物流现代化的关键技术研究.docx

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时间：2021年x月x日

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
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物流现代化的关键技术研究---物流标识技术

　　摘要：本文从电子商务中的物流电子化研究入手，以供应链物流为研究对象，专门阐述物流标识技术。对物流标识技术中的物流编码技术与物流条码符号标识技术进行了系统详尽的分析，并对物流标识技术在国内外物流领域的应用作了具体介绍。
　　1997年10月，欧洲经济委员会在比利时首都布鲁塞尔举办了全球信息社会标准大会。在大会上明确提出了一个关于电子商务的定义：“电子商务是各参与方之间以电子方式而不是以物理交换或直接物理接触方式完成任何形式的业务交易”。这里的电子方式包括电子数据交换（EDI）、电子支付手段、电子订货系统、电子邮件、传真、网络、电子公告系统、条码、图象处理、智能卡等。一次完整的商业贸易过程是复杂的，包括交易前的了解商情、询价、报价，发送定单、应答定单，发送接收送货通知、取货凭证、支付汇兑过程等，此外还有涉及行政过程的认证等行为，涉及了资金流、物流、信息流的流动。严格地说来，只有上述所有贸易过程都实现了无纸贸易，即全部是非人工介入，而是使用各种电子工具完成，才能称之为一次完整的电子商务过程。
　　为了推动电子商务的开展，国内外专家学者进行了许许多多的研究工作。我国目前对电子商务的研究集中在如何实现信息流的电子化（如网络建设）、如何解决资金流的电子化（如电子支付等）上，很少顾及电子商务中的物流电子化、现代化应用研究。
　　物流是由“物”和“流”两个基本要素组成，所谓“物”是指一切可以进行物理性位置移动的物质资料，可以是有形的也可以是无形的；所谓“流”是指物理性的运动，亦称之为位移；所谓物流是物质资料从供给者到需求者的物理运动。
　　由于物流对象的不同，物流目的的不同，物流的范围和范畴也不同，从而形成了不同类型的物流，例如：宏观物流与微观物流，社会物流与企业物流，国际物流与区域物流，一般物流与特殊物流等等。我们在物流现代化的研究中更关注供应链中的物流研究。
　　供应链是指产品由生产厂家生产出来到用户、消费者的物流全过程。这其中包括生产厂家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，然后经过运输、批发等环节，在这一环节中通常需要更大的包装，最后产品通过零售环节流通到消费者手中，产品通常在这一环节中再还原为单个产品。
　　贸易过程中的商品从厂家到最终用户的物流过程是客观存在的，长期以来人们从未主动地、系统地、整体地去考虑，因而未能发挥其系统的总体优势，供应链物流系统即要从现代科技角度出发，系统考虑供应链物流的全过程，发挥其系统整体优势。供应链物流地域跨度大，时间跨度大，对信息依赖程度高。供应链物流系统连接多个生产企业、运输业、配销业及用户的，随需求、供应的变化而变化,因此要求系统管理必须具有足够的灵活性与可变性。供应链物流系统从生产、分配、销售到用户不是孤立的行为，是一环扣一环的，相互制约，相辅相成的，因此，必须协调一致，才能发挥其最大经济效益和社会效益。
　　在物流现代化技术中，近年来对关键技术的研究主要侧重于物流标识技术、电子数据交换技术、二唯条码技术、自动识别与实时跟踪技术等，涉及的管理策略有快速响应策略（QR）、有效客户响应（ECR）策略以及准时管理（JIT）策略等。
　　本文专门阐述物流标识技术。
　　一、 物流标识技术概述
　　所谓物流标识就是对在供应链中运转的物品进行标识，是为实现供应链管理目标所需的信息通过合理的标识能够迅速、准确的采集。
　　为了实现物流标识信息迅速、准确的采集，对物流的标识主要采用了自动识别技术中的条码技术。其特点是数据采集快速、准确，成本低廉，易于实现，并有全球通用的标准，是所标识的信息能够适应供应链的特点。物流标识技术的应用关系到物流现代化的成败,因为是否在物流过程中应用物流标识技术,决定了是否实现了对物流的实时控制与管理。
