（管理科学与工程专业论文）自动识别技术在物流业的应用研究.pdf

摘要 摘要 自动识别技术是一种先进的数据采集技术，包括条码技术、 ，7 谣蔡( 卡) 技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别、 光卡等，其中条码技术是最成熟，也是应用最广泛和最成功的技 术。 条码自动识别技术是信息技术应用于物流业数据采集的关键 技术，它的应用和普及对我囤有着重要的经济和社会意义，从微 观角度讲它减少了作业时问和效率，大大提高了数据采集的准确 性，保持了数据传输的实时性：从宏观角度讲促进了人力、物力 资源的充分利用，。节约全社会的物资流通成本，提高了物流业的 、 整体流通效率。y | 本论文首先阐述了自动识别技术的概念，在物流业的地位， 对我国物流业发展的意义。然后逐一介绍了各种自动识别技术， 以及它们之问比较。之后作者分析了自动识别技术在物流业的应 用机理，并分别结合制造企业、配送中心、商业流通和运输领域 实际情况，阐述了条码识别技术应用流程。之后作者论述了自动 识别技术在国内外的应用现状、前景和趋势，并结合我国实际情 况，给出了5 条推动自动识别技术在我国物流业推广应用的建议。 _ _ - _ _ _ _ - 一 关键词：自动识别技术条码技术数据采集 垒! ! 塑竺一 h _ - - _ _ _ _ - _ _ - p _ _ 一一一一 a b s t r a c t i n l o g i s t i c s i n d u s t r y ，t h e r e i san u m b e ro fa u t o m a t i c i d e n t i f i c a t i o na n dd a t ac a p t u r e ( a i d c ) t e c h n o l o g i e ss u c h a so c r ，r f i d ，s m a r tc a r d ，e t c ，c a nb eu s e d a m o n gt h e m ， b a rc o d ei st h em o s tc o n s p i c u o u so n e m a k ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya p p l yt ol o g i s t i c si n d u s t r y , b a rc o d ei st h em a i na i d c i t sa p p l i c a t i o na n dp o p u l a r i t y m a k e g r e a t s e n s et ot h en a t i o n s e c o n o m y f r o mb o t h m i c r o s c o p i ca s p e c t a n d m a c r o s c o p i ca s p e c t t h ea r t i c l eb e g a nw i t ht h ec o n c e p to ft h ea i d ( ；a n di t s s i g n i f i c a n c ei nm o d e r nl o g i s t i c s t h e nt h ea u t h o rg a v e t h e i n t r o d u c t i o no fa i d ct e c h n o l o g i e sr e s p e c t i v e l ya n dt h e c o m p a r i s o na m o n g t h e m i nt h et h i r ds e s s i o n ，c o m b i n i n g t h er e a lc a s e ，t h ea u t h o ra n a l y z e dt h ea p p l y i n gm e c h a n i s m o fa i d ca n di t s a p p l i c a t i o n s e s s i o n ，t h er a t i o n a la n a l y s i s i nl o g i s t i c sf i e l d i nt h el a t e r o fi t s b d g h tf u t u r ea n dt h e p l e a s a n t t e n d e n c y w e r e g i v e n t h e a u t h o r f i n a l l yp u t f o r w a r ds o m es u g g e s t i o no np r o m o t i n gt h ea p p l y i n go f a i d ci nl o g i s t i c si n d u s t r ya c c o r d i n gt oo u rc o u n t r y sr e a l c i r c u m s t a n c e s k e y w o r d s ：a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y b a rc o d e t e c h n o l o g y d a t a c a p t u r e 前苦 1 、前言 现代物流管理作为一种先进的组织方式和管理技术，可以有 效地节约物资流通成本，提高物流运转效率，被认为是除了降低 物资消耗，提高劳动生产率之外的第三种利润来源。