摘 要：隨著種植規模不斷擴大，對中藥材質量安全的重視程度不斷提高，其質量監管顯得尤為重要。在大數據時代下，將相關信息技術引入追溯體系，為建設中藥材信息化追溯系統提供了思路。利用大數據技術，對追溯系統的建設進行了研究，提出了設計思路并對構成的追溯體系提出了合理建議。實現中藥材來源可溯、去向可追、過程可控和責任可究，為政府、企業和消費者提供了相互信任、提升價值的平臺。
關鍵詞：中藥材;大數據;追溯
0 引 言
近年來，國家出臺了一系列中醫藥現代化、產業化的政策方針，推動中醫藥事業和產業高質量發展，而中藥材產業則是最重要的支撐產業。中藥材是中藥健康產業的基本物質基礎，中藥材的質量直接決定了其安全性和有效性，中藥材從種源到成藥過程中，影響質量的因素比較多，質量問題頻繁發生。由于缺乏必要的監督手段，一旦發生質量問題，難以快速找到發生問題的源頭。在大數據時代，如何利用現代信息技術解決制約產業發展的各項難點成為科研機構的研究方向，重慶市中藥研究院作為中藥材產業重要的技術支撐單位之一，致力于通過創新驅動來解決產業發展中的技術難題，作者利用大數據采集、大數據預處理、大數據存儲、大數據分析等技術，在可行性研究階段對中藥材信息化追溯系統的構建進行了探索研究，目前系統還未建設完成。未來系統建成后只要通過掃描條形碼或者二維碼，就能獲知中藥材生產的全部生產流程，實現了中藥材從種子到藥材的全過程透明化發展，保證了中藥材的質量[1]，能夠為政府提供監管手段，提升企業商業價值，為消費者提供安全感和信任感。
1 中藥材產業各環節發展現狀
1.1 種源環節
目前我國現有的中藥材種類達到12 807種，收錄在《中國藥典》2020年版的品種總數達到6 400個左右，但為中藥材種子制定的國家標準卻很少，僅有極少數大品種的種子制定有國家標準，導致中藥材種源質量參差不齊，也導致了數據采集的窘境。
1.2 種植環節
我國中藥材的種植模式還是以種植戶分散種植為主，未能形成大規模集約化種植。科學的種植方法難以在種植戶的觀念中形成操作規范，導致種植技術落后，種植水平低，濫用農藥化肥的現象較為普遍，容易造成中藥材重金屬和農藥殘留超標的問題。
1.3 初加工環節
產地初加工是中藥材在采收過程中對質量控制至關重要的環節，中藥材在采收之后，若不能及時進行加工處理，容易導致藥材發霉變質，直接影響藥材的質量。由于中藥材品種很多，目前沒有統一的加工處理標準，更加缺乏質量檢測標準，尤其是有些無法量化的性狀甄別，增加了監管難度，也給數據采集及比對分析帶來了困難。
1.4 倉儲環節
在產地進行交易的中藥材受采收季節的影響，一般需要大量不同規格的倉庫來存儲，以穩定市場需求。但目前大多數倉庫設施并不完善，容易造成藥材發霉、變質。在包裝方面，目前市場缺乏不同品種的統一規格包裝，也未能形成行業標準。
1.5 監管環節
由于中藥材產業涉及第一、二、三產業，各產業市場主體差異較大，不同市場主體其技術水平、工藝流程、產品規格均有不同。政府部門對中藥材產業各環節的監管主體存在多頭管理、分工不明，部門與部門之間也缺乏有效聯動，導致出現重復管理和管理上的真空地帶，造成中藥產業無法獲得有效監管。
2 中藥材信息化追溯系統的建設思路
2.1 整體思路
從中藥材產業發展現狀來看，通過構建中藥材信息化追溯體系能夠有效解決中藥材種植、初加工、倉儲、物流和質檢之間存在的矛盾問題，而中藥材信息化追溯系統則是整個追溯體系的核心。依據中藥材生產各環節的行業標準與技術規范，通過整合當地農口、衛生、藥監、氣象等主管部門和中藥材企業、種植基地等資料數據，借助物聯網等信息技術從各環節動態采集數據，并對多源異構數據進行有效融合[2]，建立基于云平臺的基礎信息數據庫、生產信息數據庫、倉儲物流信息數據庫、質檢信息數據庫和地理環境信息數據庫等，構建中藥材信息化追溯系統。
2.2 整體架構
