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解决食品安全问题——围绕区块链构建

在本章中，我们将探讨食物链的主要挑战，并通过回顾以下内容了解相关各方:

  • 当前流程和问题
  • 产品跟踪的重要性
  • 政府和监管机构的问题和关注

我们还将看到物联网和区块链如何成为解决这些问题的关键技术，以及审查正在实施的认证和法规，以确保整个链条符合食品安全政策。

现代食物链中的法规、挑战和问题

你能想象在几个小时内从银行获得一份信用证，并在几分钟内与你的提供商分享吗？你从海关部门收到一份关于你的货物状况的最新报告，没有官僚作风，完全安全，怎么样？

是的，这都是可能的，而且事实上，通过使用物联网和区块链技术收集的此类信息(产品状态更新、信用批准函等)非常重要。然而，区块链技术所带来的好处远不止我们刚刚提到的这些。

在探讨这些额外的好处之前，让我们先了解一下该行业面临的一些挑战，以及为尝试和实施食品安全而出台的法规。

食品安全方面的挑战

CDC(疾病控制和预防中心)估计，每年有 4800 万人因食源性疾病患病，128000 人住院，3000 人死亡。

2006 年，在美国的菠菜中发现了大肠杆菌，这是一个真实的食品安全问题。结果，菠菜被从全国各地的每家商店撤下。花了两周时间追踪来源:来自一个供应商的一批货物的一天发货。在此期间，至少有 199 人患病，3 人死亡。

最近，在 2017 年 3 月，巴西发生了一起巨大的丑闻，涉及该国最大的肉类加工公司。在巴西联邦警察的一项名为 Carne Fraca 的行动中，这些公司被指控篡改肉类，并在国内外销售。这些公司花了数周时间回应这些指控，因为很难获得提供答案所需的数据。

食品安全法规–ISO 22000

由于全球化，许多种类的食物来自不同的国家。不安全的食品会带来很多严重的后果。这使得有必要制定国际标准来确保食品安全和食物链有序。

ISO 有一个食品安全管理认证，可以帮助防止这种后果。ISO 22000 的目的是制定必要的要求，以确保所有的食品都经过认证，并保证产品是安全的。它规划出一个组织需要什么，并确保食品符合要求，对消费者来说是安全的。任何类型的组织都可以使用它，不管它在食物链中的位置或规模如何。

改善整个食物链有多种原因。尽管采取了一些措施来提高产品标准、改善存储和提高产量，但近年来在真正解决这些问题和遵守 ISO 22000 等法规方面几乎没有采取任何措施。

在实现这一复杂链条的有效性方面，挑战是巨大的，但我们相信物联网和区块链技术的结合将缓解其中的许多挑战，并有效地解决这一复杂食物链的问题。

区块链和物联网如何帮助食物链

为了实现整个生态系统的透明性，我们需要连接作为生态系统一部分的所有实体。这不仅关系到零售商或制造商，也关系到系统中的每一个人；从农场到餐桌的每一个成员，包括这个链条的最后一个成员，消费者。

如今，有很多公司正在采用物联网和区块链技术。他们已经意识到整个食物链中存在各种各样的问题，但各方都专注于他们的业务成果，而不是困扰整个食物链的问题。

任何能够解决这个问题的解决方案，哪怕只是部分解决，都会给整个食物链带来价值。然而，它仍然不能解决所有相关方的所有问题。

为了实施有效的解决方案，让我们回顾一下基于市场细分的一系列需求。需求可能基于许多方面而变化，如公司规模、地理位置等。我们的目标是确保每个人都看到采用物联网和区块链技术的价值，并因此对参与这种链及其好处感兴趣。这将有助于我们获得全套数据，从而提供整个食品生态系统的端到端透明度。

食物生态系统

在本节中，我们将探索食物链中的参与者，并了解他们的活动以及适用于该过程每个部分的法规。我们将更详细地看看下面的参与者:

  • 农民
  • 食品制造商
  • 仓库和配送中心
  • 运输商(运输公司)
  • 食品零售商和超市
  • 顾客
  • 监管机构
  • 认证和合规

下图显示了这个复杂食物链中的所有参与者。本章的主要目的是确定如何将物联网和区块链结合使用，以增强对共享信息准确性的信心，减少人为错误，并确保不可变数据的来源:

高级食物链过程

从技术角度来看，物联网是解决方案的锦上添花。如今，有许多资产跟踪传感器可以通过蓝牙、超宽带 ( UWB )、Wi-Fi、LPWA、LTE、NB-IoT、5G、卫星、红外、超声波、NFC 和 RFID 连接和传输数据。多个连接的这种组合允许提供即时信息的资产跟踪。

现在，您可以通过使用物联网来访问数据，请考虑将这些信息存储在区块链网络中。让我们重温一下区块链的概念。首先，我们可以说区块链为我们提供了可靠流程所需的信任，这是以前所没有的。但是现在，有了区块链技术，我们能够在许多生态系统中共享许多类型的信息。

它还提供了足够的信任，让我们能够真正解决我们之前提到的问题，以便我们能够以更好的方式为客户服务。除此之外，通过创建这一重要的信托，区块链允许我们使用我们已经投资的资产。这些由我们几十年来积累的数据和新型分析来代表:认知、机器学习、预测、大数据和许多其他类似的分析。此外，我们可以说区块链代表了将所有这些联系在一起的缺失的拼图。

我们的区块链解决方案需要实现的一些重要目标如下:

  • 提供食品行业所需的透明度
  • 建立值得信赖的联系，让食品生态系统中的每个人都能参与进来
  • 提高互操作性，以便行业能够推动可用性和访问
  • 牲畜监测和谷物监测
  • 确定牲畜的位置
  • 温室监控(温度和灌溉)

在这一章的后面，我们将看看如何实现这一切。

食品生态系统中的机遇和挑战

让我们探索这个生态系统的每个组成部分，并确定随之而来的机遇和挑战。

农民

技术和农业协同工作，可能具有破坏性。农民非常擅长采用新技术，尤其是当新技术有助于提高生产率和农业运营效率时。这些改进是采用新技术的动力，原因很简单:粮农组织预测，到 2050 年，地球上将有 96 亿人口，粮食产量将增加 70%。

农业综合企业是农业生产的企业。它专注于农业产品的加工、仓储、配送、营销和零售。农业综合企业普及了物联网解决方案，并将这项技术提升到了一个不同的水平。

今天，这个领域有很多大公司，如陶氏农业科学、杜邦、孟山都和先正达；AB Agri(联合英国食品公司的一部分)；ADM 约翰迪尔；海洋浪花；和普瑞纳农场。在当今全球化的世界中，赢得市场份额和达成好的交易变得越来越困难。

农民感受到了前所未有的生产压力。因此，他们需要关注以下主题:

  • 跟踪生产批次
  • 创建生产仓储策略
  • 获取商品市场信息
  • 以更快的方式识别某些瘟疫
  • 为他们的动物保证一个良好的环境、常规和屠宰场，以便所有的动物都得到很好的照顾和充分的准备

这些是农民面临的主要挑战。他们依靠传感器；用于测量温度、时间和收获面积的数据收集器；更快的收割机；GPS 支持决策的预测模型；和区块链保证以精确和透明的方式存储信息。

食品制造商

食品制造商在这一链条中发挥着重要作用；他们是这一进程的核心。因为他们参与了从加工开始(从动物生命的早期)到结束(动物被屠宰)的所有过程，他们还参与了肉类加工和消费食品的包装过程。以下是对这种工厂运作的一瞥:

我们已经多次听说与食品制造商有关的问题，特别是与鸡、牛和猪等动物有关的问题。这些问题通常与动物屠宰操作有关，动物屠宰操作是食品制造业中事故数量最多的。此外，食物链及其内部发生的过程需要通过几道安全门，如温度分析、视觉批准、包装机、储存和运输。

在这个复杂的市场中，没有一家生产商希望自己的产品与可能给他们带来坏名声的事件有关。在这个链条中有很多角色可以直接影响客户的看法。食品制造商面临的挑战如下:

  • 需要进一步实现食品处理的自动化，减少或消除人与人的接触，并确保加工过程中的高卫生标准
  • 赢得供应商的忠诚度并保证高质量水平
  • 有效控制库存和发货
  • 关于存储位置和采取行动的位置的数据
  • 如何登记箱子、货盘等

