工业工程进展概论5_物流信息技术

第五章物流信息采集和跟踪技术第1节物流信息技术的概念信息技术（InformationTechnology，IT）主要包括传感技术、计算机技术、通信技术、控制技术等，它替代或辅助人们完成了对信息的检测、识别、变换、存储、传递、计算、提取、控制等工作。信息中心核心企业销售点常见的企业物流信息技术主要有交换、跟踪和采集三类：互联网（Internet）、电子数据交换（EDI）全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）无线射频技术(RFID)、条形码（BC）。主要用在以下几个方面：（1）对公共信息的利用。外部物流供求信息的收集（2）对外物流信息的发布。（3）基于Internet的物流业务管理方面。第2节Internet在物流信息管理中的应用（1）市场营销。通过Internet，销售人员及时掌握相关的客户信息，向分散的客户提供及时准确的本企业最新产品信息，还可随时完成订单的接收、订单的查询、状态的跟踪等一系列工作；（2）业务管理。与供应商、客户、物流企业进行仓储、运输、配送等业务信息交换，以及网上采购、网上结算等。（3）客户服务和支持。Internet能够帮助客户服务，能支持部门共享客户的反馈信息并创造一个相应的支撑系统。第3节条形码技术及其应用条形码技术广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等流域.。尤其是在物流领域中，利用条形码技术可以解决了数据录入和数据采集的瓶颈问题。利用条码进行出入库和分货利用条码进行拣货3.1条形码技术概述1．条形码技术发展条形码技术最早出现于20世纪40年代，最初，由美国的两位工程师研究出用数字代码表示食品种类，并获得美国专利，这标志着条形码的诞生。1970年，美国“超市特别委员会”制定出通用产品代码（UniversalProductCode，UPC），并首先在零售业中试用。1973年，美国统一编码委员会（UniformCommercialCode，UCC）建立了UPC条形码系统，实现了该码制的标准化。同年，食品杂货行业把UPC码作为该行业的通用标准码制，为条形码技术在商业流通销售领域里的广泛应用起到了积极的推动作用。1974年，研制出39码，作为军用条形码码制。39码是第一个字母、数字式结合的条形码，后来广泛应用于工业领域。1977年，欧洲制定出欧洲物品编码EAN-13码和EAN-8码，正式成立了欧洲物品编码协会（EuropeanArticleNumberingAssociation，EAN）。1981年，EAN改名为“国际物品编码协会”（InternationalArticleNumberingAssociation，IAN）。为世界各国提供了惟一的编码体系和标识方法，同时也为电子订货（EOS）系统和电子数据交换（EDI）系统提供了国际通用的统一标识。1.条形码技术编码方案在条形码中，黑色条对光的反射率低而白色的空对光的反射率高，再加上条与空的宽度不同，就能使扫描光线产生不同的反射接收效果，在光电转换设备上转换成不同的电脉冲，形成了可以传输的电子信息。条形码技术编码方案。我国通用商品条形码标准也采用EAN条形码结构。由13位数字及相应的条形码符号组成，主要组成如下：①前缀码。由3位数字组成，是国家的代码，我国为690、691、692，是由国际物品编码协会统一决定的。②制造厂商代码。由4位数字组成，我国物品编码中心统一分配并统一注册，一厂一码。③商品代码。由5位数字组成，表示每个制造厂商的商品，由厂商确定，可标识10万种商品。④校验码。由1位数字组成，用以校验前面各码的正误。我国的商品条码：13位：＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊3．条形码技术应用的优越性条形码技术的应用具有如下突出的优越性：（1）准确度高、可靠性强。根据有关资料，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，条形码的出错率是千万分之一。（2）数据输入速度快。使用条形码做同样的工作比键盘输入速度提高了5倍。（3）经济便宜。与其他自动化识别技术相比较，推广应用条形码技术，所需费用较低。3.2条形码的分类和选择1．条形码的分类根据编码方式的不同，条形码可以分为以下几类：（1）一维条形码。普通的一维条形码仅能容纳13位的阿拉伯数字，更多的描述商品的信息只能依赖数据库的支持，因而条形码的应用范围受到了一定的限制。①UPC商品条形码。UPC码是一种12位的数字式码制，其字符集为数字0～9。每个条或空是1,2,3或4倍单位元素宽度。UPC码有两种类型，即UPC-A码和UPC-E码。如图所示为UPC-A条形码实例。②EAN商品条形码。欧洲物品编码EAN码。由代表12位数字的产品代码和1位校验码组成。我国由“中国物品编码中心”统一分配企业代码，产品代码由制造商根据规定自己编制，其字符集为0～9。如图所示为EAN码示意图。由于国际上存在这两种编码系统，因此，我国产品销往美国、加拿大时应使用UPC码，而出口到其他国家和地区时则应使用EAN码。③Code39条形码。是第一个字母、数字式码制，其应用比一般的一维条形码广泛。最早为军用编码。④ITF25码。又称为交叉25码，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制，其字符集为数字0～9。该条形码主要应用于商品批发、物流、仓库、机场、生产/包装识别、工业生产中。在所有一维条形码中，该条形码的密度最高。如图所示为交叉25码示意图。⑤EAN－128码。具有完整性、紧密性、连接性及高可靠度的特性。主要是生产过程中的一些辅助性的、且易变动的信息，如生产日期、批号、计量等，可应用于货运标签、便携式数据库、连续性数据段、物流配送标签等。其中应用最广泛的编码内容是运输包装序号，用来识别不同的运输包装，如瓦楞纸箱、物流箱、货柜等。(2)二维条码二维条形码解决了一维条形码信息量小的问题，它能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，而且能够表达汉字和存储图像。目前二维条形码主要有PDF417码、Code49码、Code16K码、DataMatrix码、MaxiCode码等。二维码具有如下特点：①信息容量大。在76mm×25mm面积上，可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符，约1000个汉字信息，比一维条形码信息容量高几十倍。②编码范围广。