　　物流标识技术主要由物流编码技术、物流条码符号技术、以及符号印制与自动识读技术等构成。
　　二、物流编码技术
　　1、物流编码的特点：
　　（1）商品以及货运单元的唯一标识
　　物流编码通常包括商品单元和货运单元的标识，商品单元的编码是消费单元的唯一标识，它常常是单个商品的唯一标识，用于零售业现代化的管理，货运单元的编码常常是多个商品的集合，也可以是多种商品的集合的标识，用于物流现代化的管理。
　　（2）用于供应链全过程
　　在供应链的全部过程中，包括了从生产厂家生产出产品、包装、运输、仓储、分拣、配送，一直到零售业的各个环节，在这些环节中，随时随地都要用到物流的标识，在零售业中通常是需要对商品单元进行标识，而在其他环节中则需要对货运单元进行标识，因此物流编码涉及面很广包括生产业、运输业、仓储业、配销以及零售业等，是多种行业共享的通用数据。
　　（3）信息多
　　物流编码所表示的信息较多，它是可变的、可表示多种含义、多种信息的编码，它可以是无含义的商品及其货运单元的唯一标识，也可以表示货物的体积、重量、生产日期、批号等等信息，它是根据贸易伙伴在贸易过程中的共同需求，经过协商，共同制定的。
　　（4）可变性
　　对于供应链中单个商品的标识基本是一个国际化、通用化、标准化的唯一标识，是零售业的共同语言。而在供应链中其他环节的标识则是随着国际贸易的不断发展，贸易伙伴对各种信息的需求不断增加，物流标识的应用在不断扩大，标识内容也在不断丰富，物流编码的新增和删除时有发生。
　　（5）维护性
　　由于具有可变性的特点，物流编码的标准是需要经常维护的，因此，及时沟通用户需求和及时传达标准化机构的编码应用的变更内容是十分必要的，是确保国际贸易中物流现代化、信息化的重要保障。
　　2、物流编码的内容
　　物流编码的内容可分为以下几个方面：项目标识，动态项目标识、日期、数量、参考项目、位置码、特殊应用以及内部使用等。
　　（1）项目标识：
　　项目标识及对商品项目及货运单元项目的标识，相同的项目的编码是相同的，它的内容是无含义的，但其对项目的标识是唯一的。主要编码方式有13位和14位两种。13位编码由三段组成，分别为厂商识别代码、商品项目代码及校验码。14位编码通常是在13位编码的基础上，在13位编码前面加一位数字组成，具体编码方法在后面具体介绍。
　　（2）动态项目标识
　　动态项目标识是对商品项目中每一个具体单元的标识，它是对系列货运包装箱的标识，其本身为系列号，及每一个货运包装箱具有不同的编码，其编码为18位。
　　（3）日期
　　对日期的标识为六位编码，依次表示年、月、日，主要有生产日期、包装日期、保质期、有效期等，相信会随着应用的需要不断增加。
　　（4）度量
　　度量的内容比较多，不同度量的编码位数也不同，主要包括数量、重量、长、宽、高以及面积体积等内容，相同的度量有不同的计量单位的分别。
　　（5）参考项目
　　参考项目的内容也较多，包括客户购货定单代码、收货方邮政编码、卷状产品的长、宽、内径、方向、叠压层数等各种信息，其编码位数也个不相同。
　　（6）位置码
　　位置码是对法律实体、功能实体、物理实体进行标识的代码。其中：法律实体是指合法存在的机构；功能实体是指法律实体内的具体部门；物理实体是指具体的地址，例如：建筑物的某个房间，仓库或仓库的某个门，交货地等。详见《GB/T 16828-1997》。
　　（7）特殊应用及内部使用
　　特殊应用是指在特殊行业（如：医疗保健业）的应用，内部使用是指在公司内部使用，由于其编码不与外界发生联系，编码方式及标识内容由公司自己制定。
　　3、应用标识符
　　应用标识符是标识编码应用含义和格式的字符，详见《GB/T 16986-1997》。其作用是指明跟随在应用标识符后面的数字所表示的含义。应用标识符由2位到4位数字组成。应用标识符后面的数据部分由一组字符组成，其具体含义见表
条码应用标识符（部分）的含义

