第4章-物流信息自动识别与采集

第4章物流信息自动识别与采集自动识别与采集技术概述4.1条形码技术4.2RFID技术4.3其他自动识别与采集技术4.44.1自动识别与采集技术概述4.1.1自动识别与采集技术的种类4.1.2自动识别与采集技术与物流管理4.1.1自动识别与采集技术的种类自动识别与数据采集(AutomaticIdentificationandDataCapture，AIDC)是用来描述对计算机系统、可编程逻辑控制器或其他的微处理设备进行非键盘输入的数据输入方法。自动识别与采集技术是指应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。自动识别与采集技术根据识别对象的特征分为数据采集技术和特征提取技术两大类，其基本功能都是完成物品的自动识别和数据的自动采集。4.1.2自动识别与采集技术与物流管理一方面现代物流管理促进了自动识别与采集技术的发展；另一方面，自动识别与采集技术也使得物流管理的现代化得以实现，两者是相辅相成的。1.现代物流管理促进了自动识别技术的发展2.自动识别与采集技术使物流管理的现代化得以实现1．现代物流管理促进了自动识别技术的发展现代物流管理中对物品的管理可分为3个层次，即类别管理、批次管理和单品管理。现代物流管理的发展趋势是对物品信息管理的精细化程度越来越高，从而提供越来越全面的服务。正是这种管理单元的发展促进了自动识别与采集技术的发展。2．自动识别与采集技术使物流管理的现代化得以实现实物往往要通过许多物理环节才能从源头流向终点。从供应链的视角来看，物流管理实质上是供应链管理，从原材料的采购开始一直到成品到消费者手中，要经过多个装卸、配送、运输、仓储等环节，采购、生产、质量管理、销售等多个部门，自动识别与采集技术使得高效的物流管理成为可能。(1)采购。(2)生产。(3)质量控制与追溯。(4)销售渠道和产品保证。(5)超级市场。4.2条形码技术4.2.1条形码技术概述4.2.2商品条形码4.2.3二维条形码4.2.4常见的条形码识读设备4.2.5条形码技术在物流领域的应用4.2.1条形码技术概述1．条形码的发展2．条形码的基本概念和结构3．条形码的编码方法4．条形码技术的特点1．条形码的发展早在20世纪20年代，美国发明家JohnKermode想通过在信封上作标识来实现信件自动分拣，标识的信息是收信人的地址。他设计的方案非常简单，即一个“条”表示数字“1”，两个“条”表示数字“2”，以此类推。Kermode发明的这种标识就是世界上最早的条形码标识。20世纪40年代后期，美国乔·伍德兰德(JoeWoodLand)和贝尼·西尔弗(BenySilver)两位工程师开始研究用条形码表示食品项目及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。乔·伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美地区的统一代码——UPC码的奠基人。1970年美国超级市场ADHOC委员会制定了通用商品代码——UPC码，此后许多团体也提出了各种条形码符号方案。UPC码首先在杂货零售业中试用，这为以后该码制的统一和广泛采用奠定了基础。1976年，美国和加拿大在超级市场上成功地使用了UPC系统。次年，欧洲共同体在UPC-12码基础上，制定出欧洲物品编码EAN码。我国在1988年12月28日正式成立了中国物品编码中心，并于1991年4月19日加入了国际物品编码协会，目前国内的条形码体系绝大部分都采用EAN系列标准。2．条形码的基本概念和结构中国国家标准GB／T129052001《条形码术语》中定义：条形码(BarCode)是“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”。一个完整的条形码结构包括两侧空白区(静区)、起始符、数据符、中间分隔符、校验字符(可选)、终止符及供人识别字符组成，如图所示：3．