林琳等

[摘 要]全程冷鏈物流的配套服務(wù)是乳制品行業(yè)高速發(fā)展的品質(zhì)保障。高速發(fā)展的乳制品生產(chǎn)與消費(fèi)同滯后的冷鏈物流體系形成了鮮明的反差，許多需冷藏銷(xiāo)售的乳制品被暴露在常溫或是溫控不足的環(huán)境中，從而引發(fā)食用安全問(wèn)題。冷鏈設(shè)備的不完善不僅帶來(lái)食品安全問(wèn)題，而且使物流成本居高不下。本文致力于通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，確保乳制品企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控冷鏈物流狀態(tài)，使得乳制品安全得到保證，降低企業(yè)物流成本。本文通過(guò)對(duì)南京衛(wèi)崗企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)際相結(jié)合，對(duì)乳制品冷鏈物流的流程優(yōu)化提出了建議。

[關(guān)鍵詞]乳制品；冷鏈物流；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.20.030

1 引 言

我國(guó)土地遼闊，主要的奶源位于北方，而牛奶的主要消費(fèi)市場(chǎng)卻在華東、華南等地。供給地與消費(fèi)者所在的市場(chǎng)之間相隔太遠(yuǎn)，乳制品又是一種易腐產(chǎn)品，如果不在低溫下儲(chǔ)存就很容易變質(zhì)，因此，乳制品的存儲(chǔ)和運(yùn)輸離不開(kāi)冷鏈物流的支持。然而，我國(guó)乳制品在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的溫度及濕度的控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足乳制品低溫的要求。另外，冷鏈物流企業(yè)對(duì)于信息技術(shù)應(yīng)用的范圍和比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。從整體上看，我國(guó)冷鏈物流企業(yè)的發(fā)展還存在著很大的上升空間。

相關(guān)學(xué)者指出，乳制品的市場(chǎng)需求非常龐大，但與乳制品相關(guān)的冷鏈物流硬件設(shè)施設(shè)備建設(shè)嚴(yán)重滯后；現(xiàn)有的冷藏設(shè)施設(shè)備陳舊、分布不均衡、無(wú)法為乳制品提供低溫保障，從而導(dǎo)致冷藏運(yùn)輸效率低。因此，冷鏈物流企業(yè)需要引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)改善乳制品從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的現(xiàn)狀。

2 在冷鏈物流中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，將其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)手段，從而實(shí)現(xiàn)識(shí)別、定位、追蹤管理和監(jiān)控的目的。鑒于乳制品冷鏈物流自身的特殊性，有學(xué)者指出，在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中引入一種特殊的標(biāo)簽，即RFID溫度標(biāo)簽（冷鏈標(biāo)簽），以此對(duì)乳制品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證乳制品的新鮮度。

在乳制品的整個(gè)生產(chǎn)流程中，企業(yè)必須隨時(shí)實(shí)地、精確地掌握乳制品的各種狀態(tài)，才能夠保證低溫乳制品的質(zhì)量的合格。但實(shí)際上，物體在流動(dòng)的過(guò)程中，采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、包裝、卸載、流通加工、配送、銷(xiāo)售到服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)處于松散的狀況。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正是一項(xiàng)能夠有效解決乳制品冷鏈物流中的輸入與輸出、業(yè)務(wù)過(guò)程的控制與追蹤的一項(xiàng)技術(shù)。因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與乳制品冷鏈物流的加工、存儲(chǔ)及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)相結(jié)合起來(lái)，將會(huì)對(duì)保障乳制品的質(zhì)量起到重要作用。

乳制品的生產(chǎn)加工是生產(chǎn)線(xiàn)中最先開(kāi)始的步驟，在這個(gè)流程中如果沒(méi)有進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控的話(huà)，致使產(chǎn)品出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，無(wú)論后續(xù)流程做得再細(xì)致入微也終究無(wú)濟(jì)于事。然而，傳統(tǒng)的乳制品的生產(chǎn)加工過(guò)程的透明度不高，容易造成質(zhì)量問(wèn)題。因此，我們可以在這個(gè)流程中對(duì)乳制品的來(lái)源進(jìn)行分類(lèi)標(biāo)記，并對(duì)整個(gè)流程的溫度、濕度進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控，建立完整的數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)記錄這些數(shù)據(jù)，保證食品質(zhì)量的安全。