美国2 0 世纪 7 0 年代全社会物流成本的平均值相当于g d p 的1 3 7 ，随着现 代物流的发展，到1 9 8 9 年降为1 11 ，1 9 9 6 年则降到了1 0 5 ， 现代物流技术发展起到了二作常关键的作用。在全球，每天用于物 流的费用高达3 4 3 万亿美元，一些发达国家已把降低流通费用， 特别是物流费用作为提高整个国民经济的重大举措1 。 2 0 0 0 年，我国全社会支出的流通费用达1 7 8 8 0 亿元，约 占g d p 的2 0 ，而发达囤家仅为1 0 ，如果全社会流通费用降 低1 个百分点，就可节约资金1 7 8 亿元2 。因此，我国亟需发展现 代物流技术，提高现代物流管理水平，提高国民经济运行效率。 信息技术是现代物流的重要组成部分和实现手段。现代物流 业就是利用信息和网络技术，运用现代组织和管理方式，将运输、 仓储、装卸、加工、配送、信息等环节进行整合并进行一休化经 营。自动识日q 技术是信息技术应用于物流业数据采集中的关键技 术，应用自动识别技术，可以大幅提高仓储运作与管理的工作效 率，提高查询和盘点精度，大大加快出、入库单的流转速度，减 少人力资源浪费。自动识别技术在物流业有着非常广阔的应用前 景，目前正处于推广普及阶段。 1 本段数字引白上海市国际金融研究所“2 i 雌纪的市场党争是供席链之间 的竞争”一文。 2 本段数字目l 于国家经贸委副主任石万鹏2 0 0 年6 爿2 7 日住现代物流i 作 座谈会上的讲话。 北方交通大学硕，i 学位论文 1 1 自动识别技术概念 自动识别技术( a u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o na n dd a t ac a p t u r e ， 简称a i d c ) ，是用来描述对计算机系统、可编程逻辑控制器或其 它的微处理设备进行非键盘输入的数据输入方法。自动识别技术 提供了非常可靠的自动识别和事物追踪方法，它所传递、存储的 信息可以非常大，包括从基本的关于人和事物的识别信息到关于 它们的详尽的人们可以理解的信息。自动识别技术包括许多技术， 可以提供处理不同的信息收集、传递问题的方法，是信息数据1 - 3 动识读、自动输入计算机的重要方法和手段。自动识别技术近几 十年在全球范围内得到了迅猛发展，已初步形成了包括条码技术、 磁条( 卡) 技术、光学字符识别、系统集成化、射频技术、声音识别 及视觉识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术 学科。 每一种自动识别技术都有自己独特的长处和特点，在某种应 用场合比其它的自动识别技术具有更好的适用性。不管是要识别 追踪律师办公桌上的文件夹，还是要追踪识别以2 5 0 米，分钟运行 的货船上的集装箱，或者是时速达到6 0 公里的汽车火车，自动识 别技术都可以提供适宜的应用解决方案。与人工数据采集传递方 法相比，自动识别技术能够有效地节省时间，减少出错的概率。 自动识别技术把数据采集和数据传递两种目标用一种设备和技术 来实现，比以前更快捷，准确，高效，而且成本更低。 当今信息社会离不开计算机，正是自动识别技术的崛起，提 供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段，解决了由于计 算机数据输入速度慢、错误率高等造成的“瓶颈”难题，因而自 动识别技术作为一种革命性的高新技术，币迅速为人们所接受。 前苦 1 2 自动识别技术在现代物流r 1 1 的地位 数据采集是现代物流管理的基础，缺乏准确快捷的数据采集技 术，根本无从谈及现代物流管理。传统以纸张文件为基础的数据 采集方式来记录、追踪进 的货物，以人为记忆实施仓库内部的 管理，因人为因素的不确定性从而导致劳动效率低下、人力资源 严重浪费，同时随着货物数量的增加以及h5 入库频率的剧增，将 严重影响工作效率；而对于已建立的计算机管理的物流系统，随 着商品流通量的加剧，也难以满足物流管理实时性的要求。 自动识别的数据采集技术可以很好地解决这些问题，应玎自动 识别技术特别是条码技术，可以大幅提高仓储物流的管理效率， 大大加快出、入库单的流转速度，减少人力资源浪费。 现代物流管理中的数掘采集技术主要足指自动识别技术。自动 识别数据采集技术，也是现代仓储物流信息技术的三个发展趋势 ( 仓库管理系统w m s ，集中异地分散的硬件系统，自动资料收集) 之一。在仓储业中条形码及其扫描系统是主要的自动识别技术， 它能使资料收集达到零错误，并显著提升信息的速度和有效性。 1 3 自动识别技术对我国物流业发展的意义 自动识别技术的应用和普及对我囡国民经济发展有着重要的 经济和社会意义。主要可从微观和宏观两个角度来体现。 