自動識別技術在企業物流過程中的應用

【摘 要】我們需要識別倉庫中的所有貨物，但倉庫中的貨物成千上萬，貨物名稱五花八門，所以貨物的身份識別技術的應用就顯得尤為重要。條形碼，二維碼和被稱為電子標簽的RFID自動識別技術已經深入到我們的生活之中，隨時為我們進行服務。二維碼的出現是對條形碼從容量到性能，應用等全方位的提升。供應鏈的最好模型就是SCOR模型在企業物流過程中得到有效應用。

【關鍵詞】身份識別；自動識別技術中的主要方法和技術；SCOR模型

隨著人類社會邁入21世紀，經濟全球化的不斷深入，國際分工的日益增強，中國成為了世界工廠，成為全球產業鏈中的重要一環。競爭的日益白熱化，對我們物流的效率、成本、服務質量都提出了更高的要求，但同美國等先進水平相比我們還有很大差距。下面通過一組統計數據來分析一下我們和先進水平之間的差距。

從上表可以看出，中美兩國企業物流成本的組成，在定單處理，存貨管理和運輸環節上我們相比美國的數據還有很大的差距。僅僅一項倉儲費用有優勢。而涉及管理分析成分越重的環節，我們同美國的差距就越大，其中僅僅庫存成本一項就比美國的物流總成本還高0.68%。CompTIA公司的David Som

mer說得好：“成功的公司對良好的庫存管理有著深刻的認識。知道貨物的庫存信息和存放位置是公司具有競爭優勢的重要方面。”如何能對整個供應鏈中的產品做到可視化呢？首先我們需要識別倉庫中的所有貨物，但倉庫中的貨物成千上萬，貨物名稱五花八門，所以貨物的身份識別技術的應用就顯得尤為重要。首先我們先探討一下什么是身份識別（Identification）。談到身份識別，我們可以從兩個方面來看，一個是對人的識別；一個是對物的識別。對人的識別，我們可以通過身份證，護照等文件來識別陌生人的身份。將來也可以通過高科技做到對每個人所獨有的生物特征如指紋、虹膜、聲音作為識別的依據。那么對貨物我們可以采用怎樣的方法呢？其實，大家只用日常生活做一下觀察，就可以了解到我們對貨物是如何進行識別的了。條形碼（bar code），超市中每一件物品包裝上都可以發現它的蹤跡。二維碼（2D code），在一些電子商品，如高檔照相機，CPU等商品上可以發現它的存在。射頻識別（RFID），大家乘坐公共交通時可能用到的交通卡，2008北京奧運會的門票等等。我們的生活已經離不開這些識別技術了。這些識別技術已經深入到我們的生活之中，隨時為我們進行服務。

條形碼 二維碼 RFID電子標簽

如何進行身份識別呢？身份識別的實現需要哪些條件和設備呢？首先我們需要制定規則即如何編碼和解碼。其次我們需要一些硬件設備，比如掃描槍，當然掃描槍有條形碼和二維碼的，也有混合型的，兩種碼都能讀。數據庫的支持是必不可少的，因為條形碼所帶的信息都是有限的，基本上都是該商品的基本信息，這僅僅起到索引的作用，因此需要強大的數據庫和后臺處理系統來完成更復雜的應用。

條形碼基本應用圖

一、自動識別技術

到這里，我們對身份識別有了一個基本的了解了。下面我們會針對幾種流行的，比如條形碼、二維碼和被稱為電子標簽的RFID做一些比較和說明。

1.條形碼。條形碼最早出現在上世紀40年代，得到大規模應用是在70年代美國超級市場Ad Hoc委員會制定出通用商品UPC碼后，并在73年由美國統一編碼協會（UCC）完成了該碼的標準化工作。同年，美國食品雜貨業將UPC碼作為該行業的通用標準碼，推動了條形碼技術在銷售流通領域里廣泛使用。UPC碼在美洲的成功直接影響到了歐洲人，歐洲共同體在UPC-A碼的基礎上制定了EAN-13和EAN-8碼，并成立了歐洲物品編碼協會（簡稱EAN），后EAN發展成國際性組織，改名為“國際物品編碼協會”（IAN），但屈從于習慣，簡稱仍為EAN。

2.由于一維條碼的信息容量很小，如商品上的條碼僅能容納幾位或者幾十位阿拉伯數字或字母，商品的詳細描述只能依賴數據庫提供，離開了預先建立的數據庫，一維條碼的使用就受到了局限。基于這個原因，人們迫切希望發明一種新的碼制，除具備一維條碼的優點外，同時還有信息容量大、可靠性高、保密防偽性強等優點。為了滿足人們的這種需求，美國訊寶公司經過幾年的努力，于1991年正式推出名為PDF417的二維條碼，簡稱為PDF417條碼，即“便攜式數據文件”。二維碼從此誕生。了解了它們誕生的背景，我們對它們的特性能也就能了解一二了，具體分析如下：

