现代信息技术在仓库管理中的应用.docx
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现代信息技术在仓库管理中的应用
第十章现代信息技术在仓库管理中的应用
本章学习目标：
通过本章学习，了解条码技术的基本概念、分类；掌握条码技术在仓储管理中的应用，熟悉仓储管理信息系统的构成及功能，掌握管理信息系统在仓储管理中的应用。
第一节条码技术及其应用
条码（BarCode）技术或称为BC技术是在计算机应用中产生并发展起来的，广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域的一种自动识别技术，具有输入速度快、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。
条码技术在仓储业的自动化立体仓库中发挥着重要作用，特别是对于小型物品的管理和入库不均衡的物品管理更显示出其优越性。
一、条码技术概述
（一）条码的基本概念
（1）条码
条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。
（2）码制
条和空的安排方式称做符号法，符号法有多种。
条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成。
常用的一维码的码制包括：
EAN码、39码、交插25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。
UPC条码由美国统一代码委员会制定，主要流行于北美。
EAN条码是国际通用符号体系，是一种定长、无含义的条码，主要用于商品标识。
39码是一种带有自我检查功能的字母与数字的符号法，它可以提供不同的长度并有高度的资料保密效能，在工业、医药和政府部门中很流行。
128码是可以代表所有的ASCⅡ并有高密度和高度的资料保密效能。
93码是一种类似于39码的条码，密度较高，能够代替39码。
25码主要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编码等。
Codabar码主要应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理。
（3）条码字符集
条码字符集是指某种码制所表示的全部字符的集合。
（4）连续性与非连续性
条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔，相反，非连续性是指每个条码字符之间存在间隔。
（5）定长条码与非定长条码
定长条码是指仅能表示固定字符个数的条码。
非定长条码是指能表示可变字符个数的条码。
例如：
EAN/UPC码是定长条码，它们的标准版仅能表示12个字符，39码为非定长条码。
（二）条码的基本术语
为了方便对条码技术的理解，特将条码技术中的一些术语和解释介绍如下。
表10－1条码的基本术语
条码
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。
条码系统
由条码符号设计、制作及扫描识读组成的自动识别系统。
条/空
条码中反射率较低的部分/条码中反射率较高的部分。
空白区
条码起始符、终止符两端外侧与空的反射率相同的限定区域。
保护框
围绕条码且与条反射率相同的边或框。
起始符
位于条码起始位置的若干条与空。
终止符
位于条码终止位置的若干条与空。
中间分隔符
位于条码中间位置用来分隔数据段的若干条与空。
条码字符
表示一个字符的若干空与条。
条码数据符
表示特定信息的条码字符。
条码校验符
表示校验码的条码字符。
条码填充符
不表示特定信息的条码字符。
条高
垂直于单元宽度方向的条的高度尺寸。
条宽
条码字符中的条的宽度尺寸。
空宽
条码字符的中空的宽度尺寸。
条宽比
条码中最宽条与最窄条的宽度比。
条码长度
从条码起始符前缘到终止符后缘的长度。
长高比
条码长度与条高的比。
条码密度
单位长度的条码所表示的条码字符的个数。
模块
模块组配编码法组成条码字符的基本单位。
条码字符间隔
相邻条码字符间不表示特定信息且与空的反射率相同的区域。
单元
构成条码字符的条或空。
连续型条码
没有条码字符间隔的条码。
非连续型条码
有条码字符间隔的条码。
双向条码
左右两端均可作为扫描起点的条码。
附加条码
表示附加信息的条码。
自校验码
条码字符本身具有校验功能的条码。
定长条码
条码字符个数固定的条码。
非定长条码
条码字符个数不固定的条码。
条码字符集
某种条码所能表示的条码字符集合。
UPC条码
美国统一代码委员会制定的一种代码。
它是定长的、连续型的四种单元宽度的一维条码。
包括UPC-A码和UPC-E码两种类型。
表示的字符集：
数字：
0～9。
供人识别字符
位于条码符的下方，与相应的条码字符相对应的、用于供人识别的字符。
