多个企业分工合作的情况下，很容易出现各个环节衔接不紧密的问题。同时，由于肉类食品进出口的需要，为了最大限度发挥溯源以及安全监管机制的作用，各个企业在合作的过程中，要以制定统一或兼容的编码规范为核心，建立覆盖面较广的网络信息与数据平台为基础，构建起一套行之有效的追溯管理系统。GS1国际通用的食品追溯编码体系成为上海世博会猪肉追溯编码体系的最佳选择。系统拓扑图参见图1。
图1：系统拓扑图
SCG•上海先达在整个追溯系统中负责猪肉屠宰、加工环节的工作，在生猪进入屠宰厂时能够查询任意一批生猪在屠宰场的整个饲养状况，并且将屠宰环节的猪肉检疫和瘦肉精检测信息通过数据库、网络、分布式计算等设备与配送、销售等环节进行衔接，实现信息的采集、融合、查询、监控，为每一环节提供针对食品安全性、食品成分来源的数据，在“从农场到餐桌”的肉类食品安全机制管理系统中承上启下意义重大。
SCG•上海先达总结欧美发达国家的先进技术和经验，针对国内的实际情况，提出食品安全追溯应结合使用RFID和条码两种自动识别技术作为信息载体，同时结合移动计算机、GPRS、无线网络、标签打印等技术，对屠宰—加工全程实现监测和管理。RFID与条码分别应用于屠宰—加工环节示意图参见图2。
RFID技术作为一种非接触式的自动识别技术，可以在非人工干预的情况下，通过射频信号自动识别目标对象，并获取相关数据，具有抗污损能力强、防伪性好、可自动读取、批量读取，闭环重复使用，以及使用寿命长等优点。而条码技术相对RFID技术而言，成本低廉，适合应用时间短、成本要求不高，一次性使用的场合使用。
考虑到成本因素和识别设备安装原因，现阶段还不可能在流通全程使用RFID技术，但条码的不完美之处又必须要由RFID技术给与补充。所以，实际的做法就是将RFID与条形码相结合应用。举例来说，生猪在饲养阶段可采用基于ISO 11784/5标准的RFID耳标和农业部的二维码；屠宰与加工阶段也可采用ISO 15784标准RFID的挂钩标签；仓储运输环节则可以以同批次商品的最大包装为单位加贴RFID电子标签；零售环节则采用条形码不干胶打印标签。
同时，在设计上还要兼容国际GS1规范的数据编码规则，结合采用移动计算机、网络以及数据库技术，采用最具性价比的硬件产品，就可以很好的解决各个环节联系不紧密的问题。这些因素在管理系统的实施、维护中将起到极为重要的作用。
图2：与肉食品屠宰加工各环节相对应的自动识别技术
统一规范的编码体系 因为考虑到了在各个环节、不同识别技术和不同标签之间的信息转换和衔接。尤其是可能涉及到进出口产品信息交互的问题，因此，在设计上是完全兼容国际GS1标准编码规范。参见图3。
图3：国际GS1标准编码规范
通过编码信息的建立，可以实现流通领域内，实际肉类产品分割前，基本胴体信息的确立，为后续流通领域内，在上海地区，为超市，定点供应群体，现代化农贸市场，肉类原料的食品工厂等供应点，建立起完备的可溯信息体，即胴体标签唯一追溯码。
结合国内饮食习惯，对于内脏等信息，可以和胴体信息实现关联，成为分割体的一部分。在胴体标签内，包含了商品，批次，日期，胴体流水号，重量的信息，可实现流通信息的跟踪的基本数据源。
这里胴体标签上的溯源信息，成为一个重要的信息衔接点，这里实现了农场到批发户到屠宰场的重要衔接点；他搭建了农业生产到商业流程两个重要环节的信息桥梁。
制定统计规范的编码体系，可以帮助政府部门对生产到流通的可靠管理；同时，也便于对于信息的追查以及针对农场、批发户的管理。
基于GS1的上海猪肉编码系统制定遵循三大规范：
1、惟一性
追溯系统是对每头牲畜、每份食品均可实现溯源，属于单品级管理。因此，必须保证不同环节所采用的编码是惟一的。本系统采用多级赋码管理机制，不仅可以在不同环节之间进行编码转换，而且可以确保其惟一特性。
2、保密性 编码内容应不包含具体的产品信息，一方面可以提高识别时读取的效率和准确性，另一方面，其所管理和记录的内容是企业以及政府相关部门的重要信息，因此必须考虑信息的保密性。
