农产品智慧物流研究_杨信廷,史策,孙传恒_9787577208343

本书是北京市农林科学院农产品智慧供应链技术创新团队(农产品质量安全追溯技术及应用国家工程研究中心和农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室)农产品智慧物流技术研究成果的系统总结与框架梳理，重点概述了国内外农产品智慧物流发展概况，提出了农产品智慧物流技术框架，总结了团队在农产品物流环境信息感知与优化、农产品品质信息感知、农产品货架期预测、农产品智能包装、农产品智能储运装备、农产品智能配送、农产品物流过程碳排放监测与估算、冷链物流信息服务与区块链溯源等农产品智慧物流技术方面的研究成果及应用进展，同时也参考了近年来国内外同行的研究成果。本书所涉及的研究成果，是北京市农林科学院农产品智慧供应链技术创新团队在国家重点研发计划项目(课题)、国家自然科学基金项目、中国工程院咨询研究项目、国家万人计划科技创新领军人才项目、青年北京学者项目、广东省重点领域研发计划项目、北京市农林科学院人才基金及科研平台建设项目等经费资助下，持续多年多学科交叉研究所取得的，也纳入了本团队所培养的多位博士后、博士研究生、硕士研究生的研究成果，同时为体现农产品智慧物流技术的完整性，特邀华南农业大学吕恩利教授团队参与了农产品智能储运装备技术章节的撰写。本书旨在与学术界、产业界共同探讨适合我国农产品智慧物流发展的新思路，为农产品智慧物流行业相关人员提供可参考、可讨论的资料，力求促进我国农产品智慧物流技术进步和推动农产品物流产业发展。

我国鲜活农产品总产量已连续多年位居世界首位，且呈持续增加趋势，鲜活农产品产值在我国农业总产值中的占比已超过60%。近年来，鲜活农产品生产向优势产区聚集，外销种类、数量越趋集中，流通半径扩大、运距拉长，反季节、全年均衡销售需求提高，但农产品产后损失严重，果蔬、肉类、水产品流通环节损失率分别高达20%～30%、10%、15%(发达国家均在5%以内)，迫切需要加快农产品仓储保鲜冷链物流建设，有效降低农产品损耗和保持农产品品质，保障农民稳定增收和城乡居民农产品有效供给。十三五以来，我国冷库容量和冷藏车保有量呈稳定增长趋势，农产品贮藏保鲜能力不断提升，农产品冷链物流体系初步形成，但与我国鲜活农产品流通产业对仓储保鲜冷链物流的巨大需求相比，与美国、日本、加拿大、欧盟等发达国家和地区的冷链物流产业相比，我国农产品仓储保鲜冷链物流建设尚存在较大差距，主要表现在三个方面：一是设施供给规模整体不足，要素资源整合不充分,农产品仓储保鲜冷链物流设施整体规模不能满足产地需求，普遍存在发达地区设施多、欠发达地区设施少，冷冻(水产品、肉类)设施多、预冷冷藏(蔬菜水果)设施少，末端冷藏设施多、源头预冷设施少等问题，没有形成全国性协同效应，冷链设施资源要素作用未得到充分发挥；二是设施的标准化、智能化程度低，服务水平不高，设施设备建设及其温控操作等方面缺少统一标准，大多数设施缺少信息化监测手段，温控策略大多依靠经验知识和简单时序控制，缺少农产品品质变化模型的指导，导致仓储保鲜冷链物流设施有效能耗高,农产品仓储运输环节损耗高，营销服务质量落后，投资收益低；三是冷链有效监管不足，全链条监管追溯体系有待完善，当前冷链物流伪冷链问题突出，断链现象时有发生，与此相关的农产品质量安全隐患多，同时，农产品冷链物流的仓储、运输等环节能耗普遍偏高，在碳达峰和碳中和目标背景下，发展规模扩张和碳排放控制的矛盾突出，迫切需要加快全产业链的碳排放监测、碳排放估算以及节能优化调控。 2021年11月，国务院办公厅发布《十四五冷链物流发展规划》，对冷链物流产业的数字化、智能化和绿色化发展提出了新要求，为建设和发展我国农产品智慧物流指明了新方向。本书作者通过研究认为，农产品智慧物流既是学术研究观点，也是行业发展方向，其是指在农产品采后物流的运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送等各个环节中，通过物联网、大数据、人工智能等现代信息技术和手段，提高农产品物流系统全面感知、科学决策、智能调控的能力，增强整体的智慧化、网络化与自动化水平，提升农产品物流效率。