讓食品安全追溯更有效

——EPC在歐盟動(dòng)物耳標(biāo)上的應(yīng)用

    杜寒/編譯

   編者按：在公眾對(duì)食品安全擔(dān)憂以及對(duì)可追溯系統(tǒng)期待的背景下，歐盟國家陸續(xù)進(jìn)行了一系列有關(guān)產(chǎn)品電子代碼（EPC）在動(dòng)物耳標(biāo)上的測試應(yīng)用，并發(fā)布了針對(duì)GS1UHFEPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在動(dòng)物電子標(biāo)識(shí)中應(yīng)用的指導(dǎo)書。歐盟、澳大利亞、美國、加拿大、日本等40多個(gè)國家已采用基于RFID的EPC電子標(biāo)簽進(jìn)行牲畜身份識(shí)別追溯管理。本文對(duì)丹麥、愛爾蘭這兩個(gè)國家使用動(dòng)物電子耳標(biāo)的案例進(jìn)行分析，著重關(guān)注耳標(biāo)中使用的EPC編碼。

   肉食品追溯目前已經(jīng)成為全球熱議的話題，歐盟發(fā)布了諸多嚴(yán)格加強(qiáng)動(dòng)物飼養(yǎng)的法律規(guī)定，要求飼養(yǎng)者必須加強(qiáng)和優(yōu)化動(dòng)物飼養(yǎng)各環(huán)節(jié)的管理。依靠耳標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)動(dòng)物的標(biāo)識(shí)和自動(dòng)數(shù)據(jù)采集被普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)這一目的最基本的手段。

   基于RFID技術(shù)的電子動(dòng)物標(biāo)簽已不是新生概念，正快速發(fā)展成為提高飼養(yǎng)場所運(yùn)營效率、有效監(jiān)控動(dòng)物飼養(yǎng)和提升食品供應(yīng)鏈透明度的重要手段。近年來，歐盟陸續(xù)發(fā)布了若干有關(guān)動(dòng)物耳標(biāo)的法規(guī)和應(yīng)用指導(dǎo)，見表1。但這些文件主要關(guān)注低頻標(biāo)簽（LF）的應(yīng)用。雖然低頻標(biāo)簽具有抗水性好的特性，但同時(shí)也有幾個(gè)顯著缺點(diǎn)，如成本高于超高頻（UHF）標(biāo)簽，也不如后者的識(shí)讀距離遠(yuǎn)（對(duì)于野外大規(guī)模放牧尤為影響），多標(biāo)簽沖突環(huán)境下識(shí)讀率低等。

表1 歐盟有關(guān)動(dòng)物耳標(biāo)的法規(guī)和指導(dǎo)

   從追溯應(yīng)用來看，當(dāng)前的追溯系統(tǒng)基本是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、交換系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)集成組成，除部分達(dá)到自動(dòng)處理之外，還有部分工作仍由人工操作甚至基于傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)完成。傳統(tǒng)和多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)并存的現(xiàn)狀使得這些多樣的追溯系統(tǒng)間互不兼容，數(shù)據(jù)一致性得不到保障。這樣一來，在食品安全事故發(fā)生的時(shí)候，信息流的不連續(xù)以及缺乏獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)等因素使得這些系統(tǒng)的功能大打折扣，導(dǎo)致相關(guān)機(jī)構(gòu)無法正確及時(shí)采取行動(dòng)。動(dòng)物的電子標(biāo)識(shí)是打通這種不兼容的關(guān)鍵，關(guān)系到系統(tǒng)信息流和數(shù)據(jù)傳輸是否順暢的問題，引起歐盟各國的共同關(guān)注。

   EPC和動(dòng)物電子耳標(biāo)的結(jié)合，不僅可以提高飼養(yǎng)現(xiàn)場操作效率，解決傳統(tǒng)的動(dòng)物識(shí)別問題，提高數(shù)據(jù)管理的效率，還可以減少動(dòng)物管理的費(fèi)用和保護(hù)動(dòng)物權(quán)益。