该行业已经意识到，采用区块链技术的物联网可以成为一个强大的盟友，以保证透明度、可追溯性、快速解决问题并达成共识，不仅在内部部门，而且与外部合作伙伴和同事。

监管者

对于监管机构的食品制造部门，物联网和区块链可以提供更高的数据透明度、对数据分析的快速响应以及其他改进，如食品原产地认证:

2018 年 7 月，食品标准局 ( FSA )，一个横跨英格兰、威尔士和北爱尔兰的独立政府部门，致力于保护公众健康和消费者在食品方面的更广泛利益，成功完成了区块链试点。

英国金融服务管理局信息管理主管西恩·托马斯表示:

“This is a really exciting development. We thought that blockchain technology might add real value to a part of the food industry, such as a slaughterhouse, whose work requires a lot of inspection and collation of results. Our approach has been to develop data standards with industry that will make theory reality and I'm delighted that we've been able to show that blockchain does indeed work in this part of the food industry. I think there are great opportunities now for industry and government to work together to expand and develop this approach.”

政府的角色是进行监管。很明显，在这一领域与政府一起行动的其他组织现在很难通过检查。尽管有多种控制机制，如目视分析和生产商需要获得的实验室数据，但检测仍然容易受到腐败的影响，并且没有关于原产地控制的完整信息。

然而，显而易见，链条很长，以快速和客观的方式找到任何偏差的实际责任方并不是一件容易的事情。此外，这种活动中始终存在的腐败也影响到整个链条。

从这些信息中，我们可以得出结论，在这个环节中，需要应对以下挑战:

  • 保证产品的配方符合这些产品的规定
  • 确保信息的可靠性和可审计性

让我们进入下一个环节:运输者。

运输商(运输公司)

当我们谈到食品运输时，我们首先要谈到易腐产品。除其他因素外，它们的处理需要对温度和输送时间进行特殊控制。运输易腐货物也有专门的许可证。在目的地和起运地对货物进行特殊产品检查，以及包装和拆包，都需要控制和跟踪。

如今，运输公司拥有大量技术，可以帮助解决产品的控制和跟踪问题。配送中心和仓库可以通过扫描仪、条形码，甚至通过使用机器人来控制托盘的到达和发送。

其他重要的促进因素是分析解决方案和发票自动化，以跟踪商品的订货地点、供货地点、发货地点、交货地点及其到达日期。例如，图像识别可以帮助注册具有相似部分的项目。

毫无疑问，物联网驱动的传感器是这些新技术的强大框架。这些传感器可以跟踪温度、湿度以及易腐货物和其他货物的集装箱篡改情况。一旦违反任何给定的条件，这些设备就会向供应链经理发出自动警报，以便立即对食品安全问题采取行动。

在这一点上，区块链技术可以在跟踪和注册产品方面提供很大的帮助，并通过一个可跟踪的共享账本在各方之间建立信任和共识。

商店和超市

当一个产品出现问题时，链条中的这些参与者是第一个得到反馈的。他们(商店和超市)也经常因商品问题而受到指责，因为他们有时负责储存、运输和产品处理。这些问题可能发生在商店内部，也可能发生在向其他商店配送的过程中。

超市和商店的操作和食品工厂的操作一样复杂。他们都有很强的处理操作和存储方面的责任。关于变质食品的问题并不罕见，出现的问题是:“这个产品已经腐烂了还是在这里变得腐烂了？”

通常，每个产品所有者都有自己的质量控制流程，这使得事情变得更加困难。当事件发生时，当事方提供证据，免除他们的任何责任，但这些证据通常与他们的内部程序有关。将产品转让给另一方的过程没有得到解决。

此外，我们将产品分销到更大的商店，在那里也会发生同样的处理问题。然而，这类问题可能发生在商店本身。

这给我们带来了超市目前面临的挑战:

  • 管理和控制产品的接收和交付
  • 有效控制库存和商店之间的货物配送
  • 收集关于产品的物理位置和存储的数据
  • 打开包装并将产品运送到货架上
  • 控制并了解产品的有效期

