CN109784935A - 一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法及系统，该方法包括：获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程；利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。本发明实施例通过HACCP和Petri网构建优化后的葡萄供应链流程，对每个待售葡萄进行编码，区块链技术的采用保证了葡萄的可追溯性，避免信息不对称，减弱了“中心化”管理模式，使追溯系统中交易信息更加公开透明且不可篡改，解决了信息不对称和易篡改问题，确保了鲜食葡萄供应链质量安全。
Description
技术领域
本发明实施例涉及农业技术领域，尤其涉及一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法及系统。
背景技术
由于鲜食葡萄供应链过程复杂、涉及信息种类多、交易成本高等特点，加之鲜食葡萄自身易腐易烂，有毒和有害物质易入侵，频频发生食品安全问题。因此，构建鲜食葡萄供应链质量安全体系，建立质量追溯系统，既有利于供应链主体及时发现各环节中存在的问题，也便于消费者或监管部门追溯质量安全，具有重要的现实意义。
准确、高效的供应链流程是鲜食葡萄品质和安全保障体系。但供应链流程中难免出现危害风险，危害分析与关键控制点体系(HACCP) 是从原料到消费过程中质量安全控制的最佳和首选模式。通过对食品生产过程潜在危害分析，确定关键控制点，制定相应控制措施，将危害排除或降到可接受水平，从而确保产品质量安全。同时，供应链流程属于动态离散事件，Petri网是具有良好数学定义和图形分析的方法，能够直观、系统地表达各种行为。
尽管实践探索了多种质量安全追溯模式，供应链本身是个复杂的网络体系，各参与主体之间存在信息不对称、监管追溯难、数据易篡改等问题。使得消费者对产品的认可和信誉不断降低，不利于现代农业的长远发展。近年来，区块链的应用已成为热点。
区块链是一种基于比特币开发的技术，也称为分布式账户技术，区块链和供应链质量安全的挂钩使得数据信息一旦被记录将不会被更改。区块链目前应用解决了供应链中信息不对称的问题，但大多数是对理论概念模型的探索，在中国食用葡萄供应链质量安全研究中极为罕见。
由于传统质量安全追溯系统中存在信息不对称、数据易篡改等局限性。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法，包括：
获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
第二方面，本发明实施例提供一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯系统，包括：
获取模块，用于获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
优化模块，用于利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
编码模块，用于根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述通信接口用于该测试设备与显示装置的通信设备之间的信息传输；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面提供的一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法。
本发明实施例提供的一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法及系统，通过HACCP和Petri网构建优化后的葡萄供应链流程，对每个待售葡萄进行编码，区块链技术的采用保证了葡萄的可追溯性，避免信息不对称，减弱了“中心化”管理模式，使追溯系统中交易信息更加公开透明且不可篡改，解决了信息不对称和易篡改问题，确保了鲜食葡萄供应链质量安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法的流程图；
图2为本发明实施例中葡萄供应链中所包括的流程示意图；
图3为本发明实施例中数据采集示意图；
图4为本发明实施例中传统的Petri网的鲜食葡萄供应链动态模型的结构示意图；
图5为本发明实施例中Petri网优化模型的结构示意图；
图6为本发明实施例一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯系统的结构示意图；
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
图2为本发明实施例中葡萄供应链中所包括的流程示意图，如图 2所示，首先获取鲜食葡萄供应链中从生产、收购、批发和零售四个环节中的关键流程，对于生产环节，包括供应商向种植户提供物资、种植户种植鲜食葡萄、种植户采收葡萄、分级、包装和种植户向经纪人提供包装信息这些流程；对于收购环节，该环节包括经纪人开始组装、短到、冷链供应商冷藏、冷藏卡车运输、常温普通卡车运输、加保温被覆盖普通卡车运输、收购商收购等流程；批发环节包括收购商向批发商提供产品信息、一级批发商运输、储藏、一级批发商向二级批发商提供产品信息、二级批发商运输、储藏、二级批发商向零售商提供产品信息；零售环节包括采购人进行采购、零售商进行销售两个流程。
在上面这些所有流程中，采用HACCP分析法确定葡萄供应链中的关键流程，去掉一些不重要的流程。然后利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri 网优化模型，将供应链流程中各流程之间的活动抽象为一个系统的运作过程，构建基于Petri网的鲜食葡萄供应链动态模型，描述供应链流程运作过程。
然后根据Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序吗，对每个待售葡萄进行编码，具体地，编码参照GB/T 16986-2003《EAN·UCC系统应用标识符》编码格式，由于该编码具有一定的规律和参考依据，根据一个给定的葡萄编码，就可以追溯到该葡萄的生产、收购和批发等各个环节的具体信息。
