發(fā)布時(shí)間：2017-10-23 00:03

  本文關(guān)鍵詞：食品安全追溯與過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 食品安全 食品追溯 優(yōu)化 不完備數(shù)據(jù)鏈 連續(xù)生產(chǎn)過程 風(fēng)險(xiǎn)評估 過程風(fēng)險(xiǎn) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程日益加速,食品安全不僅事關(guān)消費(fèi)者生命健康,也是社會和經(jīng)濟(jì)和諧穩(wěn)定發(fā)展的重要支柱,受到國際國內(nèi)社會的廣泛關(guān)注。識別、預(yù)防、控制和減少“從農(nóng)田到餐桌”的全過程中可能存在的各種危害,最大限度降低食品的安全風(fēng)險(xiǎn),溯源危害源頭、追蹤涉及的食品產(chǎn)品流向,是各國政府和食品行業(yè)共同的目標(biāo)。 基于追蹤標(biāo)記的追溯建模方法,依賴于具體產(chǎn)品種類的過程模型,使得依據(jù)該建模方法建立的追溯信息系統(tǒng)不能用于其他種類的食品及其過程,缺乏系統(tǒng)兼容性,形成了大量信息孤島,阻礙了追溯信息系統(tǒng)的可復(fù)制性及其互聯(lián)互通,難以形成完整的食品信息鏈；而目前的食品安全過程風(fēng)險(xiǎn)評估模型中忽略了食品生產(chǎn)流通過程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素,即使通過完整的追溯信息也無法識別產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn)因素、評估并降低風(fēng)險(xiǎn)因素的影響,縱而難以實(shí)施有效的風(fēng)險(xiǎn)管理。因此研究食品安全追溯和過程風(fēng)險(xiǎn)評估的建模與優(yōu)化具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文闡述了現(xiàn)有食品安全追溯與風(fēng)險(xiǎn)評估建模方法的研究現(xiàn)狀和存在的問題,對食品安全追溯的通用建模方法及特殊條件下的追溯方法、食品安全的過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模方法和生物追溯,進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,主要研究工作概況如下： (1)鑒于現(xiàn)有基于追蹤標(biāo)記的追溯建模方法對具體食品種類及其過程的依賴,造成追溯信息系統(tǒng)缺乏可重用性和系統(tǒng)兼容性,提出通用追溯建模方法。根據(jù)食品追溯實(shí)現(xiàn)的要素,從信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的角度,將過程中的各個(gè)處理步驟進(jìn)行抽象和分類,定義“批次”、“位置”、“交易單元”和“事件”四個(gè)通用可追溯結(jié)構(gòu),統(tǒng)一了處理步驟在追溯模型中的表達(dá)形式,從而利于不同處理步驟間的追溯信息的關(guān)聯(lián),使得信息追溯變得簡單和通用,能夠覆蓋各類食品,易于實(shí)現(xiàn)食品鏈和跨食品鏈的追溯。 (2)針對食品追溯過程中存在的追溯數(shù)據(jù)缺失、不同步或不完備的問題,提出利用追溯單元流轉(zhuǎn)時(shí)間預(yù)測其流動(dòng)狀態(tài)、估測其歷史流動(dòng)路徑的智能化追溯方法。該方法將追溯單元在食品鏈網(wǎng)絡(luò)中兩節(jié)點(diǎn)間流轉(zhuǎn)的時(shí)間看作連續(xù)隨機(jī)變量,利用歷史數(shù)據(jù)估計(jì)流轉(zhuǎn)時(shí)間的分布特征；然后以節(jié)點(diǎn)間是否存在追溯單元流轉(zhuǎn)作為變量,以兩節(jié)點(diǎn)間路徑總時(shí)間與給定時(shí)間的差值最小為最優(yōu)化目標(biāo),建立路徑估測優(yōu)化模型,并采用蒙特卡羅仿真對估測路徑的時(shí)間分布進(jìn)行模擬,驗(yàn)證追溯單元流動(dòng)路徑的可行性。仿真結(jié)果表明,該方法不依賴于追溯單元的同步信息,可在僅知追溯單元發(fā)出節(jié)點(diǎn)的情況下,預(yù)測追溯單元在食品鏈網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)狀態(tài),在已知追溯單元發(fā)出節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)時(shí),估測其歷史流動(dòng)路徑。 (3)針對連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)造成的物料與產(chǎn)品批次的追溯難題,以乳制品生產(chǎn)為例,給出了原料乳錯(cuò)時(shí)混合條件下的追溯及優(yōu)化模型。追溯模型以儲奶罐兩次清洗之間的間隔作為一個(gè)研究周期,結(jié)合生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),采用迭代方程描述產(chǎn)品批次中原料乳的消耗量,并以此表征原料乳與生產(chǎn)批之間的批次關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過定義追溯復(fù)雜度,以降低追溯復(fù)雜度為目標(biāo),將追溯模型轉(zhuǎn)化為批次優(yōu)化模型。經(jīng)仿真驗(yàn)證,批次優(yōu)化模型可將示例的追溯復(fù)雜度降低50%以上,有效縮小產(chǎn)品召回的范圍。 (4)針對目前食品安全過程風(fēng)險(xiǎn)建模方法中未考慮風(fēng)險(xiǎn)因素,僅能評估當(dāng)前食品中微生物危害風(fēng)險(xiǎn)的缺陷,改進(jìn)了食品安全過程風(fēng)險(xiǎn)建模方法。將操作環(huán)境、人員、設(shè)備等風(fēng)險(xiǎn)因素抽象為危害轉(zhuǎn)移模塊,設(shè)置控制模塊表征控制措施對風(fēng)險(xiǎn)因素的控制作用,設(shè)置效益模塊表征實(shí)施控制措施的成本和收益；采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu),結(jié)合預(yù)測微生物學(xué),通過貝葉斯推理估計(jì)食品處理過程中微生物危害的數(shù)量及其出現(xiàn)的概率；并討論了過程風(fēng)險(xiǎn)模型的應(yīng)用場景。仿真分析表明,改進(jìn)方法在實(shí)現(xiàn)食品中微生物危害水平評估的同時(shí),在同一模型結(jié)構(gòu)下能溯源危害被引入的風(fēng)險(xiǎn)因素源頭,評估風(fēng)險(xiǎn)因素對食品產(chǎn)品中微生物危害水平的影響程度,管理者通過綜合考慮控制效果和成本能夠選擇合適的風(fēng)險(xiǎn)控制措施,為企業(yè)在生產(chǎn)流通過程中預(yù)防和管理安全風(fēng)險(xiǎn)提供了有力的工具。 本文在總結(jié)全文工作的基礎(chǔ)上,提出了食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估與追溯建模方法有待進(jìn)一步研究的問題和方向。
【關(guān)鍵詞】：食品安全 食品追溯 優(yōu)化 不完備數(shù)據(jù)鏈 連續(xù)生產(chǎn)過程 風(fēng)險(xiǎn)評估 過程風(fēng)險(xiǎn) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TS201.6
【目錄】：