3、可靠性 编码的生成和读取，应相对简单实用，既要考虑长度、读取率，还要考虑可纠错性，避免误读、读错。实施过程
完整“放心肉溯源体系”实施环节主要包括养殖场信息采集管理系统、屠宰厂信息追踪管理系统、肉类加工信息追踪管理系统、超市生鲜分割信息管理系统及公共查询服务系统。SCG•上海先达负责搭建其中的“屠宰厂信息追踪管理系统”与“肉类加工信息追踪管理系统”。
屠宰厂信息追踪管理系统 屠宰是肉类生产的重要环节，该系统的重要功能是维护整个追溯系统信息链的完整，使屠宰厂生产出库的肉类信息能够与养殖场动物个体信息保持正确的关联。保证生猪信息与其肉类信息的正确对应是本系统成功的关键。
牲畜被运达屠宰厂后屠宰厂信息追踪管理系统将通过识读每个牲畜个体的电子耳标来确认牲畜个体，并记录相关的信息。在屠宰过程中，屠宰厂信息追踪管理系统通过识读电子耳标来记录动物个体的屠宰信息。生猪送到屠宰场后，会经过电击屠宰（有些地方采用二氧化碳屠宰），去毛，开膛等过程。每头猪都是挂在吊钩上进行流转，将RFID标签与吊钩结合，并在屠宰生产线上部署RFID电子标签和配套的读写设备，就可以对流转的每头猪进行自动化的识别和信息采集，使屠宰厂信息追踪管理系统在牲畜个体耳标脱落后，仍能维护整个追溯信息链的完整性。参见图4。
图4：生猪挂在粘有RFID的吊钩上进行操作
同时，屠宰厂信息追踪管理系统还会监控整个生产过程中肉类产品的安全性，为确保食品安全，政府职能人员会对屠宰中的生猪进行抽检，以检查是否有诸如瘦肉精物质的存在。因此，被抽检的生猪上会挂上一条胴体标签，标签上打印有条码信息。参见图5。工作人员采用手持移动终端，对采集的生猪扫描胴体标签，再扫描试管标签，从而建立信息对应库。检查检疫完成后，这些信息会导入数据库，并且可以在检查出问题猪后，通过移动终端快速的找到它。参见图6。
图5：胴体标签
图6：安全检疫与移动终端
对于检验检疫不合格的肉类产品，屠宰厂信息追踪管理系统可识别其对应的RFID电子标签，并发出警告信息，使有问题的肉类产品在进入流通环节之前被及时发现，避免重大食品安全事故的发生。屠宰完毕后，对于每个肉类产品，屠宰厂信息追踪管理系统会利用胴体标签和电子标签来对其进行惟一标识，并且这一标识与牲畜屠宰前的个体标识—RFID电子耳标严格对应，并通过读写设备采集出厂的肉类产品信息，将此信息传递到下一个追溯环节。
肉类加工信息追踪管理系统
加工生产是食品生产的第三个环节，在肉类食品进入超市之前确保生产的食品信息与之前饲养、屠宰信息的衔接十分重要。因此肉类加工信息追踪管理是肉类食品进入超市之前的重要环节。肉类被运达加工厂后，肉类加工信息追踪管理系统将通过识读单位肉类产品上的条码标签，记录并追溯相关的信息。在加工过程中，肉类加工信息追踪管理系统还将生成进入流通领域的条码标签，该条码标签记录的信息与之前几个环节所储存的信息一起成为溯源信息，并将这些溯源信息传到下一环节。数据传递过程参见图7。
图7：数据传递过程图
经验与难点
1、屠宰环境差，劳动强度大 方案和设备选型应考虑一定的防护等级，并且具备较好的可操作性和稳定性。 2、系统涉及面广 考虑到系统规模，系统应考虑一定的经济性。
3、GS1溯源体系的实施一定结合上海市的实际 溯源体系，尤其是编码制定部分，应充分考虑上海国际都市的地位和作用，要考虑进出口会涉及的接口问题。
4、方案的实施一定兼顾政府监管和企业的利益 任何系统的应用，都必须预先分析实施后的收益，于国、于企、于民皆要有利。
社会效益和意义
目前国内对食品安全追溯的探索经历了一段时间，在推广实施过程中边发现问题边积累经验。
总体上看，食品追溯工作的难点表现在社会信用环境差、食品行业产业化水平不高、食品企业差异性大、食品流通组织化程度低。在系统实施时，由于现场环境以及管理水平的不同，对牲畜标签的使用产生影响。同时企业环境、工人素质、管理制度等，也都是影响溯源系统运行的不利因素。
