数学算法在食品溯源中计算机技术运用

2022-09-21 16:45:58 来源:写作指导

在中国社会历史发展过程中,食品安全一直是关乎国民生活与社会发展的根本性问题,自我国改革开放发展以来,国家经济实力和国民经济水平都得到了快速提升,群众的物质生活水平也开始日渐提高,作为与民生根本息息相关的食品安全问题始终受到社会大众的高度关注。食品安全溯源是探究与预防食品安全问题的重要途径,构建食品安全溯源体系能够为大众饮食生活建立起一道完善的安全防线,因而,如何构建与应用食品安全溯源体系以实现从原材料到食用整个流程的安全保障,成为了当前社会广泛关注的热点议题。在信息化时代下,随着物联网、计算机、大数据等高新科技的创新发展与广泛应用,食品安全溯源体系运用计算机技术的突出优势实现了食品安全溯源与计算机技术的有效融合,由此有助于提高食品安全防护的稳定性与坚固性,实现一系列食品安全问题的有效规避。数学算法具有发现数字规律、优化解题步骤的优势特点,在计算机技术应用中能发挥有效作用,针对食品安全溯源体系中计算机信息技术应用,数学算法可以使计算机语言更加系统化和简易化,进而提高食品安全溯源体系的工作效率。本文将结合《食品溯源与识别分析技术》一书的理论研究与实践探索内容,对目前食品安全溯源体系中计算机技术的应用问题进行详细分析与阐述,并进一步探讨数学算法对其中计算机技术的作用分析。

《食品溯源与识别分析技术》是由日本分析化学会标识溯源分析技术研讨会编著、袁玉伟翻译,化学工业出版社 2018 年出版发行的一部食品学专业著作。作者通过 11 章内容,全面、系统地介绍了日本及世界各国有关食品溯源的研究进展,其中主要包括食品分析基本概念、产地与品种识别、栽培历史、放射性辐射发展、转基因农作物、天然产品鉴别等理论知识,与此同时,书中还详细介绍了标签法中的 JAS 规格和部分食品相关法律,并且对技术开发背景、技术介绍以及结束成果等内容进行了全面阐述。通读全书来看,该书的翻译出版旨在吸引更多读者了解食品分析领域、学习先进经验,为我国食品标识制度和食品产业发展起到有效的推动作用,为提升人民群众的生活品质做出巨大贡献,全书内容丰富、理论全面,专业性和知识性突出,具有一定的科学价值和借鉴意义,适合食品检验技术人员、科学研究人员以及食品产业技术工作者阅读参考与学习研究。

一、食品安全溯源简要概述

食品安全溯源指的是在食品进行种养殖、生产、供应、流通、销售以及餐饮服务等一系列环节中,能够对食品质量安全信息及其他信息进行顺向追踪和逆向回溯,确保食品生产经营活动的全过程都一直处在有效监管之下,这一体系主要通过对各部分职能的有效分配,明确各管理主体的责任义务,从而及时发现与处理不符合标准安全质量的食品,全面保障食品安全质量。食品安全溯源系统最早起源于欧盟1997 年推出的食品安全管理制度,该制度一开始是为了应对食品安全中的“疯牛病”问题才逐步构建与完善的,但因其具有较强的实用性价值,在政府部门的大力推动下,这一食品安全制度逐渐覆盖了食品生产、加工和终端销售等食品产业链的全部环节,运用计算机设备全面记录食品信息,一旦食品安全质量出现任何问题,即可通过食品标签中的溯源码快速查询,第一时间了解食品产地、生产企业、流通过程等全部信息,以便理清问题发展源头和明确具体责任。由此可见,食品安全溯源对于食品安全保障、食品质量监管以及食品行业的自我约束有着十分重要的现实意义。食品溯源方案的具体内容主要包括: 原材料供应商在对食品生产厂家提供食物原材料时需要进行科学严谨的批次管理,把原材料的生产日期、制造数据、原产地、保质期、食用期限、基因组成、生产者等信息录入系统中,并打印成二维码标签贴于材料包装上交给食品生产厂家。生产厂家扫描二维码读取材料生产数据并将食品原材料入库,进而制定生产计划,将产品名称、质量、配料表、生产步骤、原料编号等信息录入系统中,并打印成二维码标签贴于产品外包装,工作人员根据二维码读取生产计划中的作业指示内容进行操作,确保严格按照计划和数据信息进行生产投入,同时运用计算器设备进行数据采集,做好每一道生产工序的检验工作。计算机系统可以生成食品各项信息的原始数据,实现食物原材料和产品的信息追踪,这样不仅有助于替代纸质文档管理方式,提高食品溯源效率,而且可以在互联网全面公布,便于广大消费者查询食品相关信息。目前我国食品安全溯源体系主要是在政府主导推动下,食品产业链当中的各个参与方共同构建与实现的,常见参与方包括食品生产基地、各类加工企业、物流运输企业、零售端口和最终消费者。在技术方面,食品安全溯源体系主要依赖于计算机技术和物联网信息技术,通过食品溯源专门的计算机应用融入食品产业链的各参与方,并实现网络信息互动,将各类信息进行深入挖掘、分类整理和有效融合,以完成食品生产、供应、流通及消费等各个环节的信息搜集与录入,最终实现食品安全溯源的系统化全面管理。

