TWI540520B - 用於遞送易腐壞貨物的系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於用於遞送易腐壞貨物的系統。特別地，其係關於用以監測易腐壞貨物於運送期間內遭受之壓力的系統，及以收集到的資訊預測貨物的保存期限之用途。特別地，其係關於用於遞送切花和/或蔬菜之系統和方法。
已開發出數種系統用以追蹤貨物及經由供應鏈追蹤它們的進展。例如，國際專利申請案公告號WO03/060752係關於供應鏈管理方法。特別地，其揭示一種用於庫存之即時管理之方法。此外，國際專利申請案公告號WO05/008554係關於包裝的追蹤和物流。特別地，其揭示一種用於在產品通過供應鏈時，得以追蹤產品狀態之系統。美國專利申請案US2006/111845係關於一種由供應鏈追蹤農產品庫存之方法，其係藉由連結各種處理狀況與獨特的識別因子並將資訊儲存在數據庫中。這些系統中之多者使用無線頻率識別(Radio Frequency identification，RFID)標籤。
易腐壞貨物於儲存和運送期間內承受的環境條件對於貨物的最終保存期限有重要的影響。已經知道感測環境因素(例如溫度)可用以監測此等貨物的保存期限。例如，國際專利申請案公告號WO2005/106813係關於用於易腐壞貨物的保存期限監測感測器感應系統。此申請案概括地描述在產品供應鏈的多個階段中，將這樣的系統用於監測易腐壞貨物的完整性。美國專利申請案US2004/181363係關於
用以指出工業產品的剩餘壽命之裝置。此裝置感測與產品的保存相關的一或多個環境變數，並使用此數據來估算該產品的剩餘壽命。
在切花工業中，維持良好的保存期限是一個特定的問題。切花的最適的儲存和運送溫度介於2和5℃之間。已經知道衍生自，例如，所不欲的環境條件的壓力與減短的保存期限有關。欠佳的冷卻鏈對花卉的影響包括高的到達溫度、花蕾的逐漸綻放和不均勻的成熟度、增加的灰黴菌感染、縮短的瓶插壽命、受損和彎曲的莖，及枯萎或受損的葉子。儲存溫度對於切花品質之影響討論於Celikel等人(HortScience 37(1),148－150)和於Cevallos等人(Acta Hort,517)。
圖1(A至D)所示者為4批玫瑰自肯亞至德國一處進口商倉庫之運送期間內取得的溫度記錄。每一批由19或20盒切花所組成，而溫度讀數係於規律的時間間隔於為時2天的運送期間內取得。該數據顯示，雖然切花在離開栽種者的土地之前冷卻至5℃，切花週遭的微環境溫度於運送期間內明顯提高，且到達倉庫時的切花溫度介於17至24℃之間。此數據顯示當花卉到達目的地後在各次運送之間的溫度變化可能非常顯著。此外，即使在單一次花卉運送中，觀察到每一批花卉於運送時曝露之溫度誘發的壓力變化大。此問題為切花工業中習知者。
藉由在供應鏈中使用控制溫度的運貨卡車，可以克服
此問題。然而，此解決方式並不實際，在主要花卉生產國(例如肯亞和哥倫比亞)特別是如此，因為裝設和維護冷凍單元以建立可靠的冷鏈基礎建設的成本過高。
因此，希望監測每一批花卉所受到的環境條件，使得可以立即識別遭受壓力較低因此而具有較長的保存期限的花卉。亦希望在會縮短保存期限並加速易腐壞貨物之老化之疾病開始時就監測到。
同樣地，蔬菜於運送和儲存期間內曝露的環境條件對於它們的保存期限有顯著的影響。如同切花一般，蔬菜的最適運送溫度介於2和5℃之間。圖2(A至D)所示者為4批蔬菜自肯亞至英國之運送期間內取得的溫度記錄。每一批包含數種蔬菜類型，包括節瓜、豆類和韮菜。此數據顯示在運送期間內，蔬菜週遭的微環境溫度顯著提高，且蔬菜到達倉庫的溫度提高(有時超過15℃)。此數據亦顯示各次運送到達它們的目的地之間，蔬菜溫度差異顯著。
