我国食品安全追溯系统推广应用难点及对策研究

秦雨露, 孙晓红, 陶光灿,2*

(1.贵州医科大学公共卫生学院, 贵阳 550025; 2.贵州省分析测试研究院, 贵阳 550014)

我国政府重视推广应用食品安全追溯系统，2019年农业农村部制定了《关于农产品质量安全追溯与农业农村重大创建认定、农产品优质品牌推选、农产品认证、农业展会等工作挂钩的意见》[1]，要求已获得食品生产认证标识的企业都必须实施追溯，这是政府推广追溯系统的一项重大举措。农产品质量安全追溯管理方式以电子追溯、标签说明、合格证明等为主，国内外重视促进食品安全追溯系统的应用，包括记录管理、查询管理、标识管理等[2]。食品安全追溯系统在国外发达国家建设早，多数建成了适合本国发展的追溯模式，包括欧盟的官方监控型、美国的企业自愿政府强制型和日本的政府统筹型为代表的追溯体系建设模式等[3]。近年来，中国正在探索建设追溯体系的模式，建立由政府和企业主导的追溯体系。但是，推广应用食品安全追溯系统存在一些难题，尚未完全挖掘追溯系统的内在价值，包括“强管控”“增效益”“防风险”“树品牌”等；追溯信息查询的平台多是孤立、分散的数据库[4]；企业前期投入较高的软硬件成本和额外的人力成本问题；亟需解决信息安全问题等。

目前，我国推广追溯系统面临的难点和痛点是引导企业积极主动的应用追溯系统，政府重点关注追溯系统的推广应用是保障人民生命安全的重要举措。本文旨在分析影响追溯系统推广应用的难题，比较食品追溯系统的理论用途与实际应用，分析追溯系统的成本问题和信息安全问题，制定包括深入开发与挖掘追溯系统的潜在价值、降低追溯系统的成本，保障食品安全追溯系统的信息安全的解决对策，从而提高使用追溯系统的利用率，降低政府、企业开发部署食品安全追溯系统的成本，提高食品安全追溯系统推广应用的范围。

1 我国食品安全追溯系统应用情况

近十年来，我国政府出台各类食品安全追溯政策指导系统的建设与应用。2006年，我国颁布《农产品质量安全法》，成为实施食品安全追溯的开端[5]；2016年，国务院办公厅《关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》要求推进企业建立食品追溯体系[6]；2019年，农业农村部《关于农产品质量安全追溯与农业农村重大创建认定、农产品优质品牌推选、农产品认证、农业展会等工作挂钩的意见》强制要求，具有国家认定标识的食品企业必须实施追溯[1]。尽管政府纷纷出台相关政策要求食品追溯，但应用追溯系统与理论研究的热潮相比还有很大差距。

我国食品安全追溯主要以政府和企业为主导建设(表1)。管理部门涉及到工业和信息部、农业农村部、食品安全委员会办公室等政府部门或相关事业单位，追溯的种类逐渐覆盖了果蔬、畜禽及深加工产品，追溯的链条长短不一，尚未形成统一的标准，追溯的技术涉及到Web技术、移动互联网技术和二维码技术等；政府仅有两个追溯系统平台涉及信息安全模块，企业有三个追溯系统平台涉及信息安全模块，很少关注数据安全和商业信息保密的问题。尽管追溯系统已有政府支持和学者们深入研究，实际应用系统时尚未考虑开发与企业实际情况相匹配的功能，极少保障企业上传相关生产资料、数据信息的安全和隐私的问题。巫琦玲等[7]对政府和企业主导的追溯系统进行调查发现，追溯系统多且不兼容，实际应用追溯平台的企业不多，政府为主导建设的追溯系统入驻企业仅有20家左右，企业入驻情况少于政府期望。企业主导的追溯系统存在追溯环节不全面，上海市企业建成的“追溯云”按照供应链的部分环节实施追溯，并未达到全程追溯的要求。归纳起来，我国已建成的食品安全追溯系统存在的问题有：系统应用价值低、追溯系统成本高、管理部门不统一、技术参差不齐、信息不能很好地共享、信息安全保障少等。

表1 政府与企业主导的追溯系统[6]Table 1 Traceability system dominated by the government and enterprises[6]

2 食品安全追溯系统的应用及存在问题

2.1 政府、企业和消费者对追溯系统的应用

食品安全追溯相关利益主体主要包括政府、企业以及消费者，追溯系统的基础用途是追溯功能(表2)。

表2 食品安全追溯系统的理论用途及实际应用Table 2 Theoretical and practical application of food safety traceability system

