随着大数据时代的到来和跨越式的快速发展，大数据 (Big Data) 已在医疗卫生、农业研究、互联网金融、气象预报、交通管理、新闻报道、电子商务、生产制造、企业管理等方面广泛应用。大数据背景下，在传统的食品供应链运作模式的基础上，以互联网和物联网信息技术为基础形成了一种应用食品供应链中产生的大数据的运作模式——大数据背景下的食品供应链模式。大数据应用于供应链，能够挖掘出蕴藏在内巨大价值，借助新兴的技术运用于食品供应链中的食品安全风险，保障食品的供应安全管理，具有重要的理论和现实意义。
早在上世纪八十年代，著名未来学家阿尔文·托夫勒就在《第三次浪潮》一书中就提到了大数据的概念，并将之喻为以“第三次浪潮的华彩乐章”。2008年《Nature》推出Big Data专刊，2011年5月，麦肯锡全球咨询公司发表了报告《Big data: The next frontier for innovation competition and productivity》，详尽分析了大数据领域的关键技术，应用领域以及带来的影响。2013年被视为“大数据元年”，人们从日益激烈的竞争中对大数据特别是其中蕴含的价值的理解和认识不断的深化，信息技术也从数字化时代向数据时代迈进。大数据的力量正在改变着社会的各行各业，人类的决策过程会越来越趋向于数据化和科学化，而不同于以往主要依赖主观推断，大数据将成为社会各部门追求创新、竞争和生产力的下一个新领域。
十九大报告指出我国要建立从农田到餐桌的食品安全监管体系，建立全程可追溯、互联共享的信息平台，加强标准体系建设，健全风险监测评估和检验检测体系。食品安全信息化监管即食品安全监管主体通过运用“互联网+”思维，以大数据为监管依据，以互联网为监管渠道和手段，而对食品安全进行的全方位、多元的监管。食品安全的监管、溯源体系的建设以及食品安全的信息化检测是食品安全信息化监管的三个方面。信息在食品供应链中不能顺畅的传递，食品供应链中各环节均可能导致食品安全问题发生并且消费者难以参与到食品安全的监管是食品安全监管面临的三大问题。基于大数据模式的食品安全信息化监管能够对食品供应链的各个环节进行监管，并且使消费者能够参与到食品安全的监管中，充分发挥其自身优势。
8.1 大数据与食品供应链
8.1.1 大数据时代背景下的食品供应链安全风险识别
食品供应链是指从食品的初级生产者到消费者各环节的经济利益主体所组成的链条。食品安全供应链的主体具体指“从农田到餐桌”过程中相互协作的经济主体，依次包括农畜生产资料供应商、农畜产品生产者、原材料加工企业、销售企业、流通企业以及消费者等。食品安全风险可能由生物性、化学性、物理性、人源性和制度性等因素产生。在食品供应链中，原料供应商、加工商、销售商是产生食品安全风险的三个主体，其中，食品深加工是危害最大的环节。通过对食品安全风险产生机制研究可以得出：原材料生产者是食品供应链的起点，若生产者使用质量较差、添加剂超标等的原材料，而政府监管部门因监管不足使问题原材料进入供应链的下一个环节，食品安全风险将传递给下游企业。当加工商检测供应商发出的原料并发现问题后，加工商为弥补信息成本损失而偷工减料，食品安全风险上升。在食品加工完成后，加工商通过物流将食品运输给销售商，最后将风险转嫁给消费者。
信息不对称、食品安全监管不足是产生食品供应链风险的关键因素。信息不对称是产生食品安全问题的根源，影响着食品供应链中的每一部分，信息共享与传导是食品供应链成功与否的重要因素之一。同时，供应链中企业道德缺失、物流相关法律法规的缺失也会引发食品安全风险，食品企业在利益的驱使下，丧失职业道德，制假售价，生产大量存在安全隐患的产品，严重影响了人们的身体健康，同时也造成了社会恐慌。
从供应链的角度分析，在生产、加工、配送和消费等各个环节存在的风险因素可以通过大数据平台进行识别和监控，降低了供应链中食品安全风险的发生频率。
(1) 在生产环节中
农业生产者为了追求产量实现自身的经济诉求，往往过度使用农药、化肥等生物技术，再加之工业化加速了土壤、水源污染，导致初级食品的种、养殖环节不同程度地受到农药、化肥、激素等的影响与环境的污染，其残留物将直接危害这些食品食用者的身体健康，可以通过环境感应器收集食品的生长环境数据来识别安全风险。
(2) 在加工环节中
食品企业为达到改善食品外观、延长保质期等目的，往往需要在食品加工过程中加入适量的添加剂。但超量使用或滥用食品添加剂，甚至有的企业为降低成本使用工业助剂，也成了引发食品质量安全问题的重要原因。大数据平台可以通过电子标签感应器，收集食品在加工处理过程中的数据，对造成食品安全风险的因素进行分析识别。
(3) 在配送环节中
食品在运输存储的过程中，存储的卫生、通风及环境温度等，都可能对食品品质产生影响。由于食品的易腐性，加之运输与配送环节上冷链设备的缺乏，以致食品在运输、配送环节中发生腐败，容易出现食品品质安全问题。大数据平台通过配送过程的存储环境感应器收集相关的数据，识别配送过程的风险因素。
(4) 在消费环节中
部分食品在销售中还要经历流通加工、储存及分装等，而销售中加工操作不规范、冷链不落实等也常常导致食品安全问题。另外，由于商家对食品销售的监督管理职责不明确、不到位，假冒伪劣、过期、变质食品在售的情况也时有发生。数据平台可以根据电子标签和存储环境感应器记录的数据识别在消费环节中的食品安全风险因素。