应用标识符
含 义
格 式
00
系列货运包装箱代码SSCC-18
1n2+n18
01
货运包装箱代码SCC-14
1n2+n14
10
批号或组号
1n2+an..20
11
生产日期
1n2+n6
13
包装日期
1n2+n6
15
保质期
1n2+n6
17
有效期
1n2+n6
20
产品变体
1n2+n2
21
连续号
1n2+an..20
22
数量、日期、批号（医疗保健业用）
1n2+an..29
30
数量
1n2+n..8
400
客户购货订单号码
1n3+an..30
410
以EAN-13表示的交货地点的（运抵）位置码
1n3+n13
411
以EAN-13表示的受票（发票）方位置码
1n3+n13
412
以EAN-13表示的供货方的位置码
1n3+n13
414
表示贸易实体的EAN位置码
1n3+n13
420
收货方与供货方在同一国家（或地区）收货方的邮政编码
1n3+an..9
421
前置三位ISO国家（或地区）代码收货方的邮政编码
1n3+n3+an..9

三、物流条码符号技术
　　条码是由一组按特定规则排列的条、空及其对应字符组成的表示一定信息的符号。目前，较常用的码制有EAN条码、UPC条码、二五条码、交插二五条码、库德巴条码、三九条码、128条码等。
　　物流标识的编码通常是用条码符号表示的，以条码符号的形式表示编码，使编码可以自动识别，快速、准确。表示物流标识编码的条码符号有不同的码制，其中，有的码制只能标识一个内容，而有的码制则能标识更多的内容，用于表示物流表示编码的条码码制主要有通用商品条码、储运单元条码以及贸易单元128码等。
　　1、商品条码
　　商品条码：用于标识国际通用的商品代码的一种模块组合型条码。分为标准版商品条码(13位)和缩短版商品条码(8位)。详见《GB/T 12904-91》。
　　标准版商品条码所表示的代码由13位数字组成，其结构如下：

结构种类
厂商识别代码
商品项目代码
校验码
结构一
X13X12X11X10X9X8X7
X6X5X4X3X2
X1
结构二
X13X12X11X10X9X8X7 X6
X5X4X3X2
X1
结构三
X13X12X11X10X9X8X7 X6 X5
X4X3X2
X1
　　厂商识别代码：由7~9位数字组成，用于对厂商的唯一标识。厂商识别代码是EAN编码组织在EAN分配的前缀码（X13X12X11）的基础上分配给厂商的代码。前缀码是标识EAN编码组织的代码，由EAN统一管理和分配。
　　商品项目代码：由5~3位数字组成，商品项目代码由厂商自行编码。在编制商品项目代码时，厂商必须遵守商品编码的基本原则棗唯一性和无含义性。在EAN系统中，商品编码仅仅是一种识别商品的手段，而不是商品分类的手段。
　　校验码：1位数字，用于校验厂商识别代码和商品项目代码的正确性。
　　标准版商品条码符号由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、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。
　　2、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（由定量消费单元组成的储运单元）和变量储运单元（由变量消费单元组成的储运单元）。详见《GB/T 16830-1997》。
　　（1）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，应按定量消费单元进行编码。如电冰箱等，其定量消费单元的编码同通用商品编码。当含相同种类的定量消费单元组成定量储运单元时，可给每一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，也可用14位数字进行编码，其编码的代码结构如下

定量储运单元包装指示符
定量消费单元代码（不含校验字符）
校验字符
V
X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12
C

　　定量储运单元包装指示符(V)用于指示定量储运单元的不同包装，取值范围为V=1，2，…，8。
　　定量消费单元代码是指包含在定量储运单元内的定量消费单元的代码去掉校验字符后的12位数字代码。
　　定量储运单元代码的条码标识可用14位交插二五条码（ITF-14）标识定量储运单元。当定量储运单元同时又是定量消费单元时，应使用EAN-13条码表示。也可用EAN-128条码标识定量储运单元的14位数字代码.
　　（2）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，代码结构如下：

