茶油生产质量安全追溯信息系统设计

段立军

(湖南省科学技术信息研究所， 湖南 长沙 410001)

茶油生产质量安全追溯信息系统设计

段立军

(湖南省科学技术信息研究所， 湖南 长沙 410001)

利用油茶林地标识、条形码、RFID等物联网技术，运用Java设计语言，基于SSH协议，设计了一套茶油生产质量安全追溯信息系统，监测和追溯茶油产品从“农田到餐桌”的全程信息。

茶油； 质量安全追溯信息系统； 物联网技术； SSH协议

1 研究背景

油茶是我国最具特色的主要食用植物油资源。我国油茶资源丰富，油茶林面积约占木本食用油料面积的80%以上[1]。加快油茶产业发展，对于提高我国食用植物油自给能力，改善我国食用植物油的生产和消费结构，保障国家粮油安全，促进山区综合开发和农民增收致富具有重要的战略意义[2-3]。随着人们生活水平的提高，茶油消费能力日益增强，茶油价格不断走高。近年来，茶油市场掺杂使假情况以及加工不规范造成的农产品质量安全问题时有发生，特别是消费者购买的农产品出现质量安全问题后，难以找到责任主体，严重损害到消费者的切身利益，由此引发消费者对农产品质量安全监管工作的强烈不满[4-5]。我国相关政府部门已逐步认识到实施追溯管理在农产品质量安全监管工作中的重要性和必要性，《国家食品安全监管体系“十二五”规划》明确要求建设生鲜农产品质量安全追溯系统[6]。

用油茶果榨出的茶油营养丰富，有“东方橄榄油”之美称，是一种中高档消费品[7-8]，消费群体属于中高层消费者，他们更加注重茶油的品质和生产品牌[9]。通过建立茶油生产质量安全追溯信息系统，可以规范茶油生产、提高产品质量、提升产品品牌，进而获得更多的消费者认可，提高企业整体竞争力[10]。因此很多茶油生产企业均有建立茶油生产质量安全追溯信息系统的意愿。

2 设计思路

利用油茶林地标识、条形码、RFID等物联网技术，采用Java设计语言，使用SSH协议，以开源技术平台为基础，进行自主开发和应用。实现茶油产品从“农田到餐桌”的全程信息追溯，面向企业实现产地、生产过程、运输以及销售等环节的质量安全信息管理，并以电话、网络和短信、超市触摸屏、移动溯源终端等多种方式向消费者、监管部门提供服务。主要设计思路如下。

2.1 统一编码

在国家和行业相关标准的基础上，设计一套适合市场需求的茶油产品追溯编码体系，包括茶油产品编码、茶油种植基地编码、茶油品种编码、茶油企业编码、茶油生产点编码、茶油批次编码、茶油经销商编码等一系列编码标准，方便最终消费者了解茶油质量信息，方便茶油企业监管茶油生产质量[11-13]。

2.2 追溯与管理相结合

结合茶油生产管理的全流程，建设茶油产品质量数据采集系统，包括茶油产品管理、茶油批次管理、茶油质量管理、茶油生产管理、茶油物流管理等功能。解决茶油产品在供应链各关键环节质量数据采集问题。同时将油茶种植基地、茶油生产厂、茶油流通等各个环节的信息形成统一的追溯信息资源库。

2.3 简单易用

通过手机应用开发让最终消费者能够采用便捷的方式快速查询购买的食用油的质量追溯信息；让农业企业以较低的软硬件成本能够在农村实现茶油生产和流通各环节的质量信息采集。

2.4 可扩展性强

采用J2EE体系B/S结构、具有可扩展性和灵活性的软件框架，并按统一的分类、统一的数据模型来实现茶油产品质量溯源信息的采集和共享；在开放共享的同时，根据目录管理的原则进行权限控制，确保数据安全可靠。

