基于物联网的有效甄别高质量蔬果的冷链构建_冷志杰.pdf
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1、物流技术 2013 年第 32 卷第 11 期(总第 290 期)doi:10.3969/j.issn.1005-152X.2013.11.125基于物联网的有效甄别高质量蔬果的冷链构建冷志杰,陈晓旭(黑龙江八一农垦大学经济管理学院,黑龙江大庆163319)摘要 根据冷链上下游各个环节的质量数据流向的特点,追溯数据的产生过程,从蔬果的生产、配送以及销售过程三个方面进行冷链系统设计,从而对超市蔬果供应链进行集成,运用无线数据通信、射频识别、传感器等技术,记录每个过程所产生的信息,最终通过超市的大屏幕显示蔬果从产到销过程中的全部信息,从而达到顾客有效甄别高质量蔬果的目的。该研究为不易外观甄别的高质
2、量农产品得不到高价值的问题,提供一种管理技术。关键词 物联网;冷链管理;质量追溯 中图分类号 F252.8:F768.2 文献标识码 A 文章编号 1005-152X(2013)11-0392-04Establishment of Cold Chains Capable of Quality Discrimination Based on IOTLengZhijie,ChenXiaoxu(SchoolofEconomics&Management,HeilongjiangBayiUniversityofAgriculture,Daqing163319,China)Abstract:In this
3、 paper,in the light ofthe characteristics ofthe qualitydata flowalongthe various links ofthe cold chain,we traced backthe process ofthe generation ofthe data,designed the cold chain on the aspects ofthe growing,distribution and sales ofthe fruit and vegetables,then integrated the fruit and vegetable
4、 supplychain ofthe supermarkets,used technologies such as wireless data interchange,RFIDand WSN,etc.,torecord the information generated in everyprocess and at last showed the information ofthe fruit and vegetables fromthe place oforigin totheplaceofsalesontheLCDdisplaysofthesupermarketssothatthecust
5、omerscouldidentifythequalityoftheproducts.Keywords:IOT;cold-chainmanagement;qualitytracking 收稿日期 2013-04-16 基金项目 黑龙江农垦总局项目(HNK12KF-21);黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目(YJSCX2013-18BYND)作者简介 冷志杰,黑龙江八一农垦大学经济管理学院副院长,教授,博士生导师,研究方向:农产品供应链管理;陈晓旭,黑龙江八一农垦大学经济管理学院在读研究生。1 引言不易外观甄别农产品质量的现状,使得高质量产品往往得不到高价值,这是黑龙江省长期存在的难题。比如,寒
6、地棚室种植的蔬果具有反季节特征,成本较高,规模集中上市实现高价值的关键是通过有效甄别方法提高顾客的购买意愿,减少中间环节,降低成本。国外研究表明:消费者对可追溯体系的认知很少,对可追溯体系的兴趣不高,特别是相关的技术方面。消费者不愿意在购买后通过电话或网络来查看食品的信息,更习惯于接受严格、精炼且信息充分、带有直接的质量保证标识或保质期等某种承诺的标签;对食品可追溯体系的认知和购买时是否将其作为购买标准取决于消费者经常消费的商店类型以及收入水平1-3。所以,有必要在消费者聚集的连锁超市中,建立消费者可以直接甄别产品安全质量和品质的载体,该载体要实现消费者对产品的直观追溯。供应链集成管理能够解决
7、从种植到销售终端一体化构建,减少不必要的交易成本,因而被超市广泛应用。由于蔬果保质期较短,多采取冷链物流运输棚室蔬果。冷链管理是以人工控温为手段,以供应链集成为目的的一种供应链管理。供应链集成管理与物联网技术的全程追踪、实时监控相结合,将成为连锁超市获得最大利润的关键技术之一4-5。将物联网技术中的传感设备,如 RFID 装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等与互联网结合起来构建的网络系统,能够使顾客在甄别产品质量和品质上更简单直接6-7,蔬果质量安全信息在不同的供应链主体之间进行无缝衔接,全程保证蔬果的质量安全8。L.Ruiz-Garcia9等把基于 Zigbee(一种基于 IEEE8
8、02.15.4 的低功耗、低传输速率、架构简单的短距离无线通信技术)的无线传感器网络应用于对水果温湿度实时监测,但该研究只是模拟了水果的环境,而没有对装有水果的真实环境进行测试,更没有实际应用。刘国梅,孙新德10基于 WSN(无线传感器网络)和 RFID 技术研究了一种农产品冷链物流监控追踪系统,对农产品冷藏运输过程和冷库进行实时监控和数据传输,真正做到全程安全和透明,有效解决农产品的安全监控和品质保证问题,但是没有实现供应链的全程监控。郭斌等11是基于 Zigbee 研究蔬果冷链配送环境信息采集系统,解决了数据采集和实时监测的问题,该技术具有先进性,但是没有聚焦蔬果供应链全程。Ruiz-Ga
