用控制論的觀點看HACCP體系

張壯耘

（云南出入境檢驗檢疫局）

 

摘 要：撇開各自的形態(tài)特點，HACCP體系與自動機(jī)器、生命和社會等系統(tǒng)一樣，都可以看作是一個控制系統(tǒng)。它全面地應(yīng)用了給定、檢測、比較、調(diào)節(jié)的閉環(huán)反饋控制，還著重強(qiáng)調(diào)了防止有害輸出的保護(hù)環(huán)節(jié)，這正是食品安全體系不同于一般管理體系的重點所在。

關(guān)鍵詞：HACCP體系；控制論；原理；應(yīng)用；保護(hù)

 

1 引言

控制論即Cybernetics，來自希臘語，原意為掌舵術(shù)，包含了調(diào)節(jié)、操縱、管理、指揮、監(jiān)督等多方面的涵義�？刂普撌褂孟到y(tǒng)和過程的方法研究和解決問題。在對被控對象進(jìn)行分析了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)定要求，通過調(diào)整被控對象特性、增加控制環(huán)節(jié)、調(diào)節(jié)參數(shù)、使用信號反饋等方法，得到穩(wěn)定和合格的輸出。

經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，控制論已經(jīng)相當(dāng)成熟，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中。無論自動機(jī)器，還是神經(jīng)系統(tǒng)、生命系統(tǒng)，以至經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、管理體系、HACCP體系，撇開各自的形態(tài)特點，都可以看作是一個控制系統(tǒng)。本文嘗試以控制論的觀點和方法，探討和理解HACCP體系的特點及應(yīng)用。

 

2 HACCP體系的特點和原理

 

HACCP各原理都分別體現(xiàn)了一定的控制原理和方法，分述如下。

“原理1 進(jìn)行危害分析。”——也就是信號分析，針對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，就特定有害分量的來源、輸入輸出的變化等進(jìn)行的分析�？刂葡到y(tǒng)中的變量通常分為可調(diào)節(jié)和不可調(diào)節(jié)兩類，有害分量也是這樣的。

“原理2 確定關(guān)鍵控制點。”——選擇適宜的環(huán)節(jié)或增加專門環(huán)節(jié)對各有害分量實施有效控制，使有害分量降低到可以接受的范圍。由于有害分量往往是不可直接調(diào)節(jié)的，經(jīng)常還是不能或不便于直接測量的，需要轉(zhuǎn)化為一個或幾個過程變量來加以監(jiān)測和調(diào)節(jié)。為保證效果，通常采用有反饋的閉環(huán)節(jié)控制。

本原理確定了HACCP計劃的實際執(zhí)行環(huán)節(jié)，CCP設(shè)立是否科學(xué)、操作是否合理，是否導(dǎo)致保護(hù)環(huán)節(jié)經(jīng)常動作，直接決定了HACCP計劃的實用性。不同產(chǎn)品在不同生產(chǎn)環(huán)境下，危害的來源及發(fā)展變化規(guī)律都不盡相同，應(yīng)該采用什么控制方法、控制什么變量、如何設(shè)定調(diào)節(jié)規(guī)律和調(diào)節(jié)參數(shù)等，都有很大的差異。因此HACCP應(yīng)用規(guī)則和指南中，只重點陳述了如何判定一個步驟是否為CCP，而沒有對各CCP的控制和操作規(guī)程作具體要求。這就象ISO9000對于生產(chǎn)和服務(wù)提供過程的控制，只用了7.5.1和7.5.2兩個條款一樣。但并不影響這部分內(nèi)容成為實際應(yīng)用的重點。

“原理3 建立關(guān)鍵限值。”——基于危害控制的目的，CCP內(nèi)通常采用保守控制規(guī)律，并且設(shè)立限值CL來保證控制的有效性。CL值既是CCP操作人員的控制底限，也是保護(hù)環(huán)節(jié)啟動的臨界值。

“原理4 建立CCP的監(jiān)控體系；原理5 建立糾偏行動，以便當(dāng)監(jiān)控表明某個特定的CCP失控時采用。”——根據(jù)關(guān)鍵限值為各CCP輸出設(shè)立保護(hù)環(huán)節(jié)，一旦超限立即屏蔽輸出。