3 系统设计

3.1 总体架构

基于网络平台，建立一套茶油生产管理、信息追溯体系，该体系涵盖茶油生产计划编制、茶油生产过程监督、茶油发运管理、茶油追溯等环节，实现茶油业务在生产与流通环节的关键环节信息化管理。整个系统由外网信息追溯平台、茶油流通管理平台、集团生产指挥平台、生产点生产执行平台、系统管理平台5个平台构成。系统框架图如图1所示。

图1 茶油生产质量安全追溯信息系统框架图Fig.1 Framework for quality and safety tracing information system of camellia oil production

3.2 技术路线

系统从数据层、支撑平台服务层、业务功能层、应用表现层四个层面构建。根据不同用户，设计三大功能群：一是内网用户功能群，主要是生产厂家内部生产调度管理相关的业务功能系统；二是注册用户功能群，主要是经销商、大客户、高端客户在产品流通环节的相关功能设计；三是开发用户功能群，主要是对社会公众开放的产品真伪查询，追溯信息查询等功能。技术路线图如图2所示。

图2 茶油生产质量安全追溯系统技术路线图Fig.2 Technology roadmap for quality and safety tracing information system of camellia oil production

3.3 功能模块设计

系统构建生产指挥、生产执行、存储监控、流通管理、销售管理、追溯服务、客户管理、系统管理等功能模块，如图3所示。

3.3.1 销售管理模块

(1)销售综合管理。厂家根据销售情况以及经销商的反馈，制定销售计划，并按区域将销售计划分解为详细的销售任务，下发至相应的区域经理。

(2)区域销售管理。向上级部门上报区域每月销售进度，对所管辖的仓库的销售和促销出库单进行清单管理。

(3)支付单据管理等功能。经销商使用此子模块进行销售订单的录入，并对实际业务情况进行应付清单和付款单的录入和处理。

3.3.2 生产指挥模块

(1)日进度生产计划管理。厂家根据月度生产计划，结合需求订单的时间、产能等因素，将月度总量分解为每日的生产计划。

(2)生产进度上报汇总。生产点在系统内将生产进度表上传导入到系统中，系统对整个生产计划完成情况进行汇总、对比、统计。

(3)生产调度参数维护。由于生产计划分派原则在不同时期可能会调整，所以系统应提供分派原则维护，为系统分派生产计划提供更大的灵活性。

3.3.3 生产执行模块

(1)详细作业计划管理。提供给生产调度室对所有作业单元(包装各机台、制油各工序)的详细作业计划(工单)进行编制、下发、查询与反馈等功能。

(2)质量检验执行管理。由人工对每一批次的关键生产或存储环节，包括原料收购前的抽样送检和入库前的常规检验的抽检数据入库，包括批次号、送检人、检验结果、检验结论，检验单的详细参数的记录。

(3)瓶(盒)打码管理。根据每批产品的编号对每瓶茶油产生唯一的编码，并且给每瓶茶油进行打码，打码的方式有三种：一是通过算法生成二维码，最后通过条码打印机给每瓶茶油都打印一个二维码标签，人工贴二维码标签到油瓶上；二是通过算法生成二维码，在生产线上对茶油瓶进行在线打码，无需人工贴码；三是对于少量高档茶油，走RFID专门包装线，进行RFID瓶盖包装或者RFID标签贴码，以保证最终用户能够通过公网查询产品信息。在瓶打码的基础上，根据每批产品的编号对每箱茶油产生唯一的编码，并且给每箱茶油进行打码。

图3 茶油生产质量追溯系统功能模块图Fig.3 Function block for quality and safety tracing information system of camellia oil production

3.3.4 生产与存储监控模块

(1)原料存储监控管理。入库的茶油籽需要低温干燥的储存环境，原料仓库的数据采集点将环境数据实时传送到监控管理系统，供相关技术人员实时监控。同时还要对不同时段和来源片区的原料进行入库时间和品质等常规参数的跟踪和监视。管理者在系统预设提醒阀值，对关键参数进行越值报警。

