大数据背景下对中药材追溯体系建设的思考

　　摘 要：随着种植规模不断扩大，对中药材质量安全的重视程度不断提高，其质量监管显得尤为重要。在大数据时代下，将相关信息技术引入追溯体系，为建设中药材信息化追溯系统提供了思路。利用大数据技术，对追溯系统的建设进行了研究，提出了设计思路并对构成的追溯体系提出了合理建议。实现中药材来源可溯、去向可追、过程可控和责任可究，为政府、企业和消费者提供了相互信任、提升价值的平台。

　　关键词：中药材;大数据;追溯

　　0 引 言

　　近年來，国家出台了一系列中医药现代化、产业化的政策方针，推动中医药事业和产业高质量发展，而中药材产业则是最重要的支撑产业。中药材是中药健康产业的基本物质基础，中药材的质量直接决定了其安全性和有效性，中药材从种源到成药过程中，影响质量的因素比较多，质量问题频繁发生。由于缺乏必要的监督手段，一旦发生质量问题，难以快速找到发生问题的源头。在大数据时代，如何利用现代信息技术解决制约产业发展的各项难点成为科研机构的研究方向，重庆市中药研究院作为中药材产业重要的技术支撑单位之一，致力于通过创新驱动来解决产业发展中的技术难题，作者利用大数据采集、大数据预处理、大数据存储、大数据分析等技术，在可行性研究阶段对中药材信息化追溯系统的构建进行了探索研究，目前系统还未建设完成。未来系统建成后只要通过扫描条形码或者二维码，就能获知中药材生产的全部生产流程，实现了中药材从种子到药材的全过程透明化发展，保证了中药材的质量[1]，能够为政府提供监管手段，提升企业商业价值，为消费者提供安全感和信任感。

　　1 中药材产业各环节发展现状

　　1.1 种源环节

　　目前我国现有的中药材种类达到12 807种，收录在《中国药典》2020年版的品种总数达到6 400个左右，但为中药材种子制定的国家标准却很少，仅有极少数大品种的种子制定有国家标准，导致中药材种源质量参差不齐，也导致了数据采集的窘境。

　　1.2 种植环节

　　我国中药材的种植模式还是以种植户分散种植为主，未能形成大规模集约化种植。科学的种植方法难以在种植户的观念中形成操作规范，导致种植技术落后，种植水平低，滥用农药化肥的现象较为普遍，容易造成中药材重金属和农药残留超标的问题。

　　1.3 初加工环节

　　产地初加工是中药材在采收过程中对质量控制至关重要的环节，中药材在采收之后，若不能及时进行加工处理，容易导致药材发霉变质，直接影响药材的质量。由于中药材品种很多，目前没有统一的加工处理标准，更加缺乏质量检测标准，尤其是有些无法量化的性状甄别，增加了监管难度，也给数据采集及比对分析带来了困难。

　　1.4 仓储环节

　　在产地进行交易的中药材受采收季节的影响，一般需要大量不同规格的仓库来存储，以稳定市场需求。但目前大多数仓库设施并不完善，容易造成药材发霉、变质。在包装方面，目前市场缺乏不同品种的统一规格包装，也未能形成行业标准。

　　1.5 监管环节

　　由于中药材产业涉及第一、二、三产业，各产业市场主体差异较大，不同市场主体其技术水平、工艺流程、产品规格均有不同。政府部门对中药材产业各环节的监管主体存在多头管理、分工不明，部门与部门之间也缺乏有效联动，导致出现重复管理和管理上的真空地带，造成中药产业无法获得有效监管。

　　2 中药材信息化追溯系统的建设思路

　　2.1 整体思路

　　从中药材产业发展现状来看，通过构建中药材信息化追溯体系能够有效解决中药材种植、初加工、仓储、物流和质检之间存在的矛盾问题，而中药材信息化追溯系统则是整个追溯体系的核心。依据中药材生产各环节的行业标准与技术规范，通过整合当地农口、卫生、药监、气象等主管部门和中药材企业、种植基地等资料数据，借助物联网等信息技术从各环节动态采集数据，并对多源异构数据进行有效融合[2]，建立基于云平台的基础信息数据库、生产信息数据库、仓储物流信息数据库、质检信息数据库和地理环境信息数据库等，构建中药材信息化追溯系统。