條形碼與二維碼外形比較

從上圖我們可以看出，條形碼和二維碼的最大不同在于，條形碼只在一個方向上儲存信息，形成一條信息線。而二維碼的信息是存儲在兩個方向上的，從而形成了一個信息面。所以在表象后面的實質就是二維碼所包含的信息量遠遠大于條形碼，即形成了二維碼了小尺寸，高密度的特性；同時二維碼在某種意義上是可以脫離數據庫的支持而單獨被利用。下面表格對兩種碼制的數據容量作了一個比較。

二維碼除了容量巨大以外，還可以利用激光打印技術在超小空間上使用，甚至在金屬物，塑料等材質上生成。另外二維碼的讀取可以在360度范圍，任意方向上進行。而不是象條形碼必須在水平位置上讀取并且傾斜角度有限。最后由于二維碼具有數據校驗功能，所以在碼受到污損和局部丟失時還能通過數據校驗來修復原碼，實現可靠讀取。增強了數據的抗干擾能力。

二維碼讀取硬件系統（OMRON公司產品）

下圖是軟件處理的過程：

二維碼軟件識別流程

所以可以說二維碼的出現是對條形碼從容量到性能，應用等全方位的提升。

3.2004年中，隨著沃爾瑪（Wal-Mart）的一聲號角，揭開了RFID大規模使用的序幕。這項技術起源于二戰期間的英國，最初的技術主要是用于空軍飛機進行敵我識別用的。RFID（Radio Frequency Identification）顧名思義，是利用射頻方式對物品進行身份識別的一種技術。RFID是一種非接觸式識別技術，其基本原理是利用射頻（RF）訊號和空間耦合的傳輸特性，實現對物品的自動辨識。RFID主要由兩大系統組成：詢問器（Interrogator）或稱讀寫器（Reader）；應答器（Transponder）或稱標簽（Tag）。Tag內建微芯片（Microchip）和天線，此芯片通過RFID讀寫器發出的訊號與自帶的天線耦合后完成數據交換，實現身份識別。如圖所示，Tag的封裝形式有多種多樣，讀寫器隨工作頻段的不同其大小和形式也不太一樣，另外控制器將信息采集系統與后臺數據庫支持系統關聯起來形成一個閉環的控制。

RFID系統工作示意圖

因為射頻的頻譜較寬，根據不同頻段所研發的設備也有不同，其特性也不相同。根據不同的用途，Tag制造材料也有不同，把常用的三種典型的記憶體特點作個比較（如下圖）：

綜上所敘，我們可以總結出RFID的優點如下：（1）非接觸操作，長距離識別，可進行數據交互，存儲的數據量大。（2）無機械磨損，壽命長，并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環境，有的甚至可以工作在180～250度的高溫環境下。（3）可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽，即進行批量作業。（4）讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性。（5）數據安全方面除電子標簽的密碼保護外，數據部分可用一些算法實現安全管理。（6）讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程，實現安全通信和存儲。

二、身份識別技術在企業物流過程中的應用

描述供應鏈的最好模型就是SCOR模型了，它是建立在五個不同的管理流程之上的。（見下圖）

SCOR模型

這五個流程分別是計劃、采購、生產、配送、退貨五個流程。這個模型高度地將整個供應鏈完整地進行了描述和歸納。所以現在我將借助SCOR模型，簡單地談談如何在供應鏈的幾個實際運行環節使用自動身份識別技術。

1.采購環節。主要是進行原材料的采購，為了更好地對原料進行控制，滿足生產的需要。一般會采用先進先出的批次管理。為了實現對原料庫存的精確控制和實時管理，我們就需要利用條形碼技術來對原料的供應商，品種，規格，包裝形式等進行科目管理。同時利用POS系統把好進庫和出庫關，簡化盤點流程，對在庫原料實施可視化管理，隨時分析庫存的變化，掌握原料消耗情況，及時調整進貨計劃，減少乃至杜絕缺料情況發生，最大限度地保障生產的順利進行，最大限度地優化庫存結構。在這個環節，物料的身份識別可采用簡單的條形碼控制，一般供應商都可以提供這樣的支持。對原料要求較高的企業，可以要求上游廠家提供二維碼支持，提供原料相關技術參數或可追溯信息。

2.生產環節。我們這里以汽車制造業為例來說明生產物流對物料身份識別的要求。汽車制造是通過流水作業線來完成的。一輛汽車要由成千上萬個零件裝配而成，根據汽車型號不同，所需要的零部件的品種和數量也不同。有的要空調，有的要后備箱，有的要機械換檔變速箱，有的要液壓變速箱等等。為了能按訂單生產，并保證生產的高效性。一般車廠都會采用混流生產方式并且添加防差錯系統。這樣對生產中各種零件的自動識別就要求相當高，有的一個零件需要好幾個工位才能完成，加工中的數據也需要傳遞到下一工位，所以通常會在流水線的每個工位都會配置自動識別系統，這通常是能讀能寫，抗干擾能力強的RFID方式，并用工業總線和控制系統將其全部整合在一起，實現自動化生產。所以在自動化程度越高的企業，例如，汽車生產，半導體制造，電子企業，煙草企業等，在生產過程中對物料的身份的自動識別的要求也最高。

