黎 英

（湖南工業(yè)大學(xué) 包裝設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 412007）

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了人類社會(huì)的需求，當(dāng)我們享受社會(huì)進(jìn)步帶給我們各種各樣的食品時(shí)，隨之而來的食品安全問題也成為人們生活中關(guān)注的熱點(diǎn)。我國作為全球人口最多的國家，食品安全問題在國計(jì)民生中尤顯重要。食品包裝安全是食品安全的重要組成部分。據(jù)中國包裝資源綜合利用委員會(huì)專家統(tǒng)計(jì)分析，我國大約有60%的食品包裝存在安全隱患。具有安全隱患的食品包裝不僅危害消費(fèi)者健康，還嚴(yán)重?fù)p害品牌聲譽(yù)以及整個(gè)食品包裝業(yè)和食品工業(yè)的良性發(fā)展，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大破壞[1]。近年來，食品包裝安全事件不斷在消費(fèi)者身邊發(fā)生，使人們對(duì)食品安全的關(guān)注拓展到其外包裝的安全。當(dāng)今食品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)很大程度上取決于包裝質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)，包裝的好壞不僅影響食品的質(zhì)量、檔次，更體現(xiàn)了食品企業(yè)對(duì)消費(fèi)者的關(guān)愛，影響企業(yè)在消費(fèi)者心中的形象。

隨著5G 時(shí)代的到來，5G 卓越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)為食品包裝安全管控提供了技術(shù)支持，憑借其對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的支撐，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)庫的有效管控，有利于實(shí)現(xiàn)包裝安全的多維互動(dòng)體驗(yàn)，讓食品包裝的功能得到進(jìn)一步拓展。

一 食品包裝安全的內(nèi)涵

我國雖然頒布了諸多食品包裝安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，但并不完善，缺乏對(duì)食品包裝安全的明確定義?！吨腥A人民共和國食品安全法》第三十三條指出：“貯存、運(yùn)輸和裝卸食品的容器、工具和設(shè)備應(yīng)當(dāng)安全、無害，保持清潔，防止食品污染，并符合包裝所需的溫度、濕度等特殊要求，不得將食品與有毒、有害物品一同貯存、運(yùn)輸；直接入口的食品應(yīng)使用無毒、清潔的包裝材料、餐具、炊具和容器?！备鶕?jù)食品安全法的規(guī)定，食品包裝安全的內(nèi)涵包括兩個(gè)方面：一是具有抵御外界損害的功能，能有效防止食品受到外界的物理、化學(xué)、微生物等諸多因素影響及污染；二是具有防御內(nèi)部化學(xué)元素遷移功能，能盡量避免或減少包裝材料中有害化學(xué)元素遷移進(jìn)入食品，保證食品衛(wèi)生安全[2]。

安全設(shè)計(jì)是一種可靠的、有保障的無害設(shè)計(jì)，其要求設(shè)計(jì)師在進(jìn)行某一項(xiàng)實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，通過各種方法和手段，認(rèn)真、細(xì)致、全面、客觀深入地分析目標(biāo)群體的各項(xiàng)特性，并對(duì)產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、色彩、功能等各個(gè)方面及產(chǎn)品從生產(chǎn)到廢棄的整個(gè)過程進(jìn)行最安全的設(shè)計(jì)和規(guī)劃[2]。設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)充分考慮產(chǎn)品的安全性，消除一切不安全因素。因此，食品包裝安全設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)決策者在作出決定時(shí)就要充分衡量可能引發(fā)食品安全的各項(xiàng)因素，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，減少傷害，運(yùn)用合適的包裝材料、制作工藝、結(jié)構(gòu)造型、視覺設(shè)計(jì)等，使包裝不僅具有保護(hù)食品、消費(fèi)者以及保證生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的安全功能，還能滿足消費(fèi)者的審美需求。

當(dāng)下，食品包裝的不安全狀況，具有如下特點(diǎn)：首先是其危害具有很強(qiáng)的隱蔽性。一般情況下，食品包裝的不安全是很難用肉眼直接觀察到的，比如包裝材料中的遷移物溶出，包裝生產(chǎn)、運(yùn)輸及開啟使用后的微生物污染等。由于其危害的肉眼不可見性，這些不安全的包裝在其生命周期內(nèi)很容易導(dǎo)致消費(fèi)者的食用安全問題。其次是其風(fēng)險(xiǎn)因素非常復(fù)雜。由于有很多復(fù)雜的因素影響食品包裝的安全，包括包裝材料、包裝工藝與技術(shù)、包裝印刷、包裝結(jié)構(gòu)等，加大了食品包裝安全的復(fù)雜性。第三是其風(fēng)險(xiǎn)因素具有累加性。食品包裝安全的各種風(fēng)險(xiǎn)因素往往是相互作用、相互影響的。各種風(fēng)險(xiǎn)因素疊加在一起，會(huì)進(jìn)一步提高食品包裝安全的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。第四是其風(fēng)險(xiǎn)控制的任務(wù)異常艱巨。食品包裝是食物生產(chǎn)鏈的最后一道工序，其安全與否牽涉到食品管理部門、食品企業(yè)、包裝生產(chǎn)企業(yè)等供應(yīng)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)，這也勢(shì)必使得其風(fēng)險(xiǎn)控制的任務(wù)更加艱巨。食品包裝這種不安全狀況，對(duì)當(dāng)前食品包裝安全控制提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