9、rcia 和 Zhang等分别研究了用于农产品追踪与溯源的设计原型系统,这些系统可通过网络便捷地查询农产品生产、分销、运输等各环节12。网络与信息化392-上述研究表明,研究蔬果冷链全过程监控技术,不仅可以提供一种甄别产品质量的方法,更具有应用创新性。本文试图以连锁超市为主体,基于物联网技术和供应链集成方法,设计从棚室到超市门店的有效甄别高质量蔬果的物联网供应链,提高棚室蔬果的价值,为解决黑龙江省长期存在的高质量农产品不能实现高价值的难题提供解决思路。2 以超市为核心的高质量蔬果供应链的集成管理流程设计为实现高质量蔬果供应链的整体效益合理化、最大化,以超市为核心,建立信息管理系统平台,运用信息
10、集成供应链的技术,设计成本较低的蔬果供应链集成管理流程,如图 1 所示。其中,农户通过土地入股分红、土地流转等机制组织成为合作社或公司,实现一定规模的蔬果生产,该生产组织称为棚室基地;超市和棚室基地之间通过下达生产订单指令与接收指令建立“一揽子”合作机制,彼此之间成为供应链战略合作伙伴;基于对蔬果生产和销售信息的实时收集,可以通过订单控制棚室基地采购量和节奏,基于第三方物流企业信息的集成,控制其对超市多个门店的蔬果配送数量和节奏,从而集成产销主体。为保证棚室蔬果的新鲜度和高品质,从棚室种植基地采摘后进行简单包装加工,部分蔬果将直接运往超市门店,全程的冷链安全运输是保证高质量蔬果能够到达消费者手
11、中的关键环节。在整条供应链中,第三方物流企业通过专业冷藏运输车辆,在严格的温湿度控制下完成配送任务,配送流程如下:由超市门店通过销售系统平台提前 4 个小时向棚室蔬果种植基地管理平台发出订单信息,在途不会超过半天的时间。城郊的配送则是由超市门店通过销售系统平台提前 6 个小时发出订单信息;基地收到订单指令后按门店要求进行采摘,同时通过第三方物流信息系统向第三方物流公司发出配送指令,完成棚室基地对超市门店的蔬果直配,减少供应链中出入库环节,既缩短配送时间,又保证蔬果的新鲜度。3 基于物联网技术构建有效甄别高质量蔬果的供应链网络物联网在供应链方面应用,多数学者13-14都是集成或单独应用射频识别技
12、术、传感器技术、GPS 定位系统、计算机网络等,分别在农产品供应链的生产、加工、仓储、流通、运输等某一环节上运用,还没有将物联网技术整合到全部农产品供应链中。为了在超市门店实现顾客直接甄别高质量的棚室蔬果,实现产品的相对高价值,仅用安全供应链追溯系统技术方法,不能对蔬果供应链上生产、运输、销售各环节实时有效监控,对顾客来说直观甄别效果不明显,为此,运用物联网技术,在图 1 基础上,构建有效甄别高质量蔬果的供应链网络,其关键点是在生产整理、配送、销售环节上应用物联网的可视化信息采集、传输和上位控制技术,从生产到销售全过程实行智能监控,实现农产品和食品质量安全信息在不同供应链主体之间的无缝衔接。通
13、过超市的信息管理平台,不仅可以实现门店终端显示屏上实时观测蔬果供应链各环节质量安全情况并追溯产品,方便甄别蔬果质量,更重要的是超市通过上位控制,实现物流、控制流、信息流三者的协同,及时主动处理和防范事故,而不是事后追溯事故的原因。基于物联网对蔬果供应链进行集成化管理,并从积累的数据中不断优化供应链的物流等流程,从而降低超市的成本。3.1 物联网技术在生产整理环节的应用生产整理环节往往发生在棚室蔬果田地采集、装箱过程,或者在菜地附近的集并整理中心。主要包括:蔬果采收、整理粗加工,称重及包装,控温(打冷)、装车。(1)生产环节流程设计。棚室蔬果生产流程可以概括为:棚室选择(棚室环境质量);品种选择
14、(有机种肥质量);种植计划;农资采购;可视化田间作业管理(病虫害防治、灌溉水质量、农药、肥料等投入的质量);出产地检验(检测有毒有害残留物)等。每个环节都有可能存在影响蔬果质量的因素,所以运用物联网技术(RFID 电子标签、温湿度传感器、无线摄像头)对其进行监控可以有效地控制。监控特点在于:物联网技术的使用,为每个棚室设置标签15,针对该地块或该品种蔬果,通过对从种植到包装的整个过程中必要的信息及时读取或输入装置的初始信息,构建可视化田间作业管理系统,将棚室蔬果种植基地的相关信息(有机种肥信息、环境温湿度、光照、有毒害残留物、土壤温湿度、PH 值等),利用无线摄像头记录下来,并且上传至超市信息
15、数据管理平台的数据库中,实现可视化,使超市信息数据管理平台通过无线数据传输,对高质量蔬果的作业信息进行实时监控。这样在该品种蔬果完成供应链的生产环节时,该 RFID标签已经存储了其所有基本信息,为产品质量安全追溯提供源头数据。(2)整理环节流程设计。对于被超市下达订单指令的蔬果,在装车前通过对电子标签数据读取原产地及采集加工和集并数据,其包装规格、包装数量等自动读入高质量蔬果棚室基地管理系统,源头操作员联系棚室采货地点及棚室种植员,进行出产地的初步检验,看商品质量是否符合本超市的标准,是否满足最终消费者的相关需求。蔬果采收。组织棚室种植员进行采收,现场挑拣出不符合收获标准的蔬果。同一品种或图
16、1 以超市为主导的高质量蔬果的供应链集成管理流程冷志杰,等:基于物联网的有效甄别高质量蔬果的冷链构建网络与信息化393-物流技术 2013 年第 32 卷第 11 期(总第 290 期)相似品种,采收时要做到成熟适度、色泽正、新鲜、清洁,无腐烂、畸形、开裂、黄叶、异味、灼伤、冷害、病虫害及机械伤。根据采收准则 NY/T 743-2003 中绿色食品的感官要求,同规格的样品其整齐度应90%。棚室种植基地内整理粗加工。这一环节体现在蔬果上,则主要指净菜、归类、堆放、统计数量等环节,是在蔬果基地进行的简单的初步整理。称重及包装。称重过程中把挑拣出的不符合标准的商品以减秤的形式扣除。将加工整理过的蔬果
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