在上述食品供应链环节应用大数据进行监管是逐步成为食品安全监管的新方向和新潮流。大数据监管的优势主要体现在五个方面：第一，基于供应链所有食品安全数据的支撑，各监管部门可在同一个数据库的基础上开发应用平台，实现质量安全监管的无缝对接。第二，食品安全的监管转变为循“数”监管，在数据的支撑下，监管人员可以通过挖掘，自动发现导致食品安全问题的原因所在、区域所在和主体所在，从而提高监管的针对性和有效性。第三，基于大数据的食品安全监管要由“监管”向“服务”转变，改变两者之间的对立关系，打造政府与企业合力提高食品安全质量水平的氛围，实现对监管对象的全方位管理。第四，依托大数据支撑，监管部门可将监管重心向前转移，强化事前的预警和事中的运行监控，在质量问题大规模爆发之前，提前通过信息手段开展预测预警工作。第五，利用大数据采集技术和数据挖掘技术，可以全方位地搜集、整理、存储食品安全各方面、各主体、各区域、各品种的相关数据；依托全方位的食品安全数据，即可对食品安全行业开展全面监管。
8.1.2 大数据时代背景下的食品供应链运作模式
传统食品供应链运作模式（见图8.1）是一个包括生产、加工、流通和消费等多环节的综合复杂系统，其中供应链中的每一个环节都可能产生食品的不安全问题，因此需要对整个供应链进行内外部安全监管，以保证食品质量与安全。
图8.1 传统食品供应链运作模式
但是传统的食品供应链中长期存在的管理环节离散分割、物流活动松散等比较显著的问题，因而难以实现食品供应链问题的快速可追溯，对于食品安全管理过程中典型存在问题的控制和解决作用有限。如果能把供应链中有关食品安全的数据加以收集和利用，能够大大的改善政府监管部门的监督管理效率和整个食品供应链的运作管理。
在食品安全问题频频出现的时候，其背后所反映的其实是缺乏真实及时的食品安全信息权威来源，缺乏信息对称、统一监管和统一发布的食品安全数据公共平台，大数据时代为食品安全问题的解决提供了新的契机。在食品生产到消费的各个环节都产生着大量的数据，食品产业的大数据，更多地与即时趋势联系在一起，大数据管理将海量数据聚合在一起，将离散的数据需求聚合为数据长尾，从而满足传统治理中难以实现的功能，因此，结合食品供应链的基本要素构建大数据时代背景下的食品供应链模式（如图8. 2）。
图8.2 大数据时代背景下的食品供应链运作模式
大数据时代背景下的食品供应链模式对传统的食品供应链加以改进：
第一，数据共享平台，农业生产者可通过环境传感器实时监测到食品的生长环境状况，例如温度、湿度等数据并自动上传数据；食品加工企业通过电子标签的形式给产品配上具体的商品信息；配送企业可通过配备的 GPS 定位系统和存储环境传感器，提供食品的位置与配送信息；商家可通过存储环境传感器和电子标签，提供记录的食品存储品质信息和销售交易信息。
第二，数据监管平台，监管部门可以对供应链的各个节点数据进行监控，对数据进行实时查询。消费者可以登录数据监管平台，可查询产品真假和质量信息，包括产品的生产日期、生产地点、配料、保质期等，另外消费者还可以将消费感受、评价上传，来充实大数据平台。同时，由于数据的有效记录和快速共享，食品加工企业通过查询消费者的感受或者评价等信息，来不断优化产品的质量。在大数据时代背景下的食品供应链模式下，产品一旦出现问题可以根据追溯系统准确而快速地找出问题环节所在并实现按责追究，因而在一定程度上消除食品供应链中存在的问题，对食品的质量与安全水平提升具有重大促进作用。
8.2 大数据背景下食品供应链的几个研究角度
8.2.1 大数据影响下食品供应链战略协同的共生机制
基于大数据视角，应用复杂适应系统理论和系统动力学方法，对食品安全供应链的战略协同机制与模式进行动态模拟与仿真分析；通过仿真分析，提出战略协同的有效措施，为食品安全供应链管理的发展提供参考。毋庸置疑，同其他行业一样，在大数据背景下食品安全供应链的运作及其生态发展也正日益走向网络化和动态化现代企业不论其所处哪个行业，其生产管理与商务决策在很大程度上将依赖于社会媒体、网民消费群体、上下游关联企业以及竞争对手所构成的“网络生态系统”，并逐渐呈现出纵向整合和横向联合的两种新发展趋势以食品安全领域为例，在纵向整合方面，一种趋势是大规模企业群体以食品安全供应链为纽带紧密联系起来，他们分工协作、互利共生，以实现食品供应链向价值链、进而向网络生态链的转变，这种生态链将会围绕食品安全方面的问题融成“共同体”；另一种趋势是，大数据的发展和应用会使得纵向链条上的参与主体减少，生产者可以借助大数据技术来直接获取消费者的需求量、需求偏好等销售方面信息以及消费者的个人信息等，这一手的资料可以帮助企业及时调整战略或决策，从而省略掉一些不必要的中间环节;在横向联合方面，网络化商务模式改变了企业及组织之间的竞争模式，使得地理位置上异地分布、组织架构上平等独立的多个企业或主体，在谈判协商的基础上建立密切合作关系，形成动态的“虚拟企业”或“企业联盟”这种新型组织形式能够实现企业资源的优化、动态组合与共享。
这部分应研究大数据环境下的食品行业企业生态系统微观个体建模、行为规律与交互模式及其宏观组织结构、共生协同演化及其系统稳定性等关键问题，构建可持续发展的网络生态链由于我国整体食品行业的复杂性，其中田间的种植个体、小微型食品加工企业等零散主体在生态系统中的共生/竞争协同演化机理及其稳定性分析将是主要研究内容。
8.2.2 大数据时代基于食品供应链的商业运作模式分析