目前，我國許多食品包裝存在諸多安全隱患。一是一些不良商家為追求成本最低化，使用不合格材料和工藝。二是部分商家為提升食品附加值，往往采用特殊包裝裝潢和工藝進(jìn)行包裝，甚至不惜對(duì)食品進(jìn)行過度包裝，很容易導(dǎo)致食品包裝材料、印刷油墨中有害化學(xué)元素殘留污染食品。這不但有損消費(fèi)者的健康，還對(duì)我國整個(gè)食品包裝行業(yè)的發(fā)展帶來不良影響，進(jìn)而危及到整個(gè)食品業(yè)。造成食品包裝不安全的主要原因在于企業(yè)對(duì)包裝安全重視度不夠，且缺乏必要的安全法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為約束依據(jù)。因此，依賴科技的進(jìn)步與創(chuàng)新，將智能管控技術(shù)運(yùn)用到當(dāng)代食品包裝安全管理之中，能夠?yàn)槭称钒踩ｑ{護(hù)航，更大限度地滿足消費(fèi)者的安全需求。

二 食品包裝智能管控技術(shù)

生活檔次的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，使得食品包裝的安全問題成為了消費(fèi)者關(guān)心的重點(diǎn)話題。在未來，我們將看到智能包裝應(yīng)用在食品包裝安全管控領(lǐng)域。它們不僅給消費(fèi)者提供食品安全的全程溯源，同時(shí)針對(duì)包裝材料、技術(shù)運(yùn)用、印刷等起到全生命周期的管控作用。食品包裝生命周期，指食品包裝從生產(chǎn)加工到廢棄回收的整個(gè)過程，可大致分為生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售、使用、廢棄五個(gè)階段。各階段的任何一個(gè)環(huán)節(jié)的安全隱患相互影響，相互疊加，都會(huì)直接影響整個(gè)食品包裝的安全性。未來的食品包裝，將逐步采用一系列數(shù)據(jù)化管理手段，建立并完善一整套數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能管理，全程追蹤，構(gòu)建從供應(yīng)鏈到消費(fèi)者的數(shù)字管理平臺(tái)，通過食品安全的智能化、數(shù)字化管控，構(gòu)建讓消費(fèi)者放心的食品質(zhì)量安全全方位保障體系。

（一）基于RFID 的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別(radio frequency identification，RFID) 技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID 系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成。RFID 標(biāo)簽（見圖1）首先發(fā)射出射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)品對(duì)象并讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，再由閱讀器通過USB 端口傳輸數(shù)據(jù)到管理者計(jì)算機(jī)中，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并實(shí)時(shí)更新同步。后臺(tái)的大數(shù)據(jù)庫軟件還可對(duì)電子標(biāo)簽獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理[3]。

圖1 RFID 標(biāo)簽

RFID 技術(shù)在產(chǎn)品包裝安全鏈管理中的應(yīng)用安全類似于網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)安全，其主要目的是保證各個(gè)包裝環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全[4]。目前，信息智能化技術(shù)在包裝領(lǐng)域的運(yùn)用成為未來包裝行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，以射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）為主流運(yùn)用的信息技術(shù)，大大增強(qiáng)了食品包裝管理的可視性與便捷性[5]。使用RFID 電子標(biāo)簽對(duì)食品包裝加以管理，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤，修改數(shù)據(jù)并對(duì)包裝生產(chǎn)、封裝、庫存以及儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)加以管控，實(shí)現(xiàn)包裝的智能化、實(shí)時(shí)化管理。