“原理6 建立驗證程序，以確認(rèn)HACCP體系運行的有效性；原理7 建立有關(guān)上述原理及其在應(yīng)用中的所有程序和記錄的文件系統(tǒng)。”——這是將控制系統(tǒng)設(shè)計固化下來，按需驗證其有效性，并記錄其運行參數(shù)，這是對控制系統(tǒng)設(shè)計和運行效果評價的要求。

3 HACCP體系的應(yīng)用

控制系統(tǒng)的設(shè)計通常包括以下幾個步驟：確定設(shè)計要求；進(jìn)行系統(tǒng)辨識；進(jìn)行信號分析；設(shè)立（選擇）控制環(huán)節(jié)；確定控制規(guī)律和參數(shù)；設(shè)立保護(hù)環(huán)節(jié)；測試驗證設(shè)計效果。

這與“HACCP體系的應(yīng)用邏輯順序”具有較強(qiáng)的一致性。通過對HACCP應(yīng)用邏輯流程圖的分析，可以更好地幫助我們從系統(tǒng)的角度認(rèn)識和理解HACCP體系應(yīng)用中的許多問題（圖2）。

 

4 HACCP體系的應(yīng)用中的幾個具體問題

4.1 可調(diào)節(jié)變量和不可調(diào)節(jié)變量

跟所有控制系統(tǒng)一樣，HACCP體系內(nèi)也存在著兩類變量：一類是可以調(diào)節(jié)的，另一類是不可調(diào)節(jié)的。不可調(diào)節(jié)的變量又分為“可以轉(zhuǎn)換后間接調(diào)節(jié)的”和“無法調(diào)節(jié)”的兩種。如電壓、電流、pH值等是可以直接調(diào)節(jié)的量；加工過程中微生物的滋生速度不可直接調(diào)節(jié)，需要轉(zhuǎn)化為溫度、濕度等滋生環(huán)境變量來實現(xiàn)調(diào)節(jié)；原料中的農(nóng)獸藥殘留，是不可調(diào)節(jié)的，也不能轉(zhuǎn)化為其他變量來實現(xiàn)調(diào)節(jié)，只能對產(chǎn)品篩選剔除。

4.2 結(jié)果控制和過程控制

如果一個環(huán)節(jié)要控制的目標(biāo)變量便于及時測量，就可依據(jù)測得的目標(biāo)變量值和要求值的差，及時進(jìn)行調(diào)節(jié)操作，這是直接針對結(jié)果（輸出）的控制，我們把它叫做結(jié)果控制。對可調(diào)節(jié)變量的結(jié)果控制，僅需根據(jù)要求值設(shè)定調(diào)節(jié)的規(guī)律和參數(shù)即可；對于不可調(diào)節(jié)變量的結(jié)果控制，只能根據(jù)測量值是否在要求限值的范圍內(nèi)，做出是否提交輸出（產(chǎn)品）的選擇，是最無奈控制模式，這種篩選型控制也叫做0-1控制。比如穩(wěn)壓系統(tǒng)的輸出電壓是便于測量的，只要監(jiān)視輸出電壓，跟給定值進(jìn)行比較，并據(jù)此進(jìn)行調(diào)節(jié)即可，是典型的結(jié)果控制。對于野生菌原料中超過2mm金屬異物的控制，雖能測量，但無法調(diào)節(jié)，只能采用篩選型控制。

當(dāng)我們對不能或不便及時檢測的目標(biāo)變量實施控制時，就不能采用直接的結(jié)果控制了。需要將對目標(biāo)變量的要求，轉(zhuǎn)化為它形成的生產(chǎn)條件來進(jìn)行控制。由于不是直接針對結(jié)果（輸出），而是針對生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)條件（過程變量）進(jìn)行的控制，所以叫做過程控制。過程控制是間接控制，嚴(yán)格地說，過程控制系統(tǒng)只是局部閉環(huán)系統(tǒng)。比如罐頭食品的熱力殺菌，由于不能及時檢測目標(biāo)變量的商業(yè)無菌，就根據(jù)產(chǎn)品的特性轉(zhuǎn)化為中心溫度和持續(xù)時間；但中心溫度仍不便檢測，再次通過熱穿透和熱分布實驗，轉(zhuǎn)化為殺菌鍋的溫度、蒸氣量、持續(xù)時間和罐頭的最大裝罐量4個過程參數(shù)來加以控制，是典型的過程控制。