大多数大中型超市已经拥有自己的电子商务网络。这导致他们在日常生活中进一步采用技术和软件。作为这些公司使用的技术的例子，我们可以提到库存控制、大量使用物联网来控制箱子和托盘、使用二维码、集成数据系统来处理库存和销售、预测模型、跟踪客户忠诚度等等。这向我们展示了技术在这个领域越来越广泛的应用。

顾客

在竞争激烈的市场中，顾客是主角。他们将决定市场上最好的产品是什么。除了看产品本身，他们还会决定购买产品的最佳地点和最佳制造商。

如今，除了提供出色的包装，商店拥有完美的布局并提供易于阅读的产品和物品描述也很重要。关于产品来源、是否符合要求的标准以及是否有必要的认证的信息对客户来说也非常重要。客户在选择产品时的一些差异化因素包括:轻松访问所有这些信息、读取二维码，以及能够使用增强现实解决方案听取产品细节。

两位未来学家在 7 月份美国商会的一次活动中表示，消费者在购买他们将要食用的产品之前会更加挑剔，有更多的机会与产品互动，并更多地了解食物对他们身体的影响。你可以在这里找到更多关于这方面的信息:https://www . food dive . com/news/what-will-杂货购物看起来像在未来/447503/ 。

这一链条中的挑战并不容易克服。问题可能造成的影响可能远远超过经济损失；它们会导致顾客的健康问题，甚至死亡。

技术可以成为解决这些问题的强大盟友。可以肯定的是，当我们谈论物联网和区块链时，这种结合可以带来共享流程链中成员之间的透明度，允许他们更有效地控制数据，提高安全性，使流程自动化和动态化，消除中间商，并降低链的复杂性，从而彻底改变这个行业。

我们还可以看到，供应链中的所有成员都面临着巨大的挑战，使用物联网和区块链技术可以带来积极的结果。对顾客来说，更好的产品定位或品牌资产可以让他们有更多的选择余地，并让他们意识到自己在消费什么。

食物链是物联网和区块链技术的良好用例吗？

让我们回忆一下第三章中提到的一个重要项目，讲解区块链技术和与 Hyperledger 合作。这里有几个问题，可用于确定区块链的良好使用案例:

  1. 有商业网络吗？

是—生产商、制造商、运输公司和零售店。

  1. 有没有需要验证或共识的交易？

是—记录资产在供应链中的所有者、时间和位置。

  1. 审计追踪重要吗(显示出处)？

是—客户要求、监管机构要求。

  1. 是否需要跟踪数据变更(数据不变性和终结性)？

是的—它涉及不同的公司，资产从一方转移到另一方，而另一方具有不同的控制级别。

因此，我们的食物链例子满足了成为区块链合适用例的所有相关要求。但是，物联网在这种情况下有什么作用呢？

在很多方面。例如，基于物联网的智能农业将使种植者和农民减少不必要的浪费并提高生产率，从化肥使用量到农用车为收获而行驶的次数。食品污染及其后果可以通过在潜在问题发生之前检测出来来预防。

物联网允许这样的实时监控；它不仅可以检查历史数据，还可以节省成本，因为传感器可以让维护工程师近乎实时地注意到设备的变化。

摘要

我们已经看到食物链是多么复杂。许多参与者高度相互依赖。我们还观察到，食品行业在其供应链中面临许多挑战，当食品制造过程的任何一个环节出现问题时，都会给客户带来风险。

此外，我们已经不再需要工人亲临现场来监控我们食物经过的每一个设备。通过使用支持互联网的设备，维护工程师能够更好地了解设备、库存和人员的情况。

区块链技术可以为包括最终客户在内的所有生态系统参与者提供具有共享价值的可信连接。食品行业的物联网应用，包括传感器、条形码阅读器和二维码等技术，是该解决方案的核心，与区块链集成的物联网不仅可以缓解许多问题，还可以改变行业。

固定在设备上的支持互联网的传感器提供了对维护和食品安全问题的重要见解，包括实时系统生成的警报和通知。维护工程师能够通过智能手机或平板电脑从任何地方访问这些实时数据。物联网系统在食品安全方面的功能包括提供对食品加工设备状态的实时洞察，在出现任何问题时发送自动警报，以及提供故障排除和解决问题的建议后续步骤。

在下一章中，我们将把食物链的挑战与减轻它们的技术联系起来。

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