基于博世智紋保技術(shù)的

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理平臺(tái)解決方案

一、政府對(duì)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的要求

2016年1月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》），部署加快推進(jìn)全國(guó)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)。

《意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)建設(shè)追溯體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品來(lái)源可查、去向可追、責(zé)任可究，是強(qiáng)化全過(guò)程質(zhì)量安全管理與風(fēng)險(xiǎn)控制的有效措施，對(duì)于提升企業(yè)質(zhì)量管理能力、促進(jìn)監(jiān)管方式創(chuàng)新、保障消費(fèi)安全等方面具有非常重要的意義。要按照國(guó)務(wù)院決策部署，堅(jiān)持以落實(shí)企業(yè)追溯管理責(zé)任為基礎(chǔ)，以推進(jìn)信息化追溯為方向，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，健全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，創(chuàng)新推進(jìn)模式，強(qiáng)化互通共享，加快建設(shè)覆蓋全國(guó)、先進(jìn)適用的重要產(chǎn)品追溯體系。

《意見(jiàn)》提出，要爭(zhēng)取到2020年實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：追溯體系建設(shè)的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)制度進(jìn)一步健全；全國(guó)追溯數(shù)據(jù)統(tǒng)一共享交換機(jī)制基本形成；重要產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)追溯意識(shí)顯著增強(qiáng)，采用信息技術(shù)建設(shè)追溯體系的企業(yè)比例大幅提高；社會(huì)公眾對(duì)追溯產(chǎn)品的認(rèn)知度和接受度逐步提升，追溯體系建設(shè)市場(chǎng)環(huán)境明顯改善。

《意見(jiàn)》提出，當(dāng)前及今后一段時(shí)期，要圍繞食用農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料、特種設(shè)備、危險(xiǎn)品等對(duì)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和公眾安全有重大影響的產(chǎn)品，加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)。各地要結(jié)合實(shí)際制定實(shí)施規(guī)劃，確定追溯體系建設(shè)的重要產(chǎn)品名錄，明確任務(wù)和政策措施。已經(jīng)開展肉類、蔬菜、中藥材等產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的地區(qū)，要大力創(chuàng)新建設(shè)管理模式，加快建立保障追溯體系高效運(yùn)行的長(zhǎng)效機(jī)制。

二、目前市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、防偽技術(shù)的痛點(diǎn)分析

目前市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、防偽技術(shù)如下表1所示。

表1 目前市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、防偽技術(shù)的痛點(diǎn)分析

目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的、效率低下的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、防偽解決方案無(wú)法有效防止假冒商品的貿(mào)易。據(jù)《前沿經(jīng)濟(jì)學(xué)》雜志2017年的文章“假冒和盜版的經(jīng)濟(jì)影響”報(bào)道，到2022年，假冒商品交易額可能會(huì)高達(dá)4.7萬(wàn)億美元，而生產(chǎn)正品的企業(yè)將面臨收益和名譽(yù)方面的巨大損失。

三、博世智紋保解決方案介紹

3.1 智紋保解決方案的原理

根據(jù)對(duì)市場(chǎng)需求和現(xiàn)有解決方案不足的分析，基于在智能算法（迭代+優(yōu)化）、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)多端連接等方面的長(zhǎng)期積累，博世公司中央研究院（CR）開發(fā)了可靠的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、防偽保護(hù)解決方案。該解決方案的英文名為Secure Product Fingerprint，中文名為智紋保，兩個(gè)名稱均已成為博世公司的注冊(cè)商標(biāo)。

智紋保解決方案的實(shí)現(xiàn)方式分為人工指紋和自然指紋兩種方式，如下圖1所示。

圖1 智紋保解決方案的兩種實(shí)現(xiàn)方式

其中，人工指紋實(shí)現(xiàn)方式的工作原理是：把可變的二維碼與肉眼難以察覺(jué)的人工智能隱藏元素（目前為有色差變化和相對(duì)位置加密信息的小紅點(diǎn)）相疊加，形成智紋保標(biāo)簽圖案，一方面把圖案的加密信息存儲(chǔ)在云端（目前在中國(guó)為華為云），用于防偽校驗(yàn)；另一方面，把圖案打印為紙質(zhì)標(biāo)簽，張貼到產(chǎn)品表面或包裝盒表面，用于掃碼、拍照、上傳。人工指紋實(shí)現(xiàn)方式的工作原理示意圖如下圖2所示。