通过中外比较、逻辑演绎、案例分析、调查验证、实践归纳总结，提出基于食品安全供应链的网络生态系统，为企业资源优化、动态组合与共享提供理沦依据。如上一问题所说，纵向链条有逐渐缩短的可能性之外，在大数据的背景下，食品安全供应链运作中产品的生产和价值创造等诸方面都日益走向社会化和公众参与这种社会信息产生与传播方式的变化是企业与消费者间的关系趋向平等、互动和相互影响由互联网用户创造的信息和数据，形成了互联网海量数据的重要来源同时，以往“闭门造车”的管理模式正在被摒弃，尤其像“食品安全”这类日益受到普遍重视的话题，企业可以通过数据平台与网民群体密切互动，主动引导网民群体参与食品安全流程管理中的创意、设计、生产、质量保证、市场推广、销售和客户关系管理的关键环节，并根据网民群体的互动反馈完成产品优化与创新，激发终端参与到食品安全的过程中，实现企业与网民群体的协同发展。
目前的大多数业态仍是零售企业在永无止境地争先发现和使用大数据以使自己赢得并保持竞争优势，零售商们不仅记录下每一笔交易和操作，还记录着新出现的数据源比如RFID芯片，可追踪货物、在线消费者的行为和情感表现等，这也使得数据量的增长势不可当;随着大数据的进一步开发使用还将会加速食品加工的设计开发，帮助设计人员回到最重要和最有价值的产品特性，将其应用在产品的生命周期管理、评估设计、开放创新中，其基础是具体的消费者投入和减少生产费用的设计，利用消费者的远见，通过公开创新的方式减少研发成本;能有效提高生产效率的大数据工具还可以将虚拟技术应用到食品生产加工过程中生成海量数据，以帮助制造商使用实时的传感器数据来追踪食品，检测食品生产机械装置，工艺流程的规范性等以指导实际操作。
8.2.3 大数据影响下食品供应链运作模式的演变趋势
这一方面需关注大数据环境下食品安全供应链生态网络中各主体的协调方式和利益分配优化问题目前在食品安全供应链的运营中，来自零售终端、售后服务提供商、经销商、运输商、生产商和供应商等诸多环节的数据都将成为大数据的一部分如何通过食品安全供应链主体间的协调运作实现这些数据在市场机遇发现与模式创新等方面的价值、在传统的基于批发价的契约机制的基础上食品安全供应链主体之间如何实施数据的共享与协同价值创造、以及如何实现大数据驱动的食品安全供应链协调运作机制等等，将是未来学术界和企业界所关心的焦点问题。如用遗传算法等管理科学的方法建模来分析评价食品安全供应链上的大数据资源掌控者的竞争优势，提出食品安全供应链条上居主导地位的应该是有能力掌控大数据资源的角色这一构想，而这个角色随着大数据的发展应呈多样化、丰富化，而不是目前食品安全供应链上销售端具有绝对优势的格局零售业借助信息技术获利的做法已经有几十年的历史，比如，在上世纪70年代的美国就首次出现了从条形码中获得零售终端的主要交易数据，90年代之后，许多大型零售商都开始使用门市层级和食品安全供应链的数据来优化配送和物流，加快货物规划和管理，升级店铺运营，并由此提升整个行业的运作效率未来随着大数据的发展，食品安全供应链上其他角色如仓储物流方等其主体也应充分利用自有的大数据资源发挥区域联动等各种优势，实现大物流的统筹安排，避免不必要的浪费，提高整体效率。
8.3 大数据背景下的食品供应链关键问题分析
食品供应链涵盖了食品生产、加工、流通、消费等多个环节以及生产者、经营者、消费者等多个主体，因此需要明确其在供应链各环节上应发挥的作用及为各个相关主体所带来的效益。我们首先对食品供应链整体结构进行了介绍，指出要实现食品供应链需要解决的几个关键问题：供应链过程信息可靠采集、多元异构数据高效接入与存储、低成本食品供应链过程管理、食品产能与需求的有效衔接、消费端的认可与信任建立。
数据感知：保障食品供应链过程数据的可靠采集。
数据汇聚：实现食品供应链过程多元异构数据的统一接入与存储。
过程管理：如何面向不同的食品生产业态实现低成本的生产过程管理。
产销对接：如何将优质产能与优势营销渠道进行无缝对接。
消费体验：如何利用供应链过程信息建立消费者对食品本身和品牌的信任。
8.3.1食品供应链过程数据的可靠采集
要实现食品供应链，首先要解决的就是供应链过程数据的可靠采集问题，传统粗放的生产记录方式完全无法满足供应链对食品生产、加工、流通等过程数据记录要求。物联网技术自2008年IBM“智慧地球”战略提出以来，迅速受到的各国的高度关注，我国也高度重视物联网发展趋势，并将其作为国家战略性新兴产业的重要组成部分，采取了多项政策性措施推动其在各行业全面应用。作为食品源头的农业是物联网技术应用的重点领域之一，也是物联网技术应用需求最迫切、难度最大、集成性特征最明显的领域，极大提升人类对动植物生命本质的认知能力、食品复杂系统的调控能力和食品安全突发事件的处理能力。物联网技术受到世界各国的广泛关注，欧美一些发达国家己经将物联网技术广泛的应用在食品生产、加工、流通、经营等环节，实现了基于物联网的智慧农业生产，形成了一批成熟的农业物联网产业化应用模式，推动了食品生产向信息化、智能化发展。在国内，中国农业大学、国家农业信息化工程技术研究中心、中国农业科学院、浙江大学等科研机构近些年来也开展了广泛的应用研究，在形成了一些典型的应用示范案例，实现了食品资源、生产环境、流通过程、销售环节等信息的实时获取和数据共享，起到了一定的引领带动作用。
(1) 食品生产过程数据采集
在食品生产过程中，对生产环境因子的准确感知，结合农业知识模型和阈值模型，能够帮助生产者科学的判断动植物本身的生长发育状态、病虫害发生几率、水肥状况。通过对动植物生长环境因子的科学调控，可以达到合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高食品产量和品质的目的。农业物联网在设施、大田、畜禽、水产的领域己经取得了非常丰富的研究成果。