乳制品所處時(shí)間最長(zhǎng)的流程應(yīng)該就是在倉(cāng)庫(kù)中存儲(chǔ)了。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)中的溫度、濕度、產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量進(jìn)行有效連續(xù)的監(jiān)控，將這些數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，交易雙方可以共享這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，可以讓購(gòu)賣(mài)雙方及時(shí)了解到產(chǎn)品的需求變化，減少牛鞭效應(yīng)，較大幅度地降低庫(kù)存，減少管理成本。

如何在乳制品的運(yùn)輸過(guò)程中保證乳制品的質(zhì)量及如何提高產(chǎn)品的運(yùn)輸效率是每個(gè)進(jìn)行冷鏈物流的企業(yè)比較頭疼的問(wèn)題。有效地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。在乳制品運(yùn)輸車(chē)輛中加入RFID標(biāo)簽，就可以對(duì)運(yùn)輸車(chē)內(nèi)部的溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)的監(jiān)控，還可以迅速獲得運(yùn)輸車(chē)的地理位置，這樣就可以有效地解決運(yùn)輸車(chē)上乳制品的質(zhì)量與安全問(wèn)題。

3 物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在乳制品配送過(guò)程中的應(yīng)用分析——以南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司乳制品配送過(guò)程為例

3.1 衛(wèi)崗企業(yè)的現(xiàn)狀

南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司是南京一家大型乳品企業(yè)，該企業(yè)每天都要向各大超市配送低溫乳制品。據(jù)南京某乳制品企業(yè)內(nèi)部人士透露，像沃爾瑪這些大型的超市，每次都需對(duì)車(chē)輛內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，哪怕溫度只高于規(guī)定值1度，也需要進(jìn)行重新降溫處理，直到達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，商家才會(huì)收貨。衛(wèi)崗乳業(yè)的低溫乳制品的具體物流過(guò)程如下所示：

（1）奶源：衛(wèi)崗乳業(yè)有10大自有牧場(chǎng)，30個(gè)生奶基地的奶源網(wǎng)絡(luò)，奶源基地緊靠生產(chǎn)基地，生奶運(yùn)輸不超兩小時(shí)，十分有利地保持奶源的新鮮度。奶牛一天要擠三次奶，擠下的奶要降到4℃，擠奶和儲(chǔ)奶設(shè)備要反復(fù)消毒才能保證牛奶新鮮。擠下的牛奶當(dāng)天就要運(yùn)到加工廠，奶罐車(chē)要有保溫設(shè)施，每天要對(duì)罐體清洗消毒三次。

（2）生產(chǎn)加工：自動(dòng)操作系統(tǒng)可對(duì)溫度、液位、濃度等進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，自動(dòng)糾錯(cuò)系統(tǒng)可以自動(dòng)糾正錯(cuò)誤。自動(dòng)清洗系統(tǒng)對(duì)加工中牛奶經(jīng)過(guò)的所有設(shè)備、管道進(jìn)行衛(wèi)生消毒并自動(dòng)檢測(cè)效果，確保牛奶營(yíng)養(yǎng)成分的高品質(zhì)。

（3）灌裝：生奶出倉(cāng)后進(jìn)入消毒程序，瑞典產(chǎn)的殺菌機(jī)、均質(zhì)機(jī)、在線(xiàn)添加系統(tǒng)、脫氣和閃蒸系統(tǒng)等現(xiàn)代化的加工設(shè)備保證了乳制品加工的質(zhì)量。加工好的乳制品必須經(jīng)過(guò)無(wú)菌管道才能流向瓶奶灌裝線(xiàn)。所有的奶瓶都經(jīng)過(guò)多道高溫消毒處理，灌裝好的牛奶進(jìn)入現(xiàn)代化庫(kù)房。

（4）物流配送：衛(wèi)崗乳業(yè)的冷藏車(chē)每天夜晚奔馳在運(yùn)輸線(xiàn)上，確保把當(dāng)天的牛奶送到各個(gè)發(fā)奶站，送奶員在清晨6：30前送到用戶(hù)的奶箱。