如同切花一般，希望監測每一批蔬菜所受到之環境條件及疾病的開始，以便立即識別出遭受壓力較少且因此而具有較長保存期限的蔬菜。
已經知道在供應鏈期間內，於規律的時間間隔收集環境資訊(例如溫度)之數據記錄器。此外，已經知道可定出溫度誘發的壓力與保存期限之間的關聯性。然而，已有的數據記錄器系統倚賴到達目的地之後，在運送期間內收集到的數據之下載和後續分析。
本發明係關於保存期限預測系統，其於運送易腐壞貨
物時，預測易腐壞貨物之預期保存期限。視情況而定，此系統亦在規律的時間間隔更新預測保存期限，以將貨物於運送時所曝露的環境條件之變化，及疾病開始的表徵納入考慮。此外，此系統對整個供應鏈即時轉播提前預測的保存期限。
根據本發明，提出一種用於遞送易腐壞貨物的系統，包含至少一個測定環境條件及視情況而定地檢測病原體感染的指標性化合物的感測器，一連接至每一個感測器或感測器群的RFID標籤，其將一或多個感測器收集到的數據傳輸至RF讀數器，一種用以自RF讀數器傳輸數據至供應鏈中之下游點的構件，和一電腦程式，其使用環境條件和病原體檢測數據預測貨物的保存期限，並使用預測之保存期限安排貨物到達特定的遞送通路之途徑。
此系統可以施用於遞送任何易腐壞貨物，包括但不限於肉、水果、蔬菜、酒、植物、切花、藥品和藥材。在一個較佳的具體實例中，此系統用以遞送切花。在另一較佳具體實例中，此系統用以遞送蔬菜。
在本發明的一個具體實例中，感測器於規律的時間間隔測定貨物週遭的環境條件和/或病原體感染的指標性化合物。例如，感測器可以每小時至少1、2、3、6、12或30次地或每分鐘1、2、3、6、12、30或60次地取得讀數。感測器收集數據的頻率沒有上限。適當地，感測器每小時至少6次，等於每10分鐘一次，取得讀數。
感測器位於緊鄰貨物之處，例如，其附於或置於每一個單獨品項、盒、條板箱、貨盤或裝載的貨物中。若希望測定數種環境條件或環境條件和病原體感染的指標性化合物二者時，可使用超過一個感測器。本發明包括感測器，其測定會對被遞送的易腐壞貨物之保存期限造成衝擊或可用以定出保存期限的任何環境條件。
較佳地，每一個RFID標籤被指定一個獨特的識別因子，其與一或多個感測器收集到的環境數據一併傳輸至RF讀數器。因此，經過一段時間自任何一個RFID標籤收集到的數據可經分析以檢視特定的RFID標籤和所屬的貨物曾曝露於何種環境條件。此獨特的識別因子可以被指派至一個標籤或可以再分配於橫跨一系列於產品在遞送鏈時附著於該批次或產品的標籤中，所用的感測器可包括，例如，溫度、濕度、乙烯、促進作用、環境光線、氧、養份取得性、真菌孢子或任何其他會影響易腐壞農產品之壽命的環境條件。
RF讀數器藉被動或主動方式自RFID標籤收集數據。例如，RF讀數器可以傳輸適當的訊號以啟動一或多個RFID標籤以傳輸數據。或者，RFID標籤可以連續地或以規律的時間間隔主動傳輸數據。傳輸和收集環境數據的此時間間隔可由使用者於設定系統時指定。視情況而定，使用者亦可於任何其他時間改變收集數據的時間間隔。必須夠頻繁地收集數據以確保檢測到環境條件之改變，及儘可能準確地預測貨物的保存期限。例如，以每小時介於一和六十次
之間地自每一個RFID標籤收集數據。本發明的一個方面中，每小時收集數據的次數介於2和30次之間。較佳地，每小時自每一個RFID標籤收集數據的次數介於6和12次之間。更佳地，每小時自每一個RFID標籤收集數據的次數為6、7、8、9、10、11或12次。此等於每5至10分鐘收集一次環境數據。數據收集頻率沒有上限，但用於主動的RFID－感測器標籤，此可能會受限於電源的電力。此電源可能是可拋棄式的元件、可再充電的元件或此二者之組合。利用可再充電的裝置時，可以併入電力收集科技以重新提供RFID標籤能量，其包括，但不僅限於，來自光電、動力、電磁傳輸或溫度差來源的能量。對於被動RFID－感測器標籤，可以使用儲存依時間先後順序紀錄的非電力方法，例如經由感測器元件陣列中之固定的、取決於時間的化學變化。
