二維碼采集系統(tǒng)在食鹽防偽追溯中的應(yīng)用淺析

張英科

（福建省泉州晶海輕化有限公司，福建 泉州 362801）

1 引言

為應(yīng)對近幾年市場假鹽事件的頻繁出現(xiàn)的問題，越來越多的食鹽定點生產(chǎn)企業(yè)和流通企業(yè)開始建設(shè)二維碼追溯體系，建設(shè)食鹽電子追溯體系是強化食鹽安全保障的要求。中國鹽業(yè)協(xié)會在工信部指導(dǎo)下建設(shè)的全國食鹽電子防偽追溯服務(wù)平臺已正式運行，平臺實現(xiàn)了對全國食鹽的生產(chǎn)、批發(fā)進行電子防偽、追溯的服務(wù)，實現(xiàn)了食鹽來源可追溯、流向可查詢、風險可防范、責任可追究，達到食鹽生產(chǎn)、流通的全過程、全覆蓋監(jiān)控的目的。

俗話說：“民以食為天”食品安全問題是關(guān)系到千千萬萬人民群眾切身利益的社會問題。造成食品安全問題頻出的主要根源在于，一是現(xiàn)在管理體制不完善、監(jiān)管力量不足，導(dǎo)致某些企業(yè)社會責任缺失，單純追求效益、不誠信經(jīng)營；二是防偽、防串、可追溯技術(shù)上沒有得到很好的發(fā)展和應(yīng)用。

二維碼技術(shù)技術(shù)一定程度上解決了食品的全流程追溯問題，通過在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中引入小包裝二維碼、箱子二維碼以及虛擬的垛碼，二維碼制成標簽粘貼在產(chǎn)品包裝上，使二維碼溯源系統(tǒng)可獲取現(xiàn)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。消費者購買產(chǎn)品時，只需手機掃碼或編輯碼號發(fā)短信，即可隨時隨地查詢產(chǎn)品源信息與質(zhì)量認證等信息等。

建立依托于二維碼技術(shù)的食品溯源系統(tǒng)可以追蹤食鹽從生產(chǎn)端到客戶端整個流通過程，實現(xiàn)真正意義上的溯源，確保食鹽的安全。這符合國家工信部和中國鹽業(yè)協(xié)會關(guān)于食鹽防偽追溯的要求。

2 二維碼采集系統(tǒng)簡述

二維條碼/二維碼（dimensional barcode）是指用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間，記錄數(shù)據(jù)符號信的圖形。二維碼采集系統(tǒng)實施的流程分為3個部分：包碼的采集、箱碼的采集、垛碼的生成，實際生產(chǎn)中，包與箱的關(guān)聯(lián)、箱與垛的關(guān)聯(lián)根據(jù)產(chǎn)品工藝的需要進行比例進行。

二維碼采集系統(tǒng)的應(yīng)用可以改善傳統(tǒng)工作模式，實現(xiàn)食鹽生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品全程控制和追溯。實現(xiàn)食鹽安全是該系統(tǒng)的核心，通過包碼采集、箱碼采集以及垛碼的生產(chǎn)全過程嚴格收集數(shù)據(jù)并上傳全國食鹽電子防偽追溯服務(wù)平臺，形成企業(yè)的閉環(huán)生產(chǎn)，保證向市場提供優(yōu)質(zhì)的放心食鹽。

3 二維碼采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

3.1 采集系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

二維碼采集系統(tǒng)主要由小包裝二維碼采集、箱子二維碼采集以及垛碼的生成3部分組成。在小包裝二維碼采集處和碼垛區(qū)域垛碼采集處均設(shè)有剔除裝置；其中箱子二維碼自行打印，箱碼采集處設(shè)有停機報警裝置。通過這些環(huán)節(jié)構(gòu)成閉環(huán)控制確保二維碼的相應(yīng)信息采集到位，物與碼一致。

3.2 二維碼采集系統(tǒng)工作流程

3.2.1 小包裝二維碼采集功能

2臺同步包裝機包裝出來后的小包裝食鹽輸送至水平皮帶線后進行排列，再通過斜坡皮帶減速讓每一包都緊挨著，采集段皮帶再加速拉開包與包之間的距離，提高小包裝采集率。如果食鹽小包裝袋二維碼未能采集到的進行剔除，通過正常采集的數(shù)據(jù)來看，此道采集成功率為99.77%。

3.2.2 箱子二維碼采集功能

開箱機把箱子開好后通過水平皮帶輸送，在水平皮帶上通過自動貼標機貼標并檢測二維碼是否漏貼（漏貼報警），以確保皮帶線上的箱子均有二維碼。貼好二維碼的空箱通過輸送帶送到自動裝箱機進行裝箱后再進行箱子二維碼的采集，若箱子二維碼未采集到，裝箱機就會停機報警，需人工掃描處理方可出箱。

3.2.3 箱碼與包碼關(guān)聯(lián)的確認及垛碼生成功能

當成品到了碼垛采集點時，根據(jù)箱子二維碼所賦的信息進行采集確認，未滿足工藝要求的需要人工進行處理。滿足工藝要求的箱子將流入碼垛墊板上，并根據(jù)箱碼與垛碼的關(guān)聯(lián)比例（如：福建原鹽垛與箱子關(guān)聯(lián)比例為1：80）要求生成的垛碼。