圖2 人工指紋實(shí)現(xiàn)方式的工作原理示意圖

人工指紋實(shí)現(xiàn)方式具有的優(yōu)勢(shì)：1）高性價(jià)比，2）“即插即用”解決方案，3）難以復(fù)制。

自然指紋實(shí)現(xiàn)方式的工作原理是：在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，拍照采集產(chǎn)品表面的獨(dú)特紋理，生成數(shù)字圖像，并上傳存儲(chǔ)到云端（目前在中國(guó)為華為云），用于防偽校驗(yàn)；當(dāng)產(chǎn)品出貨到達(dá)消費(fèi)者后，消費(fèi)者把產(chǎn)品表面紋理拍照上傳，與之前存儲(chǔ)在云端的圖像進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷產(chǎn)品的真?zhèn)巍Ｗ匀恢讣y實(shí)現(xiàn)方式的工作原理示意圖如下圖3所示。

圖3 自然指紋實(shí)現(xiàn)方式的工作原理示意圖

自然指紋實(shí)現(xiàn)方式具有的優(yōu)勢(shì)：1）定制化的防偽保護(hù)，2）最高安全等級(jí)。

兩種實(shí)現(xiàn)方式使智紋保解決方案具有共同特征：

· 每個(gè)“指紋”都是獨(dú)一無(wú)二的，即實(shí)現(xiàn)真正的“一物一碼一指紋”；

· 難以/不可復(fù)制；

· 簡(jiǎn)單易用：用手機(jī)拍照，通過(guò)手機(jī)APP在云端查看。

在智紋保解決方案的開發(fā)過(guò)程中，博世公司已經(jīng)成功申請(qǐng)3項(xiàng)全球?qū)＠碛?0余項(xiàng)專利正在申請(qǐng)獲批過(guò)程中。

3.2 智紋保解決方案的實(shí)施網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智紋保是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的端到端集成解決方案，直接聯(lián)接產(chǎn)品制造商和消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)全價(jià)值鏈防偽、追蹤追溯以及增強(qiáng)客戶關(guān)系管理（CRM）功能。智紋保的實(shí)施網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖4所示。

圖4 智紋保實(shí)施網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

在上述架構(gòu)圖中，智紋保的核心功能，如編碼管理、圖案生成、防偽校驗(yàn)等服務(wù)是以SaaS方式對(duì)外提供服務(wù)的。

智紋保整體的業(yè)務(wù)服務(wù)流程為：

1）生產(chǎn)環(huán)節(jié)：智紋保防偽碼的生成、管理。對(duì)于人工指紋實(shí)現(xiàn)方式，博世智紋保SaaS服務(wù)生成具有加密防偽功能的智紋保標(biāo)簽圖案后，一方面把圖案的加密碼存儲(chǔ)在云端，用于后續(xù)校驗(yàn)；另一方面把圖案打印成紙質(zhì)標(biāo)簽，可以由博世標(biāo)簽供應(yīng)商打印、以紙質(zhì)標(biāo)簽的形式提供給產(chǎn)品制造商，也可以由博世為產(chǎn)品制造商提供電子圖案，由產(chǎn)品制造商自行打印成紙質(zhì)標(biāo)簽（但對(duì)產(chǎn)品制造商使用的打印設(shè)備、標(biāo)簽紙張有技術(shù)要求）。紙質(zhì)標(biāo)簽與產(chǎn)品的綁定激活，可以由產(chǎn)品制造商通過(guò)掃碼槍或手機(jī)APP逐張進(jìn)行，也可以在平臺(tái)端批量預(yù)綁定激活。

對(duì)于自然指紋實(shí)現(xiàn)方式，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，利用攝像頭采集產(chǎn)品的表面紋理，生成數(shù)字圖像并上傳到博世智紋保SaaS服務(wù)端，存儲(chǔ)用于后續(xù)校驗(yàn)。