由于国情不同，食品溯源推广所面对的困难也显示出差异性。以欧洲食品溯源成功推广的例子来看，其得益于农产品企业的大规模化、屠宰企业有符合可追溯性体系要求的屠宰工艺、生产信息系统以及溯源主体信息的建立，配合RFID和条码的广泛应用，实现追溯到产品的生产班组、时间、流程，这些必备的生产条件。对国内现状来说，只有较少的一部分企业才有条件来实施，大部分企业的生产规模不大，这拖延了溯源体系普及推广建设和实施。
就肉制品行业来说，现阶段，我国屠宰加工产业集中度有所提高，但手工作坊式屠宰企业仍近八成，亟待加快屠宰企生技术改造，提升屠宰加工业整体技术和装备水平。因此，建立生猪定点屠宰企业监管和淘汰机制，加大对肉品质量有保证的屠宰企业技术改造扶持力度，建立屠宰环节的溯源管理，是提高肉品质量安全水平的重要措施。
对于企业来说，溯源体系并不是为了监管企业，而是帮助企业建立品牌形象，提升社会效应和经济效益。全程化的追踪管理，既加强了企业质量管理减少了纠错成本，并且方便企业收集商品情报了解消费趋势，提高快速响应能力。同时可以减少人力，提高库存管理工作效率降低物流作业成本。
而从消费者的角度看，放心肉溯源体系的建立，展现了政府对人民身心健康、食品安全重视的体现，使得消费者的食品安全能够得到保障，生活质量进一步提高。
继2008年奥运后，2010年上海世博会又将是一次全球盛会。为了迎接此次盛会，上海已经建立起大规模的定点屠宰场、标准化菜场、发达的超市冷鲜食品供应链以及区一级的食品监管队伍。为上海肉类食品安全溯源体系建立奠定了较为成熟的基础。
（SCG•上海先达 方案中心供稿）
随着产品品种越来越多、生产周期越来越短，企业面临的管理问题日益突出。日趋激烈的市场竞争以及越来越苛刻的法律法规，对制造装配业的产品质量提出了更高的要求。而实现产品全过程质量追溯，是提高产品质量和客户满意度的重要环节。比邻公司R2E质量追溯系统为深圳汇川成功地打造了基于物流、制造、质量的全过程可视化产品追溯链，有力的提升了企业的质量管理水平，为汇川的国际化品牌建设夯定了坚实的质量基础。
打造可视追溯链 深圳汇川质量管理如虎添翼文/俞雷
深圳市汇川技术有限公司(以下简称汇川)是一家专业从事工业自动化控制产品的研究开发、生产和销售的高科技公司。公司自主研发变频器、伺服/电机、PLC、一体化控制器等产品，广泛应用于电梯、机床、金属制品、线缆、印包、电源、冶金、石油、化工、造纸、起重、塑料、纺织等领域，并且在深圳、苏州、沈阳成立了汇川控制、苏州默纳克、沈阳汇川三家分公司，分别专注于工业控制产品、电梯驱动与控制产品、起重机驱动与控制产品的研发与推广。目前深圳汇川已经成为中国工控领域市场的主要供应商之一。 随着公司规模的不断扩大，公司业务也急剧增长。面对激烈的市场，尤其是海外市场，对工厂管理要求日趋严格，首先摆在汇川面前的是对作业现场的管控不透明、不及时。由于产品品种越来越多，混线生产造成了现场作业难度的不断增大、物流管理方面的诸如产品跟踪要求、批次控制要求变得日益迫切，对产品在生命周期中的信息追溯要求也越来越高。汇川公司非常注重信息化在企业管理中的应用，在成立初就搭建了ERP信息化管理平台，但是传统的工厂作业现状已经无法满足汇川精细化管理的要求。如何将管理延伸到作业现场，全面提升企业的QCD(质量、成本、交货)能力，是汇川公司当下关注的焦点。
问题出现
物料管理需求 随着业务的不断扩展，原材料、产成品、包装物及在制品的品种和数量也越来越多，这给企业的物流管理带来了新的挑战。手工记录和统计的工作量大，信息反馈滞后，重复记录的情况时有发生，出入库的效率不高，难以实现先进先出的管理需求，而且难以跟踪物料的来源和去向，容易误发和错发货物。