1)设施农业 在设施种植中，农业物联网信息采集设备通过相应的数字、化学、光学等类型的传感器实时监控温室内的空气温湿度、光照强度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤水分等信息，运用大数据、云计算等技术进行智能化决策，并根据决策结果自主实现对温室内环境控制设施智能化控制。例如结合作物生长及病害发生模型对温室遮阳网、灌溉阀、通风扇、卷膜器等设备进行智能开闭以及肥水药管理和智能喷淋等操作，为温室内作物提供最佳的生长环境。北京市植保站研发的设施农业病虫害生物控制专家服务平台将物联网技术、模式识别和专家系统技术集成应用，实现了对设施环境中病虫害的实时监控和有效防控。孙忠福、曹洪太等基于GPRS和WEB技术设计了一种温室环境信息采集系统，实现了温室环境信息的实时监测。吴金洪、丁飞等基于CC2420芯片设计了基于Zigbee的无线温室环境采集系统，降低了设备的安装维护难度;徐正华基于Android系统开发了温室环境监测控制系统，极大的提高了温室管理人员的作业效率。
2)大田农业 在大田种植中，农业物联网技术通过实时监测田间作物生长、种植环境参数，及时掌握大田作物的生长微环境及气候变化情况、为病虫发生发展趋势分析、指导大面积生产提供科学依据。华南农业大学研究人员以农田物联网环境中WSN可信传输为研究对象，对WSN在农田环境中网络可信体系、节点间行为评估与管理模型、自适应传输控制模型和可信自组网协议等关键技术开展了深入研究并取得了创新性成果。同济大学研究者结合滨海棉田生长过程，将ZigBee和GPRS技术集成应用，构建了一套基于物联网的棉田生长环境远程实时监测系统，通过对对棉田环境和土壤墒情的监测来支撑调节和改善盐碱地作物生长条件，最终提高作物产量。国家农业信息技术研究中心王彦集等对农田环境信息多样性、多变性和分散性等特点设计了一种基于GPRS, Web Services技术的农田环境信息采集和发布系统，为农业领域中远距离、多要素数据的采集和共享提供了一种便捷的解决方案。
3)畜禽养殖 在畜禽养殖中，农业物联网技术大量使用电子标签、定位、姿态感应等技术实现对动物个体进行识别与跟踪，实现畜禽的生活习惯、行为动态的在线监测，为异常行为与疫病防控提供支撑;通过对畜禽养殖舍内的环境的实时监测实现养殖环境因子异常预警和远程调控。李华龙、李森等设计了一种基于物联网技术的蛋鸡养殖环境智能监控系统，针对层叠式鸡舍复杂结构，设计了一种监测布点的拓扑结构，可以实现对层叠式鸡舍环境参数的在线监测与布局分析，为规模化畜禽精准养殖提供了有益参考;曹元军、翟旭军等基于物联网技术设计了一种鸡舍环境因子无线监测与控制系统，对鸡舍内温度、C02浓度、NH3浓度等环境因子实现监测与智能调控;朱科峰、曹静等利用物联网传感器技术实现了对猪舍温度和氨气的长期监测，在大量环境数据的支撑下分析了温室度与氨气浓度的昼夜变化关系，为科学化管理猪舍环境提供了有益参考;朱伟兴、戴陈云等利用Zigbee与Web技术实现了对保育猪舍环境的精细化管理，实现了自动化、智能化的牲畜养殖.
4)水产养殖 在水产养殖领域，物联网技术通过对水体溶解氧、水污染情况的监测与调控提高水产品的产量与质量，通过闭环的物联网自动控制体系缓解水产养殖劳动力资源短缺。颜波、石平利用基于RFID与无线传感器网络技术设计了水产品智能化养殖监控系统，通过对水产品生长环境的长期监测与数据积累，对进行高密度水产品养殖的最佳环境进行了分析并通过实验进行了验证;李慧、刘星桥等利用传感器与移动互联技术设计研发了一种基于Android平台的水产养殖远程监控系统，能够实现对水温、水位、pH值、溶解氧等环境参数的在线监测，并能通过移动终端对现场环境进行远程调控，各参数的误差精度均能满足生产需求;潘彩霞基于BP神经网络建立了一套水产物联网故障诊断系统，对水产物联网设备常见的故障类型制定了故障评价指标，较好的解决了水产物联网设备故障症状与设备无法对应，故障知识难以获取的问题。
(2) 食品加工过程数据采集
在食品加工环节中，信息技术的应用无疑能够帮助食品加工企业通过对业务流程的重组，提升其生产和管理技术水平，ERP, OA, CRM等一系列企业生产经营管理系统受到了众多食品加工企业的青睐。但是，在很多企业的实际应用情况中，支撑信息系统运行的基础数据采集及系统间衔接完全靠人工完成，信息的准确性和实时性均受到影响，另外数据孤岛现象也时有发生，最终导致信息化系统的运用实际效果远远不如预期。李娜、钱东平分析食品加工企业ERP系统在应用中存在的问题，提出了基于RFID技术的解决方案，能够在食品到货、出入库、盘点、生产线操作等环节自动的将相应信息进行采集并按照类型归类，降低了人工操作的难度，提高了生产线效率;黄烨华将RFID技术应用到鹏鹊屠宰加工环节，建立了牲畜加工批次与追溯批次之间的对应关系，同时对于加工分割后的鹏鹊肉，将个体鹏鹊的SID标签与分割后的鹏鹤肉的条形码进行一一匹配，建立配送批次与加工批次之间的对应关系，日后查询条形码的可以通过数据库建立的匹配索性关系进行查询，实现了鹉鹊产品加工过程的可追溯性管理;杨熠帆对传统生鲜食品加工过程信息、的采集和处理需求进行了详尽分析，将RFID与无线传感网技术结合应用，设计了一种基于当前物联网的生鲜食品加工配送系统，将物联网技术和信息采集和处理技术与其有效地结合，实现了生鲜食品加工、配送过程的全面感知浏;林材安利用传感器技术对食品食品在加工环节的环境指标数据进行记录和监控，通过RF1D标签将数据按照加工过程进行分类并关联时间、操作员、保质期等相关信息，为食品加工过程数据采集与透明提供了有效的解决方案；何恩东设计搭建了一个基于二维码的物联网加工实时信息架构，辅助计划员在安排加工和成品入库方面提高流通加工作业效率，缩短生产周期和降低生产成本。
