物流系统中的新型自动识别技术

物流系统中的新型自动识别技术
（武汉理工大学物流工程学院武汉430068）
摘要：本文主要介绍了应用到物流系统中的新型自动识别技术，包括条码识别技术、RFID （无线射频技术）、图像识别技术。

并对新型自动识别技术的发展现状和展望进行了阐述。

关键词：自动识别；无线射频（RFID）；条码识别；图像识别。

New Automatic Identification of Logistics System
(Wuhan University Of Technology Logistics System Department )
Abstract: This paper mainly introduce logistics system and the new automatic identification applied in it, which include RFID, picture recognize technology. What’s more, it also state the development current and future situation of new automatic identification .
Keywords: logistics system; automatic identification; RFID; picture recognize
一引言
自动识别技术在社会生产和生活中得到了广泛的应用，在物流方面更是取得了巨大的进步，对我国物流业的发展做出了不可估量的作用。

因此，本文重在探讨自动识别技术在物流及相关领域的应用。

本文主要介绍了物流系统中的新型自动识别技术，包括RFID（无线射频技术），图像识别技术。

并对新型自动识别技术的发展现状和展望进行了阐述。

自动识别技术是以信息技术和自动化技术为基础，以数据采集、识别、分析、传输为主要内容的综合技术，是实现信息数据识别、输入的重要方法和手段为了实现物流作业的自动化，除了必要的装卸搬运支持外，自动识别技术是衔接各个作业流程的线，保证的物流作业有序、高效的运行。

可以说，自动识别技术产生伊始，就与物流行业结下了不解之缘。

第二次世界大战后，美国将其在大战期间高效的后勤保障系统的管理方式引入流通领域，把商品流、物资流、信息流集为一体，并采用条形码技术，改变了商品物资管理体制、商品物资配送方式、售货方式和结算方式．促进了大流通、大市
场的发展，也推动了物品编码和条码技术在国际范围的迅速发展。

现代物流充分运用信息技术，将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送等有机结合，形成完整的供应链。

随着全球经济一体化进程的加快，对供应链反应速度的要求不断提高，促使全球物流行业不断探索可以提高效率与服务质量的新技术。

自动识别技术逐渐从美国走向全球市场，并且在商品流通和运转中扮演了重要角色。

自动识别技术通过对所有实体对象(包括零售商品。

物流单元、集装箱、货运包装等)进行惟一有效标识，可以有效解决物流领域各项业务运作数据的输入／输出、业务过程的控制与跟踪等问题，并减少出错率，在仓库管理、运输管理、生产管理、物料跟踪．运载工具和货架识别等领域都具有明显的优势。

在物流工程、物流管理、供应链管理、销售管理等领域，自动识别技术已经得到越来越广泛的应用。

二新型自动识别技术的介绍2.1 自动识别技术分类
纵观现在应用的识别技术，不外乎以下几种：
条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。

常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。

条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。

磁卡是利用磁性载体记录英文与数字信息，用来标识身份或其它用途的卡片。

IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。

IC卡是指集成电路卡，一般用的公交车卡就是IC卡的一种，一般常见的IC 卡采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯。

IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。

IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。

非接触式IC卡又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。

除了这三种，还有一种自动识别技术就是射频识别技术简称RFID，我们重点介绍这种技术。

射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。

2.2 条码技术及应用
条码技术是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术。

它是为实现对信息的自动扫描而设计的。

它是实现快速、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。

条码技术为我们提供了一种对物流中的物品进行标识和描述的方法，借助自动识别技术、POS系统、EDI等现代技术手段，企业可以随时了解有关产品在供应链上的位置，并即时作出反应。

当今在欧美等发达国家兴起的ECR、QR、自动连续补货（ACEP）等供应链管理策略，都离不开条码技术的应用。

条码是实现POS系统、EDI、电子商务、供应链管理的技术基础，是物流管理现代化、提高企业管理水平和竞争能力的重要技术手段。

物流条码是条码中的一个重要组成部分，它不仅在国际范围内提供了一套可靠的代码标识体系，而且为贸易环节提供了通用语言，为EDI和电子商务奠定了基础。

因此，物流条码标准化在推动各行业信息化、现代化建设进程和供应链管理的过程中将起到不可估量的作用。

物流条码的标准体系包括码制标准和应用标准。

1．码制标准
这三种条码是物流条码中常用的码制，它们的具体应用在实际中又有所不同。

一般说来，通用商品条码用在单个大件商品的包装箱上；交插二五条码可用于定量储运单元的包装箱，ITF14和ITF6附加代码共同使用也可以用于变量储运单元；贸易单元128条码的使用是物流条码实施的关键，它能够标识贸易单元的信息，如产品批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等。