3.2 衛(wèi)崗企業(yè)目前存在的問(wèn)題

通過(guò)調(diào)查得知，衛(wèi)崗企業(yè)在乳制品運(yùn)送過(guò)程中只有制冷設(shè)備，并沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備。在乳制品的運(yùn)輸配送中存在以下缺陷：

（1）在裝卸貨的過(guò)程中，衛(wèi)崗企業(yè)只對(duì)有特殊要求的乳制品使用保溫箱，而對(duì)于那些無(wú)特殊要求的則不采用保溫箱。不過(guò)，為了避免乳制品質(zhì)變，裝卸貨工人有明確規(guī)定的裝卸貨時(shí)間（5～10分鐘），以應(yīng)對(duì)這段無(wú)溫控時(shí)間。

（2）而在乳制品運(yùn)送的過(guò)程中，衛(wèi)崗企業(yè)采用GPS全程監(jiān)控，只有在制冷劑出現(xiàn)問(wèn)題不工作時(shí)實(shí)行車(chē)內(nèi)報(bào)警，總部并沒(méi)有在運(yùn)輸過(guò)程中實(shí)行全過(guò)程的溫度的控制。在運(yùn)送的過(guò)程中，牛奶的特殊要求為2℃～6℃，不能結(jié)冰，并且溫度不宜過(guò)高。而這些乳制品的要求只能靠裝卸貨工人自己把握，人為因素太多，不能保證乳制品的安全問(wèn)題。這也導(dǎo)致了衛(wèi)崗乳業(yè)必須為冷鏈技術(shù)不發(fā)達(dá)付出高沉沒(méi)成本的代價(jià)。

（3）冷鏈車(chē)廂內(nèi)只有制冷設(shè)備，沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備。制冷設(shè)備是自身設(shè)定為2℃～6℃中的一個(gè)恒定數(shù)值，不能進(jìn)行更改調(diào)整，但是這并不代表真實(shí)的當(dāng)下車(chē)廂內(nèi)乳制品的溫度就是制冷設(shè)備的溫度?？紤]到車(chē)廂保溫和密閉性，以及裝卸貨時(shí)車(chē)門(mén)打開(kāi)，真正車(chē)廂溫度只能通過(guò)車(chē)內(nèi)溫度計(jì)反映。工作人員說(shuō)超出約定溫度范圍會(huì)報(bào)警，但配送總部并不能實(shí)時(shí)做出反應(yīng)，只能等司機(jī)聽(tīng)到報(bào)警后停車(chē)打電話(huà)反饋或車(chē)開(kāi)回后才能反饋問(wèn)題。雖然根據(jù)回答，車(chē)內(nèi)裝有GPS定位裝置，但這只能得知實(shí)時(shí)的車(chē)輛位置而不是實(shí)時(shí)的車(chē)內(nèi)貨物的溫度。在衛(wèi)崗乳業(yè)的駕駛員工作標(biāo)準(zhǔn)中僅僅只有清掃車(chē)輛衛(wèi)生，嚴(yán)格執(zhí)行公司夏季保險(xiǎn)產(chǎn)品配送溫控規(guī)定等要求。

（4）到達(dá)門(mén)店后的卸貨過(guò)程中，是要打開(kāi)冷鏈車(chē)后門(mén)，尤其是在炎熱的夏天，冷鏈車(chē)中的溫度得不到保障。

（5）管理不到位。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，誰(shuí)運(yùn)送誰(shuí)負(fù)責(zé)損失。沒(méi)有找到乳制品質(zhì)量安全責(zé)任的問(wèn)題的關(guān)鍵。

3.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的乳制品運(yùn)輸配送實(shí)時(shí)監(jiān)控解決方案

使用RFID和EDI進(jìn)行業(yè)務(wù)的流程如下：

（1）乳制品出貨前，供應(yīng)商在裝載乳制品的物流容器上貼RFID溫度感應(yīng)標(biāo)簽。此類(lèi)RFID感溫標(biāo)簽?zāi)軌蚨〞r(shí)采集存儲(chǔ)環(huán)境的溫、濕度，并且采集的頻率是可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的。而冷庫(kù)中的RFID讀取器，可定時(shí)讀取儲(chǔ)存在每件貨物標(biāo)簽中的溫、濕度，讀取的頻率同樣是可以調(diào)節(jié)的。具體流程如圖1所示。