条形码的编码方法条形码是利用“条”和“空”表示二进制的“0”或“1”，并以它们的组合来表示某个数字或字符，反映出某种信息。不同码制的条形码在编码方式上有所不同，主要有以下两种方法。(1)宽度调节法。是指条形码中条(空)的宽窄设置不同，宽单元(由条或空组成)表示二进制的“1”，窄单元(由条或空组成)表示二进制的“0”，宽单元的宽度通常是窄单元宽度的2～3倍。(2)模块组合法。这种编码方式的条和空是由标准宽度的模块组成。一个模块宽度的条模块表示二进制“1”，一个模块宽度的空模块表示二进制“0”4．条形码技术的特点条形码技术是光电技术、通信技术、计算机技术和印刷技术相结合的产物，是实现快速、准确而可靠的采集数据的有效手段。条形码技术与其他自动识别与采集技术的区别主要表现在以下几方面。（1）简单。条形码符号制作容易，扫描操作简单易行。（2）输入速度快。与键盘输入相比，通常键盘输入12位数字需6s，而用条形码扫描器输入则只需0．2s，条形码输入的速度是键盘输入速度的30倍，并且能实现“即时数据输入”。（3）可靠性高。（4）采集信息量大。（5）灵活实用。（6）自由度大。（7）设备结构简单、成本低。4.2.2商品条形码通用商品条形码是用于表示国际通用的商品代码的一种模块组合型条形码，它规定了通用商品条形码的编码、结构、尺寸、颜色、技术要求及质量判定规则，适用于商品消费单元的条形码标识。（1）厂商识别代码。用来在全球范围内唯一标识厂商，由7～9位数字组成，其中包含前缀码和厂商代码。前缀码由2～3位数字(X11X12或X13X12X11)组成，是EAN分配给各个成员国家或地区编码组织的代码，（2）商品项目代码。由3～5位数字组成，由获得厂商识别代码的厂商自主编制。（3）校验码。为1位数字，用于检验厂商识别代码、商品项目代码的正确性。它是根据X13到X2这12位数的数值按一定的数学算法计算得出的。在中国，凡需使用EAN8码的商品生产厂家，需将本企业欲使用EAN8码的商品目录及其外包装(或设计稿)报至中国物品编码中心或其分支机构，由中国物品编码中心统一赋码。4.2.3二维条形码二维条形码技术是在一维条形码无法满足实际应用需求的情况下产生的。由于受信息容量的限制，一维条形码通常用于对物品的标识，而二维条形码用于对物品的现场描述。1．二维条形码的特点(1)信息容量更大。(2)准确性更高。(3)编码范围广。(4)纠错能力强。(5)保密防伪性好。(6)全方位读取。(7)可用多种阅读设备阅读，无须另接数据库。2．二维条形码的分类二维条形码通常分为行排式二维条形码和矩阵式二维条形码两种。(1)行排式二维条形码。又称为堆积式二维条形码，其编码原理是建立在一维条形码基础上，按需要在纵向堆积成两行或多行。(2)矩阵式二维条形码。又称棋盘式二维条形码。它是在一个矩形空间范围内通过黑、白像素的不同分布来进行编码。3．二维条形码在物流管理中的应用在供应链中采用二维条形码作为信息的载体，不但可以有效避免人工输入可能出现的失误，大大提高入库、出库、验货、盘点、制单的效率，而且兼具配送识别、服务识别等功能，还可以在不便联网的情况下实现脱机管理。(1)生产过程管理。在生产过程中，可通过在生产任务单上印刷二维条形码来对产品的生产过程进行跟踪。(2)库存管理。货物入库时使用条形码识读设备扫描货品上的二维条形码标签，即完成对货物基本信息的录入，实现了数据的无损传递和快速录入。(3)配送管理。配送前，管理人员将配送货品资料和客户订单资料传输到移动终端中，到达目的地后，再根据终端内的客户订单挑选货品并扫描验证货品上的条形码标签，确认配送完成后，移动终端可以自动校验配送情况，并作出相应提示。4.2.4常见的条形码识读设备1．条形码的识读原理2．条形码识读设备1．条形码识读原理(1)条形码符号识读的光学原理。条形码识读设备对条形码符号的扫描识读利用了条和空的不同颜色对光线的反射率不同，来识别出对应的数据。(2)条形码识读系统。为了阅读出条形码所代表的信息，需要一套条形码识读系统，它由条形码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成。