2.1.1政府 作为食品追溯系统的引导者，政府主动颁布政策方针，明确建设应用追溯系统的目标是为了制止造假、售假的行为，保障食品市场秩序，增强政府公信力。政府应用食品安全追溯系统能详细、准确地记载食品供应链各关键环节的全部信息；出现食品安全事故时能明确责任人、准确召回问题产品[8]；可预测危害的原因与风险程度，规避可能带来的不良后果，及时发布食品安全预警信息、抽检信息等，正确引导企业生产并且收集消费者建议，保障食品的质量安全[9]。通过对食品供应链全程监管，降低监管成本，避免多段式监管带来的弊端[10]。利用追溯数据制定打造地域品牌方案，保持地域内特色产品在市场的持久竞争力，让地域品牌在消费者心中扎根[11]。政府实际应用仅有食品安全监管和部分保障系统信息安全，需结合监管部门实际情况提取追溯数据，降低单个数据采集成本。

2.1.2企业 追溯系统记录农产品出厂后的所有物流信息，下游企业可根据上游信息分析调整生产量和批次，合理分配资源,指导生产并且降低库存，提高企业经济效益[12]。企业采集关键环节控制的流动信息，掌握产品的流向，监控制约流动窜货的行为[13]。通过上传数据至追溯系统，增强企业自我管理意识，有利于生产规范化和企业构建品牌信誉。企业追溯应用反馈机制，对生产链、市场、企业对消费者以及企业对供应链上游的反馈[11]，精确地完善和改进企业生产要求。通过共享食品安全追溯的数据，为食品生产经营者交流种植经验、病虫害治理信息等提供便利[12]。此外，企业应用追溯系统采集的数据实施预警分析，发生食品安全事故时，及时获取食品安全信息，减少舆论导向对企业的影响，明确制定预防和解决问题的方案，减少对企业的不良影响。企业实际应用仅有防窜货和部分保障信息安全，追溯系统的应用要关注企业需求，重视将企业需求转化为应用动力，多方面利用追溯数据。

2.1.3消费者 消费者是食品安全追溯系统的获益者，建设应用追溯系统旨在保障消费者生命安全和维护社会安定。食品安全追溯系统向消费者传递“真、优、美”的理念。“真”指的是产品的防伪保真，主要分为线下交易和线上交易两种场景保障产品的真实性[14]。消费者扫码查询所需的食品追溯的全程信息，可提升购买体验。“优”指的是营养安全。国民重视营养与健康，消费者在解决食品安全问题方面愿意花钱来保障自己餐桌上的食物是安全的[15]。“美”的表达内容很多，包括环境美、文化美、民俗美等[16]。建设食品安全追溯需要注入美的内涵，例如，环境美方面，全国各地不同地区各自得天独厚的地理环境生产出不同的特色食品，贵州省仁怀市独特的气候特征适合微生物繁殖，使用稳定的特殊野生微生物菌群发酵的酱香型茅台酒享誉中外[17]。消费者实际应用追溯系统未查询到相关内容，需要增加与理论用途相匹配的应用实践。

2.2 食品安全追溯系统应用存在的问题

食品安全追溯系统存在理论用途与实际应用不统一的问题。理论用途上借助追溯系统获取数据的用途广泛(表2)。实际应用上，政府和企业推进建设追溯系统，少部分企业入驻追溯系统(表1)，政府主要应用在食品安全监管方面，企业主要应用在防窜货方面，但政府和企业未将已获取的追溯数据多效利用，未见消费者实际应用追溯系统的建设。需增加追溯系统附加值，均摊实际应用追溯系统的成本，降低政府的监管成本和企业应用追溯系统的边际成本，增加消费者切实的系统应用体验，完善追溯系统中信息模块的建设，提高政府监管效率和吸引企业应用追溯系统。

3 我国食品安全追溯系统推广应用的难题

3.1 食品安全追溯系统成本问题

我国农产品生产以农户个体为主，食品生产加工企业大多是中小企业[18]。食品企业应用追溯系统需要考虑追溯系统的附加成本问题。对广西企业生产经营状况与实施追溯意愿调查发现，生产经营规模与实施追溯体系意愿成正相关关系[19]。大型企业有足够的经济实力自建追溯系统，例如，蒙牛乳业食品质量追溯防窜货管理系统、茅台防伪追溯系统。大型企业购买数量庞大追溯软硬件可以均摊到企业的目标价格，私营企业甚至是小微企业难以实现。食品加工方面的私营企业，尤其是小微企业，承担追溯系统相关费用的压力较大。企业生产不同价值的食品可承受追溯软硬件成本的能力不一样。不同企业规模、产品类别所产生的追溯系统边际成本不同，食品企业实施追溯需要根据不同类型食品考虑所需投入的成本。如何结合企业的规模、产品的价值、风险的大小等特点，降低追溯系统的成本，是追溯系统广泛使用的关键。