（三）条码的构成和分类
（1）条码的构成
一个完整的条码的组成次序依次为：
空白区（前）、起始符、数据符、校验符（可选）和终止符以及供人识读字符、空白区（后）组成，如图10-1所示。
图10－1条码符号的结构
空白区是指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使阅读器进入准备阅读的状态，当两个条码相距较近时，空白区有助于对它们加以区分。
起始、终止符指位于条码开始和结束的若干条与空，标志条码的开始和结束，同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息。
数据符是指位于条码中间的条、空结构，它包含条码所表达的特定信息。
构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空。
（2）条码的分类
条码可分为一维条码和二维条码。
1）一维条码
一维条码是通常我们所说的传统条码。
一维条码按照应用可分为商品条码和物流条码。
商品条码是以直接向消费者销售的商品为对象，以单个商品为单位使用的条码。
它由13位数字组成，最前面的两个数字表示国家或地区的代码，中国的代码是69，接着的5个数字表示生产厂家的代码，其后的5个数字表示商品品种的代码，最后的1个数字用来防止机器发生误读错误。
商品条码包括EAN码和UPC码。
物流条码是物流过程中以商品为对象以集合包装商品为单位使用的条码。
标准物流条码由14位数字组成，除了第1位数字之外其余13位数字代表的意思与商品条形码相同。
物流条形码第1位数字表示物流识别代码。
物流条码包括128码、ITF码、39码、库德巴（Codabar）码等。
2）二维条码
一维条码所携带的信息量有限，如商品上的条码仅能容纳13位（EAN-13码）阿拉伯数字，更多的信息只能依赖商品数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就没有意义了，因此在一定程度上也限制了条码的应用范围。
基于这个原因，在90年代发明了二维条码。
二维条码除了具有一维条码的优点外，同时还有信息量大、可靠性高，保密、防伪性强等优点。
目前二维条码主要有PDF417码、Code49码、Code16K码、DataMatrix码、MaxiCode码等，主要分为堆积或层排式和棋盘或矩阵式两大类。
二维条码作为一种新的信息存储和传递技术，从诞生之时就受到了国际社会的广泛关注。
经过几年的努力，现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。
二维条码依靠其庞大的信息携带量，能够把过去使用一维条码时存储于后台数据库中的信息包含在条码中，可以直接通过阅读条码得到相应的信息，并且二维条码还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。
二维条码可把照片、指纹编制于其中，可有效地解决证件的可机读和防伪问题。
因此，可广泛应用于护照、身份证、行车证、军人证、健康证、保险卡等。
美国亚利桑纳州等十多个州的驾驶证、美国军人证、军人医疗证等在几年前就已采用了PDF417技术。
将证件上的个人信息及照片编在二维条码中，不但可以实现身份证的自动识读，而且可以有效的防止伪冒证件事件发生。
菲律宾、埃及、巴林等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用了二维条码，我国香港特区护照上也采用了二维条码技术。
另外在海关报关单、长途货运单、税务报表、保险登记表上也都有使用二维条码技术来解决数据输入及防止伪造、删改表格的例子。
在我国部分地区注册会计师证和汽车销售及售后服务等方面，二维条码也得到了初步的应用。
（四）条码的优点
（1）可靠准确
据资料统计，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，如果加上校验位出错率是千万分之一。
（2）数据输入速度快
采用键盘输入，一个每分钟打90个自的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码识别，做同样的工作只需要0.3秒，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，推广应用条码技术所需费用较低。
（4）灵活实用
条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。
（5）自由度大
识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大的多。
条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分欠缺，仍可以从正常部分输入正确的信息。
（6）设备简单