本发明实施例提供的一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法，通过Petri网构建优化后的葡萄供应链流程，对每个待售葡萄进行编码，区块链技术的采用保证了葡萄的可追溯性，避免信息不对称，减弱了“中心化”管理模式，使追溯系统中交易信息更加公开透明且不可篡改，解决了信息不对称和易篡改问题，确保了鲜食葡萄供应链质量安全。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括：
获取所述葡萄供应链中每一环节的环境数据信息，所述环境数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度。
具体地，图3为本发明实施例中数据采集示意图，如图3所示，通过无线传感器技术自动获取各关键环节数据信息，例如温度，湿度和气体浓度，对其可能存在安全隐患的环节进行重点数据记录与追踪，对保证鲜食葡萄的食品安全以及其品质有着至关重要的作用。
数据采集和数据识别实现全自动化，节省了人工的使用，也降低了人工管理操作的错误率。
同时，如果出售出去的葡萄的质量有问题，根据该出售葡萄的编码，就可以追溯到该葡萄生产、收购和批发各个环节，通过各个环节中采集到的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度等参数信息，就可以查看出具体是哪个环节的哪项参数出了问题。
在上述实施例的基础上，优选地，所述获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，具体包括：
通过HACCP方法获取所述葡萄供应链中每一环节中的关键流程。
具体地，表1为表1中采用HACCP体系对鲜食葡萄供应链流程进行危害分析的计划表，如表1所示，由于鲜食葡萄供给的链条长、环节多、范围广，加大了农产品风险发生的概率，HACCP(hazard analysis and critical control point)是国际上许多国家实施食品质量溯源时共同认可和接受的食品安全保证体系。通过分析以批发市场为核心的鲜食葡萄供应链中关键危害因素(包括实际存在和潜在存在)，制定相应的预防措施和监测方法，发掘该供应链流程中关键控制点和关键追溯参数。
表1
在上述实施例的基础上，优选地，所述利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，具体包括：
根据所述葡萄供应链中的每一环节中的关键流程，获取所述葡萄供应链中的所有关键流程；
根据所述葡萄供应链中的所有关键流程，对Petri网进行简化，获取Petri网优化模型。
具体地，经典Petri网模型用六元素表示为：
N＝(P,T,F,K,W,M0)，
式中，P＝{p1,p2...pn}为库所的有限集，n≥0，T＝{t1,t2...tm}为变迁的有限集，m≥0；P∩T≠Φ，库所集和变迁集不相交；F为所有有向弧构成的集合，且或者 K:P→Z+∪{∞}是位置上的容量函数，规定了位置上可以包含的令牌最大数目；W:F→Z+是流关系上的权函数，规定了令牌传递中的加权系数；M:P→Z是位置上的标识向量。
针对鲜食葡萄供应链结构特点，确定供应链流程图，如图2所示，其中O1、O2、O3和O4分别表示生产、收购、批发、零售环节。
将葡萄供应流程中各节点活动及节点与节点之间的活动抽象为一个系统的运作过程，图4为本发明实施例中传统的Petri网的鲜食葡萄供应链动态模型的结构示意图，构建基于Petri网的鲜食葡萄供应链动态模型如图4所示。
质量安全追溯系统对供应链效率要求较高，基于所构建网络模型的基础上，图5为本发明实施例中Petri网优化模型的结构示意图，结合经典Petri网化简规则和鲜食葡萄供应链的流程，优化网络模型， Petri网优化模型如图5所示。
其中，鲜食葡萄供应链的Petri网优化模型库所集和变迁集含义如下表所示：
库所P0：农资供应商接到订单。
库所P1：物资到达种植户手中。
库所P2：种植完成。
库所P3：打包完成。
库所P4：种植户接到订单。
库所P5：物资到达经纪人手中。
库所P6：经纪人接到订单。
库所P7：物资到达供应商手中。
库所P8：供应商接到订单。
库所P9：物资到达收购商手中。
库所P10：收购商接到订单。
库所P11：物资到达一级批发商手中。
库所P12：一级批发商接到订单。
库所P13：物资到达二级批发商手中。
库所P14：二级批发商接到订单。
库所P15：物资到达零售商手中。
库所P16：经纪人接到订单。
库所P17：种植户接到批发商订单。
库所T0：农资供应商协调运输给种植户。
库所T1：种植。
库所T2：采收并包装。
库所T3：经纪人发出订单信息。
库所T4：种植户协调运输给经纪人。
库所T5：供应商发出订单。
库所T6：经纪人运输给供应商。
库所T7：收购商发出订单信息。
库所T8：供应商协调运输。
库所T9：一级批发商发出订单信息。
库所T10：收购商协调运输。
库所T11：二级批发商发出订单信息。
库所T12：一级批发商协商运输。
库所T13：零售商向二级批发商发出订单信息。
库所T14：二级批发商协商运输。
库所T15：客户发出订单信息。
库所T16：收购商发出订单信息。
库所T17：经纪人协调运输。
库所T18：批发商发出订单信息。
库所T19：种植户协调运输。
在上述实施例的基础上，优选地，通过关联矩阵分析方法对所述优化葡萄供应链进行验证，具体为：
C(pi,tj)＝W(tj-pi)-W(pi-tj)，
其中，W(tj-pi)表示从变迁tj到库所pi的输出矩阵，W(pi-tj)表示从库所pi到变迁tj的输入矩阵。
具体地，根据鲜食葡萄供应链流程的模型特点，采用关联矩阵分析优化法分析供应链流程环节之间的联系，可以对流程做出科学合理的验证。其矩阵元素为：
C(pi,tj)＝W(tj-pi)-W(pi-tj)，
式中，W(tj-pi)表示从变迁tj到库所pi的输出矩阵，W(pi-tj)表示从库所pi到变迁tj的输入矩阵。由C·W＝0解得不变量 W＝[11111111111111110000]T，1表示托肯流经此库所，0表示不经过。
根据可达性、有界性和活性的定义，可以得出本系统是可达的、有界的和活的，即本发明所构造的鲜食葡萄供应链通用流程是合理的。