圖1 出貨時(shí)RFID工作流程

將RFID電子標(biāo)簽貼在托盤(pán)上，可以減少成本，并且可以減少檢驗(yàn)貨物及打包等流程步驟。此處可以使用具有永久使用期的被動(dòng)標(biāo)簽，它適合于支持長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

（2）讀取器的數(shù)據(jù)通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，傳輸?shù)絉FID中間服務(wù)器。中間服務(wù)器負(fù)責(zé)軟件系統(tǒng)和RFID硬件設(shè)備之間的通信，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、整理；并且中間件服務(wù)器還負(fù)責(zé)匯集和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并向后臺(tái)管理系統(tǒng)輸送數(shù)據(jù)。RFID工作流程圖如圖2所示。

圖2 RFID數(shù)據(jù)流程

（3）當(dāng)乳制品進(jìn)入冷藏車(chē)后，包裝上的感溫標(biāo)簽同樣定時(shí)采集車(chē)中的儲(chǔ)藏溫濕度，車(chē)內(nèi)安裝有同車(chē)載GPS相聯(lián)的RFID讀取裝置，定時(shí)讀取的數(shù)據(jù)，通過(guò)GPS衛(wèi)星傳輸?shù)街虚g件服務(wù)器中。供應(yīng)商及用戶(hù)可以通過(guò)各種終端，如PC、手機(jī)、PAD等多種方式進(jìn)行管理、分析和指令下達(dá)等作業(yè)。

（4）當(dāng)冷藏車(chē)到達(dá)目的地的出貨地點(diǎn)后，司機(jī)及相關(guān)操作人員將從冷藏車(chē)上卸下的裝載著貨物的箱子通過(guò)已經(jīng)在出貨中心安裝好的閱讀器來(lái)讀取上面的電子標(biāo)簽。再和事先由ASN（事前出貨通知）送來(lái)的信息自動(dòng)對(duì)照后完成驗(yàn)貨，在入庫(kù)檢驗(yàn)和購(gòu)買(mǎi)管理系統(tǒng)里登記產(chǎn)品。為了提高讀取率，一個(gè)讀取區(qū)域可以設(shè)置多個(gè)閱讀器及相關(guān)配套的無(wú)線(xiàn)電波裝置，以便于在大范圍內(nèi)能夠讀取每一個(gè)貨物包裝上的標(biāo)簽。

（5）乳制品檢驗(yàn)完成之后，在有出貨碼的顯示器上，操作員實(shí)時(shí)反饋結(jié)果。實(shí)施RFID后能夠有效地避免由人工逐一操作讀取入貨商品條碼時(shí)產(chǎn)生的讀取錯(cuò)誤，為有效地緩解了車(chē)輛同時(shí)到達(dá)產(chǎn)生的等待搬入引起的車(chē)輛停滯問(wèn)題，提高了效率，降低了時(shí)間和成本，使得出貨入庫(kù)時(shí)的正確性和快速性這兩個(gè)原來(lái)難以?xún)扇拿艿玫搅藞A滿(mǎn)的解決。具體運(yùn)送過(guò)程如圖3所示。

圖3 RFID工作職能

（6）對(duì)乳制品包裝和電子標(biāo)簽進(jìn)行回收處理，以便于下次使用。

當(dāng)此類(lèi)技術(shù)聯(lián)系到物聯(lián)網(wǎng)上，就可以讓乳制品供應(yīng)商及其客戶(hù)實(shí)時(shí)了解產(chǎn)品的保存溫濕度。一旦發(fā)現(xiàn)異常，便及時(shí)發(fā)出警報(bào)，通知相關(guān)人員采取相應(yīng)措施，從而減少貨損，創(chuàng)造“第三利潤(rùn)”。并且，在溫度異常超過(guò)一定時(shí)間范圍后，即可判定貨物變質(zhì)將其檢出銷(xiāo)毀，從而避免損失的發(fā)生；同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)事實(shí)，可以界定是哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，從而方便認(rèn)定損耗事故責(zé)任方是誰(shuí)。