取決於RFID標籤的數目和其與RF讀數器的接近程度，可以適當地包括超過一個RF讀數器。當分離的標籤附於或連接至每一個獨立的品項時，RFID標籤的數目可能超過單一RF讀數器的容量，因此可能須要數個RF讀數器。或者，如果讀數器未具有足夠的頻寬時，可以使用單一讀數器，且RFID標籤可以經設定使得它們的數據串成列。本發明的另一方面，藉由自標籤至標籤至讀數器之數據跳躍(data－hopping)，可以自未直接與接收天線連絡的標籤取得數據。前述技巧為此技術領域中所習知者。
任何適當的構件可用以使得數據自RF讀數器傳輸至
供應鏈的下游點。數據可以任何所欲頻率傳輸，例如每小時1、2、3、6、12或60次，或更頻繁。這樣的技巧包括直接硬接線(hard－wired)連接、局部區域無線網路至直接硬接線集線器或廣域無線網路，例如行動電話系統。熟習該項技術者熟悉可用於此方面的其他技巧。RF數據適當地傳輸至電腦，該電腦經由運算法則處理數據以計算貨物的預測保存期限。之後將此保存期限預測結果傳輸至供應鏈下游。
在本發明的進一步具體實例中，感測器測定一或多個選自由溫度、相對濕度、壓力、振動和乙烯含量所組成之群組之環境條件。可以監測影響保存期限或作為保存期限指標之任何適當的環境條件。在切花中，例如，造成壓力並因此而可使得保存期限較短的因素，包括，但不限於，溫度、相對濕度、光和乙烯含量水平。可以基於在運輸期間內記錄的壓力量和/或溫度概況預測花卉瓶插壽命和蔬菜保存期限。
也可以使用感測器來檢測易腐壞貨物之由病原體誘發的壓力。真菌病原體，例如灰黴菌、麴菌和青黴菌，直接降低易腐壞貨物的品質，並加速它們的老化速率。
除了環境條件如溫度、濕度和物理損害以外，感染前檢測可以涉及監側來自被運送之易腐壞貨物的原始分析物(例如包括液態分析物，如糖和酚系物，和蒸汽態分析物，如乙醇和乙醛)，以指出貨物是否易受到病原體感染。分析物可以經由熟習該項技術者已知之數種非侵入性的技巧檢
測，例如振動光譜術(IR)、螢光光譜術(UV)、折射指數、離子選擇的場效應電晶體(ion－selected field effect transistor，ISFET)和分子標記的聚合物(molecular imprinted polymers，MIP)。
已發生的病原體感染之檢測可以分子結合技巧為基礎，以檢測發出訊號的分子(例如cAMP、鈣和三磷酸肌醇)、富含羥基脯胺酸的醣蛋白和酚系物之釋出。並且，可以藉由測定回散射光之變化而檢測因病原體感染而引發之細胞壁木質化之增加。
在本發明的進一步具體實例中，感測器檢測可以作為病原體感染指標的一或多種化合物，該化合物選自由乙烯、糖、酚系物、乙醇、乙醛、富含羥基脯胺酸的醣蛋白、cAMP、鈣和三磷酸肌醇所組成之群組。此感測器可以不僅檢測任何上述化合物之存在，視情況亦可測定它們的量，以便可以隨時間監測所檢測的化合物量的任何變化。
本發明的另一具體實例中，規律地重新計算預測保存期限以反映環境條件中測得的任何變化。適當地，每次接獲新數據時就重新計算預測的保存期限。適當地，至少每隔10分鐘重新計算預測保存期限。藉由將環境數據輸入運算法則中，電腦程式進行保存期限的計算。適當的運算法則係基於環境條件(例如溫度)和時間之間的關係。這些為熟習該項技術者已知者，且可被採用以使得它們特別針對個別貨物，例如特定的切花或蔬菜物種。電腦模型以包括栽培品系種類的資訊為佳，且視情況而定，包括於生長