具有電子標(biāo)簽的食品包裝管理流程如下：首先在食品包裝生產(chǎn)制作過程中選擇合適位置安放RFID 標(biāo)簽，通過射頻信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能記錄食品有效信息，如食品生產(chǎn)或供應(yīng)商、食品類型、生產(chǎn)日期、成分和營養(yǎng)含量等，作為食品唯一的“身份證”，大大方便食品防偽。之后，購買者不需要開啟包裝，只要使用手持式標(biāo)簽掃描儀就可及時(shí)無誤地獲取食品名稱、成分、種類、數(shù)量等信息，通過這種信息智能化技術(shù)完成對(duì)食品的識(shí)別、清點(diǎn)、查詢、監(jiān)測(cè)及跟蹤等管控工作。利用電子標(biāo)簽記錄包裝各階段環(huán)節(jié)的信息，可以了解掌握整個(gè)包裝生命周期情況。包裝上的RFID 標(biāo)簽，也方便物流系統(tǒng)對(duì)食品包裝進(jìn)行安全管控，接收產(chǎn)品時(shí)，通過掃描電子標(biāo)簽，將相關(guān)的食品信息讀出并傳入物流管理系統(tǒng)中進(jìn)行業(yè)務(wù)處理；配送食品時(shí)，將即將配送的食品信息寫入電子標(biāo)簽中。管理員可以采用專用的電子標(biāo)簽讀寫器對(duì)標(biāo)簽內(nèi)容進(jìn)行修改完善，把完善后的數(shù)據(jù)傳送到管理計(jì)算機(jī)，以便及時(shí)更新食品賬目，大大提高了工作效率。運(yùn)輸途中每個(gè)節(jié)點(diǎn)均通過采集條碼、RFID 標(biāo)簽信息，上傳數(shù)據(jù)到管理中心。如出現(xiàn)突發(fā)、應(yīng)急物流事件，采用電子標(biāo)簽讀寫數(shù)據(jù)，可迅速作出對(duì)食品進(jìn)行查找、盤點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)等應(yīng)對(duì)。

食品包裝安全管理中，RFID 存儲(chǔ)食品信息方式包括兩種：一是將食品信息直接寫入標(biāo)簽，掃描標(biāo)簽即可獲??；另一種是標(biāo)簽中只存儲(chǔ)食品序列號(hào)，而食品其他相關(guān)信息存儲(chǔ)于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，通過讀取序列號(hào)來調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的食品信息。隨著RFID 標(biāo)簽使用越來越廣泛，運(yùn)用RFID 標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)品牌防偽、物流追溯、食品及其包裝工藝供應(yīng)鏈管理、遠(yuǎn)程安全監(jiān)控等功能。

（二）二維碼技術(shù)

食品安全管控的一項(xiàng)重要原則就是可追溯原則，通過讀取食品包裝上的安全信息，防范食品質(zhì)量問題。目前最常見的食品安全溯源系統(tǒng)，其核心技術(shù)就是我們?cè)诎b上常見的二維碼，二維碼技術(shù)的運(yùn)用讓消費(fèi)者對(duì)食品安全多了一份信賴?；诙S碼技術(shù)的食品溯源系統(tǒng)，可以通過掃描二維碼迅速追溯食品原產(chǎn)地和加工信息，對(duì)食品質(zhì)量進(jìn)行透明化管理。

二維碼技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，目前在大多數(shù)包裝上都有標(biāo)注，具有較高的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，通過對(duì)漢字、指紋、聲音等信息進(jìn)行編碼，能夠在沒有數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的情況下傳遞數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用廣泛[6]。二維碼雖小，但具有能存儲(chǔ)容納大量信息、糾錯(cuò)性能好、掃描識(shí)別讀取方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

在食品包裝中運(yùn)用二維碼技術(shù)，可大大提升有效信息的容納，將食品生產(chǎn)過程、成分、產(chǎn)地、廠家、收藏與使用方法等數(shù)據(jù)編入，消費(fèi)者用智能手機(jī)識(shí)別讀取后，能了解更多的食品隱藏信息，源頭追溯保障安全。如圖2 羅馬尼亞酒包裝，生產(chǎn)者通過使用二維碼，將酒從生產(chǎn)到包裝再到銷售的每個(gè)環(huán)節(jié)信息編入，并在后臺(tái)進(jìn)行管理。消費(fèi)者在購買時(shí)只需掃碼并登錄，便可查看到所購買酒的全部信息，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)信息判斷其安全性、可靠性、適合性，作出是否購買的決定。利用二維碼追溯比傳統(tǒng)肉眼判斷模式，更便利、安全、全面。企業(yè)通過運(yùn)用二維碼技術(shù)，將食品生產(chǎn)、管理、物流、配送以及包裝材料性能、印刷工藝等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存，建立遠(yuǎn)程追溯系統(tǒng)，大大方便企業(yè)監(jiān)督、消費(fèi)者判斷[7]。

圖2 羅馬尼亞酒包裝

（三）傳感器技術(shù)