采用B/S架構設計，分為四個層級，包括大數據集成層、大數據分析層、應用場景層和平臺運行層，系統結構如圖1所示。以大數據集成層為基礎，以中藥材大數據挖掘和信息化建模為關鍵技術[3]，以應用和服務中藥材追溯體系需求為導向，促使中藥材追溯的價值能夠有效實現。大數據集成層主要功能是采集和挖掘來源不同的中藥材基礎數據，并進行集中存儲[4]。大數據分析層主要功能是對不同渠道的數據通過分析挖掘技術及相關算法，及時從海量的數據源中獲得最優質、最有效信息及知識[5]。應用場景層根據中藥材種源、種植、初加工、倉儲及監管等環節構建應用體系和應用模式。平臺運行層主要利用大數據計算服務平臺，提供高速并行運算實現快速查詢。
2.3 數據庫建設
收集種植戶、種植基地、中藥企業、倉儲物流企業、管理部門等中藥材生產、倉儲流通的全過程數據基礎上，對種植基地信息數據、企業信息數據、質檢信息數據、物流信息數據、倉儲信息數據、追溯信息數據、氣象信息數據、土壤信息數據、地理信息數據進行分布式采集并集成進核心數據庫，形成5大主題數據庫，主題數據庫和維度表如表1所示。
2.4 數據分析模塊
根據中藥材實際生產的情況和業務需求，整合基礎、生產、倉儲、物流、監管等多個主題數據，將采集的基礎數據進行清洗、轉換等加工處理成分析型數據，集成進數據倉庫并定期自動更新。通過分析數據倉庫的數據，構建由多維結構組成的星形數據模型，進行聯機分析處理和數據挖掘處理。利用可視化工具和較為全面的統計分析功能為中藥材的生長狀況、市場情況、品質情況等提供直觀、明確、清晰的數值評價[6]。
2.5 功能模塊設計
2.5.1 綜合模塊
企業管理：用于維護企業名稱、公司簡介、營業執照等信息，查詢展示追溯結果;需求方(供應方)管理：用于維護需求方(供應方)信息;物料管理：貫穿整個流程的追溯，對各環節的信息進行統一維護和集中管理;設備管理：用于整個追溯流程上各環節設備的信息維護和集中管理;系統管理：用于操作記錄，各類用戶管理等。
2.5.2 種源、種植模塊
基礎管理：用于不同類型植物在種植過程中的田間管理工作配置;基地管理：用于對中藥材種植基地信息的管理和維護;倉儲管理：用于對倉庫條件、倉儲狀態等進行管理;種源、種植管理：用于對種子種苗的批號、植物基源、種植所需物料、中藥材來源等進行管理;田間管理：用于對中藥材整個種植周期的農事活動進行維護管理。
2.5.3 初加工模塊
采集管理：用于對已符合藥用要求的植物，通過技術手段將其采收的過程管理;初加工管理：用于記錄對中藥材植物進行脫水、除籽、凈化、分類、曬干、剝皮、初烤等不涉及改變其成分的加工順序進行配置的管理。
2.5.4 倉儲物流模塊
入庫管理：用于對經過加工之后的中藥材產品進行統計和入庫，記錄入庫時間、負責人、物料名等信息并形成文檔;出庫管理：用于對產品銷售時的出庫管理，記錄產品的銷售情況;庫存管理：用于對倉庫內物品的入庫、倉庫存儲統計、倉庫間流轉等情況進行管理;倉庫管理：用于對各類存放倉庫的溫濕度等環境情況和產品防蟲害、防霉變的保護和巡查等管理。
2.5.5 全程監管模塊
監管管理：用于質量管理和檢驗管理;追溯碼管理：用于對產品進行統一的監管，給每個產品不同環節生成唯一的識別碼;追溯管理：用于對中藥材全周期、全流程進行監管，通過追溯查詢獲得種源、種植、田間管理、采收、初加工、倉儲等各環節情況。
由于中藥材追溯過程長、環節多，過程較為復雜，包含系統框架、數據庫設計、功能模塊設計等，要實現中藥材生產質量的全程控制與跟蹤，追溯業務流程則是系統功能實現的重要指引，如圖2所示。建設中藥材信息化追溯系統，能夠在技術層面解決業務訴求，但為更好推進中藥材信息化追溯體系的建設，要考慮中藥材產業發展的特點和需求，還要合理解決中藥行業的各種問題，同時還要保持和跨產業智能制造和工業互聯網及產業大數據之間的兼容性，以便通過技術共享、技術創新，為中藥材產業發展營造良好的環境。
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