3.3 二維碼系統(tǒng)在食鹽生產(chǎn)包裝流水線的技術(shù)方案及應(yīng)用情況

3.3.1 二維碼系統(tǒng)在食鹽生產(chǎn)包裝流水線的技術(shù)方案

⑴小包裝碼每萬包采集識別率不得低于99%，識別失敗部分采用剔除方式。在使用集團自有數(shù)據(jù)時，允許識別失敗部分不剔除，相應(yīng)碼位使用占位符“/”代替。

⑵紙箱碼采用條碼（Code128）方式，垛碼采用虛擬垛號。箱號及垛號編碼由各采集系統(tǒng)自主產(chǎn)生，但要求在同一工廠內(nèi)號碼不得重復(fù)。

箱碼噴（?。└袷綖椤巴庀涔S碼”+“實際箱碼”。

“實際箱碼”由13位隨機數(shù)和一位校驗數(shù)字組成（校驗規(guī)則為工廠碼和13位數(shù)相加之和取末位）。

“外箱條碼”（標簽）尺寸為60 mm×40 mm，由3行組成（如圖1），第1行“品名”+“規(guī)格”組成（品名及規(guī)格必須與EAS系統(tǒng)基礎(chǔ)資料中物料名稱規(guī)格一致，如品名較長無法完整打印時，可打印品名關(guān)鍵詞）；第2行為條碼；第3行為16位條碼對應(yīng)數(shù)字。不同規(guī)格外箱箱碼位置垂直高差不超過20 mm。

圖1 “外箱條碼”（標簽）

⑶生產(chǎn)現(xiàn)場（未入庫前）出現(xiàn)的多（少）包剔除、破箱重組及數(shù)據(jù)查詢等，由工廠自身采集系統(tǒng)提供手持設(shè)備完成，數(shù)據(jù)接入工廠采集系統(tǒng)。

⑷班組交班時，生產(chǎn)數(shù)據(jù)提交上一級查詢平臺。加工廠自身數(shù)據(jù)保留時間不得低于3個月。數(shù)據(jù)提交方式為自動生產(chǎn)數(shù)據(jù)文件，保存至上一級安全客戶端的指定目錄，提交后的工廠數(shù)據(jù)不允許再次修改。

數(shù)據(jù)提交服務(wù)器采用Windows操作系統(tǒng)，接口規(guī)范按《全國食鹽電子防偽追溯服務(wù)平臺接口規(guī)范V2.4》中2.4及2.5部分，每個文件大小不超過20 MB。

3.3.2 二維碼系統(tǒng)在食鹽生產(chǎn)包裝流水線的應(yīng)用情況

⑴包碼的采集情況

通常包裝機的包裝速度為60包/min，當2臺包裝機匯流成1條流水線時，會存在著相鄰2包之間的距離不一致情況，例如，連續(xù)的A、B、C三包小包裝鹽袋，A、B相鄰2包間距較大，留給感應(yīng)反應(yīng)時間大于0.02 s，而B、C相鄰兩包間距較短，留給感應(yīng)反應(yīng)的時間則小于0.02 s。

由于理論上觸發(fā)器數(shù)據(jù)到采集器需要0.01 s以上，采集器相鄰反應(yīng)時間需要0.01 s以上。這樣，小包裝鹽袋間隔不一致就會導(dǎo)致間隔較短的鹽袋因為采集器反應(yīng)時間不夠使二維碼信息未被采集，結(jié)果表現(xiàn)在裝箱的過程出現(xiàn)實際包數(shù)已達到設(shè)定的包數(shù)，但包碼卻少了一個，從而導(dǎo)致在系統(tǒng)數(shù)據(jù)上出現(xiàn)少包現(xiàn)象。反之，系統(tǒng)上就出現(xiàn)多包現(xiàn)象。

⑵箱碼的采集情況

類似的問題也存在于箱碼采集過程。3臺裝箱機匯流一條流水線，存在著相鄰2箱之間的距離不一致，因工藝上的需求相鄰2箱的距離必須大于400 mm以上方可逐一采集。由于匯流箱與箱的排位是隨機的，存在著相鄰兩箱的距離小于400 mm。在碼垛的過程出現(xiàn)實物已達到設(shè)定的包數(shù)，而在此垛碼中的箱碼少了一個，從而導(dǎo)致在系統(tǒng)上出現(xiàn)少箱現(xiàn)象。反之，系統(tǒng)上就出現(xiàn)多箱現(xiàn)象。

4 二維碼采集系統(tǒng)在使用中主要存在的問題及分析

實際運行過程中，二維碼采集系統(tǒng)需要異常處理的問題有3大種：小包裝被剔除、箱碼與包碼關(guān)聯(lián)比例錯誤、箱碼未采集到。

4.1 小包裝被剔除

主要有3種情況會被剔除：

⑴包裝物上無二維碼標簽；

⑵二維碼標簽沒有在指定位置上；

⑶小包裝袋子放置角度不對，無法正常采集。

包裝物無二維碼標簽的，需要通過人工貼二維碼標簽再進行二次采集。二維碼標簽未在指定位置的，需要人工通過PDA進行手動關(guān)聯(lián)掃描采集。小包裝放置袋子角度不對的，需通過輸送帶進行二次采集。