条码符号识别设备结构简单，操作容易，无需专门训练。
（7）易于制作
可印刷，条码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求。
（五）条码的编码技术
条码是利用条纹和间隔或宽窄条纹（间隔）构成二进制的“0”和“1”，并以它们的组合来表示某个数字或字符，反映某种信息。
由于计算机设备只能识别二进制数据，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。
不同码制的条码在编码方式上有所不同，主要有宽度调节法和模块组合法。
按宽度调节法方式编码时，是以窄元素（条纹或间隔）表示逻辑值“0”，宽元素（条纹或间隔）表示逻辑值“l”。
宽元素通常是窄元素的二至三倍。
对于两个相邻的二进制数位，由条纹到间隔或由间隔到条纹，均存在着明显的印刷界限。
39条码、库德巴条码及常用的25条码、交插25条码均属宽度调节型条码。
按模块组合法方式编码时，指条码符号中，条与空是由标准宽度的模块组合而成。
一个标准宽度的条模块表示二进制的“1”，而一个标准宽度的空模块表示二进制的“0”。
EAN条码、UPC条码均属模块式组合型条码。
（六）条码识读
（1）条码识读系统
图10－2条码识读系统构成
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，就阅读条码信息而言，一般需要以下几个环节：
1）建立一个光学系统，该光学系统能够产生一个光点，该光点能够在人工或自动控制下，在条形码信息上沿某一轨迹作直线运动且通过一个条码符号的左空白区、起始符、数据符、终止符及右空白区。
2）建立一个反射光接收系统，使它能够接收到光点运动时打在条码条符上反射回来的光。
同时要求接受系统的探测器的敏感面尽量与光点经过光学系统成像的尺寸相吻合。
如果光点的成像比光敏感面小，则会使光点外的那些对探测器敏感的背景光进入探测器，影响识读。
当然也要求来自条上的光点的反射光弱，而来自空上的光点的反射光强，以便通过反射光的强弱及持续时间来测定条（空）宽。
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。
最后，要求建立某种算法，并利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。
总之，条码阅读器是用于读取条码所包含的信息的设备，条码阅读器的结构分为以下几部分：
光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机接口。
其基本工作原理为：
由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成与模拟信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。
（2）条码识读原理
识读时，扫描器光源发出的光，经透镜聚焦形成扫描光点，以45°角照射到条形码上。
扫描光点的直径应等于或稍小于条形码符号中最小条或空的宽度。
实际扫描光点的大小决定了分辨力，即可正确读入的最窄条宽度值。
利用条形码经照射后产生的不同的反射率（也就是条和空的对比度）来对条形码进行识读。
条空印刷对比度（PrintContrastSignal，即PCS）是指条形码的条和空的反射率之差与空的反射率的比率，它是衡量条形码符号的光学指标之一。
条形码PCS的计算公式如下：
其中，RL为空的反射率，RD为条的反射率。
条的反射率RD越低越好，空的反射率RL越高越好。
条形码的PCS值越大，则表明条形码的光学特性越好，识读率就比较高。
一般来说，当条形码PCS的值在50%～98%的范围之内时，就能够被条形码扫描设备正确识读。
二、物流条码概述
任何一种条码，都是按照预先规定的编码规则和条码有关标准，由条和空组合而成的。
每种条码的码制是由它的起始位和终止位的不同编码方式所决定的，条码阅读器要解译条形码符号，首先要判断此符号码制，才能正确译码。
为了便于物品跨国家和地区的流通，适应物品现代化管理的需要以及增强条码自动识别系统的相容性，各个国家、地区和行业，都必须制定统一的条码标准。
所谓条码标准，主要包括条码符号标准、使用标准和印刷质量标准。
这类标准由各国的专门编码机构负责制定，也有地区性的标准和行业标准。
国际上公认的用于物流领域的条码标准主要有通用商品条码、储运单元条码和贸易单元128条码三种。
（一）通用商品条码
通用商品条码是用于标识国际通用的商品代码的一种模块组合型条码。
（1）EAN标准版商品条码
EAN－13码是国际物品编码协会在全球推广使用的一种商品条码，它是一种定长、无含义的条码，没有自校验功能，使用0～9共10个字符。