1 3 1 微观意义 从微观角度看，采用自动识别技术( 条码、i c 芯片、射频等) ， 对我国企业仓储物流管理而言，有着如下非常显著的作用： ( 1 ) 减少作业时阃和提高效率 北方交通大学颇：i ：学位论文 如前所述，应用自动识别技术，可以大幅降低未采用自动识 别技术时的大量作业时问和人力投入，大大缩短数据录入的时问， 从而大幅提高物流管理效率。 ( 2 ) 大幅度提高数据采集的准确性 利用自动识别技术进行数据采集，避免了人为因素的不确定 性和因疲劳等因素可能产生的失误，大大提高了数据采集的准确 性，甚至可以实现零错误数据采集录入，也使大规模的仓储和物 流作业和管理成为可能。 ( 3 ) 保持数据传输的实时性。 自动识别技术因为在数据采集时极短的时i 叫滞留，在有线情 况下可以实现采集数据的实时传输：同无线射频技术( i e e e 8 0 21 1 或蓝牙技术等) 的结合，可以实现采集数据的无线实时传输。这 样自动识别技术就可实现在大多数场合下的实时数据传输。 1 3 2 宏观意义 从宏观角度看，采用自动识别技术，有着如下显著的意义和 作用： ( 1 ) 可以促进人力、物力资源的充分利用，节约全社会的 物资流通成本 自动识别技术的应用和普及，将会较大幅幅度的节约仓储物 流领域的人力物力浪费现象，可以实现物流业人力物流资源的充 分利用，从而提高物流业的资源配置效率，较大幅度的节约全社 会物资流通成本。 ( 2 ) 可以提高物流业的整体流通效率 信息网络技术将原本分离的商流、物流、信息流和采购、运 4 前苦 输、仓储、代理、配送等环节紧密联系起来，形成了一条完整的 供应链。自动识别技术则解决了供应链的数据采集问题。目前国 家有关自动识别技术的标准f 在研究和制定。因此自动识别技术 的推广和普及，可以提高物流业的整体流通效率。 北方交通火学硕i + 学位论文 2 、自动识别与数据采集技术 2 1 一维条码技术 2 1 1 条码技术简介 条码技术是自动识别技术中最成熟，也是应用最广泛和最成 功的技术。超市里基本上全部商品都有编码，不管是超级市场自 己编的条码，还是商品制造者商标上的条码。条码技术的主要优 点如下： 1 ) 简单。条码符号制作容易，扫描操作简单易行： 2 ) 信息采集速度快。普通计算机的键盘录入速度是每分钟 2 0 0 字符，而利用条码扫描录入信息的速度是键盘录入的2 0 倍； 3 ) 采集信息量大。利用条码扫描，一次可以采集十几位字 符的信息，而且可以通过选择不同码制的条码增加字符密度，使 录入的信息量成倍地增加； 4 ) 设备结构简单，成本低。 2 1 2 一维条码概念 一维条码是由一个接一个的“条”和“空”排列组成的，条码信息 靠条和空的不同宽度和位置来传递，信息量的大小是山条码的宽度 和印刷的精度来决定的，条码越宽，包容的条和空越多，信息量越 大；条码印刷的精度越高，单位长度内可以容纳的条和空越多，传 递的信息量也就越大。这种条码技术只能在一个方向上通过“条”与 “空”的排列组合来存储信息，所以叫它“一维条码”。 2 1 3 一维条码的结构 i - 3 动识别与数插 采集技术 任何一个完整的一维条码通常都是由两侧的宅白区、起始符、 数据字符、校验符( 可选) 、终止符和供人t j 别字符组成的。 一维条码符号中的数据字符和校验符是代表编码信息的宁 符，扫描识读后需要传输处理，左右两侧的空白区、起始符、终 止符等都是不代表编码信息的辅助符号，仅供条码扫描以读时使 用，不需要参与信息代码传输。 2 1 4 一维条码的编码方法 条码的编码方法是指条码中条空的编码规则以及二进制的逻 辑表示的设嚣。众所周知，计算机设备只能识读二进制数据( 数 据只有“o ”和“1 ”两种逻辑表示) ，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。 2 1 5 一维条码的种类 一维条码按照不同的分类方法，不同的编码规则可以分成许 多种，下面简要介绍世界上使用比较广泛的几种一维条码。 1 ) e a n 条码 e a n 码是国际物品编码协会( i n t e r n a t l o n a la r t i c l e n u m b e r i n ga s s o c l 卢汀i o n ) 在全球推广应用的商品条码，是 定长的纯数字型条码，它表示的字符集为数字0 9 。在实际应用巾， e a n 码有两种版本，标准版和缩短版。标准版是山1 3 位数字组成， 称为e a n 一1 3 码或长码：缩短版e a n 码是由8 位数字组成，称为 e a n 8 码或者短码。 北方交通大学硕士学位论史 2 ) u p c 条码 u p c 码是美国统一代码委员会u c c 制定的商品条码，它是 世界上最早出现并投入应用的商品条码，在北美地区得以广泛应 用。u p c 码在技术上与e a n 码完全一致，它的编码方法也是模块 组合法，也是定长、纯数字型条码。u p c 码有5 种版本，常用的 商品条码版本为u p c a 码和u p c e 码。u p c - a 码是标准的u p c 通用商品条码版本，u p c - e 码为u p c a 的压缩版。 3 ) 二五条码 二五条码是根据宽度调节法进行编码，并且只有条表示信息 的非连续型条码。每一个条码字符由规则的5 个条组成，其中有 两个宽单元，三个是窄单元，故称为“二五条码”。它的字符集为数 字字符0 9 。 