傳感器是獲取信息的主要元件，是為了幫助人們完成對(duì)物品的自動(dòng)檢測(cè)和控制。作為一種檢測(cè)元件，傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件以及電子線路三部分組成。敏感元件直接感受物品環(huán)境條件；轉(zhuǎn)換元件將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；電子線路可調(diào)節(jié)信號(hào)輸入方式，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供人和計(jì)算機(jī)處理的有用電信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，供人們分析使用。目前，包裝上的傳感器技術(shù)已經(jīng)比較成熟，多見溫度、濕度、光電、壓力傳感器等。

例如，目前在鮮肉、乳制品、新鮮果蔬包裝上設(shè)計(jì)應(yīng)用的溫度-時(shí)間指示器（TTL），是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能記錄時(shí)間-溫度變化，反映微生物作用的傳感儀器。其以溫度變化導(dǎo)致油墨變色的標(biāo)簽形式，來指示判斷食品的成熟度或腐壞程度，特別適合用于測(cè)定食品的冷藏環(huán)境變化、貨架壽命等。如圖3，安裝在香蕉包裝內(nèi)的傳感器，可以感知香蕉成熟度，是否成熟腐爛，以提示消費(fèi)者是否購買。

圖3 香蕉智能指示包裝

三 5G 時(shí)代食品包裝生命周期智能管控技術(shù)的安全升級(jí)

（一）5G 技術(shù)及優(yōu)勢(shì)

5G（5th-generation）是指第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是 4G 系統(tǒng)的升級(jí)，是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)?！?G 改變生活，5G 改變世界”，5G 作為更先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)，在使用中將更多創(chuàng)新體現(xiàn)在其核心技術(shù)、交互體驗(yàn)和應(yīng)用場(chǎng)景等方面。5G 網(wǎng)絡(luò)將成為助力萬物互聯(lián)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)“數(shù)字中國”建設(shè)再上新臺(tái)階。

5G 網(wǎng)絡(luò)將滲透未來社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并成為戰(zhàn)略性目標(biāo)，關(guān)鍵在于其具備以下優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)傳輸速度快、傳輸時(shí)延遲低、傳輸安全性高、接入量高、功耗較低。

（1）數(shù)據(jù)傳輸速度快：5G 技術(shù)允許更大的數(shù)據(jù)容量，大約是4G 技術(shù)的100 倍。5G 網(wǎng)絡(luò)以每秒10GB 的上傳下行速率提供給消費(fèi)者高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?，消費(fèi)者可以更快速地獲取高清圖片、影像等大容量信息，也提升增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等包裝使用環(huán)節(jié)安全性體驗(yàn)[8]。

（2）傳輸時(shí)延遲低：5G 能降低延遲，提高數(shù)據(jù)速率。4G 網(wǎng)絡(luò)中手機(jī)延時(shí)為50 ms，而5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)則可以將這一延遲降至1～2 ms，物聯(lián)網(wǎng)、AR、VR 等大容量應(yīng)用場(chǎng)景的延遲通常在5～10 ms。

（3）傳輸安全性高：在信息處理環(huán)節(jié)，5G 網(wǎng)絡(luò)考慮到了底層信息安全問題，在4G 安全參考架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了虛擬網(wǎng)元安全、網(wǎng)絡(luò)開放接口安全等實(shí)體，在信息傳輸時(shí)高度加密，不僅保護(hù)了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)，也給消費(fèi)者提供了安全通道，提高了消費(fèi)者滿意度。

（4）接入量高：5G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將人們衣食住行的各方面智能化終端設(shè)備和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)體系融入智能包裝安全管控中，保證包裝生命周期每個(gè)節(jié)點(diǎn)均能被中心實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤。未來社會(huì)，生活購物、安全管控、生產(chǎn)生活等將全面數(shù)字化和信息化，5G 的海量接入性將為人們打開更為豐富多彩的世界，更多的用戶可同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中體驗(yàn)5G 樂趣，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、智能制造等對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)有極端要求的應(yīng)用都可依托5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

（5）功耗較低：5G 網(wǎng)絡(luò)的低功耗特性將使射頻通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于食品包裝安全管控領(lǐng)域，如接入5G 網(wǎng)絡(luò)的低能耗監(jiān)控器能長時(shí)間監(jiān)測(cè)冷鏈包裝運(yùn)輸中的溫度、濕度等，從而避免冷鏈“斷鏈”損失，保證冷鮮食品能安全到達(dá)客戶手中。

今后5G 技術(shù)的廣泛應(yīng)用與不斷發(fā)展，將會(huì)帶給人們生活水平、生產(chǎn)效率、社會(huì)治理乃至國家發(fā)展的巨大變化和便利，5G 技術(shù)將深入到人們生活的諸多方面。5G 網(wǎng)絡(luò)以其得天獨(dú)厚的五大優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于食品包裝安全管控領(lǐng)域，將為人們提供更豐富的包裝使用體驗(yàn)，使包裝行業(yè)打破局限，實(shí)現(xiàn)全面智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型。