2．应用标准：位置码，储运单元条码，条码应用标识
《EAN 位置码》提供了国际共同认可的标识团体和位置的标准，也正在逐渐用于标识交货地点和起运地点，成为EDI实施的关键。

《储运单元条码》国家标准起到了对货物储运过程中物流条码的规范作用及实际应用中具有标识货运单元的功能，是物流条码标准体系中一个重要的应用标准。

《条码应用标识》是商品统一条码有益和必要的补充，填补了其他EAN/UCC标准遗留的空白，它将物流和信息流有机地结合起来，成为联接条码与EDI的纽带。

条码技术在仓储配送业中的应用
仓储配送是产品流通的重要环节。

以美国最大的百货公司-沃尔玛为例，该公司在全美有25个规模很大的配送中心，一个配送中心要为100多家零售店服务，日处理量约为20多万个纸箱。

每个配送中心分三个区域：收货区、拣货区、发货区。

在收货区，一般用叉车卸货。

先把货堆放到暂存区，工人用手持式扫描器分别识别运单上和货物上的条码，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，称作直通作业以节省时间和空间。

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码标签。

白天，拣货员拿一叠标签打开一只只空箱，在空箱上贴上条码标签，然后用手持式扫描器识读。

根据标签上的信息，计算机随即发出拣货指令。

在货架的每个货位上都有指示灯，表示那里需要拣货以及拣货的数量。

当拣货员完成该货位的拣货作业后，按一下“完成”按纽，计算机就可以更新其数据库。

装满货品的纸箱经封箱后运到自动分拣机，在全方位扫描器识别纸箱上的条码后，计算机指令拨叉机构把纸箱拨入相应的装车线，以便集中装车运往指定的零售店。

在国内，条码在加工制造和仓储配送业中的应用也已有了良好的开端。

红河烟厂就是一例。

成箱的纸烟从生产线下来，汇总到一条运输线。

在送往仓库之前，先要用扫描器识别其条码，登记完成生产的情况，纸箱随即进入仓库，运到自动分拣机。

另一台扫描器识读纸箱上的条码。

如果这种品牌的烟正要发运，则该纸箱被拨入相应的装车线。

如果需要入库，则由第三台扫描器识别其品牌。

然后拨入相应的自动码托盘机，码成整托盘后通达运输机系统入库储存。

条码的功能在于极大地提高了成品流通的效率，而且提高了库存管理的及时性和准确性。

2.3 RFID技术及应用
2.3.1 RFID组成及工作原理
射频识别系统由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)组成。

电子标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。

阅读器(Reader):又称为读出装置,可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的,有手持式或固定式两种,通常阅读器与电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。

天线(Antenna):在标签和阅读器间传递射频信号。

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

2.3.2 射频技术的优点
自动识别技术是从条码技术一步一步发展的，现在的射频技术是在以往几种技术的基础上开发出来的新技术，其优点是显而易见的。

在应用广泛的物资流通领域中，相对于条码技术而言，RFID的优越性非常突出: （1）RFID是非接触识读，识读距离可以从十厘米到几十米，可以穿透多种材料，而条码则必须“看见”(扫描)才能读取；
（2）RFID可以识别高速移动的物体，并能同时识别多个对象；
（3）条码标签如果被撕裂、污损或脱落，就无法读取了，而RFID标签识读率非常高，可以适应恶劣环境，使用寿命长，应用领域广泛；
（4）RFID标签的内容可以动态改变，数据容量大，而且标签的数据存取有密码保护，安全性更高；
（5）体积小型化、形状多样化。

RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了保证读取精确度而调整纸张的固定尺寸和印刷品质。

此外，RFID标签更可王小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。

最为关键的一点是，条码只能识别产品类别，而RFID可以唯一的标识每个产品，并能够对标签所附着的物体进行跟踪定。

综上所述，射频识别技术的最大优点就在于非接触，，完成识别工作时无需人工干预，适于实现自动化且不易损坏，可识别高速运动物体，并可同时识别多个射频卡，操作快捷、方便。

短距离射频识别卡不怕油渍、灰尘污染等恶劣环境，因此可在这样的环境中替代条码技术。

2.3.3射频技术的应用领域
射频识别技术以其独特的优势,现在已经广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。

随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大,射频识别产品的成本将不断降低,其应用也将越来越广泛。

RFID技术的典型应用主要在以下几方面:
（1）在车辆自动识别方面,早在1995年北美铁路系统就采用了射频识别技术的车号自动识别标准,在北美150万辆货车、1400个地点安装了射频识别装置。

近年来,澳大利亚开发了用于矿山车辆的识别和管理的射频识别系统。

（2）在高速公路收费及智能交通方面,香港“驾易通”采用的就是射频识别技术,装有射频标签的汽车能被自动识别,无须停车缴费,大大提高了行车速度和效率。

虽然我国很多地区高速公路都采用了射频卡,但是大部分还是应用人工停车收费的方式。

最近,锦山的一条高速公路上应用了射频卡自动收费但是与香港“驾易通”相比,差距明显。

（3）在货物的跟踪、管理及监控方面,澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中,大大提高了分拣效率,降低了出错率。

几年前,欧共体就要求从1997年开始生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。

而我国铁路行包自动追踪管理系统还只是在计划推广之中,真正应用还要假以时日。

（4）在射频卡应用方面,德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票,改变了传统的机票购销方式,简化了机场入关的手续。

在我国,射频卡主要应用于公共交通、地铁、校园、社会保障等方面。

上海、深圳、北京等地陆续采用了射频公交卡。

（5）在生产线的自动化及过程控制方面,德国BMW公司为保证汽车在流水线各位置准确地完成装配任务,将射频识别系统应用在汽车装配线上。

而Motoro1a公司则采用了射频识别技术的自动识别工序控制系统,满足了半导体生产对于环境的特殊要求,同时提高了生产效率。

（6）在动物的跟踪及管理方面,许多发达国家采用射频识别技术,通过对牲畜个别识别,保证牲畜大规模疾病爆发期间对感染者的有效跟踪及对未感染者的隔离控制。

（7）在供应链管理方面,美国的沃尔玛率先使用了RFID系统,从而使供应链的透明度大大提高,物品能在供应链的任何地方被实时追踪,同时消除了以往各环节上的人工差错。

安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的阅读器能够自动记录物品从生产线到最终消费者的整个供应链上的流动。

RFID不需要人工去识别标签,读卡器每250毫秒就可以从射频标签中读出位置和商品的相关数据。

有一些读卡器可以每秒读取200个标签的数据,这比传统扫描方式要快1,000倍以上,节省了货物验收、装运、意外处理等劳动力资源。

通过在跨组织界限的共享实施中实现RFID技术,可以最大化其在供应链中的价值。

因此，根据现在应用现状和RFID系统完成的功能不同，可以粗略地把它系统的分成四种类型：便携式数据采集系统、EAS（电子商品防盗系统）系统、物流控制系统、定位系统。

2.3.4 射频技术在物流业中应用
射频技术在物流业中的应用有很多，比如仓储管理、生产线物流、供应链物流等。

（1）仓储管理。

将RFID系统用于智能仓库货物管理，有效地解决了仓库里与货物流动有关信息的管理，它不但增加了一天内处理货物的数量，还监督这些货物的一切信息。

射频卡贴在货物通过仓库的大门边上，读写器和天线放在叉车上，每件货物均贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中心计算机里，该货物的有关信息都能在计算机里查到。

当货物被装走运往别处时，由另一读写器识别并告知计算中心它被放到哪个拖车上。

这样管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品，并可自动识别货物，确定货物的位置。

（2）生产线自动化。

用RFID技术在生产线上实现自动控制和监视，能提高效率、降低成本。

在此我们举个例子说明用于汽车装配流水线的情况。

德国宝马汽车公司在装配线上应用射频卡以尽可能大量地生产用户订制的汽车。

宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的：用户可以从上万种选项中选定自己喜欢的颜色、引擎型号及轮胎式样等，这样一来，装配线上就会配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个有高度组织的、复杂的控制系统，是很难完成如此复杂的任务的。

宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，他们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上带有详细的汽车所需的各种要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错地完成装配任务。

（3）供应链物流流程监控。

企业通过RFID对物流体系进行管理，不仅可对产品在供应链中的流通过程进行监督和信息共享，还可对产品在链中各阶段的信息进行分析和预测。

企业通过对物流信息进行分析，可了解物流过程的各环节，发现各环节存在的不足，从而提出改进措施。

通过对产品当前所处阶段的信息进行预测，估计出未来的趋势或意外发生的概率，从而及时采取补救措施或预警。

作为分析和预测的信息来源，RFID数据采集功能在供应链物流中显得尤为重要。

2.4在物流信息采集系统的设计中应用到图像识别技术
物流信息采集系统的设计建立在图像识别技术的基础上，该技术不仅具有条形码投入低的特点，还具有射频识别信息跟踪的优势，且硬件设备也是借助手机硬件实现的，利用手机拍摄和物流信息采集软件对图像进行预处理，获取图像特征，再以信息形式将物流信息传递至物流企业的总数据库。

信息采集系统的设计是利用手机采集货物清单图像，当图像出现模糊或歪斜等情况时，该软件应提醒用户重新采集，直至图像清晰、准确为止，然后利用手机中安装的物流信息采集软件对图像进行预处理，同时开机手机识别软件，将货物清单信息发送至总数据库再至客户。

如图2所示为物流管理系统流程图手机硬件代替物流硬件使得物流管理成本有所下降，理后才能获取到货物信息，工作人员再将获取到的货物信息以短信形式发送至物流公司总数据库，由公司将信息发送给客户，客户则可随时随地的了解货物运输情况。

四新型自动识别技术的发展
现状和展望
自动识别技术在中国物流行业的应用比美国等发达国家起步较晚，但随着企业信息化程度的不断提高．已经取得了长足进步，目前条码技术仍然是物流企业最主要的识别手段。

第三方物流企业已经将条码技术应用在供应链管理的各个方面。

2005年，自动识别技术在中国物流行业信息化建设中占有举足轻重的地位。

除了第三方物流企业之外，更多的制造企业将以条形码技术为代表的自动识别技术应用在供应链管理、库存管理、配送等涉及产品流转的各个环节，大大提高了物流信息化水平，加快了商品流通的速度，增强了整个物流行业在国际市场的竞争力。

目前，条形码技术主要应用在以下几个物流环节：
一、产品标签管理；产品下线时，制造商打印条码标签并粘贴在产品包装的明显位置，产品进入流通环节后，产品标签成为跟踪产品流转的重要方式。

二、产品入库管理；当产品由制造商进入流转环节，第三方物流企业或者经销商在产品入库时读取商品上的条码标签，录入商品存放信息，完成产品交接，并将商品特性信息及存放信息存入数据库。

三、产品出库管理；当产品由第三方物流企业运送至买方，买家扫描商品上的条码，对出库商品信息进行确认，同时更改其库存状态。

四、库存管理。

比如，大型零售企业通过自动识别技术可以快速、准确地进行库存盘点，有效地提高市场响应速度，降低库存成本。

在过去几年，一个值得关注的趋势是，以条码识别为代表的自动识别技术已经成为企业构建移动战略必不可少的组成部分。

企业通过各种移动数据采集设备，实现了高效率的信息流转。

通过自身搭建的局域网甚至广域网，越来越多的企业实现了产品数据的实时采集和更新，进一步提高了物流企业以及制造企业供应链的运转效率。

企业移动解决方案无论是对第三方物流企业还是大型制造企业物流供应链的构建都发挥了巨大的作用。

从制造商到运输服务商、批发商、零售商直至客户这一流程以及同样的反向流程，在业务活动的每个关键点，如交货码头、制造产地仓库、起运码头、货车，乃至商店、合作者、经理和客户端，移动解决方案将产品、管理者、空间和时间有效地结合在一起，实现了数据的高度管理，提高了运作效率，提升了客户满意度，降低了运行费用。