3.配送環節。我們以倉庫的物流作業為例來進行說明。倉庫作業包括配送中心的訂貨、進貨、存放、揀貨、出庫。過程如下：（1）配送中心的進貨驗收作業。對整箱進貨的商品，其包裝箱上有條形碼，放在輸送帶上經過固定式掃描器（條形碼和二維碼）的自動識別，可接受指令傳送到存放位置附近，也可使用移動掃描器（條形碼和二維碼）識別后通過無線局域網傳回服務器進行處理。對整個托盤進貨的商品，叉車駕駛員用手持式掃描器（條形碼和二維碼）掃描外包裝箱上的條形碼或二維碼碼標簽，利用計算機與RFID數據通信系統，可將存放指令下載到叉車的終端機上。（2）補貨作業。基于條形碼或二維碼進行補貨，可確保補貨作業的正確性。有些揀貨錯誤源于前項的補貨作業錯誤。商品進貨驗收后，移到保管區，需適時，適量的補貨到撿貨區；避免補貨錯誤，可在儲位卡上印上商品條形碼與儲位碼的條形碼或二維碼，當商品移動到位后，以手持式掃描器（條形碼和二維碼）讀取商品條形碼和儲位碼條形碼，由計算機核對是否正確，這樣就可保證補貨作業的正確。（3）揀貨作業。揀貨有兩種方式：一種是按客戶進行揀取的摘取式揀貨；另一種是先將所有客戶對各商品的訂貨匯總，一次揀出，再按客戶分配各商品量，即整批揀取，二次分揀，成為播種式揀貨。對于摘取式揀貨作業，再揀取后用掃描器（條形碼和二維碼）讀取剛揀取商品上的信息碼，即可確認揀貨的正確性。對于播種式揀貨作業，可使用自動分貨機，當商品在輸送帶上移動時，有固定條形碼掃描器判別商品貨號，指示移動路線與位置。（4）交貨時的交點作業。交貨時的交點作業通常分為兩種形式，一種是由配送中心出貨前即復點數量，另一種是交由客戶當面或事后確認。對于配送中心出貨前的復點式作業，由于在揀貨的同時已經以信息碼確認過，就無需進行此復點作業了。對于客戶的當面或事后確認，由于揀貨時已用條形碼確認過，無需交貨時雙方逐一核對。（5）倉儲配送作業。其實商品的自動辨識方法還可以采用磁卡，IC卡等其他方式來達成。但以物流倉儲配送作業而言，由于大多數的儲存貨品都具備有條形碼，所以用條形碼作自動識別與資料收集是最便宜，最方便的方式。商品條形碼上的資料經條形碼讀取設備讀取后，可迅速，正確，簡單地將商品資料自動輸入，從而達到自動化登錄，控制，傳遞，溝通的目的。其在儲存管理的效益上有：第一，登錄快速，節省人力；第二，提高物流作業效率；第三，減少管理成本；第四，降低錯誤率，提高作業質量；第五，更精確地控制儲位的指派與貨品的揀取；第六，可方便有效地盤點貨品，準確地掌握庫存，控制存貨；第七，可做到實時數據收集，實時顯示，并經計算機快速處理而達到實施分析與實施控制的目的。

4.退貨環節。或者又稱返回物流，分實物返回和信息返回。先談談實物返回，當我們對SCOR模型中各環節的控制力越來越強，我們最終的產品和服務也就越來越精準。當然也會時不時聽到一些不和諧音，某某型號的產品被召回，某某批次的產品被召回。產品被召回不是一件好事，但從另一個角度看，市場反饋的產品不良信息，正是通過在各個環節中使用了身份識別系統，我們才能夠對產品經過的每一個過程進行追溯，分析，定位，并將自身的損失控制在最小，將市場的不良影響控制在最小。信息返回，主要是利用了二維碼的數據容量大（2000字節），利用不同算法可以進行數據保密的特點對產品銷售渠道進行管理，對渠道的覆蓋能力進行分析。也可以利用它進行防串貨控制。

通過對身份識別在SCOR各環節中的應用情況，我們可以做出這樣的推斷：隨著時間的推移，身份識別逐漸分為兩大方向：靜態識別和動態識別。所謂靜態識別就是物料或者是商品本身的信息存在于本體之上。這一般會采用二維碼技術。所以隨著二維碼讀取設備的普及和采購成本的下降，二維碼會逐漸取代條形碼的位置出現在各種商品的外包裝或是產品本體上。所謂動態識別就是指物料或商品在生產過程中或者是在運輸配送過程中所需要提供的信息，通常會采用RFID的方式進行記錄，它保留的是管理的痕跡，可追溯的線索。

自動識別技術在企業物流領域的應用，已經成為企業提高管理水平，降低成本、增加效益的必然途徑。對于鐵路、公路、航空、港口、海關、倉儲、包裝、加工、配送、物流中心等物流企業，或制造業的物流系統，以及商業連鎖、郵政系統等都離不開自動識別技術。自動識別技術是供應鏈管理的技術基礎，是物流管理現代化、提高企業管理水平和競爭力的重要技術手段，其發展前景不可低估。