(2)加工环节监控管理。对整个加工环节进行环境和工艺参数监控，保障整个过程无高温，干燥，压榨温度≤70 ℃。在半成品和成品入库环节进行质量检验，并将检验数据随批次或罐号进行数据跟踪。以保障出品的每一瓶油都符合国家茶油质量标准。

(3)半成品存储监控管理。对没有正式瓶装入库的半成品和生产中未加工完的毛油的存储环境进行实时监控，按照设定的温湿度进行严格的控制和预警，以降低和延缓油料的酸败。定时对存储油料的相关参数进行抽检，将数据录入监控系统，供管理者参考分析和决策。

(4)成品存储监控管理。入库的成品油需要实时监控出入库情况和库存量以及库存环境的综合监控，相关的监控数据将随时提供给管理层进行生产、营销、调拨等决策部署。

(5)监控数据分析。所有海量监控数据入库以后，通过各种维度和参数的统计和分析，以图表加数据表的形式，图文并茂的展现给管理层和研发中心，为技术改进和品牌决策提供真实的数据依据。

(6)监控数据查询。经过管理层的统一设定，将茶油生产和存储等各个环节的监控数据和统计结论数据，向用户或其他部门职员的进行分权限级别的提供数据查询和报告检索等功能。

3.3.5 茶油流通管理模块

(1)成品物流点信息管理。由销售部门对成品物流过程中的所有经销点、销售渠道的收货点进行维护。只有维护到系统内的成品物流点才能在本系统内进行发运和签收。

(2)外网接口。在外网服务器上提供与手持设备、经销商系统的接口，获取茶油发运和接收模块上传的相关数据。

(3)茶油发运管理。系统按照既定的发运规则制定茶油发运计划，并将发运计划下发给对应的生产厂。生产厂接到发运计划后制定相应的发运单。发运单按生产厂分别打印，同时将发运单数据导出到手持终端。

(4)茶油交付管理。生产厂根据发运单装车发运，采用手持终端进行发运单接收确认。并把发运单信息登记在系统里，系统的相关用户能够及时了解和查询茶油发运的情况。茶油接收时，通过手持设备(安卓手机或条码扫描枪)按照发运单完成交付确认签收。并登记发运接收方的信息，相关用户可以通过系统查询茶油发运、交接情况。

(5)发运过程监督。系统的相关用户能够通过过程监督程序，及时汇总了解和查询每一批的茶油产品在流通环节的发运、签收的情况。

3.3.6 茶油追溯信息服务平台

(1)外网追溯查询服务接口。在外网网站上提供与手持设备、网站系统的接口，输入二维码图片之后，提供茶油生产和流通环节的相关数据给用户。

(2)二维条码公网网站查询。在外网网站上，提供查询功能，用户通过上传二维条码图片，即可获得该条码对应的茶油产品的生产流通信息。

(3)二维条码手机查询。在安卓、苹果手机上设计二维条码查询程序，用户通过拍照扫描二维条码，即可获得该条码对应的茶油产品的生产流通信息。

3.3.7 客户中心模块 主要是对会员个人信息维护和会员积分管理。同时对外网开放积分查询和产品真伪查询端口。

3.3.8 系统管理模块 分别针对集团生产指挥平台、工厂生产执行平台、茶油流通平台、公网追溯信息平台等开发用户管理、权限管理两大功能。

3.4 物理架构

3.4.1 相关软件 考虑到易用性及广泛的软硬件支持，系统采用美国微软公司的Windows 2008 R2版操作系统；数据库选用Windows平台上SQL Server 2008 R2。

3.4.2 系统物理架构 整个业务平台部署为四个应用平台：生产指挥管理平台、生产执行平台、流通管理平台、外网追溯平台，其物理构架如图4所示。

图4 茶油生产质量安全追溯系统物理架构图Fig.4 The physical architecture diagram for quality and safety tracing information system of camellia oil production