4 ) 交叉二五条码 二五条码是最简单的条码，但二五条码不能有效的利用空间， 人们在二五条码的启迪下，将条表示信息，扩展到用空 乜表示信 息，就产生了交叉二五条码。 2 1 6 条形码扫描阅读原理 条形码( 包括二维条形码) 的阅读与识别涉及光学、电子学、 数据处理等多学科技术，就阅读条码信息而占，一般都要经过以 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，该光点能够在自动或手工控制下在条形码信息上沿某一轨 迹作直线运动，同时，要求该光点直径与待扫描条码中最窄条符 的宽度基本相同；( 2 ) 要求一个接收系统能够采集到光点运动时 打在条码条符上反射回来的反射光，光点打在着色条符上的反射 自动识别与数据采集技术 光弱，而光点打在白色条符及左右空白区的反射光强，通过剥接 收到反射光的强弱及延续时间的测定，就可以分辨出扫描到的是 着色条符还是白色条符以及条符的宽窄；( 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；( 4 ) 最后，要求建立 某种算法，) t - n 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。 2 1 6 常用条形码扫描器工作方式及性能分析 1 ) 光笔条形码扫描器 光笔条码扫描器是一种轻便的条形码读入装置。在光笔内部 有扫描光束发生器及反射光接收器。目前，市场上出售的这类扫 描器有很多种，它们主要在发光的波长、光学系统结构、电子电 路结构、分辨率、操作方式等方面存在不同。光笔类条形码扫描 器不论采用何种工作方式，从使用上都存在一个共同点，口| j 阅读 条形码信息时，要求扫描器与待识读的条码接触或离丌一个极短 的距离( 一般仅0 2 1 m m 左右) 。 2 ) 手持式枪型条形码扫描器 手持式枪型条形码扫描器内一般都装有控制扫描光束的自动 扫描装置。阅读条形码时不需与条码符号接触，因此，对条形码 标签没有损伤。扫描头与条形码标签的距离短的在0 2 0 m m 范围 内，而长的可达到5 0 0 m m 左右。 枪型条形码扫描器具有扫描光点匀速扫描的优点，冈此，阅 读效果比关笔扫描器要好。扫描速度快，每秒可对同一标签的内 容扫描几十次至上百次。 3 ) 台式条形码自动扫描器 北方交通大学预一l 二学位论文 台式条形码自动扫描器适合于不便使用手持式扫描方式阅读 条形码信息的场合。如果工作环境不允许操作者一只手处理标附 有条形码信息的物体，而另一只手操纵手持条形码扫描器进行操 作，就可以选用台式条形码扫描器自动扫描。这种扫描器也可以 安装在生产流水线传送带旁的某一固定位置，等待标附有条形码 标签的待测物体以平稳、缓慢的速度进入扫描范围，对自动化生 产流水线进行控制。 4 ) 激光自动扫描器 激光自动扫描器的最大优点是扫描光照强，可以远距离扫描 且扫描景深长。而且激光扫描器的扫描速度高，有的产品扫描速 度可以达到1 2 0 0 次，秒，这种扫描器可以在百分之一秒时间内对 某一条形码标签扫描阅读多次，而且可以作到每一次扫描不重复 上依次扫描的轨迹。扫描器内部光学系统可以单束光转变成十字 光或米字光，从而保证被测条形码从各个不同角度进入扫描范围 时都可以被识读。 5 ) 卡式条形码阅读器 卡式条形码阅读器可以用于医院病案管理、身份验证、考勤 和生产管理等领域。这种阅读器内部的机械结构能保证标有条形 代码的卡式证件或文件在插入滑槽后自动沿轨道做直线运动，在 卡片前进过程中，扫描光点将条形码信息读入。卡式条形码阅读 器一般都具有与计算机传送数据的能力，同时具有声光提示以证 明识别正确与否。 6 ) 便携式条形码阅读器 便携式条形码阅读器一般配接光笔式或轻便的枪型条形码扫 描器，有的也配接激光扫描器。便携式条形码阅读器本身就是一 自动识别与数据采集技术 台专用计算机，有的甚至就是一台通用微型计算机。这种阅读器 本身具有对条形码信号的译解能力。条形码译解后，可直接存入 机器内存或机内磁带存储器的磁带中。阅读器具有与计算机主机 通信的能力。通常，它本身带有显示屏、键盘、条形码识别结果 声响指示及用户编程功能。使用时，这种阅读器可以与计算机主 机分别安装在两个地点，通过线路连成网络，也可以脱机使用， 利用电池供电。这种设备特别适用于流动性数据采集环境。收集 到的数据可以定时送到主机内存储。有些场合，标有条形码信息 或代号的载体体积大，比较笨重，不适合搬运到同一数据采集中 心处理，这神情况下，使用便携式条码阅读处理器十分方便。 2 。2 二维条码技术 2 2 1 二维条码技术的产盟i 背景 一维条码自出现以来，得到了人们的普遍关注，发展速度十 分迅速。它的使用，极大地提高了数据采集和信息处理的速度， 提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。 由于受信息容量的限制，一维条码仅仅是对“物品”的标识， 而不是对“物品”的描述。故一维条码的使用，不得不依赖数据 库的存在。在没有数据库和不便联网的地方，一维条码的使用受 到了较大的限制，有时甚至变得毫无意义。另外，要用一维条码 表示汉字的场合，显得十分不方便，且效率很低。现代高新技术 的发展，迫切要求用条码在有限的几何空间内表示更多的信息， 从而满足千变万化的信息表示的需要。二维条码正是为了解一维 条码无法解决的问题而产生的。