现代信息技术在仓库管理中的应用

第十章现代信息技术在仓库管理中的应用本章学习目标：通过本章学习，了解条码技术的基本概念、分类；掌握条码技术在仓储管理中的应用，熟悉仓储管理信息系统的构成及功能，掌握管理信息系统在仓储管理中的应用。第一节条码技术及其应用条码（BarCode）技术或称为BC技术是在计算机应用中产生并发展起来的，广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域的一种自动识别技术，具有输入速度快、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。条码技术在仓储业的自动化立体仓库中发挥着重要作用，特别是对于小型物品的管理和入库不均衡的物品管理更显示出其优越性。一、条码技术概述（一）条码的基本概念（1）条码条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。（2）码制条和空的安排方式称做符号法，符号法有多种。条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成。常用的一维码的码制包括：EAN码、39码、交插25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。UPC条码由美国统一代码委员会制定，主要流行于北美。EAN条码是国际通用符号体系，是一种定长、无含义的条码，主要用于商品标识。39码是一种带有自我检查功能的字母与数字的符号法，它可以提供不同的长度并有高度的资料保密效能，在工业、医药和政府部门中很流行。128码是可以代表所有的ASCⅡ并有高密度和高度的资料保密效能。93码是一种类似于39码的条码，密度较高，能够代替39码。25码主要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编码等。Codabar码主要应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理。（3）条码字符集条码字符集是指某种码制所表示的全部字符的集合。（4）连续性与非连续性条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔，相反，非连续性是指每个条码字符之间存在间隔。（5）定长条码与非定长条码定长条码是指仅能表示固定字符个数的条码。非定长条码是指能表示可变字符个数的条码。例如：EAN/UPC码是定长条码，它们的标准版仅能表示12个字符，39码为非定长条码。（二）条码的基本术语为了方便对条码技术的理解，特将条码技术中的一些术语和解释介绍如下。表10－1条码的基本术语条码由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。条码系统由条码符号设计、制作及扫描识读组成的自动识别系统。条/空条码中反射率较低的部分/条码中反射率较高的部分。空白区条码起始符、终止符两端外侧与空的反射率相同的限定区域。保护框围绕条码且与条反射率相同的边或框。起始符位于条码起始位置的若干条与空。终止符位于条码终止位置的若干条与空。中间分隔符位于条码中间位置用来分隔数据段的若干条与空。条码字符表示一个字符的若干空与条。条码数据符表示特定信息的条码字符。条码校验符表示校验码的条码字符。条码填充符不表示特定信息的条码字符。条高垂直于单元宽度方向的条的高度尺寸。条宽条码字符中的条的宽度尺寸。空宽条码字符的中空的宽度尺寸。条宽比条码中最宽条与最窄条的宽度比。条码长度从条码起始符前缘到终止符后缘的长度。长高比条码长度与条高的比。条码密度单位长度的条码所表示的条码字符的个数。模块模块组配编码法组成条码字符的基本单位。条码字符间隔相邻条码字符间不表示特定信息且与空的反射率相同的区域。单元构成条码字符的条或空。连续型条码没有条码字符间隔的条码。非连续型条码有条码字符间隔的条码。双向条码左右两端均可作为扫描起点的条码。附加条码表示附加信息的条码。自校验码条码字符本身具有校验功能的条码。定长条码条码字符个数固定的条码。非定长条码条码字符个数不固定的条码。条码字符集某种条码所能表示的条码字符集合。UPC条码美国统一代码委员会制定的一种代码。它是定长的、连续型的四种单元宽度的一维条码。包括UPC-A码和UPC-E码两种类型。表示的字符集：数字：0～9。供人识别字符位于条码符的下方，与相应的条码字符相对应的、用于供人识别的字符。（三）条码的构成和分类（1）条码的构成一个完整的条码的组成次序依次为：空白区（前）、起始符、数据符、校验符（可选）和终止符以及供人识读字符、空白区（后）组成，如图10-1所示。图10－1条码符号的结构空白区是指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使阅读器进入准备阅读的状态，当两个条码相距较近时，空白区有助于对它们加以区分。起始、终止符指位于条码开始和结束的若干条与空，标志条码的开始和结束，同时提供了码制识别信息和阅读方向供人识读字符的信息。数据符是指位于条码中间的条、空结构，它包含条码所表达的特定信息。构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空。（2）条码的分类条码可分为一维条码和二维条码。1）一维条码一维条码是通常我们所说的传统条码。一维条码按照应用可分为商品条码和物流条码。商品条码是以直接向消费者销售的商品为对象，以单个商品为单位使用的条码。它由13位数字组成，最前面的两个数字表示国家或地区的代码，中国的代码是69，接着的5个数字表示生产厂家的代码，其后的5个数字表示商品品种的代码，最后的1个数字用来防止机器发生误读错误。商品条码包括EAN码和UPC码。物流条码是物流过程中以商品为对象以集合包装商品为单位使用的条码。标准物流条码由14位数字组成，除了第1位数字之外其余13位数字代表的意思与商品条形码相同。物流条形码第1位数字表示物流识别代码。物流条码包括128码、ITF码、39码、库德巴（Codabar）码等。2）二维条码一维条码所携带的信息量有限，如商品上的条码仅能容纳13位（EAN-13码）阿拉伯数字，更多的信息只能依赖商品数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就没有意义了，因此在一定程度上也限制了条码的应用范围。