标准版商品条码符号由左侧空白区、起始符、左侧数据区、中间分隔区、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成，从起始符开始到终止符结束总共有13位数字，这13位数字分别代表不同的含义，且其不同的组合代表EAN－13码的不同结构。
（2）EAN条码符号缩短版
EAN－8是EAN－13码的压缩版，由8位数字组成，用于包装面积较小的商品上。
和EAN－13码相比，EAN－8码没有制造厂商代码，仅有前缀码、商品项目代码和校验码。
（二）储运单元条码
储运单元条码是专门表示储运单元编码的条码，储运单元是指为便于搬运、仓储、订货、运输等，由消费单元（即通过零售渠道直接销售给最终用户的商品包装单元）组成的商品包装单元。
在储运单元条码中又分为定量储运单元和变量储运单元。
定量储运单元是指由定量消费单元组成的储运单元，如成箱的牙膏、瓶装酒、药品、烟等。
而变量储运单元是指由变量消费单元组成的储运单元，如布匹、农产品、蔬菜、鲜肉类等。
（1）定量储运单元
定量储运单元一般采用13位或14位数字编码。
当定量储运单元同时又是定量消费单元时，应按定量消费单元编码，采用13位数字编码；当定量储运单元内含有不同种类定量消费单元时，储运单元的编码方法是按定量消费单元的编码规则，为定量储运单元分配一个区别于它所包含的消费单元代码的13位数字代码；当由相同种类的定量消费单元组成定量储运单元时，定量储运单元可用14位数字代码进行编码标识。
（2）变量储运单元
变量储运单元编码由14位数字的主代码和6位数字的附加代码组成。
变量储运单元的主代码和附加代码也可以用EAN－128条码标识。
（3）交插25条码
交插25条码在仓储和物流管理中被广泛应用。
它是一种连续、非定长、具有自校验功能，且条和空都表示信息的双向条码。
由左侧空白区、起始符、数据符、终止符和右侧空白区构成，其中每一个条码数据符由5个单元组成，2个是宽单元（用二进制“1”表示），3个是窄单元（用二进制“0”表示）。
交插25条码的字符集包括数字0～9。
（4）ITF－14条码和ITF－6条码
ITF条码是一种连续型、定长、具有自校验功能，并且条、空都表示信息的双向条码。
ITF－14和ITF－6条码由矩形保护框、左侧空白区、条码字符、右侧空白区组成。
其条码字符集、条码字符的组成与交插25码相同。
图10-3ITF－14条码
（三）贸易单元128条码
128条码是一种长度可变的、连续型的字母数字条码。
与其他一维条码相比，128条码是较为复杂的条码系统，应用范围较大。
128条码的内容由左侧空白区、起始符号、数据符、校验符、终止符、右侧空白区组成，128条码具有A、B、C三种不同的编码类型，可提供ASCⅡ中128个字元的编码使用。
目前普遍使用的128条码是EAN－128条码。
EAN-128码：
目前所推行的128码是EAN-128码，EAN-128码是根据EAN/UCC-128码作为标准将资料转变成条码符号，并采用128码逻辑，具有完整性、紧密性、连接性和高可靠度的特性。
辩证范围含盖生产过程中一些补充性能且易变动之资讯，如生产日期、批号、计量等。
可运用于货运标签、携带式资料库、连续性资料段、流通配送标签等。
其效益有：
（1）变动性产品资讯的条码化。
（2）国际流通的共同协议标准。
（3）产品运送较佳的品质管理。
（4）更有效的控制生产及配销。
（5）提供更安全可靠的供给源。
图10-4EAN-128码
代号
码別
长度
说明
A
应用识別码
18
00代表其后之资料內容为运送容器序号，为固定18位数字
B
包装性能指示码
1
3代表无定义的包装指示码
C
前置码与公司码
7
代表EAN前置码与公司码
D
自行编定序号
9
由公司指定序号
E
检查码
1
检查码
F
应用识別码
420代表其后之资料內容为配送邮政码应用于仅有一邮政当局
G
配送邮政码
代表配送邮政码
三、物流行业条码应用
（一）物流行业条码应用发展概况
我国物流行业应用条码技术是从20世纪90年代中期才开始起步的，最初主要是从生产线物流管理、现代物流配送中心开始应用，大致经过了以下3个阶段:
（1）技术启蒙阶段
20世纪90年代是物流行业条码技术的启蒙阶段，随着现代制造业在国内的发展，企业对物流服务的要求不断提高，以及国外物流企业的示范作用，国内部分物流服务企业已经开始认识到条码技术对物流管理与运作的影响，开始关注这一技术。
并且随着国外条码打印技术、识别技术及其产品的引进，国内物流企业开始对这一技术有了感性认识与了解，也对这一技术在物流行业的应用前景有了深刻体会，开始尝试在物流作业领域使用这一技术。
（2）起步阶段
20世纪末至本世纪初的头两年，是条码开始在物流领域逐步应用的几年，也是中国物流业获得快速发展的几年。
在这些年里，条码技术开始获得物流行业的普遍关注，在一些新建的现代化物流中心开始应用。
如2001年建成的海尔国际物流中心，就采用了条码技术，并把条码信息采集与物流中心管理控制系统相结合，与企业的信息化系统进行集成，从而把这一技术与现代化的物流管理有机结合在一起，极大地提高了物流作业效率。