2）物流環(huán)節(jié)：分銷商、零售商信息采集。產(chǎn)品從制造商出貨后，進(jìn)入分銷商、零售商環(huán)節(jié)。分銷商、零售商使用手機(jī)APP、微信公眾號(hào)或微信小程序掃碼貼于產(chǎn)品表面或包裝盒上的智紋保防偽標(biāo)簽或表面紋理，在掃碼過(guò)程中可以采集許可范圍內(nèi)的信息，如掃碼時(shí)間、GPS位置、分銷商或零售商名字等。

3）消費(fèi)環(huán)節(jié)：客戶信息采集與產(chǎn)品防偽校驗(yàn)。產(chǎn)品到達(dá)消費(fèi)者后，消費(fèi)者使用手機(jī)APP、微信公眾號(hào)、微信小程序或微信“掃一掃”功能，掃碼貼于產(chǎn)品表面或包裝盒上的智紋保防偽標(biāo)簽或表面紋理，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息查詢、防偽校驗(yàn)以及問(wèn)題反饋。

3.3 智紋保解決方案獲得的榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)、證書與應(yīng)用領(lǐng)域

作為源自博世德國(guó)總部、在博世中國(guó)本土開發(fā)的解決方案，智紋保在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，表現(xiàn)出功能和性能上的領(lǐng)先性，獲得諸多獎(jiǎng)項(xiàng)，如下表2所示。

表2 智紋保所獲獎(jiǎng)項(xiàng)（截至2020年底）

為推進(jìn)智紋保的商業(yè)應(yīng)用，博世中國(guó)公司已經(jīng)向國(guó)家版權(quán)局申請(qǐng)、獲得智紋保的軟件著作權(quán)證書，如下圖5所示。

圖5 智紋保的軟件著作權(quán)證書

自2018年下半年開始，智紋保解決方案開始在博世內(nèi)部的產(chǎn)品線進(jìn)行驗(yàn)證推廣。驗(yàn)證成功后，2019年下半年開始，智紋保解決方案開始在博世以外的多個(gè)行業(yè)進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用，并取得初步成功。截至2020年底，智紋保解決方案的應(yīng)用案例如下表3所示。

表3 智紋保應(yīng)用案例（截至2020年底）

四、智紋保用于地理標(biāo)志（優(yōu)質(zhì)）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理項(xiàng)目的介紹

4.1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理的痛點(diǎn)分析

農(nóng)產(chǎn)品為第一節(jié)《意見(jiàn)》所指的重要產(chǎn)品中的一種。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理主要涉及三個(gè)主體，即政府主管部門/農(nóng)產(chǎn)品協(xié)會(huì)、農(nóng)戶/專業(yè)合作社和最終消費(fèi)者。三個(gè)主體對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理的訴求如下表4所示。

表4 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理涉及的三個(gè)主體及其訴求

2019年11月簽署生效的《中歐地理標(biāo)志協(xié)定》，更是把地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、品牌保護(hù)的重要性提升到事關(guān)中歐合作的層級(jí)。

《意見(jiàn)》及《中歐地理標(biāo)志協(xié)定》使得基于信息技術(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、追溯體系成為迫切的任務(wù)。

4.2 建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、追溯體系的基本解決方案

建立農(nóng)產(chǎn)品追溯體系的關(guān)鍵就是要為農(nóng)產(chǎn)品提供覆蓋農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)供銷全生命周期的唯一的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集、匯聚、打通，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。由于智紋保可以為產(chǎn)品提供具有唯一性、防偽功能的“一物一碼一指紋”，博世基于智紋保技術(shù)，開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)，打通數(shù)據(jù)鏈條，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從種植、物流到消費(fèi)的全流程管理。

博世開發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯如下圖6所示。

圖6 博世開發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯

備注：由于農(nóng)產(chǎn)品及其包裝盒的表面紋理很難提取唯一性、防偽的特征，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品，博世建議采用智紋保的人工指紋實(shí)現(xiàn)方式。

4.3 博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)體現(xiàn)博世AIoT戰(zhàn)略的端、管、云三層架構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖7所示。