因为它具有高密度、高可靠性等 特点，所以可以用它表示数据文件( 包括汉字文件) 、图像等。二维 北方交通大学硕l ：学位论文 条码是大容量、高可靠性信息实现存储、携带并自动t ! 读的最理 想的方法。 2 2 2 二维条码的特性 ( 1 ) 高密度 目前，应用比较成熟的一维条码如e a n u p c 条码，困密度 较低，故仅作为一种标识数据，不能对产品进行描述。我们要知 道产品的有关信息，必须通过识读条码而进入数据库。这就要求 我们必须事先建立以条码所表示的代码为索引字段的数据库。二 维条码通过利用垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度。通常情 况下其密度是一维条码的几十到几百倍，这样我们就可以把产品 信息全部存储在一个二维条码中，要查看产品信息，只要用谚 读 设备扫描二维条码即可，因此不需要事先建立数据库，真正实现 了用条码对“物品”的描述。 ( 2 ) 具有纠错功能 一维条码的应用建立在这样一个基础上，那就是识读时拒读 ( 即读不出) 要比误读( 读错) 好。因此一维条码通常同其表示的信息 一同印刷出来。当条码受到损坏( 如污染，脱墨等) 时，可以通过键 盘录入代替扫描条码。鉴于以上原则，一维条码没有考虑到条码 本身的纠错功能，尽管引入了校验字符的概念，但仅限于防止读 错。二维条码可以表示数以千计字节的数据，通常情况下，所表 示的信息不可能与条码符号一同印刷出来。如果没有纠错功能， 当二维条码的某部分损坏时，该条码便变得毫无意义，因此二维 条码引入错误纠正机制。这种纠错机制使得二维条码因穿i l 、污 损等引起局部损坏时，照样可以f 确得到识读( 见图1 ) 。二维条码 自动识别与数据采集技术 的纠错算法与人造卫星和v c d 等所用的纠错算法相同。这种纠错 机制使得二维条码成为一种安全可靠的信息存储和识别的方法， 这是一维条码无法相比的。 ( 3 ) 可以表示多种语言文字 多数一维条码所能表示的字符集不过是1 0 个数字，2 6 个英文 字母及一些特殊字符。条码字符集最大的c o d e1 2 8 条码，所能表 示的字符个数也不过是1 2 8 个a s c i i 符。因此要用一维条码表示 其它语言文字( 如汉字、f | 文等) 是不可能的。多数二维条码都具有 字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机制。我们知道，不 论何种语言文字，它们在计算机中存储时都以机内码的形式表现， 而内部码都是字节码。这样我们就可以设法将各种语言文字信息 转换成字节流，然后再将字节流用二维条码表示，从而为多种语 言文字的条码表示提供了一条前所未有的途径。 ( 4 ) 可表示图像数据 既然二维条码可以表示字节数据，而图像多以字节形式存储， 因此使图像( 如照片、指纹等) 的条码表示成为可能。 ( 5 ) 可引入加密机制 加密机制的引入是二维条码的又一优点。比如我们用二维条 码表示照片时，我们可以先用一定t l , 3 1 j 1 1 密算法将图像信息加密， 然后再用二维条码表示。在识别二维条码时，再加以一定的解密 算法，就可以恢复所表示的照片。这样便可以防止各种汪件、卡 片等的伪造。 2 2 3 二维条码的应用范围 二维条码可用于如下几个方面 北方交通大学形! i ：学他论文 ( 1 ) 单证：公文单证、订购单、报关单、商业单证： ( 2 ) 证照：护照、身份证、挂号证、驾驶执照、会员证、识 别证： ( 3 ) 仓储盘点：物流巾心、仓储1 1 | 心等的物品盘点； ( 4 ) 物品追踪：会议资料、生产零件、客户服务、邮购运送、 维修记录、危险物品、后勤补给、生态研究： ( 5 ) 资料保密：商业机密、政治情报、军事机密、私人信函。 2 3r f i d 技术 r f i d 是英文“r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ”无线射频 l 别的缩写。无线射频识别技术是利用无线电波对记录媒体进行读 写。射频识别的距离可达几十厘米至几米，且根据读写的方式， 可以输入数千字节的信息，无线射频系统的优点是不局限于视线、 识别距离比光学系统远，射频识别卡可具有读写能力，可携带大 量数据、难以伪造和有智能等，还具有极高的保密性。 无线射频识别技术适用的领域：物料跟踪、运载工具和货架 识别等要求非接触数据采集和交换的场合，要求频繁改变数据内 容的场合尤为适用。如香港的车辆自动识别系统一驾易通，采j 目 的主要技术就是射频技术。目前香港已经有约8 万辆汽车裟上了 电子标签，装有电子标签的车辆通过装有射频扫描器的专用隧道、 停车场或高速公路路口时，无需停车缴费，大大提高了行车速度， 提高了效率。射频技术在其它物品的识别及自动化管理方面也得 到了较广泛的应用。 自动识别与数据采集技术 目前r f i d 是自动识别领域比较热门的技术，尽管这种技术已 经存在发展了许多年了，但它只有在从本领域众多的发明技术中 总结规划出一个技术标准以后才能得到快速的切实的应用，l s o 和 a i m ( a u t o i dm a n u f a c t u r e s ) 正在进行这方面的工作，相 信不久的将来，r f i d 会得到很快的发展。 