3.1.1时空追溯的成本分析 企业应用时空追溯系统耗费成本体现在多个方面(图1)，包括硬件成本、软件成本、运营成本和人力成本[20]。近十年来，已有研究者对肉类、乳制品、禽畜、白酒等追溯系统的成本进行分析研究。李清光等[21]对猪肉追溯系统研究发现，该系统的主要成本在软件方面和终端销售方面，软件成本的支出影响半机械化和手工屠宰企业的应用追溯系统的积极性；许士东等[22]对农产品追溯系统的研究表明，实施追溯系统企业需要前期软硬件成本及额外的人力成本，制约了农产品生产加工初级阶段的企业实施追溯系统的发展；秦香苗[23]对山西农产品追溯系统的研究发现，由于追溯系统成本高，一旦缺少政府提供的支持，部分企业应用追溯系统会敷衍塞责、应付了事。

图1 食品安全时空追溯系统的成本分析Fig.1 Cost analysis of food safety time-space traceability system

3.1.2三类食品溯源供应链成本分析 我国食品供应链追溯主要集中在RFID等技术研究及数据的采集和分析[15]。以供应链全程追溯，选择追溯链条长短不一、比较有代表性的酒类、乳制品和肉制品为例，采用RFID技术追溯进行成本分析(表3)，主要投入的成本是生产加工、包装、流通和餐饮阶段，肉制品和乳制品流通阶段冷链运输增加了追溯的成本。

以单条生产追溯线的基本成本估算RFID技术应用于酒类追溯系统的成本，根据酒类市场的单条生产线和基本配置，假设全年平均产能72 000瓶酒，运营维护成本是固定软硬件10%，每年3人的工资及培训[24]。2016—2018年,白酒均价约250元·瓶-1[25]，白酒企业销售总额约180万元，生产线RFID系统约7.634万元，仓储线系统约6.704万元，终端查询系统约4.64万元，系统运营约41.8万元，每年投入追溯的成本合计约60.778万元[24]。

与酒类追溯假设条件相同，乳制品企业的成本主要构成有标识成本、采集成本、录入成本、查询成本等，乳制品的标识成本主要是在包装方面，采集成本包括生产加工和销售方面[26]。2012—2017年，生鲜乳的均价约3.5元·kg-1[27]，乳制品企业销售总额约25.2万元。乳制品物流运输要求冷链运输主要是受到产品特性、运输特征和市场因素的影响，其每年需要投入运输成本约占总成本的50%[28]，按照酒类追溯成本总额的一半来推算冷链运输所需成本。

同样的假设条件下，RFID在肉制品的追溯成本主要是养殖环节、加工环节和冷链运输环节[29]。2017年，全国22个省市的生猪均价约15.03元·kg-1[30]，肉制品企业的销售总额约108.216万元；生猪养殖阶段的猪耳标，在京东网查询其价格“牧多多兽用带字耳标羊耳标猪耳标牛耳标激光打字耳标TPU材质兽用耳标牌100套·包-1”，每包单价是36元；慧聪网查询电子耳标读写器单价是1 500元。冷链运输所需成本按照酒类追溯成本总额的一半来推算。

由表3可知，白酒、乳制品和肉制品三类食品企业，假设条件下，白酒企业投入追溯的成本约占销售总额的1/3，肉制品企业投入追溯的成本约占销售总额的一半，乳制品企业投入追溯的成本是销售总额的4倍，三类企业的承受力差异不同。假定结果对于食品生产经营的私营企业甚至是小微企业具有借鉴意义，企业分摊追溯系统费用需要考虑自身的投入产出比。

因此，解决食品安全追溯系统成本问题是农产品中小企业应用追溯系统的关键所在，是推广食品安全追溯系统的难题之一。

3.2 食品安全追溯信息安全

3.2.1数据篡改 近几年，通过篡改条码信息伪造食品检测报告的情况屡屡出现，公众判别不出食品检测报告的真伪[31]。另外，电商销售和线下售卖食品都存在着信息不对称的情况。食品生产加工信息的泄露导致严重的信息漏洞，出现条码仿造的问题[32]，攻击者通过伪造QR码替换合法QR码的方法，用户通过手机扫码访问已经被篡改的登录网页，获取虚假信息造成错误判断[33]。为了解决条码篡改问题，应用RFID技术系统实施追溯，但可能出现篡改标签数据的风险[34]，攻击者仿造或销毁条码导致防伪作用失效。