期間內輸入的資料，例如，化學品施用、肥料供料、濕度和光。農藝數據可用以增進電腦模型的保真度。這樣的電腦模型的例示曾被報導於用於玫瑰種狗薔薇(Rosa canina
)和庚中薔薇(Rosa indica
)的公有領域，其中，溫度資訊與時間之關係被用以預測植物老化和疾病的敏感性。
為了要開發可用以檢測病原體感染之適當的運算法則，必須先定出感染後發生之可檢測的變化。對於特定的易腐壞貨物類型而言，這樣的變化可能為特定變化，例如以切花為例，對於特定的花卉種類，且可由熟習該項技術者輕易決定。
一個可用於經由冷供應鏈之易腐壞貨物的保存期限之即時預測的方法是多變量統計過程控制(multivariate statistical process control，MSPC)趨近法，此為目前用於線上預測批次終了(end－of－batch)產品品質的技巧，其係以化學批次法中之品質監督為基礎。另一方法是動力學建模(kinetic modelling，KM)趨近法，其將易腐壞農產品之老化視為以動力學建模的品質含量中之衰退過程。
本發明之系統提供優點給供應鏈中所有人士。下文以切花供應鏈作為例示，但此亦可適用於其他易腐壞貨物(包括蔬菜)的供應鏈。
栽種者因為於拍賣銷售花卉時可提供保存期限預測或保證而獲益。因為高品質花卉吸引顯著的溢價，所以，保存期限保證直接影響栽種者將由其花卉所得的拍賣價格。
反之，較低品質的花卉可以非常低的價格售出，因而儘可能地降低栽種者處置因為品質欠佳而未售出的貨物的成本。進一步言之，長期而言，栽種者將因為能夠根據預測保存期限篩選其花卉而累積良好的信譽，且此對於栽種者未來的生意具有正面的影響。
進口商因其能夠於拍賣處購買其已經知道未曾處於不利環境條件並因此而將具有長保存期限的花卉而獲益。以此方式，進口商供應零售商可信賴的高品質產品，並亦儘量降低進口之後無法銷售之較低品質貨物的成本。
零售商因其提供高品質貨物，及能夠將這些貨物以保存期限承諾或保證銷售給消費者而獲益。進一步言之，當零售商購買長保存期限的花卉時，其於花卉損耗之前擁有較長的銷售時間，因此而儘可能降低收入損失。而且，隨著零售商因為供應高品質花卉而累積信譽的同時，其能夠溢價銷售這些花卉。
最後，消費者因為知道其購買的高品質花卉將具有長保存期限而獲益。
本發明之系統在供應鏈的數點提供進一步優點。如果貨物盒於傳送時受到壓力，在供應鏈下游的保存期限預測將確認此情況，且可立即採取適當的行動。例如，可以在受到影響的貨物或盒子上施以矯正性急速再冷凍以部分回復品質。或者，如果偵測到病原體感染情況，則可施以補救的化學處理以殺死造成感染的病原體及防止感染散播，藉此保存貨物的品質和保存期限。適當之補救的化學處理
為熟習該項技術者所習知；例如，如果玫瑰切花上被偵測到有灰黴菌感染，則可以噴灑或以霧氣施用殺真菌劑Switch。
或者，受到壓力或被感染的貨物可被棄置或以較高品質的貨物替代以自整體裝載的貨物中去除較差的貨物，及確保金錢不會浪費在運送品質不良的貨物上。或者，貨物可以被運送至特定的地點或經由特定的運送模式(例如陸運、鐵路、海運、空運)，以確保僅具有較長預測保存期限的貨物會經過漫長的運輸時間。或者，可以非常低的價格銷售較低品質的貨物，和/或不供應給僅對於具有長保存期限的高品質貨物有需求的零售商。