在圖7所示的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，數(shù)據(jù)流程是這樣的：

圖7 博世開發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1）種植周期：信息上傳。農(nóng)戶在種植現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境、氣象、土壤、水等傳感器和攝像頭，把傳感器采集到的數(shù)據(jù)和監(jiān)控視頻上傳到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，并進(jìn)一步上傳到農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)；此外，農(nóng)戶可以把種植過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的操作以視頻、照片、文字等形式記錄下來(lái)，并通過(guò)手機(jī)APP上傳到農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)，如播種、施肥、噴藥、采摘、包裝、出貨等。在農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)中，每個(gè)農(nóng)戶都有自己獨(dú)立的空間，不同農(nóng)戶的數(shù)據(jù)相互隔離。

2）銷售環(huán)節(jié)：身份和合格證認(rèn)證。根據(jù)市場(chǎng)監(jiān)管的有關(guān)規(guī)定，農(nóng)產(chǎn)品上市前，農(nóng)戶必須取得身份認(rèn)證，農(nóng)產(chǎn)品必須取得合格證。為了方便農(nóng)戶取得身份認(rèn)證和合格證，博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)與政府相關(guān)監(jiān)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，農(nóng)戶通過(guò)手機(jī)APP即可向政府監(jiān)管系統(tǒng)申請(qǐng)、取得電子身份認(rèn)證和合格證，使得自己的農(nóng)產(chǎn)品能順利進(jìn)入市場(chǎng)；而政府主管部門也通過(guò)在其監(jiān)管系統(tǒng)中備案的電子身份認(rèn)證和合格證，可以采集農(nóng)產(chǎn)品上市情況的數(shù)據(jù)。

3）包裝環(huán)節(jié)：貼碼綁定激活。為了把自家的農(nóng)產(chǎn)品與別人家的區(qū)分開，農(nóng)戶需要把智紋保標(biāo)簽與自己在博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)中的用戶進(jìn)行綁定。有兩種綁定方式：一）逐張綁定：農(nóng)戶把智紋保標(biāo)簽貼到農(nóng)產(chǎn)品包裝盒，用手機(jī)APP登錄到平臺(tái)中自己的用戶，通過(guò)APP中的綁定激活功能，實(shí)現(xiàn)智紋保標(biāo)簽與自己用戶的綁定；二）批量預(yù)綁定：平臺(tái)運(yùn)營(yíng)方可以通過(guò)平臺(tái)Web端界面，把某批碼段的智紋保標(biāo)簽批量與某農(nóng)戶實(shí)現(xiàn)預(yù)綁定，再把該批碼段的智紋保標(biāo)簽提供給該農(nóng)戶，農(nóng)戶只需把標(biāo)簽張貼到農(nóng)產(chǎn)品包裝盒上即可。

4）消費(fèi)環(huán)節(jié)：防偽校驗(yàn)、信息查詢、問(wèn)題反饋。消費(fèi)者收到貼有智紋保標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品包裝盒后，可以通過(guò)微信小程序或微信“掃一掃”功能，進(jìn)入博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)微信端界面，查詢到與該智紋保標(biāo)簽綁定的農(nóng)戶、農(nóng)產(chǎn)品的信息，如種植地、種植現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、種植現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻、農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及食用方法、農(nóng)產(chǎn)品合格證等；如果需要準(zhǔn)確了解農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地位置，微信端界面也提供GPS定位、導(dǎo)航功能；通過(guò)拍照上傳智紋保標(biāo)簽圖片，可以校驗(yàn)智紋保標(biāo)簽的真?zhèn)危M(jìn)而校驗(yàn)收到農(nóng)產(chǎn)品是否為正品；如果發(fā)現(xiàn)收到的農(nóng)產(chǎn)品有質(zhì)量問(wèn)題，可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行拍攝視頻或圖片并上傳反饋給博世農(nóng)產(chǎn)品追蹤追溯、防偽校驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)運(yùn)營(yíng)方可以協(xié)調(diào)政府部門或農(nóng)戶進(jìn)行進(jìn)一步的處理。