區(qū)塊鏈應(yīng)用視角下的乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全監(jiān)管研究

鐘海巖，于 瑤，劉媛媛

(黑龍江東方學(xué)院 管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150065)

1 引言

新冠肺炎病毒席卷全球，對人們的生命和財產(chǎn)安全都造成嚴(yán)重的危害，食品質(zhì)量安全的控制問題再次引發(fā)了社會和學(xué)界的密切關(guān)注。習(xí)近平總書記強調(diào)積極推動區(qū)塊鏈技術(shù)在商品防偽、食品安全中的應(yīng)用[1]。乳制品供應(yīng)鏈主要包括奶牛養(yǎng)殖、原奶供應(yīng)、乳制品生產(chǎn)、包裝貯存、運輸、銷售等環(huán)節(jié)。乳制品對這些環(huán)節(jié)所應(yīng)具備的條件有著極高的要求。老酸奶“工業(yè)明膠”等一系列安全事件曾徹底摧毀了消費者對乳制品的信心，也引起國家對乳制品質(zhì)量安全的高度重視，此類問題的發(fā)生很大程度上是乳制品供應(yīng)鏈管理不嚴(yán)格造成的。應(yīng)用先進的信息技術(shù)對乳制品供應(yīng)鏈全過程進行質(zhì)量安全信息實時監(jiān)測及風(fēng)險預(yù)警顯得尤為迫切。

2 乳制品供應(yīng)鏈

2.1 乳制品供應(yīng)鏈的過程描述

乳制品供應(yīng)鏈?zhǔn)且匀橹破窞檠芯繉ο?，從奶源的采購，到乳制品公司的生產(chǎn)加工，再到分銷商把乳制品分到各個終端店鋪，如超市、餐廳等，最終銷售給消費者。乳制品生產(chǎn)加工企業(yè)、分銷商、零售商到最終消費者形成了一個整體的功能模型[2]。供應(yīng)鏈中的任何節(jié)點出現(xiàn)問題將不可避免地導(dǎo)致乳制品的質(zhì)量特性最終偏轉(zhuǎn),那么必然會導(dǎo)致消費者的需求偏離質(zhì)量的風(fēng)險，甚至健康問題。

2.2 乳制品供應(yīng)鏈的特性

乳制品供應(yīng)鏈的特點具有波動性、可操控性和不可預(yù)測性。乳制品是非?；钴S的，因此在運輸、貯存過程中對保質(zhì)期、衛(wèi)生條件等有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。例如，乳制品需要短時間的運輸，并且還需要整個過程中的冷鏈控制以及高衛(wèi)生條件和產(chǎn)品質(zhì)量。顯而易見，乳制品供應(yīng)鏈包括的環(huán)節(jié)眾多，參與質(zhì)量活動的各個環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，與此同時，參與供應(yīng)鏈的各成員間存在信息的傳遞、物流的更新、契約等不受控制的要素影響[3]。

3 乳制品供應(yīng)鏈各個節(jié)點質(zhì)量安全存在的問題

3.1 原料奶生產(chǎn)、貯存和運輸環(huán)節(jié)

在原奶生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，奶牛在飼養(yǎng)的時候，存在不先進的生產(chǎn)條件、不合理的飼養(yǎng)結(jié)構(gòu)等眾多問題[4]。國家規(guī)定飼料和獸藥等物質(zhì)必須達(dá)標(biāo)。但現(xiàn)階段，在動物的飼養(yǎng)環(huán)節(jié)，仍存在著過度使用藥物等現(xiàn)象，主要是由于飼養(yǎng)者過度地追求經(jīng)濟利益。為了提升牛奶蛋白的數(shù)量，在飼料中添加三聚氰胺；為了提高牛奶的產(chǎn)量，在飼料中添加激素等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。原料奶在貯存環(huán)節(jié)中摻假現(xiàn)象普遍存在。作為商人，在利益驅(qū)動下，一些奶農(nóng)和奶站將米湯、淀粉等混入原料奶中，甚至一些奶農(nóng)在原料奶中加入化肥、防腐劑等嚴(yán)重威脅人類健康的物質(zhì)，以達(dá)到檢測原料奶的目的。在運輸環(huán)節(jié)中，奶農(nóng)從牛身上提取出來的原奶易產(chǎn)生微生物，為了控制微生物的傳播，要將溫度保持在4℃以下。原奶的運輸也必須低于4℃。但由于冷凍原奶的車成本較高，絕大多數(shù)小型乳品加工企業(yè)仍使用桶裝運輸，易產(chǎn)生細(xì)菌，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 乳制品加工、運輸、貯存和銷售環(huán)節(jié)