(3) 食品流通过程数据采集
在食品流通环节中，温湿度环境变化及流通周期是影响食品品质及损耗量的重要因素，据国家发改委数据显示，我国食品每年仅生鲜果蔬因为流通环节的处理不当造成的损失就达1000亿元以上，占果蔬总量的20%--30%，损失总金额高居世界榜首。针对这一问题，国内外很多学者致力于食品流通领域的研究，基于物联网技术提出了很多有效的解决方案并积累了一系列研究成果。Ruiz-Garcia等将Zigbee无线传感器网络技术应用于水果流通过程的温湿度环境监测，通过模拟水果流通过程的微环境变化，验证了Zigbee技术方案的可行性;胡丽蓉将Zigbee与嵌入式控制技术集成应用与猪肉的运输过程，实现了猪肉配送过程厢体环境的实时监测及异常预替。郭晋涛设计了一种冷食品链物流监控系统，将Zigbee与GPRS技术相结合，不仅实现了物流过程环境数据的实时监测，同时对车辆行驶轨迹、状态也实现了全程监测。孙旭，杨印生等面向生鲜食品，设计了一套供应链数据采集终端，通过集成运用近场通信、北斗定位等技术，实现了生鲜食品流通过程数据的自动智能采集，保证节点企业间信息连续度；陈勇等基于云计算提出一种食品冷链物流监测系统，对冷链车辆运行状态实现实时、无缝的远程控制和管理，运用云计算的数据处理技术，提高运算分析效率，降低冷链物流的运营成本；郭斌等以冷藏车辆厢体环境监控为研究对象，从信息技术的角度构建了一个基于Zigbee的果蔬冷链配送环境信息采集系统，对冷藏车辆厢体环境远程采集技术进行了探讨；王晓思、孙静等将RFID技术与云计算相结合，设计了一套食品物流信息管理系统，将食品物流过程信息充分共享，物流业务与相匹配的物流资源进行整合与分配，使得食品供应链各环节快速、准确、及时地溯源成为可能。
从已有的研究成果中可以看出，物联网技术经过多年的积累与发展，已经广泛的应用于食品供应链各个环节，尤其在供应链各环境信息感知、监测和数据传输方面的应用己经相当成熟，完全能够满足食品供应链数据采集的需求。但是食品供应链过程数据来源多，且更多的是半结构化和非结构化的数据，如大量的文字、图表、图片、动画、语音/视频等形式，如果能够将供应链过程的多元异构数据进行有效存储并加以利用，为“感知—分析—决策—发布”食品供应链闭环应用提供支撑，那将极大提高物联网技术在改造传统食品工业上发挥的作用。
8.3.2 食品供应链多元异构数据的存储与共享
食品供应链数据涵盖面众多，涉及到的数据流程从生产、采集、加工、仓储、物流直至销售终端，而涉及到的人群则涵盖了种植者、运输商、分销商、监测部门以及最终客户等等，这必然导致了数据来源的复杂性、多样性，以及存储模式和数据结构的差异性。此外，食品供应并不是仅仅在食品生产这一领域的活动，还有物流、贸易、市场等行业从业人员的的参与，具有跨行业、跨专业的特性，采集和汇聚的数据除了物联网感知数据等结构化、规范化的数据，还有更多的非结构化的数据，如大量的文字、图表、图片、动画、语音/视频等形式的超媒体要素。如何将这些多源异构数据统一描述、合理的存储与共享是实现食品供应链信息化管理，打破信息壁垒，建立参与主体间的相互信任关系的前提条件。
在食品供应链领域中，对多源异构数据的统一描述、高效交换和存储也是研究的关键问题之一。赵卓比较了对数据仓库进行搭建和应用的元数据模型CWM （Common Warehouse Meta Model）和由元数据协会(MDC)提出的一种针对企业的元数据规范OIM （Open Information Model）两种元数据标准，分析了二者的优势和缺点，最终基于CWM元数据标准进行元数据建模，通过特定的元关系、元类把各数据仓库和异构数据源组件里的元数据，使用CWM规范进行XML文档转换，应用于禽肉质量安全追溯元数据研究当中。在蔬菜质量安全可追溯体系研究中，由于蔬菜从种植到销售各环节的信息会不断更新，最终汇聚到系统中心数据库中，而中心数据库与蔬菜生产、加工、流通环节参与者使用数据库结构不可能完全一致；闰晶晶采用了XML技术来解决异构数据库的数据同步问题，取得了较好的效果。食品供应链与以上的研究领域在数据层面上具有相似的特点，如覆盖多个行业领域，来源多样化，不仅有各类专业采集的结构化数据，也有大量的众源化数据以及非结构化的数据，此外在数据产生来源上也有很大程度的重叠，如均涉及到食品生产各个环节等等。通过研究大数据在食品供应链等领域在多源异构数据统一描述、存储上的相关经验，可以为食品供应链大数据的存储与共享提供参考和依据。
8.3.3 食品供应链消费端的认可与信任建立
消费端是食品供应链的最后一个环节，也是优质食品供应链中重要的参与力量，消费者的购买意愿特别是购买行为是最直接和准确的市场反馈信号。如果能够有效的取得消费者的对产品和生产者的认可和信任，通过消费者选择向市场传递安全食品的“偏好”信号和“优质优价”的市场信号，充分发挥消费者行为对优质食品供给的逆向促进作用，对促进食品生产结构化调整，品质提升，进而促进生态的长期良性循环具有重要意义。
(1) 消费端购买意愿