（二）建立食品包裝安全管控大數(shù)據(jù)庫

傳統(tǒng)管控模式獲取的食品包裝安全信息比較有限，信息的獲取主要依靠和用戶的訪談、座談以及問卷調(diào)查等方式，企業(yè)作出的決策也不一定能解決所有安全問題，設(shè)計(jì)決策者也只能憑借有限的信息和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)施行主觀判斷。進(jìn)入5G 時(shí)代，大數(shù)據(jù)獲取的來源更多，技術(shù)的發(fā)展突破了時(shí)間界限和地域界限，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠和多元化。大數(shù)據(jù)庫的建立，有利于設(shè)計(jì)決策者依靠各類真實(shí)數(shù)據(jù)的分析，得出結(jié)果并作出決策。并且，由于大數(shù)據(jù)主要由計(jì)算機(jī)生成，不受制于人的主觀因素，因此，能為設(shè)計(jì)決策者提供更客觀更科學(xué)的信息，降低決策失誤的概率。

目前，我國食品及其包裝安全的相關(guān)信息不完整、碎片化，要收集這些不完整和碎片化信息并加以完善、共享、管控，整合成一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，是一個(gè)艱巨的工程。目前行業(yè)和企業(yè)均缺乏有效的管控機(jī)制，食品安全與包裝安全現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫也因生產(chǎn)廠家的不同與監(jiān)管部門的不同而相互分隔，缺乏頂層管控，甚至在一個(gè)地區(qū)內(nèi)不同級(jí)別的監(jiān)管部門間也無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效共享與監(jiān)管。隨著消費(fèi)者食品安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的提高以及信息科技的高速發(fā)展，依托5G 技術(shù)優(yōu)勢(shì)的寬容量、低延時(shí)，通過整合監(jiān)管食品與包裝生命周期不同階段的有效數(shù)據(jù)，將碎片化的信息收集整合，將不完善的信息采集完善，同時(shí)建設(shè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各階段環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)聯(lián)合與對(duì)接共享，最終構(gòu)建全方位、多角度、更完善統(tǒng)一、整合共享的安全管控大數(shù)據(jù)庫。

（三）推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用，加大信息公開

物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，是通過部署具有一定感知、計(jì)算、執(zhí)行和通信能力的各種設(shè)備，獲得物理世界的信息，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、協(xié)同和處理，從而實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間信息交換的網(wǎng)絡(luò)[9]。與4G 相比，5G 在帶寬、延時(shí)、可靠性和接入特性上能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等熱點(diǎn)技術(shù)的要求，給各行各業(yè)帶來了許多革新性的便利。如果說4G是以人為中心的“移動(dòng)互聯(lián)”，5G 則是以物為中心的“萬物互聯(lián)”。利用5G 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)包裝生命周期各環(huán)節(jié)設(shè)施設(shè)備等的智能化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售、廢棄回收等網(wǎng)絡(luò)一體化，開啟一個(gè)全新的萬物互聯(lián)時(shí)代。萬物互聯(lián)是包裝行業(yè)安全管控質(zhì)的飛躍，而5G 網(wǎng)絡(luò)是其根本推動(dòng)力。

隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)＋”的戰(zhàn)略深入，國務(wù)院發(fā)布了國辦發(fā)（2015）95 號(hào)文件，要求食用農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、稀土產(chǎn)品等重要產(chǎn)品，積極推動(dòng)建立應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)的追溯體系[10]。由于我國當(dāng)前的食品與包裝安全相關(guān)數(shù)據(jù)信息大多數(shù)掌握在企業(yè)內(nèi)部和監(jiān)管部門，沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合與共享，消費(fèi)者購買時(shí)，即使通過RFID 標(biāo)簽或二維碼進(jìn)行原產(chǎn)地溯源，也僅得到食品的安全信息，包裝是否安全、是否已影響了內(nèi)容物的質(zhì)量，仍然是未透明狀態(tài)，更談不上實(shí)現(xiàn)企業(yè)的安全管控。而隨著5G 技術(shù)不斷深入普通民眾的生活以及現(xiàn)如今媒體行業(yè)的發(fā)達(dá)，5G支撐下的物聯(lián)網(wǎng)使萬物互聯(lián)不再是夢(mèng)想，公眾對(duì)包裝安全信息公開獲取的要求也會(huì)隨之逐年急劇增長。例如，利用5G Massive MIMO 技術(shù)，基站可以對(duì)已完成物聯(lián)網(wǎng)的食品形成一個(gè)完全覆蓋的天線陣列網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了“食品”和“網(wǎng)絡(luò)”之間的直接連接。5G 認(rèn)證和5G 加密可大幅提高信息傳遞的安全性、準(zhǔn)確性。對(duì)數(shù)據(jù)獲取有需求的消費(fèi)者和企業(yè)可根據(jù)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和操作。與現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)相比，5G 物聯(lián)網(wǎng)具有更快、更方便、更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。例如，通常情況下，消費(fèi)者購買某類食品時(shí)，其包裝外觀顯示的是食品品牌、生產(chǎn)廠家、容量數(shù)量、主要成分、出廠日期、保質(zhì)期等基本信息，但通過物聯(lián)網(wǎng)使用智能技術(shù)，經(jīng)過5G 大容量高倍率傳輸，企業(yè)可將食品的生產(chǎn)加工信息、包裝安全信息、食品及包裝使用的注意事項(xiàng)和溫馨提示等加以歸類并以數(shù)據(jù)的方式儲(chǔ)存在包裝上或互聯(lián)網(wǎng)上，可通過智能手機(jī)進(jìn)行讀取，大大滿足了消費(fèi)者對(duì)食品安全信息的需求[11]。

雖然食品安全監(jiān)管部門的職責(zé)是監(jiān)管，但其即使掌握了大量數(shù)據(jù)，形成相對(duì)完善的數(shù)據(jù)庫，也無法對(duì)全國食品行業(yè)中每天發(fā)生的各種安全事件都提出解決方案。5G 物聯(lián)網(wǎng)開啟了全民共治的時(shí)代，消費(fèi)者獲取了食品與包裝安全的全方位數(shù)據(jù)，企業(yè)和消費(fèi)者一起參與進(jìn)來，就能不斷提高食品安全水平。通過物聯(lián)網(wǎng)獲取包裝生命周期各階段的安全管控?cái)?shù)據(jù)庫信息，為消費(fèi)者提供方便快捷的數(shù)據(jù)檢索方式，方便消費(fèi)者安全使用，不僅全方位保障了消費(fèi)者的食用安全，也推動(dòng)了包裝企業(yè)對(duì)食品包裝安全的重視，方便食品生產(chǎn)廠家及時(shí)召回問題產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)共享的目的也在于有效使用、全社會(huì)參與、社會(huì)監(jiān)督評(píng)判。5G 在物聯(lián)網(wǎng)中的融合應(yīng)用將大幅提升網(wǎng)絡(luò)的容量和接入設(shè)備的數(shù)量，為物聯(lián)網(wǎng)提供新的互聯(lián)接入方式，使物聯(lián)網(wǎng)擁有更快的速度、更豐富的信息、更高的安全性和更經(jīng)濟(jì)的效益。構(gòu)建更好的物聯(lián)網(wǎng)方案，包裝安全的信息管控將更加方便、快速、全方位，這也將改變我們對(duì)包裝的傳統(tǒng)認(rèn)知方式，讓包裝不僅具有保護(hù)和方便儲(chǔ)運(yùn)功能，還成為產(chǎn)品與消費(fèi)者溝通的橋梁。5G 技術(shù)仍在不斷完善發(fā)展，其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用必將成為其發(fā)展的一大亮點(diǎn)，龐大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈提供了食品及其包裝生命周期海量的數(shù)據(jù)對(duì)接和交換，在源頭上切除了各種食品安全隱患，對(duì)食品安全進(jìn)行有效管控，滿足人們的健康需求。

（四）“5G+智能包裝”提供給消費(fèi)者更安全的使用體驗(yàn)

1. 5G+RFID，實(shí)現(xiàn)食品運(yùn)輸安全管控

包裝信息的不全面，會(huì)給運(yùn)輸過程各環(huán)節(jié)帶來不便，甚至出現(xiàn)配送錯(cuò)誤。依托5G 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，物流運(yùn)輸過程采用包裝掃描識(shí)別并通過計(jì)算機(jī)管理物品，將會(huì)更加節(jié)省時(shí)間，效率更高，物品得到更加安全的控制。依附于食品包裝上的RFID 電子標(biāo)簽作為一種智能管控方式，不僅能夠?qū)\(yùn)輸環(huán)節(jié)上的食品包裝信息進(jìn)行全方位跟蹤管理，還能通過管理控制中心對(duì)運(yùn)輸中的食品信息進(jìn)行調(diào)整和管理，從而方便食品的安全運(yùn)輸管理。此外，通過融合現(xiàn)代信息技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)，還可構(gòu)建一個(gè)智能型的食品物流管理體系。例如，食品在流通過程中，都要經(jīng)過生產(chǎn)出廠、區(qū)域配送、商店零售或網(wǎng)購零售之后配送三個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)流通過程中，食品包裝是否有安全隱患，能否安全、快速、準(zhǔn)確地到達(dá)消費(fèi)者手中，是否有足夠的防護(hù)措施保證內(nèi)容物的安全，多個(gè)零售店之間能否信息互通、資源共享、及時(shí)配貨調(diào)貨，這在以前是難以監(jiān)管的；現(xiàn)在通過在包裝上設(shè)置RFID 電子標(biāo)簽，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)的信息互聯(lián)，生產(chǎn)企業(yè)就可以進(jìn)行管控，這樣就可以提高食品包裝安全防護(hù)的可視性和可跟蹤性。