3.5 业务流程

本系统的业务流程是：由销售用户提交订单，茶油企业总部按照一定规则进行汇总后，形成需求计划；生产管理部门根据需求计划制订月度生产计划，形成日进度生产计划，并且将生产调度令下发至茶油生产点；茶油生产点根据接收的生产任务编制实际的详细作业计划(到班、机台、生产线)；茶油生产点能够及时将生产进度信息通过系统上报，确保公司对生产进度情况及时了解，以便调整总体计划；生产车间能够对工单执行情况按批次进行记录；在生产过程中，对每瓶、每箱茶油进行二维条码的打印和记录；茶油成品仓库根据发运单装车发运(二维条码记录)，销售点按照发运单完成交付确认签收(二维条码记录)；用户能对茶油通过二维条码进行茶油生产和流通关键环节的信息追溯。流程图如图5所示。

图5 茶油生产质量安全追溯系统业务流程图Fig.5 Business flow chart for quality and safety tracing information system of camellia oil production

4 系统技术特点与应用前景

4.1 系统技术特点

4.1.1 多终端支持 采用多种移动应用方式，方便最终消费者进行质量溯源信息查询；采用B/S架构，在统一标准的平台上构建质量溯源体系；

4.1.2 架构及系统软件成熟 系统采用基于SOA架构的B/S体系结构，并遵循该架构相关标准和协议。业务系统相关的数据库、中间件能够在Windows 2008 Server R2、UNIX或者Linux操作系统上运行，支持MS SQL Server、Oracle等大型关系型数据库。系统涉及到的中间件支持成熟的商业中间件软件。

4.1.3 系统体验良好 根据用户需求现状，系统能够支持至少500个用户同时在线。在200用户并发访问条件时，在用户使用主流运营商带宽2M的访问条件下，系统保证业务平台访问比较流畅，用户体验良好。

4.1.4 双机热备保障数据安全 选择先进、成熟的服务器和管理终端。数据库服务器采用双机热备，任何一台出现故障时，另一台将自动接管，确保了数据库服务器的安全。

4.2 系统应用前景

食品安全追溯系统对于食品安全管理非常重要，这是缩小、降低食品安全问题影响的最后防线，追溯就是追到根源。它主要作用就是在生产、运输、销售等环节发现问题后，能够通过分析、追踪找到引起问题的根源，并能够较为准确的将可能存有隐患的产品、半成品、原材料进行区分、隔离、处理，避免问题的继续扩大。如果企业建立了食品安全追溯平台，会大大的提高食品生产者的安全责任意识，强化防范措施；打消消费者对食品安全的顾虑，促进消费，提升产品的市场竞争力；有利于消费者查询和维权；有利于增强政府部门对问题食品的发现和处理能力，避免因个别产品的问题，波及全部产品的信誉；有利于促进食品流通体系的不断完善；有利于促使生产者按照食品安全标准从事生产加工，从源头提升产品质量安全水平[14-16]。基于社会的发展和消费者的要求，追溯系统必然会得到全面推广应用，其市场容量巨大，难以估量。

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Adesignofqualityandsafetytracinginformationsystemofcamelliaoilproduction

DUAN Lijun

(Hunan Institute of Scientific and Technical Information， Changsha 410001， China)

In this article，camellia plantation identification，bar code，RFID and other internet of things technologies，Java programming language，and SSH protocol were used to design the quality and safety tracing information system of camellia oil production.This system can monitor and trace the whole process information of camellia oil production from plantation to table.

camellia oil； quality and safety tracing information system； internet of things technology； SSH protocol

2015-08-07

湖南省战略性新兴产业科技攻关项目“湖南省农村农业信息化多种终端客户端关键技术研究”(2013GK4057)；湖南省科技支撑计划重点项目“湖南省农村农业信息化示范省协同服务体系建设”(2013FJ1015)。

段立军(1981-)，男，湖南衡阳人，助理研究员，主要从事农村农业信息化及新型农村科技服务体系研究。

TS 227

A

1003 — 5710(2015)05 — 0122 — 07

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 05. 025

(文字编校：张 珉)