优质食品与一般食品相比，除了品种因素外，其在种养殖环境、生产技术要求，生产周期都有更高的要求，这也造成了优质食品在生产投入成本远高于普通食品，加上产品所附加的品质相关信息价值，因此优质食品的价格会明显高于普通食品。这种情况下，如果消费者能够认可优质食品的安全和健康环保而愿意为之支付额外的成本，在利润率相同的情况下优质食品的生产经营者会获得更高的回报，会促使他们继续生产销售有品质的食品以争取更好的收益;相反，如果消费者由于消费能力或对优质食品价值不认可转而消费普通食品，这就会导致优质食品生产经营者由于产品的滞销而得不到与之付出相匹配的回报，长此以往，不得不放弃优质的食品生产经营模式，这就导致了食品供应链的恶性循环，丰产不丰收，买难卖难。
冯洪斌对有机食品消费者的购买意愿及影响因素开展研究，发现当人们的消费水平有限时，更倾向于把有限的收入用来满足最基本的生存需求，但随着消费能力的不断提高，人们在满足了基本的功能性需求后，自然会倾向于高层次的发展需要，而对高品质食品的了解和认可程度，会直接影响其购买行为；杨倍贝以成都市大型商超消费者为调研对象，分析了消费者对可追溯食品的支付意愿，样本分析结果显示，52.1%的消费者没有购买过可追溯的食品，认为其价格太高，但并没有感觉到品质有所不同；豆志杰对吉林市城市居民食品消费情况进行了调查分析，统计结果显示650个调查样本中只有12.87%能够区分食品安全标识，71.74%的受调者表示认可食品质量安全信息是决定其购买的主要因素，其影响和作用程度已经超越了食品的价格和口感；林德萍认为顾客价值是决定顾客对产品认可度的前提，是顾客对产品和服务进行选择和购买的重要因素。
(2) 消费端认可与信任
在消费能力满足的前提下，消费者对食品生产加工企业的认可及信任直接影响消费者的购买意愿。以政府或企业主导的供应链追溯体系建设更多的是以质量监管，明确责任主体为目的，并未以消费端需求为出发点考虑，加上提供的供应链数据大多是人工录入的静态数据，消费者的实际反应并不乐观.度朝阳以可追溯的蔬菜和猪肉产品为例，在对消费者支付意愿分析时发现，被调查的样本中有31.85%的被访问者认为食品可追溯体系对食品质量安全没有保障，认为企业发布的可追溯信息可以人为操作，没有可参考性;王志刚认为，我国优质食品的供应链过程普遍缺乏制度认证，消费者对政府的认证不信任是其中重要的原因。曹艳媚认为，通过信息技术建立食品从“餐桌”到“田头”的供应链信息管理体系，为消费者提供丰富的食品供应链信息够增强消费者对食品生产加工企业的信任和依赖。代文彬提出了食品透明供应链的概念，认为质量标签能传递许多关于食品安全的信息，但这并不能转化为消费者对食品安全性的信心。
从已有的文献中可以看出，消费者的认可和信任对优质食品供应链能否良性循环发展起到了决定性作用，但产销信息不对称又阻碍着消费者认可和信任优质食品；以食品供应链管理，质量安全监管角度出发建立的各类食品质量安全追溯成果能够一定程度体现食品品质信息，但是其静态信息的真实性不完全被消费者认同；有学者提出要以消费端需求出发来建立产销双方的信任体系，但是还未见相关具体研究。在我国食品市场由卖方市场向买方市场的转变的大趋势下，如何从消费者的角度出发，建立能够满足消费者对优质食品品质探寻欲望，实现产销双方有效交流的信息化服务平台，对提高食品消费体验，增强消费者的认可度，最终取得消费者信任会有极大的帮助。
8.4 应用研究——贵州“食品安全云”应用案例分析
为了解决频发的食品供应链中安全隐患问题，完善食品安全监管工作，探索建立溯源性强、覆盖范围广、合理调动利益相关者、具有针对性、时效性的工作机制，本章以贵州“食品安全云”监管平台为案例，分析大数据技术在我国食品供应链安全监管中取得的成果以及存在问题。
贵州省于 2014 年注册成立食品安全云产业化载体食品安全与营养（贵州）信息科技有限公司，开始建设“食品安全云”监管平台，截至 2016 年末,“食品安全云”凭条汇集了近六万家食品相关企业的产品信息，共存储产品自检、抽检、进销存、企业许可证、和产品标准等数据上亿条，具备了大数据监管的条件。不仅如此，“食品安全云”平台通过移动端 app 的建设为群众、媒体等社会主体提供数据检索查阅、产品溯源查询、食品知识讲堂等服务。
8.4.1 “食品安全云”平台的运营
“食品安全云”针对政府、食品生产和流通企业、消费者、行业协会、媒体、检测机构这六类主体，提供不同的服务，实现食品安全的大数据监管。
第一，六类主体加入到食品安全的监管中，不仅可为监管平台进行数据的提供和反馈，并且可从不同的客户端(消费者端、企业端等)进行数据的查询，监管人员会根据监管平台的实时监控和数据对比对食品安全进行监管。
第二，监管平台进行数据收集和整合，行业协会为监管提供了“新鲜血液”，检测机构协助制定标准数据，六类主体均可与监管平台进行信息的交互。
第三，实现非现场监管，资源得到有效利用。首先，“食品安全云”对政府、食品生产企业、流通企业、餐饮和电子商务平台等均建设有数据采集系统，能够通过大数据监管平台对各个主体的数据进行实时监控，实现了非现场监管。其次，“食品安全云”对省、市、县三级的检测机构和实验室进行综合调配，加强了对食品的检测力度，强化了食品相关标准的建设，同时通过资源的合理调配，提高了监管效率，降低了监管成本。
第四，全面监管的实现。首先，在“食品安全云”的监管过程中，政府作为监管的“惩戒者”，会根据监管平台的实时数据反馈，对出现问题的食品企业进行监管，并且迅速找问题食品的生产源头和流通过程，起到惩戒企业并迅速切断问题食品流通的作用，改变以往“以罚代管”的局面。其次，政府向“食品安全云”平台提供食品企业的行政奖励和处罚记录，同时消费者也可对各类商品进行信息反馈，而平台会根据信息自动为食品企业建立诚信档案。