• 目錄5-8
• TABLE OF CONTENTS8-11
• 摘要11-13
• ABSTRACT13-18
• 第一章 緒論18-32
• 1.1 引言18-19
• 1.2 食品安全追溯19-25
• 1.2.1 同位素示蹤與分子追溯19
• 1.2.2 基于追蹤標(biāo)記的追溯19-23
• 1.2.3 危害溯源23-24
• 1.2.4 生物追溯24-25
• 1.3 食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估25-29
• 1.3.1 風(fēng)險(xiǎn)評估模擬建模方法26-27
• 1.3.2 模塊化過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模方法27-29
• 1.4 本文主要工作29-32
• 第二章 基于追蹤標(biāo)記的通用追溯建模方法32-45
• 2.1 引言32-33
• 2.2 追溯預(yù)備知識33-34
• 2.2.1 追溯的含義33-34
• 2.2.2 追溯的范圍34
• 2.3 通用追溯建模方法34-36
• 2.3.1 通用可追溯結(jié)構(gòu)定義34-35
• 2.3.2 追溯模型構(gòu)建35-36
• 2.4 追溯模型實(shí)例36-41
• 2.5 通用追溯平臺研發(fā)41-44
• 2.5.1 追溯數(shù)據(jù)存儲41
• 2.5.2 追溯信息的關(guān)聯(lián)41-42
• 2.5.3 平臺架構(gòu)42-44
• 2.6 小結(jié)44-45
• 第三章 離散批食品不完備數(shù)據(jù)鏈的智能化追溯方法45-56
• 3.1 引言45
• 3.2 智能化追溯方法45-48
• 3.2.1 估計(jì)食品鏈網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間分布特征45-47
• 3.2.2 建立路徑估測優(yōu)化模型47-48
• 3.2.3 預(yù)測追溯單元流動(dòng)狀態(tài)48
• 3.2.4 估測追溯單元流動(dòng)路徑,進(jìn)行模擬驗(yàn)證48
• 3.3 仿真分析48-54
• 3.4 小結(jié)54-56
• 第四章 連續(xù)生產(chǎn)過程追溯建模與優(yōu)化56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 追溯模型56-59
• 4.2.1 批次識別56-57
• 4.2.2 追溯模型建立57-59
• 4.3 追溯優(yōu)化模型59-60
• 4.3.1 確定優(yōu)化變量和目標(biāo)函數(shù)59
• 4.3.2 建立追溯優(yōu)化模型59-60
• 4.3.3 轉(zhuǎn)換優(yōu)化變量,求解優(yōu)化模型60
• 4.4 實(shí)例分析60-65
• 4.5 小結(jié)65-66
• 第五章 食品中微生物危害的過程風(fēng)險(xiǎn)評估與生物追溯66-87
• 5.1 引言66
• 5.2 改進(jìn)的過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模方法66-69
• 5.2.1 現(xiàn)行過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模模塊66-67
• 5.2.2 新增建模模塊67-69
• 5.2.3 過程風(fēng)險(xiǎn)評估建模步驟69
• 5.3 過程風(fēng)險(xiǎn)評估69-82
• 5.4 生物追溯82-83
• 5.5 實(shí)例驗(yàn)證83-85
• 5.6 小結(jié)85-87
• 第六章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 工作總結(jié)87-88
• 6.2 下一步的研究工作88-89
• 參考文獻(xiàn)89-97
• 攻讀博士學(xué)位期間完成的論文及參加的科研項(xiàng)目97-98
• 致謝98-99
• 附件99-110
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表110

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