2. 5G+AR，帶給消費(fèi)者安全使用體驗(yàn)

AR 技術(shù)即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的視、聽、力、觸和動(dòng)等感覺利用計(jì)算機(jī)模擬仿真后再疊加，生成一種逼真的虛擬環(huán)境，在同一個(gè)畫面和空間里同時(shí)疊加了真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)和虛擬的影像，被人類感官所感知，并通過傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，達(dá)成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。AR 應(yīng)用在包裝上，增強(qiáng)了與消費(fèi)者的互動(dòng)，互動(dòng)方式也從二維平面轉(zhuǎn)變?yōu)槿S動(dòng)態(tài)。消費(fèi)者只需用智能手機(jī)掃一掃，就能看到動(dòng)態(tài)的三維形象。例如，IBM公司開發(fā)了一款A(yù)R 購物助手軟件，超市里每個(gè)產(chǎn)品上都安放了特殊AR 標(biāo)識(shí)，利用AR 技術(shù)能夠有效擴(kuò)大信息承載量的優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)者只需用手機(jī)掃描讀取，就可以獲取商品的詳細(xì)信息，消費(fèi)者可選擇性收看更多精準(zhǔn)的產(chǎn)品信息和三維動(dòng)態(tài)的畫面，這種互動(dòng)性更好的消費(fèi)方式給超市購物帶來了全新的變革，獲得更多發(fā)展空間。AR 技術(shù)帶來的這種可自由選擇互動(dòng)體驗(yàn)和信息隱藏的方式，如果將之用于食品包裝的安全管控上，可以使消費(fèi)者更直觀地獲取食品及其包裝相關(guān)信息[12]。

AR 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)一是可以將食品以及包裝生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的安全信息可視化，方便消費(fèi)者作出是否購買的決策。此外，消費(fèi)者可根據(jù)自己的需要，有選擇地獲取食品詳細(xì)信息，完全以消費(fèi)者為主體而非強(qiáng)制性輸入，實(shí)現(xiàn)智能增強(qiáng)，人們有自主選擇信息的權(quán)利。如圖4 所示，麥當(dāng)勞運(yùn)用AR 技術(shù)，推出了一款快餐食品包裝，消費(fèi)者購買商品后，只需用手機(jī)掃描包裝進(jìn)入虛擬場(chǎng)景，就可以獲得食材的來源、生產(chǎn)制作的過程，甚至可以查詢到供應(yīng)食材的農(nóng)民情況。此外，消費(fèi)者也能夠通過生動(dòng)的動(dòng)畫演示，看到食品生產(chǎn)背后的故事。生產(chǎn)方通過向消費(fèi)者透明化生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)，讓消費(fèi)者放心食用。

圖4 麥當(dāng)勞AR 包裝

二是在包裝開啟以及使用環(huán)節(jié)，通過三維的視頻方式，讓消費(fèi)者安全地開啟包裝以及安全地使用食品。例如，亨氏番茄醬包裝就運(yùn)用AR 技術(shù)讓消費(fèi)者了解產(chǎn)品的詳細(xì)使用說明、搭配建議以及烹飪技巧，告知消費(fèi)者更安全合理的食用方式，這對(duì)于包裝而言是一種功能上的延伸拓展，大大豐富了包裝的信息承載量和互動(dòng)方式。

5G 與AR 聯(lián)合，可以大幅度提升AR 傳輸數(shù)據(jù)量，能給同時(shí)使用多個(gè)天線的MIMO 系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端提供高頻毫米波技術(shù)、多頻譜能力。在AR 體驗(yàn)方面，5G 大寬帶可提升3D 模型等多媒體內(nèi)容的實(shí)時(shí)加載速度，無需提前下載到本地，需要時(shí)直接從云端加載；而在快速移動(dòng)的場(chǎng)景中，5G 保障了毫秒級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步的穩(wěn)定性，讓AR終端畫面更流暢。憑借5G 的低時(shí)延優(yōu)勢(shì)，以及云端服務(wù)器的強(qiáng)大性能，制作3D 畫面時(shí)，可將渲染任務(wù)放到服務(wù)器端，再以視頻流的形式傳回本地AR 設(shè)備上，這樣可讓移動(dòng)芯片的AR 設(shè)備也能顯示出頂級(jí)的畫質(zhì)，極大地增強(qiáng)用戶的真實(shí)體驗(yàn)感。