在上述实施例的基础上，优选地，还包括：
采用非对称加密技术和数字签名对交易用户进行保密。
具体地，获取一个交易用户提供的交易信息，对所述交易信息进行哈希运算，获取数字摘要；
对所述数字摘要进行私钥加密，获取初始数字签名；
另一个交易用户获取交易方公钥，对所述公钥进行解密，获取解密地址，若所述解密地址与所述交易信息中的地址相同，所述交易信息验证成功；
对所述数字签名进行公钥解密，获取解密数字摘要，若所述解密数字摘要与所述初始数字摘要不同，所述交易信息被篡改。
非对称加密中使用一对公钥和私钥来对信息进行加密处理，保证了共享信息的安全、交易真实可靠。
数字签名是由数字摘要和非对称加密技术组成，只有交易方才能生成的一段防伪造的字符串。规定申报交易的时候，交易方需提供：本次交易双方的地址、交易方的公钥、交易方私钥生成的数字签名。
为了保障参与用户的信息安全及账户隐私，采用地址与地址之间进行交易。通过填写用户地址进行交易，在全网中只能看到交易双方地址和交易信息，保障了交易公平性。
由私钥可以计算出公钥，公钥经过一系列数字签名算法会得到用户地址，用户地址又叫做公钥哈希。
鲜食葡萄供应链中生产、收购、批发、零售定义成追溯节点，每个追溯节点上都存在着许多动态状态的追溯单元。
为确保追溯的完整性，对追溯链条上每个追溯单元都进行了唯一编码，并生成追溯二维码，实现供应链追溯精准的要求。
本研究参考GB/T 16986-2003《EAN·UCC系统应用标识符》编码格式，设计鲜食葡萄供应链可追溯编码。
图6为本发明实施例一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯系统的结构示意图，如图6所示，该系统包括：获取模块401、优化模块402 和编码模块403，其中：
获取模块401用于获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
优化模块402用于利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
编码模块403用于根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
本系统实施例的具体执行过程与上述方法实施例的执行过程相同，详情请参考上述方法实施例，本系统实施例在此不再赘述。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该服务器可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过总线540完成相互间的通信。通信接口540可以用于服务器与智能电视之间的信息传输。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：
获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯方法，其特征在于，包括：
获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
获取所述葡萄供应链中每一环节的环境数据信息，所述环境数据信息包括温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，具体包括：
通过HACCP方法获取所述葡萄供应链中每一环节中的关键流程。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，具体包括：
根据所述葡萄供应链中的每一环节中的关键流程，获取所述葡萄供应链中的所有关键流程；
根据所述葡萄供应链中的所有关键流程，对Petri网进行简化，获取Petri网优化模型。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通过关联矩阵分析方法对所述优化葡萄供应链进行验证，具体为：
C(pi,tj)＝W(tj-pi)-W(pi-tj)，
其中，W(tj-pi)表示从变迁tj到库所pi的输出矩阵，W(pi-tj)表示从库所pi到变迁tj的输入矩阵。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
采用非对称加密技术和数字签名对交易用户进行保密。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述采用非对称加密技术和数字摘要对交易用户进行保密，具体包括：
获取一个交易用户提供的交易信息，对所述交易信息进行哈希运算，获取数字摘要；
对所述数字摘要进行私钥加密，获取初始数字签名；
另一个交易用户获取交易方公钥，对所述公钥进行解密，获取解密地址，若所述解密地址与所述交易信息中的地址相同，所述交易信息验证成功；
对所述数字签名进行公钥解密，获取解密数字摘要，若所述解密数字摘要与所述初始数字摘要不同，所述交易信息被篡改。
8.一种鲜食葡萄供应链质量安全追溯系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取葡萄供应链中每一环节中的关键流程，所述葡萄供应链包括生产、收购、批发和零售四个环节，每一环节包括若干个流程；
优化模块，用于利用Petri网对葡萄供应链中每一环节中的关键流程进行建模，获取所述葡萄供应链对应的Petri网优化模型；
编码模块，用于根据所述Petri网优化模型中的产地编号、种苗批号、包装箱编号、包装日期和顺序码，对每一待售葡萄进行编码。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述通信接口用于该测试设备与显示装置的通信设备之间的信息传输；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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| CN112257234B (zh) * | 2020-09-29 | 2023-09-12 | 山东特检鲁安工程技术服务有限公司 | 一种气瓶质量安全追溯系统、终端及可读存储介质 |
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