北京市农林科学院农产品智慧供应链技术创新团队(以下简称团队)从2002年起探索农产品安全生产管理系统研发及应用，从2006年起开始探索农产品可追溯技术系统研发及应用，截至2022年底，已初步建成了以实现生鲜农产品及易腐食品供应链全程的安全生产、保质储运、高效流通、立体监督、可信溯源为目标的农产品智慧供应链技术体系，面向农业生产主体、经营主体、管理主体和消费主体的需求，形成了智慧农场、智慧车间、智能包装、智慧冷链、智慧市场、智慧监管、区块链溯源等系统性智慧供应链解决方案，依托团队建有农产品质量安全追溯技术及应用国家工程研究中心和农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室等国家及省部级创新平台。本书是团队围绕农产品智慧物流技术研究所获得成果的系统总结与框架梳理，重点概述了国内外农产品智慧物流发展概况，提出了农产品智慧物流技术框架，总结了团队在农产品物流环境信息感知与优化、农产品品质信息感知、农产品货架期预测、农产品智能包装、农产品智能储运装备、农产品智能配送、农产品物流过程碳排放监测与估算、冷链物流信息服务与区块链溯源等农产品智慧物流技术方面的研究成果及应用进展，同时也参考了近年来国内外同行的研究成果。本书所涉及成果，得到了畜禽水产保质储运技术装备研发与示范(2018YFD0701000)、苹果供应链全程监测控制与区块链追溯技术(2017YFE0122503)和粮油食品供应链危害物风险快速预警及防控系统研究(2017YFC1600605)等国家重点研发计划项目(课题)，基于区块链的农产品供应链可信追溯信息模型构建与原型系统验证(31871525)、基于天然色素的新型色敏指示膜的鱼新鲜度检测方法及其响应机理(31801617)和日光温室黄瓜霜霉病初侵染监测预警方法研究(31401683)等国家自然科学基金项目、中国工程院咨询研究项目、国家万人计划科技创新领军人才项目、青年北京学者项目、广东省重点领域研发计划项目、北京市农林科学院人才基金及科研平台建设项目等经费的资助，也纳入了本团队所培养的多位博士后、博士研究生、硕士研究生的研究成果，同时为体现农产品智慧物流技术的完整性，特邀华南农业大学吕恩利教授团队参与了农产品智能储运装备技术章节的撰写。本书由杨信廷负责全书的整体设计，相关课题研究的核心技术人员参与部分章节的撰写。其中，第1章由韩佳伟、杨信廷负责撰写；第2章由韩佳伟负责撰写；第3章由张佳然负责撰写；第4章由史策负责撰写；第5章由李文勇负责撰写；第6章特邀华南农业大学郭嘉明、吕恩利、曾志雄等进行撰写；第7章由罗娜负责撰写；第8章由韩佳伟负责撰写；第9章由孙传恒负责撰写；第10章由韩佳伟、杨信廷负责撰写。全书由杨信廷、史策统稿。团队成员李明、周超、吉增涛、邢斌、刘欢、朱文颖、杨志鹏、杨昆、闵涛、李登奎、叶莉等参与了材料整理工作。多名博士后、博士研究生、硕士研究生直接参与了书中部分研究工作，他们是贾志鑫、任青山、陈枫、马旻臻、何振营、侯梦园、朱文宇、贾博策、杨斌、张哲、万宇平、罗潜、雷墨兮、杨霖、赵昱涵等。农产品智慧物流涉及知识面广、面向对象多、供应链复杂，其技术研究和体系构建有待进一步探索与完善。本书旨在与学术界、产业界共同探讨适合我国农产品智慧物流发展的新思路，为农产品智慧物流行业相关人员提供可参考、可讨论的资料，力求促进我国农产品智慧物流技术进步和推动农产品物流产业发展。本书难免存在不足之处，恳请读者批评指正。作者2023年12月

目录第1章农产品智慧物流发展概况/11.1需求分析/21.2发展现状/31.2.1法律与政策方面/31.2.2基础设施设备水平/31.2.3信息化与智慧化发展方面/41.3问题剖析/61.3.1信息化滞后与覆盖率低/61.3.2标准不健全与质量安全问题突出/71.3.3专业人才缺乏/71.4农产品智慧物流技术框架/7本章参考文献/8第2章农产品物流环境信息感知与优化技术/102.1基于传感器的多元环境参数感知技术/102.1.1环境温湿度感知技术/102.1.2氧气与二氧化碳含量感知技术/112.1.3乙烯及其他微量气体感知技术/122.2基于计算流体力学的多场耦合模拟感知技术/132.2.1风速场模拟感知技术/132.2.2温度场模拟感知技术/152.2.3湿度场模拟感知技术/162.3基于环境信息感知的物流场景优化技术/162.3.1预冷环境/162.3.2存储环境/192.3.3运输环境/22本章参考文献/24农产品智慧物流研究目录第3章农产品品质信息感知技术/323.1农产品品质信息概述/323.1.1农产品品质安全的概念/323.1.2农产品品质安全的现状/333.2基于新型材料的农产品品质信息感知技术/343.2.1传统检测方法/353.2.2电化学检测技术/363.2.3量子点荧光探针技术/373.2.4基于天然染料的比色分析技术/383.3农产品品质信息感知传感器及其在物流中的应用/393.3.1便携式TVBN传感器/393.3.2智能 