第五，溯源体系构建完成。“食品安全云”平台下设了农产品安全溯源系统，能够对食品进行溯源管理，实现从“农田到餐桌”的食品信息可查。首先，溯源系统的建设，成为食品安全预警系统的重要构成部分，监管人员通过实时数据进行事前监管。其次，根据溯源系统，监管平台会在食品安全事件发生过程中进行产品溯源，政府可根据信息进行紧急事中处理，防止食品安全问题的扩散蔓延，实现事中监管。
第六，全渠道监管的实现。首先，生产环节中，“食品安全云”平台针对农户、食品加工企业提供了信息接入端，能够及时收集生产源头的数据。其次，在流通环节中，针对流通企业和电商平台等流通主体建设了企业端平台，能够进行货物管理、安全信息提供、流通信息采集，完善了流通过程中的监管。最后，销售环节中，建设有“食安测”移动端，能够采集消费者的信息反馈;同时“食安测”可对互联网舆情信息进行采集，并及时处理分析，实现了销售环节的监管。
8.4.2 “食品安全云”平台发展经验
贵州作为我国综合大数据试验区，已经成功引进中国移动、华为、阿里巴巴、Apple iCloud中心等企业，逐步构建了云上贵州大数据中心。“食品安全云”平台正式采用云上贵州大数据中心资源，因此相对于其他平台，“食品安全云”监管平台的建设具有较好的基础。
一套完整的非现场监管程序是一个闭环，第一步是监管计划的制定，第二步是对监管过程中需要的数据进行采集，第三步是进行口常的监管和数据的分析，第四步是按照积累的数据进行分析，充分做好食品安全事件的风险预警工作，第五步是支持现场监管的立项，第六步是监管评级，第七步是后续追踪监管。在食品安全的非现场监管系统构建的过程中，政府主要完成计划的制定以及后续追踪监管，政府外的各类主体主要完成信息的提供，监管平台则负责采集数据，并对数据进行检测、分析、风险评估、评级，从而使得食品安全的非现场监管闭环形成。
通过“食品安全云”平台采集的数据，不仅政府和平台能够迅速的了解食品生产、流通各个环节中的情况，消费者、媒体等第三方亦可以通过“食品安全云”进行监测。对于参与度较高的社会团体和消费者，可以针对食品进行自检，并将结果提交到平台中，使得食品各项质量指标更加透明化。同时，非现场监管对于食品企业的激励作用明显，各大食品企业陆续将数据接入“食品安全云”平台，并提供定期的产品抽检、上传合格证书以及更新最新食品各项数据。“食品安全云”平台非现场监管体系的特点主要有:
（1）数据流程框架：在监管真正实施的过程中，监管平台围绕食品安全全程监管、保障支撑、应急预警、信用约束和社会共治五大体系进行运作，监管工作涉及到的许可管理、监督管理、行政处理三个方面的工作，日常监督、快速检测、监督抽检、专项整治和行政处理五大监管业务主线。能够为平台的非现场监管提供充足的数据，并且能够对抽检的产品进行化验分析，并对数据进行严格的管理和控制。因此数据能够合理的流动，使得各个社会主体作为数据的输出者和接受者。
（2）协同优势的体现：在食品安全的监管过程中，各个主体期望达成的目标相同，并且各个主体均凭借一己之力无法完成。通过非现场监管体系的构建以及大数据技术应用，食品安全的监管不再依赖单一主体，各类主体的参与扩充了食品安全的信息量，提高了监管效率，降低了监管成本，提高了食品安全的预警能力，使得各个主体间能够进行联合工作，产生正效益，形成了协同优势，完成了参与各方的基本目标要求。不仅如此，在以数据为框架的监管体系中，以供应商、生产商、批发商、零售商、消费者为主体的食品供应链中，各个主体间的产销存以及消费者偏好数据能够进行流通使得各节点主体能够在保证食品安全。由于政府的大力推广，并给予了“食品安全云”平台一定的资源和政策，从而产生一定的溢出效应，使得参与主体的目标达到更高的社会层面。
8.4.3 “食品安全云”平台利益相关者分析
在运用“食品安全云”平台进行食品安全监管的过程中，不同的利益者有不同的利益追求。在本案例中，利益相关者主要是三个：政府、消费者和食品企业。
从政府的角度看，在“食品安全云”平台建设的过程中，政府是一个独立的利益主体，利益追求主要体现为:首先，当下食品安全问题频发，民众对于食品问题极其敏感。“食品安全云”平台的建设，为政府构建了监管系统，提供监管、行政许可、执法等信息技术支持。其次，我国当下的食品安全监管模式仍是政府单一方面监管，面对层出不穷的食品安全问题已显得“力不从心”。监管人员不足、不专业，检测设备落后，食品问题高科技化等问题都给政府带来了新的监管压力。我国对于食品安全社会共治的探索从未止步，不仅中央政府密切关注，并且关于食品安全社会共治的研究一直是学术界的热点问题。“食品安全云”平台的推出不仅能够为政府监管带来便利，而且能够使其他行业协会以及互联网媒体共同参与到食品安全的监管过程中，提高监管效率和监管效果。最后，贵州是我国首个综合大数据试验区，具有“天生的优势”和“大数据基因”，建设“食品安全云”平台能够更好推广其地位，促进本地区的大数据产业发展。
从消费者角度看，在“食品安全云”平台建设的过程中，消费者一直秉承着支持的态度。近年来我国的食品安全事件频发，“三聚氰胺”牛奶、“苏丹红”鸭蛋、“陈馅”月饼等问题牵动着消费者的神经。首先，频发的食品安全问题严重影响了消费者的购买行为，消费者在遭遇食品安全问题后会激发其退出保护机制，造成众多企业即使修正错误也无济于事的后果。“食品安全云”平台的出现，使得食品的质量安全不仅仅是食品企业的“一口价”，变成了集合食品企业提供的检测、消费者自检以及平台抽检三种检测报告共同呈现的局面。其次，随着“食品安全云”平台与京东、北京华联超市等电商平台和流通企业的合作，使得消费者更轻易放心的购买食品，降低食品安全中的信息不对称以及消费者敏感度。