　　2.2 整体架构

　　采用B/S架构设计，分为四个层级，包括大数据集成层、大数据分析层、应用场景层和平台运行层，系统结构如图1所示。以大数据集成层为基础，以中药材大数据挖掘和信息化建模为关键技术[3]，以应用和服务中药材追溯体系需求为导向，促使中药材追溯的价值能够有效实现。大数据集成层主要功能是采集和挖掘来源不同的中药材基础数据，并进行集中存储[4]。大数据分析层主要功能是对不同渠道的数据通过分析挖掘技术及相关算法，及时从海量的数据源中获得最优质、最有效信息及知识[5]。应用场景层根据中药材种源、种植、初加工、仓储及监管等环节构建应用体系和应用模式。平台运行层主要利用大数据计算服务平台，提供高速并行运算实现快速查询。

　　2.3 数据库建设

　　收集种植户、种植基地、中药企业、仓储物流企业、管理部门等中药材生产、仓储流通的全过程数据基础上，对种植基地信息数据、企业信息数据、质检信息数据、物流信息数据、仓储信息数据、追溯信息数据、气象信息数据、土壤信息数据、地理信息数据进行分布式采集并集成进核心数据库，形成5大主题数据库，主题数据库和维度表如表1所示。

　　2.4 数据分析模块

　　根据中药材实际生产的情况和业务需求，整合基础、生产、仓储、物流、监管等多个主题数据，将采集的基础数据进行清洗、转换等加工处理成分析型数据，集成进数据仓库并定期自动更新。通过分析数据仓库的数据，构建由多维结构组成的星形数据模型，进行联机分析处理和数据挖掘处理。利用可视化工具和较为全面的统计分析功能为中药材的生长状况、市场情况、品质情况等提供直观、明确、清晰的数值评价[6]。

　　2.5 功能模块设计

　　2.5.1 综合模块

　　企业管理：用于维护企业名称、公司简介、营业执照等信息，查询展示追溯结果;需求方(供应方)管理：用于维护需求方(供应方)信息;物料管理：贯穿整个流程的追溯，对各环节的信息进行统一维护和集中管理;设备管理：用于整个追溯流程上各环节设备的信息维护和集中管理;系统管理：用于操作记录，各类用戶管理等。

　　2.5.2 种源、种植模块

　　基础管理：用于不同类型植物在种植过程中的田间管理工作配置;基地管理：用于对中药材种植基地信息的管理和维护;仓储管理：用于对仓库条件、仓储状态等进行管理;种源、种植管理：用于对种子种苗的批号、植物基源、种植所需物料、中药材来源等进行管理;田间管理：用于对中药材整个种植周期的农事活动进行维护管理。

　　2.5.3 初加工模块

　　采集管理：用于对已符合药用要求的植物，通过技术手段将其采收的过程管理;初加工管理：用于记录对中药材植物进行脱水、除籽、净化、分类、晒干、剥皮、初烤等不涉及改变其成分的加工顺序进行配置的管理。

　　2.5.4 仓储物流模块

　　入库管理：用于对经过加工之后的中药材产品进行统计和入库，记录入库时间、负责人、物料名等信息并形成文档;出库管理：用于对产品销售时的出库管理，记录产品的销售情况;库存管理：用于对仓库内物品的入库、仓库存储统计、仓库间流转等情况进行管理;仓库管理：用于对各类存放仓库的温湿度等环境情况和产品防虫害、防霉变的保护和巡查等管理。

　　2.5.5 全程监管模块

　　监管管理：用于质量管理和检验管理;追溯码管理：用于对产品进行统一的监管，给每个产品不同环节生成唯一的识别码;追溯管理：用于对中药材全周期、全流程进行监管，通过追溯查询获得种源、种植、田间管理、采收、初加工、仓储等各环节情况。

　　由于中药材追溯过程长、环节多，过程较为复杂，包含系统框架、数据库设计、功能模块设计等，要实现中药材生产质量的全程控制与跟踪，追溯业务流程则是系统功能实现的重要指引，如图2所示。建设中药材信息化追溯系统，能够在技术层面解决业务诉求，但为更好推进中药材信息化追溯体系的建设，要考虑中药材产业发展的特点和需求，还要合理解决中药行业的各种问题，同时还要保持和跨产业智能制造和工业互联网及产业大数据之间的兼容性，以便通过技术共享、技术创新，为中药材产业发展营造良好的环境。

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