制造过程需求 不同产品生产工艺要求不同，混线生产时对产线人员的要求比较高。由于生产装配现场存在着大量的操作工作，容易出现错装、漏装，不按工艺次序装配的错误操作。生产现场情况信息反馈滞后，导致管理人员很难及时准确地掌握生产进度及平衡调度生产。例如：生产任务当前执行到什么程度？多少完工？多少在生产线上？合格率是多少？由于缺乏实时的生产过程监控，影响了历史生产数据的收集。在需要追溯的时候，很难提供生产过程的历史工艺参数、历史加工和装配档案。
质量控制需求 市场返修以及检验过程中发现的问题，难以实现问题的快速定位及查找原因，无法了解当时的生产工艺参数、加工制造情况。物料某一批出现问题，问题物料分布比较广，可能涵盖物料仓库、生产线、车间在制品、成品仓库、甚至有可能已经到了经销商和客户手中，难以追溯问题覆盖的范围进行责任认定，召回工作难度很大。质量检验时，不同的货物检验标准不同，容易发生出错，漏检的情况，日常的质量检验业务使用纸张进行记录，难以及时有效的进行质量分析。例如：供应商所供货物合格率、一次通过率、直通率等问题的统计。
决策分析需求 传统的数据采集方式工作量大，数据采集及时性和准确性很差。制造、物流、质量作业现场的报表统计工作存在很大的难度，影响管理层的分析效率和决策的准确性。由于缺乏基于产品生产流通全过程的追溯信息和实时监控，造成了产品质量管控的效率低下，出现质量问题后无法快速准确的进行范围确定和责任界定、造成返工工作量大，生产成本增加，造成决策的缓慢甚至决策失误。同时由于缺乏对供应商物料的有效跟踪，供应商的考核评估体系无法建立。
运用科技解决难题 创建世界一流的品牌，需要有一流的产品质量。环境与安全法规(例如RoHS、WEEE等)要求制造企业自我申报是否符合法律要求，并在需要时能具备追溯能力。法规的实施对制造成本、制造过程提出了严峻挑战。
系统实现功能 在此背景下，汇川提出了车间质量管理的信息化需求，希望通过MES项目的应用，建立一个准确、全面、及时的现场信息管理平台，实现产品的全过程追溯要求，进一步提升制造、物流、质量管理的水平。经过慎重的项目选型，汇川选择了南京比邻软件有限公司作为合作伙伴。比邻的R2E产品立足于作业现场，提供生产、物流、质量现场的一体化整体解决方案，将为汇川构建实时可视的作业现场管理平台，对工艺流程进行防错控制，建立从供应商来料到产品生产发货及市场返修全过程的质量追溯链，实现产品的全程追溯要求，从而全面实现工厂管理的信息化。参见图1。
图1：全过程的可视追溯链
1、数字化标识 针对汇川生产制造的特点，结合考虑自动识别技术的成熟度、识读设备和识读载体的成本、识读的速度和可靠性以及对操作人员的要求等因素，条码技术成为项目应用的重点。 通过对仓库、库位、货位的条码标签标识工作，实现了对货物存放区的数字化管理；针对不同类型的货物，提供了全面的物料标识方案，实现对原材料、辅料、产品以及包装材料的数字化管理；同时针对生产订单、作业计划、任务单等单据进行了条码标识；对作业人员、作业设备、测试设备、操作工位、PCBA（PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制作过程）板位号等实现数字化条码标识；对诸如故障码、故障原因等进行了条码标识。通过工厂内部全面的数字化条码标识，实现现场数据实时、准确、海量收集，为全面的质量追溯管理和现场作业状态的监控打下了坚实的基础。
2、物流过程 供应商按批次送货，并且记录批次和采购订单的对应关系，货物必须统一按照汇川的要求打印并粘贴条码标签，供应商可以选择自行打印粘贴，或者由汇川在收货时统一进行打印粘贴。条码标签详细的记录物料编码、名称规格、供应商、批次、生产日期等信息。货物入库时，仓库人员建立货物和库位的对应关系。通过无线实时采集技术，实现准确高效的收集现场数据，仓库人员的作业指令和任务单通过电子化派单的方式由MES进行分派，利用无线技术将任务实时发布到掌上终端，确保任务的实时执行。 针对不同的产品类型，用户自行配置包装要求，建议完整的包装档案。严格控制发货流程，结合条码识别技术，提高发货的速度。结合防错处理，准确把握发货的正确性，保证发出正确的货物，发往正确的客户。