此外，在同一时期前后建设的华联超市配送中心、部分医药企业化物流中心、烟草行业物流中心等都采用了条码技术。
（3）快速发展阶段
目前条码技术对现代化物流作业与管理的影响已经深入人心，绝大多数企业都已经认识到了这一技术的优势，也认识到，没有条码技术的应用，就难以实现物流信息的实时采集，因而物流信息化就是一句空话。
与此同时，企业都认识到了条码技术标准化的重要性，也开始向国家有关部门与机构咨询有关条码的标准，条码技术正处于一个快速发展阶段。
目前，条码的应用已经给企业带来了很多的好处，取得了许多成绩。
以上海新杰货运服务有限公司为例，在其主动加入条码系统之后，已经可以通过扫描表示SSCC的UCC／EAN—128条码符号，实现货物分拣、自动分配库位、库位查询、自动打印运输标签、进出库信息采集等功能，使管理人员实时掌握收货、发货以及库存等信息，大大改变了原来仓库作业效率低，易出错的状况。
条码自动识别技术在物流中的应用正在兴起，随着EAN．UCC系统在商业领域的成功应用，其影响日益广泛。
物流行业通过多种渠道对EAN．UCC系统有了越来越多的了解和认识，促使EAN．UCC系统在物流行业应用领域不断扩大。
（二）条码技术在物流中的应用领域
随着物流行业在国内日益受到重视，物流信息化建设提上了日程，条码在物流企业中的应用前景也逐步显现。
具体来看，作为物流管理的工具，条码的应用主要集中在以下环节：
（1）物料管理
利用条码技术的解决思想：
1）通过将物料编码，并且打印条码标签，不仅便于物料跟踪管理，而且也有助于做到合理的物料库存准备，提高生产效率，便于企业资金的合理运用。
对采购的生产物料按照行业及企业规则建立统一的物料编码，从而杜绝因物料无序而导致的损失和混乱。
2）对需要进行标识的物料打印其条码标，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，有效地降低库存成本。
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。
（2）生产线物流管理
条码生产线物流管理是产品条码应用的基础，它建立产品识别码。
在生产中应用产品识别码监控生产，采集生产测试数据，采集生产质量检查数据，进行产品完工检查，建立产品识别码和产品档案，有序地安排生产计划，监控生产及流向，提高产品下线合格率。
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。
通过产品标识条码在生产线上对产品生产进行跟踪，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。
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向及是否建立产品档案，打印合格证。
（3）分拣运输
铁路运输、航空运输、邮政通讯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箱或航班；一个生产厂家如果生产上百个品种的产品，并需要将其分门别类，以送到不同的目的地，那么就必须扩大场地、增加人员，还常常会出现人工错误。
解决这些问题的办法就是应用物流标识技术，使包裹或产品自动分拣到不同的运输机上。
我们所要做的只是将预先打印好的条码标签贴在发送的物品上，并在每个分拣点装一台条码扫描器。
（4）仓储保管
仓储管理实际上是条码应用的传统领地，其应用已经贯穿出入库、盘点、库存管理等多方面。
在出入库过程中，条码可以加快出入库的速度，也能减少出入库操作的差错。
条码在仓储管理中带来的最大的变化是在盘点业务，传统的手工方式盘点一般是利用纸笔记录，效率不高同时存在数据失实的可能。
在利用了条码后，就有可能采用自动化技术。
例如在某仓库中使用了手持终端，现在的盘点方式只需要利用手持终端扫描箱体，所有盘点数据都会记录在手持终端中，手持终端也会自动处理盘点重复等错误。
手持终端数据可以很方便的导入到管理系统中去。
在库存管理中，条码的重要意义在于货位保证。
我们知道物流管理系统在做资源计划时，常常需要引用货位信息，但是传统方式下的货架操作，难于避免货物与货位信息的脱节。
往往出现的情况就是，物流管理信息系统指示在某处出库某样物品，但操作工将叉车开到货位后却发现并不存在这样的物品。
条码技术不仅可以标识所有物品，同样也可以标识货位。
要求只有扫描了货位条码和货物条码后才能完成上下架过程，就可以确保货物的货位信息总是准确的。
在仓储系统，采用条码可以通过应用标识符分辨不同的信息，经过计算机对信息进行处理后，更有利于对商品的采购、保管和销售。
（5）机场通道
当机场的规模达到一个终端要在2h内处理品10个以上的航班时，就必须实现自动化，否则会因为来不及处理行李导致误机。
在自动化系统中
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