在这些移动解决方案中，中邮物流有限责任公司与海尔集团的移动战略具有代表性。

中邮物流有限责任公司(简称中邮物流)集仓储、封装、配送、加工、理货、运输和信息服务于一体。

为提高服务质量，增强竞争能力，中邮物流与美国讯宝科技公司合作，通过无线数据采集终端，为客户提供上门服务。

物流业务人员装备了具有条码识读功能的手持移动智能设备，在现场采集物流信息数据：而在集散中心，通过手持条码数据采集器接入无线局域网，可以实现物流业务全过程的信息处理自动化。

中邮物流应用条码技术有效解决了物流过程信息的准确性问题，而移动解决方案可以及时准
确地获取、传递、汇总、核对物流各环节信息，从而真正解决了物流与信息流的不同步问题。

所有物流环节使用手持无线设备读取条码，可以快速记录货物信息和操作时间，省却了手工录入与核对等繁重的劳动，减轻了物流作业人员的劳动强度，也大大提高了中邮物流的管理水平，仅集散中心的发车准点率就上升了40％。

在大型制造企业，以条形码为代表的自动识别技术也在构建企业竞争力方面起到了推动作用。

例如，海尔集团在最新启用的海尔国际物流中心，通过采用自动化立体库、无人运输车系统以及条码技术等一系列技术，实现了物流的自动化和智能化。

在海尔国际物流中心，不仅所有货物从入库到出库中间的一切活动均实现了无人操作，而且这些出入库信息经由条码和红外线扫描信息终端同步传送到了物流中心的计算机管理系统。

同时，海尔在其遍布全国的42个配送中心里也配备了讯宝科技的LS1902条码扫描器、SPT1800系列便携式数据终端，在入库和出库环节实现了数据的高效采集和流程控制功能。

在海尔集团的物流管理系统中，所有的物流资源包括作业人员、托盘、物流容器和作业表单等，都通过条码实现了数字化标识，并由数据终端扫描后实现数据采集，从而由物流信息系统实现了作业统计、流程控制、作业调度等功能，并实现了整个物流系统和资源的高效运作和管理。

在作业过程中，海尔可以使数据终端通过无线接入点与主机系统进行实时通讯、交换数据、获得指令。

这使操作人员免去了数据上载和下载的环节，缩短了作业时间，提高了劳动生产率，能够更有效地服务于大业务量的作业环境。

可以说，自动识别技术由固定走向移动。

使得在整个供应链中，在从原材料供应商到最终客户这样一个流动过程中，实现了对商品、服务、供应链各参与方——供应商、制造商、分销商、服务商和商店、仓库等的实时准确标识，为信息的有效采集和处理以及企业的快速决策打下了坚实基础。

未来展望
随着条码技术向深度和广度发展，条码技术装备也将向着多功能、远距离、小型化，软件硬件并举、识别准确、信息传递快速、安全可靠、经济适用等方向发展。

与此同时，将条码扫描技术、移动计算技术、无线网络和服务解决方案有机结合在一起的产品和解决方案，将成为未来市场的一大热点。

作为条码技术的补充技术，射频识别技术也将在2006年走进更多企业的视野。

从国外的情况看，RFID技术已经在物流领域得到非常广泛的应用。

例如，美国McCarran国际机场已经成功将RFID技术应用在行李处理和跟踪流程，在提高机场行李处理环节工作效率的同时，大大提高了飞行的安全性和乘客满意度。

就在2005年年底，由信息产业部产品司司长张琪亲自挂帅的RFID标准工作组正式成立，预示着2006年RFID技术的应用前景将更加美好。

对于中国RFID技术产业来说，2008年奥运会、2010年世博会等大型活动将对RFID 技术的需求产生极大的促进作用，并加速推动RFID技术在国内市场的应用。

RFID技术除了在电子门票、安全防伪等应用中具备一定的优势外，在食品安全追溯管理等领域也将得到更广泛的应用。

2008年北京奥运食品将采用电子标签全程追溯，为此，北京市食品办发布的《2008年北京奥运食品安全行动纲要》将大力推动RFID技术的应用与发展。