在一個具體實例中，此系統提供品質欠佳的貨物之供應鏈警示。如果進口商或零售商事先知道正要運送給他的貨物已於運送期間內受到壓力或遭到感染，他可以立刻採取行動，而非在到達之後下載運送期間內收集到的環境數據之後才發現貨物品質已經受到波及。例如，他可以下新的訂單以填補預測的高品質貨物之不足量，可以自其他供應商補足不足量，或者以進口商為例，可以警告零售商可能會發生高品質貨物不足的情況。
本發明之進一步的優點為挑出貨物批次至特定的地點之能力。例如，以切花為例，高品質花卉可以送至溢價花商處，而較低品質的花卉可以送至低品質超級市場。可以在最早的機會處置曾遭受高量壓力的花卉，藉此而儘可能地減低運輸無法銷售之較差的產品之成本，並為栽種者、
進口商和零售商維持良好信譽。
此系統亦確保送到供應鏈中所有當事人的貨物品質之能見度。據此，已知品質的貨物可以在供應鏈的所有階段被可靠和一致地以至少部分視品質而定的價格銷售出去。
根據本發明，此提出遞送易腐壞貨物之方法，包含隨時間測定貨物曝露的環境條件，以產生環境條件數據；視情況而定地檢測作為病原體感染指標的化合物之存在；使用環境條件和病原體檢測數據計算貨物的預測保存期限；和將預測的保存期限數據傳輸至供應鏈中的下游點，使得可以根據預測的保存期限安排貨物到達特定的遞送通路之途徑。在一個較佳的具體實例中，此貨物是切花和/或蔬菜。
本發明的一個具體實例中，環境條件和病原體感染的指標性化合物之存在係藉貨物週遭的一或多個感測器測定。感測器附著於貨物，或一或多個批次、盒或板條箱的貨物，並測定任何適當的環境條件或偵測任何適當的化合物，如前述。在本發明的另一具體實例中，環境條件和病原體感染的指標性化合物之存在係如前述地規律地隨時間測定。在本發明的進一步具體實例中，規律地重新計算預測保存期限，以反映環境條件中測得的任何改變，或病原體感染的指標性化合物之存在，如前所述。
根據本發明，提出使用如前文定義之系統測定供應鏈中之易腐壞貨物之遞送。在一個較佳的具體實例中，此貨物是切花和/或蔬菜。
根據本發明，提供使用如前文定義之系統於根據易腐壞貨物的預測保存期限來決定它們的零售價格。在一個較佳的具體實例中，此貨物是切花和/或蔬菜。
根據本發明，提出一種用以提供消費者易腐壞貨物之保存期限確保服務之方法，包含使用前文定義的系統和/或方法遞送貨物。在一個較佳的具體實例中，此貨物是切花和/或蔬菜。
圖1(A至D)為4批玫瑰自肯亞至德國的進口商倉庫之運送期間內取得的溫度記錄。
圖2(A至D)為4批蔬菜自肯亞至英國之運送期間內取得的溫度記錄。
Claims (3)
- 一種用於遞送具有較長保存期限的切花的方法，其藉由監測毎一批切花在透過具有多點的供應鏈運送時所曝露的溫度誘發壓力的條件指標，該方法包含：a)隨時間測定該切花所曝露的環境條件以產生環境條件數據，環境條件選自由溫度、相對濕度、壓力和振動所組成之群組；b)檢測用以作為病原體感染之指標的化合物，化合物選自由乙烯、糖、酚系物、乙醇、乙醛、富含羥基脯胺酸的醣蛋白、cAMP、鈣和三磷酸肌醇所組成之群組；c)使用環境條件和病原體檢測數據計算切花的預測保存期限；以及d)將預測保存期限數據傳輸至供應鏈中的下游點，使得切花根據預測保存期限被安排到達特定的遞送通路之途徑，進行該傳輸之構件係挑選自直接硬接線連接、局部區域無線網路至直接硬接線集線器、或廣域無線網路，其中環境條件和化合物之檢測係藉由切花週遭的一或多個感測器測定。
- 根據申請專利範圍第1項之方法，其中環境條件和化合物之檢測係規律地隨時間測定。
- 根據申請專利範圍第2項之方法，其中規律地重新計算預測保存期限，以反映環境條件或病原體感染的指標性化合物中測得的任何改變。
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