在加工環(huán)節(jié)中，乳制品檢測能力不足。目前企業(yè)對于乳制品微生物的檢測方法古老、敏感度低，仍使用微生物培養(yǎng)法,包括真菌體積檢測等。另外，乳制品檢測缺少第三方檢測機構(gòu)的合格證書，沒有準(zhǔn)確的測試結(jié)果。還有眾多企業(yè)為了延長牛奶保質(zhì)期，添加了超標(biāo)的食品添加劑等現(xiàn)象。另外，乳制品具有易腐化的特點，在運輸和貯存過程中，對溫度有嚴(yán)格的要求，需要冷藏運輸，運輸溫度必須控制在0～4℃。乳制品運輸利用率較低，其貯存受溫度、濕度的限制，貯存時要根據(jù)乳制品的品種選擇適宜的溫度，溫度過高會加速微生物的生長繁殖，導(dǎo)致乳制品質(zhì)量下降。此外，要提高現(xiàn)有的銷售環(huán)境，銷售環(huán)節(jié)必須要求出售乳制品的場所要配備相應(yīng)的冷藏設(shè)備，乳制品的保質(zhì)期極短，銷售過程中應(yīng)注意儲存最新保質(zhì)期，售賣即將到期的產(chǎn)品。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)改善乳制品質(zhì)量安全風(fēng)險監(jiān)測效果

區(qū)塊鏈技術(shù)是分布式的系統(tǒng)，并且擁有公私鑰技術(shù)、共識機制等核心技術(shù)。參與者每個操作都記錄在區(qū)塊鏈中，區(qū)塊鏈中的每個人都可以使用記錄的數(shù)據(jù)，并且不能對其進行更改或刪除。從而在技術(shù)上加強乳制品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全管理。

4.1 去中心化實現(xiàn)質(zhì)量安全實時監(jiān)控

區(qū)塊鏈主要使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、密碼學(xué)、共識算法等技術(shù)，這些技術(shù)決定了區(qū)塊鏈具有去中心化、信息透明性和可追溯性的特點。為了確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的去中心化結(jié)構(gòu)保證了雙方之間的互動，使交易高效化。區(qū)塊鏈技術(shù)支持交易，可以讓雙方在無任何擔(dān)保的前提下，實現(xiàn)雙方彼此交易時的信任。原奶供應(yīng)商、牛奶加工公司、物流公司和分銷商之間的信息交換不必經(jīng)過中間流程。通過每個節(jié)點創(chuàng)建的信息交換聯(lián)盟，可以實現(xiàn)乳制品的聯(lián)合監(jiān)控。

4.2 共識機制提高質(zhì)量安全監(jiān)控的效率

共識機制可以在分布式網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性和記錄有效性[5]。區(qū)塊鏈按時間順序記錄數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)庫。共識機制保證了數(shù)據(jù)的真實性，實現(xiàn)了在監(jiān)測到質(zhì)量安全異常時系統(tǒng)會自動進行報警。乳制品在流通過程中會受到溫度限制，若在流通的過程中溫度高于或低于室溫，則自動觸發(fā)報警裝置，并將該溫度的所有過程記錄在區(qū)塊鏈上以供追溯。

4.3 公私鑰技術(shù)保證質(zhì)量安全信息的真實性

公鑰通常用于加密會話密鑰、驗證數(shù)字簽名或加密可使用相應(yīng)私鑰解密數(shù)據(jù)。公私鑰技術(shù)用于確保客戶隱私和數(shù)據(jù)安全[6]。將區(qū)塊鏈中公私鑰技術(shù)運用到乳制品供應(yīng)鏈上，讓供應(yīng)鏈上的所有參與人員設(shè)有各自的私鑰，都不能偽造對方的私鑰。公鑰記錄從生產(chǎn)商到消費者手中所有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。公司通過公鑰請求有關(guān)乳制品交付質(zhì)量的信息，然后使用私鑰將其加工信息傳輸?shù)絽^(qū)塊鏈，以確保乳制品的質(zhì)量安全。

5 區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)乳制品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全監(jiān)控