3.2.2数据丢失 由于某些潜在问题造成追溯数据丢失和数据损毁，最严重的是数据损毁问题，以磁盘级损毁和存储节点级损毁为主[35]。例如，谷歌公司对磁盘级损毁进行统计发现，每年的磁盘故障问题约占1.7%～8.6%[36]；英国数据恢复公司Kroll Ontrack分析数据丢失的原因，由系统故障或硬件设备问题造成的数据损毁约占72%，人为原因造成数据损毁约占20%[36]。自然原因也会造成政府和企业丢失许多重要数据。2008年，中国的冰冻灾害和汶川地震造成了通信、金融、电子政务等数据的丢失，丢失重要数据对市场发展和社会发展都是不小的损失。

3.2.3商业机密的泄露 部分中小企业由于技术落后、资金薄弱等问题会委托第三方机构对数据进行存储和分析。数据资源整合与第三方机构管理数据所遵循应用原始数据的权限有关，一旦第三方机构不经允许将客户的机密数据信息应用于其他客户的数据分析请求中，将泄露这些客户的商业机密[37]。此外，一些不法分子未经授权使用读写器识别标签，窃取敏感信息，泄露个人隐私和商业机密[38]。商业机密的泄露，企业面临制约生存发展的风险，企业将食品生产配方、商业信息等数据公布于第三方机构中，机构能否对企业共享于追溯平台的数据予以保护，直接影响企业使用追溯系统的信心。

表3 基于RFID技术的酒类、乳制品和肉制品追溯系统成本分析 Table 3 Cost analysis of traceability system for liquor, dairy and meat products based on RFID technology (104 yuan/a)

4 针对存在的问题采取的对策

4.1 深入挖掘食品安全追溯系统的内在价值

4.1.1加强食品安全管控，维护市场秩序 政府作为追溯制度的建立者、制度的落实者以及追溯信息的监督者，在制定追溯标准的同时，引导企业实施追溯标准，为实现全链条的追溯保驾护航[39]。我国要重视“无缝隙监管理念”，发挥政府监管的作用，提倡政府、企业、消费者等共同参与社会共治，全面开展食品安全监管工作[40]。政府在引导企业实施追溯过程中，明确食品安全信息化追溯的责任主体，明确消费者、媒体等监督举报的权利义务，加大对食品安全生产经营主体违法追责力度[41]。食品安全追溯系统可实现逆向可溯源，发生食品安全事故时，政府收集追溯系统中供应链各环节数据层层追溯，明确责任主体和责任环节，减少老式执法监督过程繁多的环节，高效地投入资源，维护食品安全市场秩序，增加政府财政收益。

4.1.2防范食品安全风险，塑造产品品牌形象

作为追溯系统运营的主体，企业在食品市场占据重要的作用。企业要健全风险防范机制，提出风险防控策略[42]。供应链的管理要从企业为核心的重心转变为以消费者为核心，消费需求决定生产，借助消费驱动力提高供应链全程标准[43]。企业可建立食品安全信息制度，公开透明的向消费者提供多项选择[44]。企业勇于承担社会责任，创新生产管理理念，降低食品安全事件发生率，打造良好企业品牌形象。企业可借助食品安全追溯系统，打造优质食品品牌，传递“真、优、美”的品牌形象，外化食品的安全与营养价值，增加企业市场竞争力。

4.1.3保障生命安全，维护社会安定 我国目前处于工商主导的中等收入国家向金融资本主导、科技创新驱动的工业化国家过渡，国民从关注食品安全上升至对于营养与健康的重视。消费者是使用追溯系统的最大受益人，借助追溯系统提供食品“真、优、美”的信息，获得消费者的认可。此外，追溯信息可提高消费者鉴别食品品质的能力，发现问题食品可向相关的机构、部门进行投诉，维护自身的利益。消费者参与食品安全监督工作，履行食品追溯相关法律赋予的权利和义务，有效发挥追溯体系的功能，营造良好的食品安全生产和管理环境，维护社会安定发展。

4.2 降低食品安全追溯成本

4.2.1借助已有硬件节省成本支出 硬件设备包括采集设备、处理设备、存储设备和输入设备[45]。借助已有的硬件设备来节省采集数据所耗费的人力、财力。2018年，我国24个省市的移动电话普及率每人超过1部[46]，基本人人配备手机作为通讯设备，采集数据可利用手机APP移动终端，安卓系统手机在农产品种植生产过程中将数据进行采集并实时上传至数据库中[47]，减少购买采集数据设备的成本。云服务平台具有大规模、低成本、高灵活性等特征[48]，通过联合已建成并运行稳定的云服务平台，为政府和企业应用追溯系统提供强有力的数据支撑。