二、食品溯源中的计算机信息技术

近年来,虽然我国食品安全问题得到有效改善,但是随着生活质量的提高与互联网信息的广泛普及,大众对于食品安全问题仍然保持着极高的关注与重视,在这样的现实形势下,许多地方政府都针对当地的食品生产链加以重视,着重发展食品安全追溯体系。然而,食品安全追溯体系在现代计算机技术的助力下得到快速全面发展的同时,许多问题与困难也逐渐显露出来,深入分析与解读问题并探究优化对策,才更有利于食品安全溯源体系的稳定运行,以帮助我国食品安全问题得到进一步完善。首先,不同食品的安全质量评测标准存在明显差异,产品很难进行标准化管理,同时食品安全溯源体系建设的标准化参数较低,难以对各种产品的原材料储存、加工、包装、流通和销售等进行统一化数据参数和标准的制定,以致无法全面保障食品安全的有效追溯。并且由于食品产业链的各个环节都存在紧密的关联性,如果其中任意环节出现问题,都会导致食品安全溯源体系作用失效,从而可能对大众食品安全问题埋下严重隐患。其次,我国很多小规模的食品生产基地因投资成本有限,无法配备科学的检测设备、电子数据记录仪以及专业的计算机数据分析人员,因此难以实现对食品信息源头的数据采集,极大地降低了食品安全溯源系统的完整性。与此同时,用户数据也是食品安全溯源体系的重要构成之一,但是对于很多食品企业而言,用户数据十分机密且具有较高的商业价值,不是很支持用户数据的对外公开,由此导致食品安全追溯所需的用户数据不足,食品安全溯源体系不够健全。最后,根据我国目前的食品安全监管和食品追溯实际情况来看,诸多地区在计算机技术和智能化网络系统的支持下逐渐开始构建食品安全追溯体系,并且一些食品安全溯源体系发展较为成熟的地区还加入了激光扫码、网络数据库、条形码参数等新兴技术以加强食品安全问题防控,但是当前能广泛普及新技术的地区还比较少,而且技术尚未成熟、成本较高,在一定程度上会对食品安全溯源体系运行的稳定性造成影响。为了健全食品安全溯源系统,更好地保障食品安全,可以从以下方面入手:

第一,完善标准要求。国家应当出台较为规范的食品生产经营相关指导意见,便于地方政府部门以此制定对应的制度及政策,确保食品生产链全程得到监测,同时根据相关法律法规明确区域食品行业的食品安全溯源体系标准化参数,在此基础上对各类食品生产经营企业进行严格监管,这样既能够从源头上扼制食品安全问题,也能保障食品生产链的整体质量。

第二,重视数据采集。政府部门应当大力动员广大食品企业参与构建食品安全溯源体系,针对小型企业资金、设备不足的问题予以一定帮助,对于不积极配合的企业进行严厉批评或处罚,尽可能实现食品安全溯源体系在食品生产经营企业的全面普及,以完成对源头数据和用户数据的有效采集。

第三,加强技术建设。计算机技术是食品安全溯源体系重要的技术支持,所以各类食品生产经营企业在构建食品安全溯源体系时应该对计算机技术及相关新兴技术应用高度重视,以确保食品安全溯源体系的合理性与科学性,同时结合的地方食品安全监管部门构建完善的网络数据部,强化技术监管,推动食品安全溯源体系长效运行。

三、数学算法在食品溯源计算机中的应用

计算机技术在食品安全溯源体系中的应用经由几年发展已然取得了良好成果,但是相较于日渐扩大的食品行业规模和不断增长的消费需求来说,目前食品安全溯源体系的计算机技术还存在一些不足: 一是很多产品的溯源信息不够完整,在安全性方面缺乏充分说服力; 二是当前溯源信息呈现方式较为单一,趣味性不足,难以提供良好的用户体验; 三是缺乏充足的溯源防伪信息,容易被仿制。面对上述食品安全溯源体系计算机技术层面存在的问题,数学算法在食品溯源计算机中的应用显得十分重要,笔者在参与河北经贸大学科学研究与发展计划基金项目( 2020YB11) 过程中,针对数学算法在食品溯源中计算机信息技术的应用提出了以下思考:一方面,食品安全溯源体系离不开计算机技术编程对程序运行的主要控制,数据记录、分类整合等各个运行环节都是基于计算机编程的科学设定,其中数学算法是计算机编程的重要构成部分,在面对程序优化和功能创新时可以发挥出极大地促进作用,运用数据结构和逻辑结构优化等方式,多方面推动计算机编程及整个程序运行效率的快速提高。与此同时,要想更大程度地保障食品安全溯源体系的流畅运行,需要进一步优化计算机信息技术方法,这其中数学算法可以起到响应的积极作用,发挥数学算法实用功能以增强食品安全溯源体系中计算机程序的功能效率,并且数学算法的运算方式有利于提点计算机程序运行中存在的微小问题,在提高了食品安全溯源体系计算效率的同时避免了潜在性的安全问题。另一方面,一些创新性故事算法可以借助自动机原理,对场景、情节、背景等存在故事性的一些信息元素进行产生是定义,根据一定规则推出故事背景模板,以此自动生成食品的信息数据,这样既能够丰富溯源信息的呈现方式,吸引广大消费者注意,也便于消费者对溯源信息产生深刻印象,提高用度体验度。此外,数学算法在食品安全溯源体系计算机技术中的应用可以设计出功能更为全面的程序模块,将食品产业链的全部细节和各类信息科学、规整地囊括其中,提高了食品安全溯源体系的可信度,同时有助于提升食品信息数据的附加价值,降低仿冒、伪制的风险。

作者:任奕帆 仇志伟 单位:暨南大学伯明翰大学 河北经贸大学