相對于結(jié)果控制而言，過程控制較難實現(xiàn)、更難管理。工業(yè)制成品質(zhì)量均勻、便于檢測是否合格，通常能采用結(jié)果控制法。而食品危害的發(fā)生具有很大的個體差異性，抽樣風(fēng)險不易控制，檢測周期長，通常只能采用過程控制法。

4.3 監(jiān)控與操作讀數(shù)

每個CCP都是一個小的控制系統(tǒng)，為了控制危害水平，通常CCP內(nèi)都采用閉環(huán)的過程控制。即不但要操作調(diào)節(jié)控制變量，還要對受控變量進(jìn)行監(jiān)測讀數(shù)，并根據(jù)讀數(shù)和預(yù)定操作參數(shù)的差，決定調(diào)節(jié)的方向和幅度。但這個讀數(shù)是為操作服務(wù)的，是操作的一部分，是CCP的內(nèi)部環(huán)節(jié)，而不是整體意義上的HACCP監(jiān)控。根據(jù)HACCP應(yīng)用準(zhǔn)則和指南對監(jiān)控的定義，“監(jiān)控是為了評估CCP是否處于受控狀態(tài)而對被控參數(shù)所做的有計劃的觀察或測量活動”，是對CCP的運行狀況和運行輸出的監(jiān)控，是保護(hù)環(huán)節(jié)的重要組成部分（見圖3）。

因此，一旦操作讀數(shù)出現(xiàn)偏差，只要操作人員按計劃采取糾正和糾正措施，并沒有提交有疑問的產(chǎn)品，那么CCP仍然處于受控狀態(tài)。只有當(dāng)CCP提交了超限的產(chǎn)品，才視為出現(xiàn)偏離，構(gòu)成CCP失控。基于這樣的認(rèn)識，才能解釋FDA的21 CRF PART 120和123法規(guī)中，要求“糾偏行動的法規(guī)計劃”對HACCP計劃進(jìn)行重新評估以確定是否需要修改的規(guī)定。

在實際應(yīng)用中，將監(jiān)控理解為操作讀數(shù)是一個比較常見的問題。由于用操作來代替監(jiān)控，實際上并未真正設(shè)立保護(hù)環(huán)節(jié)，將HACCP變成了一個常規(guī)的控制系統(tǒng)，沒有體現(xiàn)食品安全體系的特點和HACCP的精神。盡管所有的文件都齊全，總歸不是一個完整的HACCP系統(tǒng)。而且由于將任何情況下的參數(shù)超限理解為偏離，頻繁啟動糾偏行動，也會干擾了HACCP體系的正常運行。

以食品中的金屬危害控制為例，對于不能用高磁通去除金屬雜質(zhì)的食品，金探環(huán)節(jié)就是專為控制金屬危害而設(shè)立的CCP，操作人員的日常工作就是用金探儀探測產(chǎn)品中是否混有超限的金屬雜質(zhì)。由于金屬雜質(zhì)含量是不可調(diào)節(jié)的量，CCP只能采用最無奈的0-1篩選控制。操作人員的工作是以檢測為主，常常被天經(jīng)地義地理解為HACCP的監(jiān)控行為。只要對照上面的圖3，很容易識別這只是一個CCP控制活動。真正的監(jiān)控，應(yīng)該是對金探環(huán)節(jié)人員操作狀況以及金探儀運行狀態(tài)的監(jiān)督。