3、制造过程 制造过程对于产品质量的影响最大，需要采集的数据量也最多，能否高效、准确地采集制造过程中的数据决定了整个质量追溯能否有一个坚实的基础。MES根据ERP的生产任务，生成车间生产线的作业计划，指导生产作业。结合工艺路线的要求和产品生产过程的实际情况，在生产线上部署多个数据采集点，实现工序级的实时数据采集。每个在制品都有一个惟一的通过条码标签识别的SN号，在制品每进行一个工位，由产线人员扫描SN号标签，收集生产信息，MES系统自动建立每个在制品的详细生产信息档案。详细记录作业计划的开始时间、流转工序、加工时间、操作人员、装配档案、检验工序、检验人员和时间、检验参数、检验结果、下线时间等。在PCB板（印制电路板）的装配环节中，能够详细的记录到原材料和PCB板上位号的关系。
不同的产品定义相应的生产工艺路线，不同的返工类型定义对应的返工路线，返工信息同样纳入到追溯的范围中。工位人员接收在制品开始作业时，MES系统根据在制品的工艺状态、工艺路线校验工序的合法性，提示作业人员并进行相应的控制。作业完成后，提示工位人员在制品的去向。不同产品型号的装配过程会结合生产任务的BOM（物料清单）和装配工艺要求，应用防错机制，做到先提示作业人员作业指导内容，再进行作业的正确性校验。
4、质量管理 在生产线上和制造过程同样重要的就是质量检验工作。一件产品在生产过程中往往要经过多次检验，分别检测不同的质量特性。每一次检验都建立了完整的质量档案，包括经历了哪些检验环节、该环节的检验标准是什么、是由谁于何时检验的哪一个产品、哪一个批次的产品、检验结果如何等。质量管理涵盖了对原辅料、包装物、在制品、产成品的检验内容，包括进料检验IQC、制程检验IPQC、出厂检验OQC等多个检验环节。当产品生产出现不良时，标识在制品SN号的不良状态，后续的流转过程中会及时校验在制品的质量状态，并且提示并自动流转到相应的处理流程中。对生产过程中出现的故障进行实际记录，实时和预定的各种故障、生产任务的正常波动量进行比较分析，如果出现异常则及时进行报警，提醒相关人员进行分析处理，比较严重的问题可以考虑生产线的停线。
5、管理决策 通过质检、维修、返修和顾客意见反馈等渠道发现某个序列号的产品有问题时，可以利用此前积累的数据来追查问题的根源。最终问题将被定位到一个零部件或一道工序上，然后根据序列号列出问题产品的所有历史数据就可以找到问题的源头。另外，在确定原因之后，也可以反向查询，找出其他可能也有问题的产品，以及这些产品的位置，在生产线上，还是在仓库里，如果已经出库，还可以根据问题的严重程度决定是否需要召回。
在打造可视追溯链的同时，来自作业现场的实时、准确的数据信息为决策者提供了可靠及时的决策依据，确保了各项指导意见的具体落实，优化了生产过程。对实施数据的收集和监控，可以第一时间获得真实的现场信息，实现了生产过程的透明化，实现了对生产过程的全面跟踪，了解每个订单、每个计划的具体状态，分析每个工位、每台设备、每个操作员的工作效率，从而找出阻碍效率提高的瓶颈。参见图2。
图2：追溯链涵盖的追溯信息
效果显著 深圳汇川是典型的制造装配型生产模式，比邻公司变频器行业的解决方案在该项目上的吻合度高达95%以上，这也是汇川项目得以成功实施的有力保障。
R2E在深圳汇川的成功的部署和实施，帮助汇川实现了数字化工厂的建设目标，将数字化延伸到各个业务单元，实现了生产、物流、质量的精细化、透明化、自动化、实时化、数据化、一体化的管理；有利于企业的扁平化管理，提高制造执行过程的透明化和快速反应能力，管理人员更加及时、准确了解到现场生产情况和质量情况；可视化生产，全过程追溯管理，方便任意视角和环节的前追后溯，故障定位准确及时，责任界定明确，精确追溯到位，提高了客户满意度。
（作者单位：南京比邻软件有限公司）