4.2.2依据食品风险发生特性简化数据采集

不同类别食品供应链上的风险点不同，可根据食品发生风险的环节实施追溯，简化追溯环节，降低追溯成本。粗略地将食品追溯分为三种类型：极简型、普通型和复杂型。极简型仅在极少的供应链环节需要追溯，例如罐头食品等；普通型的食品是部分供应链环节需要追溯，例如茶叶及其相关制品等；复杂型的食品是食品供应链全程都需要追溯，例如乳制品等。根据不同食品类别，研究食品追溯成本与风险控制之间平衡的数学模型，在风险可控的基础上减少中间低风险项目的数据采集，节省企业追溯成本的支出，激发企业使用食品安全追溯系统的积极性。

4.3 保障数据信息安全性

4.3.1RFID保障数据安全 RFID技术具有无线传输和物品标识的唯一性和安全性，能识别从“农田到餐桌”全程信息数据[42]。尽管RFID系统中有篡改的可能性，但RFID技术具有识别快速和成本低的优点，增加安全认证和加密的功能可提高伪造者的难度和成本。通过密码技术的RFID系统协议成为研究热点，能提高RFID系统的安全性。设计RFID系统提高用户的数据安全和隐私安全，完善安全认证协议和加密算法是必不可少的措施[38]，已有研究者提出新型标签匿名的RFID标签认证协议的成本降低，同时保持原有的安全强度[49]。另外，采用读写器和标签相互认证的措施，减少采用RFID技术成本的消耗。

4.3.2防止数据丢失，容灾备份 可通过建立容灾备份解决数据丢失问题。容灾备份主要有数量级别容灾、应用级别容灾[50]。数量级别容灾在异地建立，重点保护用户的数据，避免丢失和破坏。应用级别容灾是在数量级别容灾的基础上建立的备份系统，可实时保存数据，灾难发生时，能尽快的恢复业务工作。目前在深圳、香港、台湾、新加坡等地具有分布式数据灾备管理系统平台的节点，用户可以将数据放在任何节点中保存[51]。我国目前已有南北数据中心建立的异地备份系统，但系统的防护和数据的存储类别仍需扩展和完善。

4.3.3数据开放共享的规则制定 数据共享亟需解决的是访问控制和隐私保护的问题[52]。构建数据开放共享的新模式，充分整合各部门数据，形成对内整合，对外共享的局面[53]，避免重复采集数据。追溯平台建设可增加区块链联盟链系统功能，数据有一定的共享范围、时限等约束条件，通过计算机语言来规范数据访问者的行为，食品标签赋码数据存储于区块链的不同节点中，采用智能合约的方式感知数据节点实现数据安全共享[54]。从规则、技术等角度解决数据共享的权限访问和保护个人信息和企业机密的问题，有利于追溯系统的应用。

4.3.4法律标准及规范的完善 国外发达国家对信息和数据安全性研究非常重视。我国起步较国外发达国家晚，大数据相关监管机构，例如，我国政府部门制定了大数据相关的政策、标准组织实施，进行信息评估保障数据安全。保障公众隐私方面，工业和信息化部提出《互联网信息安全管理系统使用及运行维护管理办法(试行)》[55]。保护数据安全方面，我国政府出台了与数据安全相关的政策《中华人民共和国国家安全法(2015)》；2016年国务院发布的《“十三五”国家信息化规划中》[55]，首次提出了立法来保护数据的安全性，建立跨境数据流动安全监管制度，由中央网信办、工业和信息化部、公安部这三个部门牵头对买卖数据的行为进行严厉的查处和打击，是我国对于数据安全隐私方面做出的较为明确的规定。

尽管目前有相关法律中的内容为数据共享的安全性提供了部分保障，且2019年贵州省人民代表大会常务委员会颁布数据安全保护的专属法律，但国家层面上还没有数据安全保护的专属法律。相信今后政府能填补我国在数据安全保护的法律缺失，为企业应用食品安全追溯系统提供支持。

5 展望

我国已有政府主导和企业主导的食品安全追溯系统，但推广应用追溯系统存在数据应用价值少、成本过高、信息安全保障低等难题，导致理想用途与实际应用不统一，追溯系统很难广泛推广应用。今后将一一攻克现阶段所存在的难题，深入挖掘食品安全追溯系统的潜在价值，使各主体从追溯中获益。实现企业树立良好的品牌形象，政府监管部门提高追溯全链条的执法效率，消费者便捷地获取真实可靠的数据，全面打造健康良好的食品安全新秩序。