如果操作人員正常檢查中，儀器出現(xiàn)報警，操作人員將相關(guān)產(chǎn)品隔離并交加工人員反工，這是CCP正常運行中的糾正行為，不表示CCP失控。如果監(jiān)控人員檢查時發(fā)現(xiàn)操作人員沒有按時校準(zhǔn)金探儀，且在現(xiàn)場校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)儀器靈敏度降低，這就表示可能已經(jīng)放行了超限產(chǎn)品、出現(xiàn)偏離，這是CCP失控，應(yīng)該啟動糾偏計劃，將上次設(shè)備校準(zhǔn)之后的全部產(chǎn)品重新處置。

4.4 關(guān)鍵限值CL和操作限值OL

操作是每個控制環(huán)節(jié)（不論是否CCP）調(diào)節(jié)變量的活動。為了操作的規(guī)范，經(jīng)常需要制定崗位操作指南，預(yù)先確定變量的調(diào)節(jié)規(guī)律和一組調(diào)節(jié)參數(shù)，習(xí)慣上人們會將這些參數(shù)叫做操作限值OL。對于CCP上的操作人員，只要按照操作指南上既定的調(diào)節(jié)規(guī)律和參數(shù)操作，一般情況下就可以保證變量不會超過CL值，二者存在一定的聯(lián)系。由于OL不限于設(shè)立在CCP上，而且不一定是為了食品安全目的設(shè)定，通常也不是產(chǎn)品可否接收的臨界值，二者的區(qū)別也是明顯的，不能混淆起來。

為了正確貫徹HACCP計劃，CL應(yīng)該是為操作人員、監(jiān)控人員和管理人員共同認(rèn)知的、統(tǒng)一的限值指標(biāo)。OL最好不要以限值的方式出現(xiàn)在HACCP計劃中，以其本來面目——過程參數(shù)的方式出現(xiàn)操作指南中較為合適。2004年5月美國農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗局FSIS官員考察我國肉類衛(wèi)生控制體系時，就引起誤解，提出CL值只能有一個，應(yīng)該按照HACCP文件實施，無需人為調(diào)高（認(rèn)證認(rèn)可工作簡報2004第9期）。

4.5 CCP和特殊過程

從控制論的角度看，ISO9000的特殊過程與CCP在控制上是基本相同的。ISO9000管理體系中，對于形成的產(chǎn)品是否合格不易或不能經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行驗證的過程，通常稱為“特殊過程”。采用對特殊過程（包括設(shè)備、人員、操作規(guī)程、工藝參數(shù)、記錄等）進(jìn)行確認(rèn)的方法，來確保輸出能持續(xù)穩(wěn)定滿足要求。換句話說，跟CCP一樣在不能或不便采用結(jié)果控制時，都轉(zhuǎn)而采用過程控制法。差別在于CCP點上還要建立保護(hù)環(huán)節(jié)（設(shè)定CL值，設(shè)立監(jiān)控程序，如圖3），這也是HACCP體系的重點和特點所在。因此，雖然二者是相容的，但再完備的ISO9000管理體系也不能取代HACCP體系。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] CAC: HAZARD ANALYSIS AND CRITICAL CONTROL POINT SYSTEM AND GUIDELINES FOR ITS APPLICATION, Annex to CAC/PCP1-1069,Rev.3(1997)

[2] FDA/USDA/NACMCF: HAZARD ANALYSIS AND CRITICAL CONTROL POINT PRINCIPLES AND APPLICATION GUIDELINES, Adopted August 14, 1997

[3] FDA: HAZARD ANALYSIS AND CRITICAL CONTROL POINT (HACCP):Procedures for the Safe and Sanitary Processing and Importing of Juice, 21 CFR Part 120, April 24, 1998

[4] FDA: FISH AND FISHERIES PRODUCTS HAZARDS AND CONTROLS GUIDANCE, 21 CFR Part 123, Third Edition June 2001

[5] CNCA. 食品安全控制與衛(wèi)生注冊評審, 知識產(chǎn)權(quán)出版社, 2002

[6] 李懷林. ISO9000質(zhì)量管理體系國家注冊審核員培訓(xùn)教程, 2004

[7] CNCA. 認(rèn)證認(rèn)可工作簡報, 2004第9期

 

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