从食品企业角度：自“食品安全云”平台建成以来，全国共有21359家食品企业入驻平台，包括蒙牛、茅台、娃哈哈、青岛等著名企业，共有超过736万条数据接入，企业信息74.9万条，检测报告173. 8万条，标准4.8万条，舆情数据2482.6万条，涉及37116个食品。
从平台取得的成果可以看出：首先，国内外大型食品企业(蒙牛、伊利、卡夫、茅台等)均在第一时间将自家产品合格证书、产品检测报告等信息接入“食品安全云”平台，并配合平台进行产品的定期抽检，及时更新食品数据。这样的企业行为为其产品打出了“无声”的广告，能够提振消费者信心，同时使消费者采取积极的消费行为。其次，虽然已有较多的企业已将自身产品数据接入至“食品安全云”平台中，但仍有部分食品企业或部分产品未接入到平台中，或不提供定期抽检和产品自检报告。此类食品企业态度上并不支持“食品安全云”平台的监管，认为这样的监管将提高自身经营成本。例如近期出现的卫龙“辣条”防腐剂超标问题。虽然卫龙已经接入了“食品安全云”平台，但其接入无疑是一种“被动行为”，未完成定期的食品质量抽检，也未配合平台进行食品安全监测，仅提交了食品合格证书。
8.4.4 大数据食品安全监管存在的问题
贵州“食品安全云”平台经过了4年的发展，取得了一定的成果，完成了对于大数据食品安全监管的实际探索并积累了大量的经验。但是随着“食品安全云”的发展，大数据食品安全监管未来发展中的“拦路虎”也逐渐被发现。
(1) 各自为政，数据共享度低
我国对于食品安全的大数据监管尚属于探索阶段，政府对于新的监管仍处于“口头”支持状态，并未出台相关的法律法规。出现这样问题的原因主要是：首先大数据属于新生事物，大数据与食品安全监管的结合也处于探索阶段，由于法律法规的滞后性，导致出现了监管内部的无序；其次，各个平台的建设方有着不同的基础，因此对于数据的搜集和运用的能力也不同，使得各个地区在平台搭建、数据搜集、企业参与热情、数据综合处理等方面存在差异，最终导致数据的共享存在难度。例如，贵州作为我国大数据的综合实验区，相对于其他建设方有着较多的优势，在监管平台的运作过程中拥有更多的数据搜集和运算预测能力，因此造成共享较难。依托互联网平台广泛开展质量安全监测，为质量安全监管部门提供政策支撑是发达国家普遍的做法。
我国由于处于大数据监管的初级阶段，缺少相关的法律法规监督，因此出现较多的问题。首先，多省、地区（如贵州“食品安全云”、河北“药安食美”、四川“食品安全云”、湖北“智慧眼”等）“扎堆”建设各自的大数据食品安全监管平台。目前，各个地区建设的大数据食品安全监管平台的监管质量参差不齐，并且针对的监管区域也各有不同，有的平台仅对自己地区的食品进行信息采集。其次，由于监管区域的不确定，使得平台并未对监管产生较丰富的信息，造成了资源的浪费，并且徒增食品生产、流通企业的成本。最后，监管平台的重复建设还存在着数据“独享”的问题，监管平台不存在互通，使得各个监管平台成为了各自的信息孤岛，缺乏联动机制。而这些问题的解决，仍需依靠国家制定明确的法律法规，建设统一的综合监管平台，避免各个食品安全监管平台的竞争问题，实现数据资源的共享，提高监管的效率。
(2) 缺少统一标准，数据整合难
在食品生产和流通领域，数据可分为非秘非敏可公开、脱秘脱敏可公开和涉密涉敏不公开三类，因此在监管平台对于食品企业的生产和流通的数据采集的过程中，存在着涉及到权限、商业机密、商业价值的问题，衍生开来，涉及到数据采集中隐私的问题，数据开放中数据交换、数据价值界定、数据使用权限等问题。这为食品的数据采集带来了新的难题，函需相关的政策支持。不仅在数据采集方面，在食品的检测标准上，存在着标准不统一的问题。在对食品安全进行监管的过程中，需要执行统一的标准。但我国的食品安全风险评估尚未成型。以农产品为例，农产品在生产、流通、销售等环节的数据由于缺乏具体的参数标准，数据标准不统一造成相关利益主体之间冲突，难以达成一致意见。而且，由于缺乏统一的农产品质量标准，数据结果难以为人信服，数据结果利用率大幅度下降，造成农产品质量安全监管工作变得举步维艰，难以进行。因此，不同地区和部门之间数据标准的不统一，将会大大限制数据的使用范围，为数据收集、整理、分析工作带来很大的难度，大数据在食品质量安全监管工作中的价值将大打折扣。
(3) 参与度不高，缺少政策监督和宣传
虽然贵州“食品安全云”平台的运营已取得较好的成效，但是其参与主体仍多积聚于贵州本地以及周边区域，数据库的建设并不完善。而“食品安全云”以外监管平台的建设更是举步维艰，大多面临着数据不足、主体较少、使用率不高的问题，各主体的参与度不高，大大降低了监管的效率。以河北的“药安食美”平台为例，app的下载量不足，功能仅限于查询部分食品二维码和一些小学的厨房监控，仅有4家农产品生产商进入平台，距离真正的大数据监管差距较大。并且，对于食品供应链中的生产、流通等环节缺少监管，从而导致平台的使用量较低，消费者的参与度不高，而这样的现象又反作用于生产和流通企业，使其更加没有加入平台的意愿。出现这些现象的原因主要有:首先，政策法规的缺失，使得平台对于食品供应链中各个生产和流通主体并没有强制力，加入与否“全靠自愿”。其次，虽然我国民众对于食品安全监管的渴求不断增长，但其参与度却远远不够，究其原因主要是各类监管平台的宣传力度不够，使得各类主体很难将参与食品安全监管的愿景，转化为有效的行为。
来源：中国食品供应链发展报告（2018-2019）