2 4 其它自动识别技术 2 4 1 光学字符识别o c r 光学字符识别技术已有3 0 多年的发展历史，是最早被考虑作 为键盘输入的代替手段。光学字符识别技术首先是用光符识读扫 描仪对字符、字母、图形等进行水平方向和垂直方向的扫描，然 后使用o c r 软件把扫描到的字符、字母、图形等转变成二进制文 件形式，输入到计算机系统。使用光学字符识别系统，可以一次 输入整篇的文档。 光学字符识别技术曾被美国经销商协会选为标准自动t 别技 术，并在许多商场使用了光学字符识读设备。现在，向计算机系 统输入帐单、发票的数据是光学字符识别技术的典型应用。另外， o c r 系统能够准确扫描照片、图表或其它图形文件，并且能以各 种格式存储( b m p 厂r i f f p c ) ( ，e p s 等) 。图形文件可以剪切、更 改以满足不同的应用目的。 影响光学字符识读技术广泛应用的真f 关键因素是系统能够 达到的准确率，尤其是识读字符型文件可以达到的准确率。理沦 上说，只有光学字符识读技术达到1 0 0 的准确率，系统才具有真 正的使用价值。因为即使系统可以达到9 9 的准确，也要求系统 北方交通大学硕 ：学位论文 的使用者逐字检查1 0 0 个字符以消除那1 个错误。光学字符识读 技术由于存在着首读率低、误码率较高、硬件价格贵等原因，不 适合需要大量数据输入的环境。 2 4 2 磁条( 卡 技术 磁条技术应用了物理学和磁力学的基本原理。x , l 自动识别制 造商来说，磁条就是一层薄薄的由定向排列的铁性氧化粒子组成 的材料( 也称为涂料) ，用树脂粘合在一起并粘在诸如纸或塑料这样 的非磁性基片上。磁条技术数据的存储就是靠改变磁条上氧化粒 子的磁性来实现的。在数据的写入过程中，需要输入的数据首先 通过“编码器”变换成二进制的机器代码，然后控制器控制的“磁头” 与磁条的相对移动过程中改变磁条磁性粒子的极性来实现数据写 入：数据的读出是“磁头”先读出机器代码再通过“译码器”还原成人 们可识读的数据信息。 磁条技术的优点是数据可读写，即具有现场改造数据的能力； 数据存储量能满足大多数需求：便于使用、成本低廉。还具有一 定的数据安全性；它能粘附于许多不同规格和形式的基材上。 这些优点，使之在很多领域得到广泛应用，如信用卡、银行 a t m 卡、机票、公共汽车票、自动售货卡、会员卡、现金卡( 如电 话磁卡) 等。 2 4 3 语音识别技术 语音识别技术的迅速发展及其高效可靠的应用软件的丌发， 使语音识别技术在很多方面得到了应用。语音识别一般的处理过 程如下：首先使用与语音处理器相连的微型麦克风进行语音输入， 自动识别与数据采集技术 语音处理器再对输入的语音信号进行处理，把它变成模拟电信号， 再经过特殊的设备变成数字信号，再用“模块识别法”或者“特征分 析法”把数字信号转化成计算机的二进制输入。输入的语音数据可 以直接用于特定的应用程序，也可以用于控制计算机智能设备， 如控制智能生产设备，控制打印机等。 声音识别的迅速发展以及高效可靠的应用软件的丌发，使声 音识别系统在很多方面得到了应用、这种系统可以用声音指令拟 应用特定短句实现”不用手”的数据采集、其最大特点就是不用手 和眼睛，这对那些采集数据同时还要手脚并用的工作场合尤为适 用。随着语音识别系统硬件、软件技术的不断完善和价格的持续 下降，语音识别技术必将在许多领域广泛应用。 2 4 4 机器视觉识别 在需要高速识别、检查物体的应用环境中，机器视觉弘 别系 统发挥着重要的作用，因为在这种应用环境中，人工操作会变的 极易疲劳，准确性也没有保障。机器视觉识别技术的工作原理与 光学字符识别技术的原理基本相同，系统首先使用照相机对被检 测的物体扫描，然后，系统的微型处理器对扫描到的物体图形与 系统中原先存储的物体图形比较，找出差别，并指导系统应该采 取什么行动。视觉识别系统可以看作是这样的系统：它能获取视 觉图像，而且通过一个特征抽取和分析的过程，能自动识别限定 的标志、字符、编码结构或可作为确切识断基础呈现在图像内的 其它特征。 人类视觉识别系统最多可以区分6 0 种不同的颜色，而机器视 觉识别系统可以轻易区别几百种颜色。机器视觉识别系统也不会 17 北方变逋大学硕j ：学位论史 因常年累月的做重复的工作而“疲劳”。随着人工智能、三维处理技 术的不断发展，机器视觉识别技术已经有了很大发展。当今，机 器视觉识别技术已经从传统的被动的产品检测功能发展为对对锌 种处理过程进行实时控制和信息反馈。 随着自动化的发展，视觉技术可与其他自动识别技术结合起 来应用。 2 4 5 便携式数据终端和射频通信( r f d c l 便携式数据终端( p d t ) 可把那些采集到的有用数据存储起来 或传送至一个信息管理系统。把它与适当的扫描器相连可有效地 用于许多自动识别应用中；便携式数据终端一般包括个扫描器、 一个体积小但功能很强并常有存储器的计算机、一个显示器和供 人工输入的键盘。便携式数据采集系统魁使用带有r f i d 阅读器的 手持式数据采集器采集r f i d 标签上的数据。这种系统具有比较大 的灵活性，适用于不宜安装固定式r f i d 系统的应用环境。手持式 阅读器( 数据输入终端) 可以在读取数据的同时，通过无线电波 数据传输方式( r f d c ) 实时地向主计算机系统传输数据，也可以 暂时将数据存储在阅读器中，在一批批地向：e 计算机系统传输 数据。