2．条形码识读设备条形码识读设备，从扫描方式上可分为接触式和非接触式，顾名思义，接触式条形码识读设备是在扫描时贴近条形码符号，而非接触式条形码识读设备在扫描时要与条形码符号保持一定的距离范围；从操作方式上可分为手持式和固定式；从扫描方向上可分为单向和全向条形码扫描器。以下介绍常见的条形码识读设备。(1)笔式扫描器，是笔形的扫描器，笔头装有发光元件。扫描方式为：在条形码符号上从左到右，或从右到左移动笔式扫描器进行读取。(2)手持式扫描器，是内部装有控制光束的移动扫描装置。手持式扫描器具有小型、方便使用的特点，阅读时只需将读取头(光源)接近或轻触条形码即可进行自动读取。(3)台式扫描器，一般都固定安装在一个地方，用来识读在一定范围内出现或通过的条形码符号。其优点是稳定、扫描速度快，广泛应用于超市的POS系统。(4)卡槽式扫描器，是一种用于人员考勤的条形码扫描器。手持带有条形码符号的卡片在槽中通过时即可实现读取。这种扫描器目前在厂矿、宾馆、会议考勤等方面得到了广泛的应用。(5)便携式条形码阅读器，又称为手持终端机、盘点机，由电池供电，扫描时将扫描器带到物体的条形码符号前扫描，其扫描识读过程与计算机之间的通信不同步，而是将数据暂存在机器内的存储器里，在适当的时候再传输给计算机。4.2.5条形码技术在物流领域的应用1．自动分拣2．仓储配送3．库存管理4．货物通道5．商业自动化系统1．自动分拣铁路运输、航空运输、邮政通信等许多行业都存在货物的分拣搬运问题，大批量的货物需要在很短的时间内准确无误地装到指定的车厢或航班。应用物流标识技术，使包裹或产品自动分拣到不同的运输机上，而操作人员所要做的只是将预先打印好的条形码标签贴在发送的物品上，并在每个分拣点装一台条形码扫描器。2．仓储配送仓储配送是商品流通的重要环节。每个配送中心分3个区域：收货区、拣货区、发货区。在收货区，工人用手持式扫描器分别识别运单上和货物上的条形码，确认匹配无误才能进一步处理，有的要入库，有的则要直接送到发货区。在拣货区，计算机在夜班打印出隔天需要向零售店发运的纸箱的条形码标签。3．库存管理在库存物资上应用条形码技术，尤其是在规格包装、集装箱、托盘货物上，入库时自动扫描并输入计算机，由计算机处理后形成库存的信息，并输入入库区位、货架、货位的指令，出库程序正好相反，同时通过计算机处理，掌握了物资进、出、存的数据。4．货物通道货物通道是由一组扫描器组成，全方位扫描器能够从所有的方向上识读条形码，上下、前后和左右。这些扫描器可以识读任意方向、任意面上的条形码，无论包裹有多大，无论运输机的速度有多快，无论包裹间的距离有多小。所有的扫描器一起运作，决定当前哪些条形码需要识读，然后把一个个信息传送给主计算机或控制系统。5．商业自动化系统在商品上贴上条形码，通过光电扫描器读取并将信息输入到POS系统，POS系统可提供精确的存货信息，可以精确地跟踪每一个库存单位出售数，有助于补充订货，因为实际的单位销售数能够迅速地传输到供应商处。实际销售跟踪可以减少不确定性，减少或去除缓冲库存。4.3RFID技术4.3.1RFID技术概述4.3.2RFID系统的组成4.3.3RFID系统的工作原理4.3.4RFID系统的分类4.3.5RFID技术的优势4.3.6RFID在物流领域的应用4.3.1RFID技术概述RFID是英文RadioFrequencyIdentification(无线射频识别)的缩写。RFID技术是一种无线电通信技术，其基本原理是电磁理论，即利用电磁能量实现自动识别与数据采集。4.3.1RFID技术概述RFID利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。简单地说，RFID是利用无线电波进行数据信息读写的一种自动识别技术或无线电技术在自动识别领域中的应用。RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可在各种恶劣环境(如油渍、灰尘污染等)下进行。4.3.2RF