將區(qū)塊鏈和RFID技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建乳制品可追溯性平臺，通過供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)乳制品質(zhì)量安全信息的交換[7]。本研究建立了以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全信息監(jiān)控平臺。如圖1所示。

5.1 實時獲取質(zhì)量安全信息模塊

在乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量監(jiān)測平臺中，可以實時監(jiān)測到原料和鮮奶生產(chǎn)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)加工、運輸、儲存、原料和鮮奶平臺的信息，將實時收集的數(shù)據(jù)從非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在乳制品加工業(yè)務(wù)中主要關(guān)注生產(chǎn)和儲存條件。溫度、濕度監(jiān)測器、微生物敏感器用于監(jiān)測方面，得到相關(guān)信息利用傳感器上傳至區(qū)塊鏈的信息中心。分揀加工完成后，使用二維碼將奶源、物品編號以及參與處理的員工批號、消毒信息和個人基本信息掃描到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。

5.2 實時監(jiān)控質(zhì)量安全信息模塊

在分布式區(qū)塊鏈存儲結(jié)構(gòu)下，質(zhì)量安全信息監(jiān)控平臺返回相關(guān)信息，如乳制品生產(chǎn)加工等信息，通過實時收集和處理乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全數(shù)據(jù)，并在獲得整個網(wǎng)絡(luò)的批準(zhǔn)后將其存儲在區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)中心，實時向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送質(zhì)量檢測和其他信息。在原料奶供應(yīng)環(huán)節(jié)中，利用射頻識別技術(shù)對每批次產(chǎn)品的所粘貼的標(biāo)簽，對奶牛養(yǎng)殖的衛(wèi)生情況實施監(jiān)測，將信息存儲到區(qū)塊鏈分布式存儲系統(tǒng)中。還可以通過區(qū)塊鏈對運輸車輛的情況實時定位追蹤，并對反饋的信息進行優(yōu)化，提高乳制品的質(zhì)量安全性。

5.3 技術(shù)資源模塊

監(jiān)控平臺使用的技術(shù)資源，通過軟硬件的綜合運用，對乳制品質(zhì)量安全開展追蹤，來提高質(zhì)量安全效果。區(qū)塊鏈共識機制允許乳制品供應(yīng)鏈中的每個環(huán)節(jié)達(dá)成共識，縮短相互驗證數(shù)據(jù)的時間，并及時警視與乳制品加工相關(guān)的質(zhì)量安全風(fēng)險。質(zhì)量監(jiān)控平臺的數(shù)據(jù)層和操作模塊通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進行實時通信，如果乳制品的存儲環(huán)境出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動發(fā)出警報。通過智能合約中的規(guī)則，實時將數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈中，并根據(jù)算法程序，采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，解決乳制品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全問題。

圖1 乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全信息監(jiān)測平臺

5.4 系統(tǒng)應(yīng)用界面

乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全監(jiān)控平臺的接口是一個紐帶，可以為運營商提供操作界面，授權(quán)人員通過網(wǎng)絡(luò)端口登錄系統(tǒng)，不同用戶的職能分配權(quán)限不同，根據(jù)權(quán)限級別，執(zhí)行并輸入有關(guān)乳制品供應(yīng)鏈的相關(guān)信息。對信息進行實時監(jiān)控、檢索查詢、智能溫控、溯源防偽查詢等操作。如果乳制品存在質(zhì)量安全問題，可以跟蹤區(qū)塊鏈并找到相關(guān)信息，這些信息可以以圖形、圖像和視頻的形式呈現(xiàn)，客戶可以通過終端查詢質(zhì)量安全數(shù)據(jù)，避免乳制品的質(zhì)量安全風(fēng)險。

6 結(jié)語

乳制品質(zhì)量安全問題一直以來都得到全社會的廣泛關(guān)注。所研究的乳制品質(zhì)量安全監(jiān)控系統(tǒng)是區(qū)塊鏈技術(shù)與乳制品質(zhì)量安全管理的深度融合。建立有效的乳品養(yǎng)殖、原料奶收集、原料奶運輸、乳制品加工和銷售的質(zhì)量安全檢驗和管理體系。該系統(tǒng)用于監(jiān)控牛奶生產(chǎn)和銷售過程中的所有鏈接，提高乳制品質(zhì)量監(jiān)測的效率，以確保最終消費者獲得質(zhì)量安全的乳制品。