    電子耳標(biāo)的EPC數(shù)據(jù)規(guī)范

   在電子標(biāo)簽中以字節(jié)和字符形式存儲(chǔ)信息的方法有很多種。為了規(guī)范使用，國際物品編碼協(xié)會(huì)（GS1）發(fā)布了標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（Tag DataStandards），規(guī)定了如何在超高頻（UHF）Gen2標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)表示包括全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼在內(nèi)的一系列GS1標(biāo)識(shí)。雖然GS1已經(jīng)擁有覆蓋全球的標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以為產(chǎn)品、位置、資產(chǎn)等對(duì)象進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)，但還沒有兼容傳統(tǒng)的動(dòng)物識(shí)別編碼。為了改變這一現(xiàn)狀，行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)與GS1一起，在丹麥進(jìn)行了一萬頭生豬的EPC應(yīng)用，匯總了實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

   丹麥和愛爾蘭兩國的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，要成功在動(dòng)物耳標(biāo)上施行EPC應(yīng)用必須具備以下基本條件：

    項(xiàng)目實(shí)施方對(duì)GS1EPC標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范必須進(jìn)行研究和理解，特別是充分領(lǐng)會(huì)標(biāo)頭值等概念；項(xiàng)目的實(shí)施必須基于和遵守GS1EPC標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)簽的選擇上需使用UHF 860-960 MHz 96位C1Gen2被動(dòng)式標(biāo)簽；應(yīng)用GS1EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，即SGTIN（序列化全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼）；動(dòng)物注冊機(jī)構(gòu)獲得并使用由GS1編碼機(jī)構(gòu)分配的GS1全球廠商前綴；使用不超過7位的GS1全球廠商前綴（包括國家前綴）；在GS1編碼機(jī)構(gòu)配合下，動(dòng)物注冊機(jī)構(gòu)為每個(gè)動(dòng)物分配序列號(hào)。

   動(dòng)物耳標(biāo)EPC編碼被分為兩個(gè)部分：標(biāo)頭部分及詳細(xì)信息部分。標(biāo)頭是EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的EPC標(biāo)頭，又分為三個(gè)部分，如表2所示。

表2 標(biāo)頭內(nèi)容

   標(biāo)頭在確定標(biāo)識(shí)類別的同時(shí)，也確定了標(biāo)簽數(shù)據(jù)位長度，本應(yīng)用中使用96位二進(jìn)制編碼。雖然為了給用戶提供更強(qiáng)大的序列號(hào)級(jí)編碼能力，GS1EPC標(biāo)準(zhǔn)也定義了198位二進(jìn)制長度的SGTIN，可以支持最多20個(gè)數(shù)字字符的編碼，但目前的歐盟耳標(biāo)項(xiàng)目并未應(yīng)用。

    濾值是物品包裝層級(jí)或物品類別的標(biāo)識(shí)。由于目前GS1EPC標(biāo)準(zhǔn)里并未規(guī)定動(dòng)物耳標(biāo)的分類，所以此處濾值設(shè)置為“0”，以區(qū)別其他已在GS1 EPC標(biāo)準(zhǔn)里定義的濾值。

   分區(qū)值表示由GS1編碼機(jī)構(gòu)分配的GS1全球廠商前綴長度，如分區(qū)值“5”表示GS1全球廠商前綴長度7位。

   詳細(xì)信息部分包含動(dòng)物耳標(biāo)應(yīng)用需要的內(nèi)容，包括GS1全球廠商前綴（GCP）、對(duì)象代碼、序列號(hào)三部分構(gòu)成，如圖1。

圖1 動(dòng)物耳標(biāo)用96位GS1 EPC編碼實(shí)例

   GCP使得GS1的各系統(tǒng)成員可以在全球范圍內(nèi)為其貿(mào)易項(xiàng)目、物流單元、位置、合作伙伴、資產(chǎn)及本案例中的動(dòng)物進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。在動(dòng)物耳標(biāo)應(yīng)用中，GS1將GCP分配給相應(yīng)的動(dòng)物注冊機(jī)構(gòu)，并由這些機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)給動(dòng)物分配序列號(hào)。

   對(duì)象代碼包括三部分信息：指示位、國家代碼和動(dòng)物類型代碼，以上這些信息都用數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。以圖1的實(shí)例為例：

    指標(biāo)位數(shù)字設(shè)置為“0”。

    動(dòng)物注冊機(jī)構(gòu)根據(jù)ISO3166獲得三位國家代碼。在此例中，愛爾蘭的國家代碼是372。如果應(yīng)用中不使用國家代碼，其默認(rèn)值為“000”，如圖2所示。

圖2 國家代碼的使用

    此例中動(dòng)物類型代碼=“02”，代表動(dòng)物類型為豬。

表3 動(dòng)物類型代碼

   由于這些規(guī)則在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了約定，并充分兼容了已有的ISO和GS1標(biāo)準(zhǔn)，可最大限度地降低開發(fā)成本和復(fù)雜性，便于用戶操作。

