水果供应链中食品追溯系统的功能与非功能需求研究：基于数据质量与适应性的整合框架

推荐：本研究针对水果供应链中食品追溯系统(FTS)缺乏非功能需求(NFRs)和数据质量考量的问题，通过利益相关者访谈、文献分析与标准整合，首次提出包含12项功能需求(FRs)和6项非功能需求的系统性框架，解决了异构数据集成、审计效率提升等产业痛点，为FTS开发评估提供标准化依据。

　　

在全球食品安全形势日益严峻的背景下，水果供应链面临追溯效率低下、数据孤岛等挑战。消费者愿为可追溯食品支付32%溢价，但现有食品追溯系统(FTS)普遍存在功能碎片化、忽视数据质量等问题。南非西开普省落叶水果产业作为典型案例，其供应链涉及农场、包装厂等多环节，存在TRU（可追溯资源单元）标识不统一、审计报告生成耗时等痛点。

针对上述问题，Stellenbosch大学的研究团队在《Food Control》发表研究，通过半结构化访谈（涉及认证机构、包装厂等7类主体）、ISO/IEC 25012数据质量模型和系统工程方法，构建了首个同时涵盖功能与非功能需求的FTS框架。研究采用主题分析法处理访谈数据，结合GS1等国际标准，最终形成18项系统需求。

研究结果部分：

1. 食品追溯系统背景：揭示水果供应链三大特征——目标市场法规差异导致的多样性（如欧盟与亚洲的植物检疫要求差异）、TRU转换的复杂性（如纸箱→托盘→集装箱的层级关系），以及数据孤岛现象（67%受访企业使用独立信息系统）。

2. 需求分析：识别8项核心需求，其中N4（聚合追溯信息访问）和N7（系统灵活性）为新增维度。首次将ISO/IEC 25012的15项数据质量特性（如DQR11数据可追溯性）转化为系统需求。

3. 系统需求：

• 功能需求：FR4（自主数据摄取）支持预摄取与按需摄取双模式，解决农场数字化程度差异问题；FR7引入AI质量检测（如基于规则的温度异常识别）。
• 非功能需求：NFR5（可维护性）要求模块化设计以适应BRCGS等动态标准，NFR6（灵活性）确保系统可在资源受限的中小企业部署。

1. 讨论：相较GS1标准，本框架新增适应性需求（如处理RFID与条码混用场景），将审计报告生成时间从行业平均6小时压缩至4小时内。深度（供应链覆盖范围）和精度（TRU粒度）等指标首次被量化为可评估参数。

该研究突破性地将软件工程SQuaRE模型引入食品领域，其需求框架已应用于南非鲜梨出口供应链，使追溯审计效率提升40%。未来可通过制定行业特定的目标值（如DQR5数据时效性≤1小时），进一步推动标准化进程。论文提出的"数据质量-功能需求"映射矩阵，为区块链等新技术在食品追溯中的应用提供了理论基础。