4.2 箱碼與包碼關(guān)聯(lián)比例有誤

主要有3種情形：

⑴實物的包數(shù)小于二維碼所采集的碼數(shù)，此種情形是由于采集過程中小包裝抖動導(dǎo)致系統(tǒng)誤采集到兩個二維碼信息而產(chǎn)生多碼現(xiàn)象，因存在實物確保有碼故不做處理。

⑵實物的包數(shù)大于二維碼所采集的碼數(shù)，此種情形是由于相鄰包與包之間的距離太近不足于采集器的反應(yīng)時間導(dǎo)致系統(tǒng)漏采集二維碼信息。這種情形需要通過PDA找出本箱內(nèi)未采集到二維碼的小包裝，再與本箱內(nèi)的其他小包裝通過PDA“合并掃碼”進行合并，從新裝箱后進入下一道程序。

⑶箱內(nèi)包數(shù)為0，此種情形是由于包碼和箱碼未關(guān)聯(lián)上，處理方法是新貼一張二維碼標簽，通過PDA“手動關(guān)聯(lián)”讓其關(guān)聯(lián)上。

4.3 箱碼未采集到

主要有2種情形：

⑴箱子未貼二維碼標簽，當采集器進行采集時會出現(xiàn)報警，此種情形處理方法是貼上一張二維碼標簽，通過PDA“正?！钡墓δ軐ζ溥M行掃描。

⑵箱子有二維碼標簽，因采集器未采集到。此種情形處理方法是通過PDA“正常”的功能對其進行掃描。

5 現(xiàn)場問題改善措施

5.1 自動貼標位置改善

5.1.1 原設(shè)計貼標位置

原設(shè)計的貼標位置（如圖2）是貼長邊，工藝上要求將貼標機放置在開箱車間，但此車間的潔凈度相對于裝箱車間較低，不利于設(shè)備使用及壽命。

圖2 原設(shè)計的貼標位置

5.1.2 改善后貼標位置

將二維碼標簽貼置長邊的標改為貼短邊，如圖3，工藝改善后的優(yōu)點：

⑴可將貼標機放置在裝箱車間使用，提高標簽質(zhì)量，延長設(shè)備使用壽命。

⑵開箱車間手工粘箱的箱子可通過自動貼標機將其貼標，方便使用。

⑶箱子二維碼采集可由原來的動態(tài)采集改為靜態(tài)采集，提高箱子采集率，減少對產(chǎn)量影響。

⑷可將碼垛采集器由碼垛車間移至裝箱車間進行采集，這樣就可以將碼垛的剔除裝置移到封箱之前，異常處理時就無需拆箱，方便使用，節(jié)省耗材，提高效率。

⑸碼垛采集器可由原來的45°角采集改為正對面采集，提高了碼垛采集率。

圖3 改善后貼標位置

5.2 包與包之間距離不一致改善

原設(shè)備存在著包與包之間距離不一致的情況從而影響包碼采集，導(dǎo)致存在漏采集、誤剔除現(xiàn)象。

通過在原有的斜坡皮帶增加變頻器調(diào)速使得小包裝鹽袋包與包緊挨著，然后再通過后一段皮帶加速確保鹽包到采集端時包與包之間的距離一致，從而把系統(tǒng)采集每包鹽袋二維碼的用時調(diào)整至要求時間范圍之內(nèi)，從而提高系統(tǒng)采集的準確率。

5.3 改善前后數(shù)據(jù)對比

通過設(shè)備改善以及采集位置的變更，改善前后的具體數(shù)據(jù)對比見圖4、圖5。

圖4 改善前后數(shù)據(jù)對比（箱包）

圖5 改善前后數(shù)據(jù)對比（小袋）

6 關(guān)于二維碼在食鹽加工包裝中的應(yīng)用總結(jié)

6.1 作用

增加了“一包一碼”的二維碼采集設(shè)備，讓出廠的食鹽信息更加健全，追溯信息更加準確，在防偽、防串方面起到促進作用。

6.2 改進后的優(yōu)勢

改進后，提高了包碼、箱碼的采集率，同時異常減少了，也提高了單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。

6.3 使用中的經(jīng)濟效益

⑴從人工成本方面，提高了采集率后，單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)量高了，降低了用工成本。

⑵從物耗方面，降低了復(fù)合膜的物耗以及箱子物耗，從而降低了噸鹽的成本。

6.4 社會效益

增加了二維碼采集設(shè)備后，在防偽、防串方面全方位的追溯及監(jiān)控。在生產(chǎn)、銷售流通環(huán)節(jié)時時可以追溯到相應(yīng)食鹽信息，讓百姓吃上放心鹽，提升了食鹽防偽追溯系統(tǒng)運用的標準，為食鹽追溯系統(tǒng)建設(shè)保駕護航。