貨物運(yùn)輸時(shí)往往是搭載在存放它們的物流容器中，如托盤(pán)、包裝箱等。在很多情況下，那些容器運(yùn)送完貨物被騰空之后也需要通過(guò)運(yùn)輸來(lái)回收。這些被再次回收利用的物品被稱(chēng)作可回收運(yùn)輸品（RTI）。經(jīng)過(guò)對(duì)企業(yè)的咨詢(xún)調(diào)查，往往經(jīng)過(guò)一年的使用，可回收運(yùn)輸品總是越變?cè)缴?，必須?jīng)常重新訂貨加以補(bǔ)充。另外，從企業(yè)成本的角度，在每件產(chǎn)品上都粘貼電子標(biāo)簽，實(shí)行起來(lái)的費(fèi)用將會(huì)十分龐大。因此，我們可以在其進(jìn)貨包裝箱和托盤(pán)上粘貼電子標(biāo)簽。通過(guò)RFID技術(shù)，我們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于RTI的管理，同時(shí)又能對(duì)乳制品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因?yàn)镽TI是可以反復(fù)回收利用的，貼上的電子標(biāo)簽也可以重復(fù)使用，所以電子標(biāo)簽對(duì)于物流總成本的影響是微乎其微的。

同時(shí)，乳制品在冷藏車(chē)的裝卸貨過(guò)程中不可避免短暫接觸外界，一旦工人裝卸貨速度太慢，或者室外溫度太高，乳制品極易發(fā)生變質(zhì)或者營(yíng)養(yǎng)被破壞的事故。因此，Krey Enschmidt等學(xué)者們研究出了紫外線(xiàn)褪色技術(shù)，提出了一種可印刷的對(duì)光反應(yīng)變色的時(shí)間溫度集成監(jiān)控器。這種技術(shù)可以直觀地讓供應(yīng)商雙方及時(shí)發(fā)現(xiàn)乳制品變質(zhì)等問(wèn)題。可惜的是，這種技術(shù)還未完全成熟，面臨成本太高等諸多問(wèn)題，暫時(shí)無(wú)法采用。

4 結(jié) 論

在冷鏈物流的信息技術(shù)上，發(fā)達(dá)國(guó)家采取了先進(jìn)的技術(shù)對(duì)有需要的產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷(xiāo)售這些流程中實(shí)行全過(guò)程的溫度、濕度等因素的控制。如美國(guó)、日本的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)和歐洲的電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)和電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)也都是基于物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展的監(jiān)控冷鏈運(yùn)輸中溫濕度的方法。

RFID系統(tǒng)應(yīng)用于冷鏈過(guò)程是可行的，其具有可追溯，可溯源，可評(píng)估，可查詢(xún)的特點(diǎn)。特別適合肉類(lèi)、海鮮、牛奶、水果、清真食品等易變質(zhì)的食品。通過(guò)實(shí)施對(duì)食品從生產(chǎn)地到運(yùn)輸、銷(xiāo)售最后到消費(fèi)者手中的全程監(jiān)控，保證了產(chǎn)品的食用安全和品質(zhì)健康，保障了消費(fèi)者的利益，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而達(dá)到和諧社會(huì)的目標(biāo)，同時(shí)也是適應(yīng)國(guó)際趨勢(shì)。當(dāng)前RFID系統(tǒng)還不完善主要有以下問(wèn)題：溫度標(biāo)簽成本昂貴，每個(gè)價(jià)格幾百元至千元不等，若要大規(guī)模使用則必須技術(shù)發(fā)展成熟降低成本，有專(zhuān)家認(rèn)為，只有單價(jià)下降到10美分以下，才可能大規(guī)模應(yīng)用于整箱整包的商品：只有下降到3美分以下，才有可能應(yīng)用于單件商品。也就是說(shuō)，在我國(guó)只有下降到每個(gè)0.25元以下，才有可能大規(guī)模地應(yīng)用于單件的物品。

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