基于这个原因，在90年代发明了二维条码。二维条码除了具有一维条码的优点外，同时还有信息量大、可靠性高，保密、防伪性强等优点。目前二维条码主要有PDF417码、Code49码、Code16K码、DataMatrix码、MaxiCode码等，主要分为堆积或层排式和棋盘或矩阵式两大类。二维条码作为一种新的信息存储和传递技术，从诞生之时就受到了国际社会的广泛关注。经过几年的努力，现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。二维条码依靠其庞大的信息携带量，能够把过去使用一维条码时存储于后台数据库中的信息包含在条码中，可以直接通过阅读条码得到相应的信息，并且二维条码还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。二维条码可把照片、指纹编制于其中，可有效地解决证件的可机读和防伪问题。因此，可广泛应用于护照、身份证、行车证、军人证、健康证、保险卡等。美国亚利桑纳州等十多个州的驾驶证、美国军人证、军人医疗证等在几年前就已采用了PDF417技术。将证件上的个人信息及照片编在二维条码中，不但可以实现身份证的自动识读，而且可以有效的防止伪冒证件事件发生。菲律宾、埃及、巴林等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用了二维条码，我国香港特区护照上也采用了二维条码技术。另外在海关报关单、长途货运单、税务报表、保险登记表上也都有使用二维条码技术来解决数据输入及防止伪造、删改表格的例子。在我国部分地区注册会计师证和汽车销售及售后服务等方面，二维条码也得到了初步的应用。（四）条码的优点（1）可靠准确据资料统计，键盘输入平均每300个字符一个错误，而条形码输入平均每15000个字符一个错误，如果加上校验位出错率是千万分之一。（2）数据输入速度快采用键盘输入，一个每分钟打90个自的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码识别，做同样的工作只需要0.3秒，速度提高了5倍。（3）经济便宜与其他自动化识别技术相比较，推广应用条码技术所需费用较低。（4）灵活实用条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。（5）自由度大识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大的多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分欠缺，仍可以从正常部分输入正确的信息。（6）设备简单条码符号识别设备结构简单，操作容易，无需专门训练。（7）易于制作可印刷，条码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求。（五）条码的编码技术条码是利用条纹和间隔或宽窄条纹（间隔）构成二进制的“0”和“1”，并以它们的组合来表示某个数字或字符，反映某种信息。由于计算机设备只能识别二进制数据，条码符号作为一种为计算机信息处理而提供的光电扫描信息图形符号，也应满足计算机二进制的要求。条码的编码方法就是要通过设计条码中条与空的排列组合来表示不同的二进制数据。不同码制的条码在编码方式上有所不同，主要有宽度调节法和模块组合法。按宽度调节法方式编码时，是以窄元素(条纹或间隔)表示逻辑值“0”，宽元素(条纹或间隔)表示逻辑值“l”。宽元素通常是窄元素的二至三倍。对于两个相邻的二进制数位，由条纹到间隔或由间隔到条纹，均存在着明显的印刷界限。39条码、库德巴条码及常用的25条码、交插25条码均属宽度调节型条码。按模块组合法方式编码时，指条码符号中，条与空是由标准宽度的模块组合而成。一个标准宽度的条模块表示二进制的“1”，而一个标准宽度的空模块表示二进制的“0”。EAN条码、UPC条码均属模块式组合型条码。（六）条码识读（1）条码识读系统图10－2条码识读系统构成条形码的阅读与识别涉及光学、电子学、数据处理等多学科技术，就阅读条码信息而言，一般需要以下几个环节：1）建立一个光学系统，该光学系统能够产生一个光点，该光点能够在人工或自动控制下，在条形码信息上沿某一轨迹作直线运动且通过一个条码符号的左空白区、起始符、数据符、终止符及右空白区。2）建立一个反射光接收系统，使它能够接收到光点运动时打在条码条符上反射回来的光。同时要求接受系统的探测器的敏感面尽量与光点经过光学系统成像的尺寸相吻合。如果光点的成像比光敏感面小，则会使光点外的那些对探测器敏感的背景光进入探测器，影响识读。当然也要求来自条上的光点的反射光弱，而来自空上的光点的反射光强，以便通过反射光的强弱及持续时间来测定条（空）宽。3）要求一个电子电路将接收到的光信号不失真地转换成电脉冲。最后，要求建立某种算法，并利用这一算法对已经获取的电脉冲信号进行译解，从而得到所需信息。总之，条码阅读器是用于读取条码所包含的信息的设备，条码阅读器的结构分为以下几部分：光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机接口。其基本工作原理为：由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成与模拟信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。（2）条码识读原理识读时，扫描器光源发出的光，经透镜聚焦形成扫描光点，以45°角照射到条形码上。扫描光点的直径应等于或稍小于条形码符号中最小条或空的宽度。实际扫描光点的大小决定了分辨力，即可正确读入的最窄条宽度值。利用条形码经照射后产生的不同的反射率（也就是条和空的对比度）来对条形码进行识读。条空印刷对比度（PrintContrastSignal，即PCS）是指条形码的条和空的反射率之差与空的反射率的比率，它是衡量条形码符号的光学指标之一。条形码PCS的计算公式如下：%100LDLRRRPCS其中，RL为空的反射率，RD为条的反射率。条的反射率RD越低越好，空的反射率RL越高越好。条形码的PCS值越大，则表明条形码的光学特性越好，识读率就比较高。一般来说，当条形码PCS的值在50%～98%的范围之内