PDF417码可以对照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等进行编码。③保密、防伪性能好。它可以采用密码防伪、软件加密防伪及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪，因此具有极强的保密防伪性能。条形码码制的选择一般情况下，在码制选择中通常遵循以下原则：优先选用已制定为国家标准的码制。必须优先从国家（或国际）标准中选择码制，如通用商品条形码（EAN条形码），它是一种在全球范围内通用的条形码。为了实现信息交换与资源共享，对于已制定为强制性国家标准的条形码，应该严格执行。3.3条形码阅读器条形码阅读器条形码阅读器的结构通常包括以下几部分：光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机接口。（实物）条形码阅读器的种类普通的条码阅读器通常有以下三种形式：光笔、CCD、激光枪，它们都有各自的优缺点。（1）光笔条形码扫描器。光笔阅读条形码信息时，要求扫描器与待识读的条形码接触或离开的距离在0.2～1mm左右。（2）CCD阅读器。CCD阅读器（ChargeCoupleDevice），比较适合近距离和接触阅读。使用一个或多个光电二极管，发出的光线能够覆盖整个条形码。CCD阅读器的缺点主要为其阅读景深和阅读宽度存在局限性。（3）激光自动扫描器。激光枪自动扫描器分为手持与固定两种形式：手持式激光扫描器连接方便、简单、使用灵活；固定式激光枪扫描器使用于阅读量较大、条码较小的场合，能有效地解放双手工作。激光枪自动扫描器的优点是：可以远距离扫描且扫描景深长。通常情况下，在阅读距离超过30cm时激光阅读器是惟一的选择；可以阅读不规则的条形码表面或透过玻璃、透明胶纸阅读；3.4条形码技术在物流信息系统中的应用物流信息系统的一项最基本的工作就是数据的采集，而数据采集应摆脱人工收集的种种弊端，走向自动化的收集。条形码技术作为物流信息系统中的数据自动采集单元技术，是实现物流信息自动采集与输入的重要技术。（1）物资管理。①利用条形码技术对物资的进、销、存管理，有效地降低库存成本。②通过产品编码，建立采购物料质量检验档案，产生质量检验报告，与采购定单挂钩，建立对供应全过程的有效管理和评价。（2）生产管理。在生产过程中，应用条形码技术监控生产，采集生产数据及生产质量检查数据。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，保证产品规则化以及标识的惟一性。②建立产品档案。通过产品标识条形码在生产线上对产品生产进行跟踪，并采集产品部件等数据作为生产过程信息，在生产批次计划审核后就可以建立产品档案。③通过生产线上的信息采集点来控制生产的信息。④通过产品标识条形码在生产线上采集质量检测数据，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动，有序地安排生产计划。实例：攀钢钢管（3）仓库管理。条形码技术应用于仓库管理主要表现在以下几个方面：①库存货物编号管理。仓库管理系统根据货物的品名、型号、规格、产地、包装等划分货物品种，并且分配惟一的标识编码，也就是“货号”，依据货号进行货物库存管理，并应用于仓库的各种操作。②仓库库位管理。货物仓库一般分为若干个库房，每个库房分为若干个库位。按仓库的库位记录仓库货物库存，在产品入库时将库位条形码号与产品条形码一一对应，在出库时按照库位货物的库存时间可以实现先进先出或批次管理等功能。③仓库业务管理。这包括出库、入库、盘库、月盘库、移库，不同业务以各自的方式进行，完成仓库的进、销、存管理。第4节射频标签系统—RFID1.RFID是从二十世纪90年代兴起的一项自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据。2.RFID可以在恶劣环境下工作，读取距离远，标签可重复使用，并且能够识别高速运动物体，并可同时识别多个标签等优点。3.RFID已被广泛应用于众多领域，例如汽车或火车等的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物流跟踪、流水线生产自动化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。4.RFID产品种类很多，像TI、Motorola、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品，并且各有特点，自成系列。1.4.1RFID工作原理1.RFID系统由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）和数据交换与管理系统（Processor）三大部分组成。2.电子标签（或称射频卡、应答器等），信息载体，包括：芯片、耦合元件两部分。电子标签通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作的能量由阅读器射频脉冲提供或自带电池。3.阅读器，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。阅读器可将主机的读写命令加密传送到电子标签，将电子标签返回的数据解密后送到主机。4.数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。4.2RFID技术的分类1.根据工作频率的不同通常可分为低频（30kHz～300kHz）、中频（3MHz～30MHz）和高频系统（300MHz～3GHz）。•低频系统特点是电子标签内保存的数据量较少，阅读距离较短，电子标签外形多样，阅读天线方向性不强等。主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等；•中频系统则用于需传送大量数据的应用系统；•高频系统的特点是电子标签及阅读器成本均较高，标签内保存的数据量较大，阅读距离较远（可达十几米），适应物体高速运动，性能好。主要用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，多在火车监控、高速公路收费等系统中应用。2.根据电子标签的不同可分为可读写卡（RW）、一次写入多次读出卡（WORM）和只读卡（RO）。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等；WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变；RO卡存有一个唯一的号码，不能修改。3.根据电