射频识别技术在生猪屠宰加工中的应用
龚森培
摘要：随着肉类食品安全越来越受到重视，射频识别技术在屠宰加工行业的应用将产生深远影响，具有重大意义。本文以工程为例，介绍了具体做法和一些建议。 关键词：射频识别技术，可追溯，生猪屠宰
一、 概述
我国是猪肉最大的消费国。我国猪肉产量占全球的50%，消费量占54%。然而我国的肉类食品卫生与安全现状却不容乐观。在生猪屠宰行业由于整体水平仍然比较低，企业多、小、乱、差的局面依旧没有根本改观，恶性竞争严重。行业监管手段缺乏，监管职责得不到有效落实，肉类食品安全事件时有发生。2001年11月广东河源市发生猪肉中克伦特罗污染，引起近800人食物中毒的公共卫生事件就是突出的案例。关注食品安全，从源头抓起，做到标本兼治就变成越来越迫切越来越重要的问题。而可追溯系统（Traceability System）就是在产品供应的整个过程中对产品的各种相关信息进行记录存储的质量保障系统。我国关于食品溯源体系的研究始于本世纪初，在研究和实施过程中，逐步制定了一些相关的标准和指南。2001年7月，上海市政府颁布了《上海市食用农产品安全监管暂行办法》提出了在流通环节建立“市场档案可溯源制”。可追溯是确保食品安全的有效工具。目前，许多国家的政府机构和消费者都要求建立食品供应链的可追溯机制，并且许多国家已开始制定相关的法律，以法规的形式将可追溯纳入食品物流体系中。在欧美的许多国家，不具有可追溯功能的食品已被禁止进入市场。实施可追溯性管理的一个重要方法就是产品具有可追溯性。可追溯性的标签记载了产品的可读性标识，通过标签中的编码或判读可方便地到食品数据库中查找有关食品的详细信息。通过可追溯性标签也可帮助企业确定产品的流向，便于对产品进行追踪和管理。
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2002年至2005年，笔者在参加上海五丰上食食品有限公司的整个筹建和设计工作中，在项目实施中提出采用先进的射频识别技术（RFID）。实现从生猪待宰、屠宰加工、二分胴体交易的全程实时生产管理和控制。在合作企业的共同努力下，在国内生猪屠宰加工行业中首次将射频识别技术成功应用，为国内肉类食品可追溯管理系统的推广和发展起到了带头作用，整体技术达到国内领先水平。项目单位—上海五丰上食食品有限公司是上海市第一家大型现代化肉类加工中心。中心位于嘉定工业区北区，厂区占地221亩，建筑面积4.5万平方米，项目总投资额3.6亿元人民币，年设计屠宰生猪300万头、年加工肉制品1.5万吨，项目于2005年底投入生产。本文通过对上海五丰上食食品有限公司射频识别技术应用项目的分析，希望对屠宰加工行业推广应用射频识别技术有所帮助。
二、射频识别技术在生猪屠宰加工管理中的应用
虽然，上海五丰上食食品有限公司在屠宰加工中引入了ISO9000认证、HACCP（危害分析和关键点分析系统）等多种有效的控制食品安全的管理办法。但是，上述的管理办法都主要是对加工环节进行控制，缺少信息的跟踪与追溯。射频识别（RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点。可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。利用射频识别技术可以将猪的整个供应链连接起来，可对整个供应链各个环节的猪产品信息进行跟踪与追溯，一旦发生肉类食品安全问题，可以有效地追踪到食品的源头，明确责任及时召回不合格产品，将损失降到最低。与此同时还可以促进生猪屠宰加工环节生产效率和管理效率的提高。为实现这个目标，做成一个完整的管理系统，要将射频识别（RFID）技术与计算机技术、网络通信、信息安全、工艺控制等系统集成起来。形成从生猪入厂到肉品销售的完整信息链，确保责任可追溯。根据“五丰上食”项目的特点，
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我们在结构上分为待宰管理、屠宰管理、交易销售管理、权限管理和设备管理，五个管理模块。其中权限管理和设备管理是相对独立的模块。在待宰管理、屠宰管理、交易销售管理三个管理模块基础上可生成各类统计数据报表。因模块中涉及射频识别（RFID）技术的应用主要是待宰管理和屠宰管理二个模块，故以下就重点讨论这二个模块。 （一）待宰管理模块：
待宰管理模块主要完成三项工作。
1、待宰圈的管理：生猪养殖环节是源头，所以必须建立“身份档案”。首先，对定点采购和自营的饲养场进行编号，设定专用供应商代号。通过查询供应商代号可以方便快捷的知道供应商的信息。如单位、账户、税号、联系人姓名、联系电话、单位地址等。其次，生猪基本信息的登统和进行编号。详细记录生猪来源（供应商代号），品种、进圈前检疫情况、批数量、批毛重、进圈时间和进入的待宰圈编号。其中批毛重的数据从电子地秤中直接链接录入。对自营的示范生猪养殖场还可将其饲养信息链接录入。包括养殖场信息登记、饲料信息管理、疫苗信息管理、疫病基本信息、批量喂养记录、批量防疫记录、病史记录表、批量出栏记录和相关统计数据等。通过查询系统可随时查询当前每头生猪的信息。进待宰圈后应登统入圈后的检疫与观察情况、生猪出圈时间、圈舍的消毒情况等。以上信息均需和扁担钩编码和识别系统相连接，做到准确对应。