在只读存储器中装有常驻内存的操作系统，用于控制数据 的采集和传送。p d t 一般都是可编程的，允许编入一些应用软件。 p d t 存储器中的数据可随时通过射频通信技术传送到主计算机。 操作时先扫描位置标签，货架号码、产品数量就都输入到p d t ， 再通过r f d c 技术把这些数据传送到计算机管理系统，可以得 到客户产品清单、发标、发运标签、该地所存产品代码和数量等。 自动识别与数据采集拙术 2 4 6 智能卡( s m a r tc a r d l 智能卡是一种通过嵌在塑料卡片上的微型集成电路芯片来实 现数据读写、存储的a i d c 技术。在中国，智能卡最广为人知的称 呼是“i c 卡”，这是英文“i n t e g r a t e dc i r c u i t sc a r d ”的缩写，译 为“集成电路卡”。 随着集成电路技术和计算机信息系统技术的全面发展，科学 家们将具有处理能力和具有安全可靠、加密存储功能的集成电路 芯版嵌装在一个与信用卡一样大小的基片中，就是“集成电路卡”， 国际上称为“s m a r tc a r d ”，我们译为“智能卡”。其最大特点是其 有独立的运算和存储功能，在无源情况下，数据也不会丢失，数 据安全性和保密性都非常好，成本适中。智能卡与计算机系统相 结合，可以方便地满足对各种各样信息的采集传送、加密和管理 的需要，它在国外的许多领域如：银行、公路收费、水表煤气收 费、海关车输检查( 使用射频卡，车辆通过时即已读写完毕) 等得到 了广泛应用。 随着集成电路技术的提高，我们将得到更小的智能卡设备， 它具有较低的工作电压，非常小的耗电，而且存储容量更大，工 作速度更快。 2 4 7 光卡 光卡是一种由半导体激光材料组成的能够贮存记录并再生大 量情报的卡式媒介体，大小与一般的带有磁性条纹的信用卜( 即 磁卡) 相同( 宽5 4 0 0 m m ，长8 5 6 0 m m ，厚约0 7 6 m m ) ，便于 携带，具有很高的可靠性。 北方交通大学硕j ：学位论史 光卡具有如下特点：( 1 ) 存储容量大，一张卡可以保存2 m 以上字节信息；( 2 ) 信息记录的高可靠性和高安全性，不受任何 电，磁干扰，有很强抗水，抗污染及抗剧烈温度变化的能力；高 保密性，光卡拥有独特设计的光卡信息保密措施，可以做到卡 一码，该码无法用常规方法读取，更无法破译。 光卡应用领域主要包括如下：( 1 ) 作为电予病历卡在医疗中 应用。光卡储存量大，是j c 卡的1 0 0 倍，通过电子计算机压缩技 术能储存照片、图片、x 光片、c t 和m r i 片等各种图像。( 2 ) 个 人身份识别：( 3 ) 在保险、俱乐部会员、大型设备管理、航空及 军事等众多领域的应用。 2 5 不同自动识别技术的比较 下表2 1 是对二维条码、磁卡、i c 卡和光 的比较 表2 - 1几种自动识别技术的比较 比较点 一维器稿 磁卡l c 卡光卡 抗磁力强弱中等强 抗静电强中等r i j 等强 强弱弱弱 可折叠不可折叠不可折叠不可折叠 抗损性 可穿孔不可穿孔不可穿孔不可穿孔 可切割不可切割不可切割不可切割 影印性可不可不可不可 传真性可不可不可不可 容量1 1 0 0 b y t e7 6 b y t e3 k b y t e2 m b y t e 成本1 元1 0 元3 0 0 元5 0 0 元 o c r ( 光学字符识别) 和条码技术都是一种与印刷相关的自 自动识别与数据采集技术 动识别技术。o c r 的优点是人眼可读、可扫描，但输入速度和可 靠性不如条码，数据格式有限，通常要用接触式扫描器。 射频识别和条码一样是非接触式识别技术，由于无线电波能 “扫描”数据，所以r f 挂牌可做成隐形的，有些r f 识别技术可 读数公里外的标签，r f 标签可做成可读写的。r f 识别的缺点是 挂签成本相当高，而且一般不能随意扔掉，而多数条码扫描寿命 结束时可扔掉。视觉和声音识别目前还没有很好的推广应用，机 器视觉还可与o c r 或条码结合应用，声音识别输入可解放人的手。 声音、视觉等识别技术目前不如条码技术成熟，其技术和 应用的标准也还不够健全。 北方交通大学硕一i j 学位论文 3 、自动识别技术在物流业应用机理分析 在物流业中应用的自动识别技术，主要包括条形码技术和 r f i d 技术，且主要是条形码技术。下面逐一进行分析说明。 3 1 条形码技术在物流业的应用机理分析 一次完整商务过程包括生产厂家采购原材料、通过生产加工 将产品生产出来，通过运输、仓储、加工、配送到用户、消费者 的物流全过程。其中分为以下几个方面：( 1 ) 生产厂家根据需求 计划采购、组织原材料：( 2 ) 生产加工过程：( 3 ) 将生产的单个 产品进行包装，并将多个产品集中在大的包装箱内；( 4 ) 经过运 输、批发等环节，在这一环节中通常需要更大的包装：( 5 ) 最后， 产品通过零售环节流通到消费者手中，产品通常在这环节中再 还原为单个产品。人们将上述过程的管理称之为供应链物流管理。 条码技术是在计算机的应用实践r p 产生和发展起来的一种自 动识别技术，是为实现对信息的自动扫拙而设计的。条码技术是 实现快速、准确而可靠地采集数据的有效手段。条码技术的应用 解决了数据录入和数据采集的“瓶颈”问题，为供应链管理提供 了有力的技术支持。 