5G 支撐下的AR 應(yīng)用，將使更輕便、更高分辨率、更大視場(chǎng)、3D 立體、高幀率更連續(xù)的畫面內(nèi)容成為未來發(fā)展趨勢(shì)，低延時(shí)編碼、高算力云渲染、光纖和5G 雙千兆網(wǎng)絡(luò)高帶寬低時(shí)延能力是未來AR 發(fā)展的技術(shù)支撐保障。

3. 5G+VR，提供更多互動(dòng)形式

VR 即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合，是未來仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向。VR 技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面，不僅可由計(jì)算機(jī)生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像，還有聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、力覺、運(yùn)動(dòng)等多感知性，可收集人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、眼睛、手勢(shì)或其他人體行為動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)來處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官[13]。

將VR 技術(shù)運(yùn)用于包裝，通過虛擬仿真，模擬包裝開啟使用的正確方式，消費(fèi)者可模擬感知食品的味覺、觸覺，獲得安全貼心的體驗(yàn)。甚至還有部分包裝，通過多功能再利用設(shè)計(jì)，將使用后的包裝制作成VR 穿戴設(shè)備，提供給消費(fèi)者更多互動(dòng)形式，從包裝生命周期的角度來看，有利于包裝使用之后的環(huán)境安全，具有可持續(xù)意義。例如圖5，可口可樂為延長其包裝生命周期，立足于環(huán)保，在包裝箱上按照畫好的模型線裁剪組裝，就可以制作成VR 頭盔?？煽诳蓸废Ｍㄟ^這種有趣的方式，來讓大家多利用其包裝，減少浪費(fèi)，達(dá)到環(huán)境安全的目的。

圖5 可口可樂VR 包裝

由于VR 技術(shù)以及整個(gè)行業(yè)配套的不夠成熟，數(shù)據(jù)大，對(duì)網(wǎng)速帶寬要求高，導(dǎo)致VR 產(chǎn)品存在續(xù)航力差、眩暈、卡頓等問題，無法給用戶帶來非常舒適的使用體驗(yàn)，也嚴(yán)重制約了VR 技術(shù)的推廣使用。導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)的一個(gè)根本原因是4G 帶寬不夠，無法支持VR 的流暢使用。5G 投入使用后，借助低時(shí)延、高帶寬的優(yōu)點(diǎn)，再加上VR 在硬件技術(shù)、虛擬場(chǎng)景的建模技術(shù)、多感知技術(shù)以及自然交互技術(shù)上的進(jìn)步成熟，本地終端設(shè)備不需要有超大的存儲(chǔ)能力和強(qiáng)大的配置，消費(fèi)者只需要購買相匹配的帶寬、時(shí)長和空間，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接訪問主機(jī)，即可獲得模擬真實(shí)的多感官互動(dòng)體驗(yàn)。

在現(xiàn)代生活中，琳瑯滿目的包裝已滲透到人們生活的方方面面。5G 時(shí)代的到來，不僅將推動(dòng)各行各業(yè)技術(shù)的跨越式進(jìn)步，憑借其高傳輸速率、低時(shí)延、海量接入性、高傳輸安全性、功耗較低等優(yōu)異特性，運(yùn)用于包裝行業(yè)的智能管控升級(jí)，降低包裝安全管控的技術(shù)成本，推動(dòng)食品、包裝、環(huán)境等的一體化互聯(lián)，打造高智能、全自動(dòng)、多互動(dòng)的食品包裝安全管控體系。未來，食品包裝安全管控會(huì)將智能制造、智能標(biāo)簽、智能應(yīng)用與移動(dòng)互聯(lián)、電子商務(wù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，構(gòu)建食品包裝智能管控體系，推動(dòng)包裝從美化商品和保護(hù)商品的基礎(chǔ)功能，向包裝信息與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)、進(jìn)行數(shù)字識(shí)別轉(zhuǎn)變，向快速服務(wù)網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者轉(zhuǎn)變，向多維互動(dòng)與安全體驗(yàn)轉(zhuǎn)變。5G 技術(shù)的應(yīng)用將為包裝行業(yè)帶來全新的轉(zhuǎn)型升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的裂變式發(fā)展[14]。