pH 指示标签/54本章参考文献/68第4章农产品货架期预测技术/794.1影响农产品货架期的主要因素/794.1.1影响货架期的微生物因素/804.1.2影响货架期的化学因素/844.1.3影响货架期的物理因素/874.2农产品货架期预测技术研究思路/894.2.1基于农产品动力学变化的货架期预测技术/894.2.2基于变量拟合的货架期预测技术/904.3农产品货架期预测方法及应用/914.3.1基于农产品品质损失的动力学模型/914.3.2基于温度变化的预测模型/944.3.3基于统计学的预测模型/954.3.4人工神经网络/964.3.5TTT理论/984.3.6其他/99本章参考文献/100第5章农产品智能包装技术/1105.1智能包装系统/1105.2包装标识防伪/1115.2.1追溯码编码设计/1125.2.2加密算法设计/1135.2.3算法嵌入式优化设计/1165.2.4算法实现/1195.2.5应用示例/1215.3标识转换技术/1225.3.1RFID条码的转换/1235.3.2条码RFID的转换/1235.3.3转换功能测试/124本章参考文献/128第6章农产品智能储运装备技术/1306.1气调储运装备技术/1306.1.1气调保鲜技术/1306.1.2氧气浓度调控技术/1346.1.3二氧化碳浓度调控技术/1366.1.4湿度调控技术/1386.2蓄冷温控储运装备技术/1426.2.1蓄冷运输箱真空隔热保温技术/1426.2.2蓄冷冷量释放调控技术/1456.2.3蓄冷冷源剩余冷量预测技术/1536.3储运环境智能监控技术/1586.3.1保鲜环境无线监测技术/1586.3.2保鲜环境嵌入式控制与人机交互技术/1626.3.3保鲜环境多目标解耦调控技术/1656.4总结/168本章参考文献/168第7章农产品智能配送技术/1717.1配送概述/1717.1.1配送概念、产生和发展及分类/1717.1.2配送模式与配送作业流程/1727.1.3农产品配送与冷链配送/1747.2农产品标识及自动识别技术/1777.2.1条码标识技术/1777.2.2自动识别技术/1797.2.3农产品识别技术应用/1807.3空间信息技术/1827.3.1GIS技术/1827.3.2GPS技术/1847.3.3农产品物流技术应用/1857.4农产品物流配送自动化技术/1887.4.1自动化分拣系统/1897.4.2自动化仓储系统/1907.4.3农产品自动化技术应用/1917.5农产品配送智能优化技术/1937.5.1配送中心选址规划/1937.5.2配送路线优化/1987.5.3配送装车优化/1997.6农产品智能配送发展趋势/2027.6.1仓配一体/2027.6.2无人配送/203本章参考文献/204第8章农产品物流过程碳排放监测与估算技术/2068.1农产品冷链物流碳排放现状/2068.1.1全球农产品冷链物流碳排放现状/2068.1.2农产品冷链物流碳排放监测技术发展现状/2078.1.3农产品冷链物流碳排放估算与碳交易现状/2098.2农产品冷链物流过程碳排放监测技术/2108.2.1生鲜农产品预冷环节碳排放监测技术/2108.2.2生鲜农产品贮藏环节碳排放监测技术/2118.2.3生鲜农产品运输环节碳排放监测技术/2118.2.4生鲜农产品销售环节碳排放监测技术/2128.3农产品冷链物流过程碳排放估算技术/2138.3.1农产品冷链装备碳排放估算技术/2138.3.2农产品冷链企业碳排放估算技术/2148.3.3农产品冷链全程碳排放估算技术/214本章参考文献/215第9章冷链物流信息服务与区块链溯源技术/2189.1区块链技术起源和解释/2189.1.1区块链技术起源/2189.1.2区块链演进过程/2199.1.3区块链核心技术/2219.1.4区块链产业发展/2259.2区块链溯源深入解读/2299.2.1架构详解/2299.2.2溯源应用场景/2309.2.3联盟链项目介绍/2319.3区块链溯源应用案例与发展期望/2329.3.1应用案例介绍/2329.3.2溯源场景瓶颈/2359.3.3区块链溯源发展期望/236本章参考文献/238第10章展望/240本章参考文献/241

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