   序列號(hào)是對(duì)動(dòng)物個(gè)體的唯一標(biāo)識(shí)。96位Gen2標(biāo)簽可以容納274877906943個(gè)序列號(hào)，但只能為純數(shù)字形式，且首位不能為“0”。

   通常，序列號(hào)為國家動(dòng)物注冊機(jī)構(gòu)為動(dòng)物個(gè)體分配的代碼；也有可能分段表示牧群或農(nóng)場的代碼。當(dāng)然，隨著更多信息的載入，其序列化的容量會(huì)降低。

    丹麥的應(yīng)用

   生豬養(yǎng)殖業(yè)在丹麥國民經(jīng)濟(jì)及出口貿(mào)易中占重要地位，加大對(duì)生豬養(yǎng)殖的監(jiān)管也是不容忽視的問題。自2009年開始，丹麥肉類及農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)同GS1丹麥共同推行適用于生豬耳標(biāo)的產(chǎn)品電子代碼/無線射頻識(shí)別(EPC/RFID) 解決方案。

   以某生豬養(yǎng)殖場為例，每周有900頭豬仔出生，數(shù)量之龐大導(dǎo)致在物流及登記過程中存在困難。對(duì)于生豬的養(yǎng)殖需要進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)控，每個(gè)工序都要進(jìn)行單獨(dú)登記以準(zhǔn)確標(biāo)定生豬的相關(guān)指數(shù)(以便估值)，同時(shí)要能確保母豬的健康。

   由于幼豬仔會(huì)經(jīng)常四處亂跑，超高頻（UHF）RFID標(biāo)簽?zāi)軌蜻h(yuǎn)距離感應(yīng)到豬的移動(dòng)，且UHF耳標(biāo)體積上比低頻（LF）標(biāo)簽的耳標(biāo)?。▽?duì)于不到3周大的小豬也適用），這樣就可檢測到每只豬的飼養(yǎng)過程，如飼料數(shù)量、體重及用藥量。通過參考記錄數(shù)據(jù)，可對(duì)生豬的等級(jí)進(jìn)行界定，并可對(duì)其價(jià)格進(jìn)行估算（最多可達(dá)到27000歐元，少則低于100歐元）。

   生豬養(yǎng)殖場自沿用超高頻（UHF）RFID標(biāo)簽以來，節(jié)省了開支，改善了數(shù)據(jù)質(zhì)量。以往在召集和點(diǎn)算需要運(yùn)載的生豬時(shí)，要用三至四名員工花兩小時(shí)才可完成，且相關(guān)數(shù)據(jù)記錄的誤差率達(dá)10%，以至影響到海關(guān)、邊境及接收方的管理效益。自從使用EPC/RFID標(biāo)簽后，每名員工只需45分鐘就能完成工作，大大提高了工作效率及數(shù)據(jù)信息記錄的質(zhì)量。

    應(yīng)用推廣

   在與多家動(dòng)物研究機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)的合作，以及歐盟多個(gè)試點(diǎn)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，兩國的物品編碼機(jī)構(gòu)GS1丹麥和GS1愛爾蘭聯(lián)合發(fā)布了一項(xiàng)針對(duì)在動(dòng)物電子耳標(biāo)中應(yīng)用EPC的指導(dǎo)書。

   該指導(dǎo)書特別闡述了GS1標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和EPC系統(tǒng)可以為動(dòng)物飼養(yǎng)者和動(dòng)物注冊管理機(jī)構(gòu)提供基礎(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場所的高效運(yùn)營、動(dòng)物行為的監(jiān)控以及藥品飼料管理等。由于該指導(dǎo)書來源于丹麥和愛爾蘭多家研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)用戶的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對(duì)行業(yè)內(nèi)廣大標(biāo)簽制造商、軟件開發(fā)商對(duì)GS1EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的了解和應(yīng)用具有十分重要的價(jià)值。

   歐盟將基于ISO和GS1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并以此指導(dǎo)書為參考，進(jìn)一步實(shí)施和推動(dòng)動(dòng)物制品“從農(nóng)場到餐桌”的追溯。

    （文章源自：GS1丹麥和GS1愛爾蘭發(fā)布的《GS1 EPC animal eartagguideline》）《中國自動(dòng)識(shí)別技術(shù)雜志》2014年第3期