下面对条码技术在供应链物流管理中的应用机理进行详细分 析论述。 3 1 。1 物料管理 杂乱无序的物料仓库、复杂的生产备料及采购计划的执行几 乎是每个企业所遇到的难题。现代化生产中如果物料缺乏配套， 缺乏统一计划协调，将极大地影响了产品生产效率。条码技术可 以很好地解决物流管理问题。 自动识别技术在物流业的戍用机理分析 利用条码技术进行物料管理包括如下t 作： ( 1 ) 对物料进行编码，生成条码标签。剥采购的小产物料按 照行业及企业规则建立统一的物料编码，不仅便于物料跟踪管理， 而且可以杜绝因物料无序而导致的损失和混乱，有助丁二做到合理 的物料库存准备，提高生产效率，促进企业资金的合理运用。 ( 2 ) 对需要进行标识的物料打印其条码标签，并在物料l 进 行标识，以便于在生产管理中对物料的单件跟踪，从而建立完整 的产品档案。 ( 3 ) 利用条码技术，对仓库进行基本的进、销、存管理，以 提高仓库管理效率，降低库存成本。 ( 4 ) 通过产品编码，建立物料质量检验档案，产生质量检验 报告，与采购定单挂钩建立对供应商的评价体系。 3 1 2 生产管理 利用条码技术进行生产管理是条码技术应用的基础。通过在 建立产品识别码并在生产中应用，可以：( 1 ) 监控生产；( 2 ) 采 集生产测试数据；( 3 ) 采集生产质量检查数壬孵；( 4 ) 进行产品完 工检查：。( 5 ) 建立产品识别码和产品档案。利用条码技术可以有 效地监控管理生产及流向，提高产品生产合格率。 利用条码技术进行生产管理主要包括： ( 1 ) 制定产品识别码格式。根据企业规则和行业规则确定产 品识别码的编码规则，保证产品规则化、唯一标识。 ( 2 ) 建立产品档案。通过产品标l = 条码在生产线上对产品，l 产进行跟踪，并采集生产产品的部件、检验等数据作为产品信息， 当生产批次计划审核后建立产品档案。 北方交通大学硕：i + 学位论义 ( 3 ) 通过生产线上的信息采集点来控制生产的信息。 ( 4 ) 通过产品标识码条码在生产线采集质量检测数据，以产 品质量标准为准绳判定产品是否合格，从而控制产品在生产线上 的流向及是否建立产品档案。打印合格证。 3 1 3 仓库管理 利用条码技术进行仓库管理主要包括： ( 1 ) 货物库存管理系统根据货物的品名、型号、规格、产地、 牌名、包装等划分货物品种，并且分配唯一的编码，也就是“货 号”。分货号管理货物库存和管理货号的单件集合，并且应用于仓 库的各种操作。 ( 2 ) 仓库库位管理是对存货空阳j 管理。仓库分为若干个库房； 每一库房分若干个库位。仓库管理系统是按仓库的库位、己录仓库 货物库存，在产品入库时将库位条码号与产品条码号对应， 在出库时按照库位货物的库存时问可以实现先进先出或批次管理 的信息。 ( 3 ) 条码仓库管理包括货物单件管理，以管理货物库存的具 体每一单件。采用产品标识条码记录单件产品所经过的状态，从 而实现了对单件产品的跟踪管理。 ( 4 ) 更加准确完成仓库出入库操作。条码仓库管理采集货物 单件信息，处理采集数据，建立仓库的入库，出库，移库，盘库 数据。这样，使仓库操作完成更加准确。 ( 5 ) 一般仓库管理只能完成仓库运输差错处理( 根据人机交 互输入信息) ，而条码仓库管理根据采集信息，建立仓库运输信息， 直接处理实际运输差错，同时能够根据采集单件信息及时发现出 自动识别技术在物流业的成用机理分析 入库的货物单件差错( 入库重号，出库无货) ，并且提供差错处理。 3 1 4 销售管理 为了占领市场、扩大销售，企业根据各地的消费水准不同， 制订了各地不同的产品批发价格，并规定一个地域的价格只能在 一个地域销售。但是，有些批发商以较低的地域价格名义取得产 品后，违规将产品在地域价格高的地方低价倾销，扰乱了市场， 使企业整体利益受到了极大的损害。企业由于缺乏真实、全面、 可靠、快速的事实数据，因而难以对违规的批发商进行处理。 利用条码技术进行销售管理，可以有效避免这种现象的出现， 通过在销售、配送过程中采集产品的单品条码信息，根据产品单 件标识条码记录产品销售过程，完成产品销售链跟踪管理。 3 1 5 产品售后跟踪服务 利用条码进行产品售后跟踪服务，主要包括： ( 1 ) 根据产品标识码建立产品销售档案，纪录产品信息、重 要零部件信息。 ( 2 ) 通过产品上的条码进行售后维修产品检查，检查产品是 否符合维修条件和维修范围，同时分析其零部件的情况。 ( 3 ) 通过产品标识号反馈产品售后维修记录，监督产品维修 点信息，记录统计维修原因，建立产品售后维修档案。 ( 4 ) 对产品维修部件实行基本的进、销、存管理，与维修的 产品一一对应。建立维修零部件档案。 通过产品的售后服务信息采集与跟踪，为企业产品售后保修 服务提供了依据，同时能够有效的控制的售后服务带来的困难销 北方交通大学硕士学位论史 售产品重要部件被更换而造成保修损失：销售商虚假的修理报表 等。 通过上述各个环节的产品物料信息、产品信息的采集，为企 业进行产品质量管理控制以及分析提供了强有力的依据。 企业根据物料准备、生产制造、维修服务过程中采集的物料 单品信息，可以统计物料质量的合格率，辅助产生物料质量分析 报告。 企业通过生产线质量控制产品条码信息采集点，采集产品生 产质量信息，辅助t j - e