2、生产计划安排：根据交易销售管理模块中的订单管理系统，编制屠宰生产计划的批次安排。即每批次的时间安排和时间间隔，保证待宰猪临宰前的停食静养时间，以减少猪的应激反应。然后，制作批次屠宰的生产安排卡（RFID标签卡）和打印相应的报表。确保生产组织井然有序。
3、其他管理：对急宰、途亡的有关信息的登统。其中对无条件发放和有条件利用的肉品处理的情况进行登统和相关信息的链接，并生成统计报表。对软猪（俗称慢脚猪）上线
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屠宰要有专人负责，持生产安排卡刷卡进入屠宰生产加工流水线。 （二）屠宰管理模块：
屠宰管理模块包括待宰管理信息的链接、屠宰加工工艺参数的录入、卫生检验记录、生产线控制管理、产品质量管理、成品等级，产量管理等等。由于屠宰加工过程是一个较复杂的工艺过程，五丰上食屠宰加工操作规程是39个工艺步骤，因此要实现其可靠的编码识别管理系统具有较大的难度。我们主要解决了以下几个难题：
1、编码和识别系统如何建立的问题。屠宰加工生产流水线主要分二大部分，俗称毛猪线（扎脚链）和整理线（扁担钩）。整个生产流水线的各加工工艺操作过程主要是依靠悬挂输送机（轨线）来逐步完成的。因此，就要求在整个生产流水线作业过程可进行编码和识别。从屠宰生产流水线来看，当然从毛猪线就开始为好。但限于当时技术、工期等原因，我们的编码和识别是从整理加工线（扁担钩）开始的，我们称作“扁担钩编码和识别系统”。“五丰上食”屠宰生产流水线的编码识别管理系统主要是以此为基础的。
猪的屠宰是从毛猪线上开始的。该线要完成麻电致昏、刺杀放血、头部检验、烫毛脱毛等关键工艺步骤。其中头部检验是较为重要的卫检工作。在猪放血后，烫毛脱毛前（或剥皮前），必须先进行剖检颌下淋巴结，以控制猪的慢性局部炭疽。这关系到后续工序如何进行及猪血的利用问题，因此屠宰生产流水线的编码和识别系统建议从毛猪线时开始。当前，随着射频识别应用技术的不断拓展，技术上已能实现。“五丰上食”可在完善工作中，在毛猪线上加装“挂链编码识别系统”并与“扁担钩编码和识别系统”链接起来，以实现真正的全线编码识别。
2、无线电射频（RFID）标签的选型问题。因为屠宰加工工作环境相对比较恶劣，标签外壳防护等级需满足IP65以上等级的要求。同时由于烫毛和燎毛等工序的高温和快速冷
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却等的低温，要求RFID标签具有较宽的工作温度带。通过反复对比试验，我们选用美国制造的无源高频耐高温标签，满足了以上要求。
3、射频（RFID）标签的安装问题。由于悬挂输送机的吊具——滚轮扁担钩的支架是铝合金材料，直径25毫米纽扣状的标签嵌在支架的侧面。铝合金材料具有屏蔽作用，阻碍了电磁波的传播，其读、写距离无法满足要求。而增加天线面积会使标签变得很大，无法安装在支架上。为此经多次试验，找到了方法。我们在支架安装孔处开了5毫米宽的长槽将金属封闭环断开，增加了磁通量，读、写距离确保在6厘米，解决了这一难题。
4、信息的链接和对应问题。由于生产过程是动态的，而我们原来设定的工艺程序是理想化的。如何将生猪的原始信息准确无误的与扁担钩编码和识别系统链接起来是较大的难题。例如：在批次加工中由于难免会发生软猪，这一批次上线屠宰的猪数量和信息会无法对应。另外，在加工过程中偶发的设备故障等都会将原来的程序打乱和出错。因此会产生批次间猪只信息交错，无法准确一一对应的问题。我们通过制作批次工作（RFID）识别卡和增加批次时间间隔，软、硬件配置相应调整等办法，问题得到了解决。
5、兽医卫生和品质检验问题。屠宰加工管理的核心问题是猪的兽医卫生和品质检验。根据国家标准《生猪屠宰产品品质检验规程》的要求，主要是宰前检验及处理和宰后检验及处理。其中宰后检验必须对每头猪进行头部检验、体表检验、内脏检验、寄生虫检验、胴体初检、胴体复检六道检验程序，必要时还要做实验室诊断。这些大量的卫生检验信息资源要解决与扁担钩编码和识别系统链接以及这些信息资源的组织、存储、管理、交换、分发、数据处理问题。我们主要做法是：
（1）旋毛虫的检验。传统的旋毛虫检验程序是：取出腹腔脏器后，在每头猪的横膈膜肌脚各取一小块肉样(每块约重10克)，用同一号码纸条分别贴在猪胴体和肉样上，先撕去
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