主代码
附加代码
变量储运单元包装指示字符
厂商识别代码与商品项目代码
校验字符
商品数量
校验字符
LI
X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12
C1
Q1Q2Q3Q4Q5
C2
　　定量储运单元包装指示字符（LI）指示在主代码后面有附加代码，取值为LI=9。
　　附加代码（Q1~Q5）是指包含在变量储运单元内，按确定的基本计量单位（如公斤，米等）计量取得的商品数量。
　　变量储运单元的主代码用ITF-14条码标识，附加代码用ITF-6（6位交插二五条码）标识。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。关于交插二五条码详见《GB/T 16829-1997》。
　　3、贸易单元128条码（EAN-128条码）
　　贸易单元128条码（以下简称128条码）是一种可变长度的连续型条码。有关128条码的供人识别字符、质量保证、条码印刷位置以及校验字符值的计算方法参见《GB/T 15429-94》。
　　四、物流标识技术的应用
　　１分拣运输
　　铁路运输、航空运输、邮政通信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。
　　为了实现物流现代化，出现了很多配送中心。这些配送中心为了提高吞吐能力，采用自动分拣技术更是十分必要的。
　　典型的配送中心的作业从收货开始。送货卡车到达后，叉车司机在卸车的时候用手持式扫描器识别所卸的货物，条码信息通过无线数据通讯技术传给计算机，计算机向叉车司机发出作业指令，显示在叉车的移动式终端上，或者把货物送到某个库位存放，或者直接把货物送到捡货区或出库站台。在收货站台和仓库之间一般都有运输机系统，叉车把货物放到输送机上后，输送机上的固定式扫描器识别货物上的条码，计算机确定该货物的存放位置。输送机沿线的转载装置根据计算机的指令把货物转载到指定的巷道内。随即，巷道堆垛机把货物送到指定的库位。出库时，巷道堆垛机取出指定的托盘，由运输机系统送到出库台，叉车到出库台取货。首先用手持式扫描器识别货物上的条码，计算机随即向叉车司机提出作业指令，或者把货物直接送到出库站台，或者为捡货区补充货源。捡货区有多种布置形式，如普通重力式货架，水平循环式货架，垂直循环货架等。捡货员在手持式终端上输入订单号，计算机通过货架上的指示灯指出需要捡货的位置，捡货员用手持式扫描器识别货品上的条码，计算机确认无误后，在货架上显示出捡选的数量。捡出的货品放入货盘内，连同订单一起运到包装区。包装工人进行检验和包装后，将实时打印的包含发运信息的条码贴在包装箱上。包装箱在通过分捡机时，根据扫描器识别的条码信息被自动拨到相应的发运线上。
　　２仓储保管
　　有时，通用商品代码不能满足仓储的需要，除了商品的生产厂家和产品种类外，我们还需要产品的数量、保质期、重量、体积等很多信息，采用物流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。
　　目前，我国许多城市出现了食品连锁店，对于食品，其保质期一般都很短。如果食品过期，就会损害顾客的利益，同时给销售者带来经济上的损失。物流标识技术可以标识出该产品的生产日期和保质期，计算机管理系统可以随时提醒销售者，哪些食品接近了保质期，这时，对这些食品可以打折出售或采取其它及时的处理，以免带来不必要的损失。
　　物流标识技术给仓储现代化带来了更多的方便，它不仅使保管者提高效率、减少劳动，也为客户带来了间接的经济效益。
　　3、机场通道
　　当机场的规模过到一个终端要在2小时内处理品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。当1小时必须处理40个航班时，实现自动化就是必不可少的了。
　　在自动化系统中，物流标识技术的优势充分体现出来，人们将条码标签按需要打印出来，系在每件行李上。条码标签是一个纸牌，系在行李的手把上。根据国际航空运输协会（IAIA）标准的要求，条码应包含航班号和目的地等信息。当运输系统把行李从登记处运到分拣系统时，一组通道式扫描器（通常由 8个扫描器组成）包围了运输机的各个侧面：上下、前后、左右。
　　扫描器对准每一个可能放标签的位置，甚至是行李的底部。为了提高首读率，通常会印制两个相同的条码，互相垂直标签上。
　　当扫描器读到条码时，会将数据传输到分拣控制器中，然后根据对照表，行李被自动分拣到目的航班的传送带上。
　　在大的机场，每小时可能要处理80-100个航班，这使得首读率特别重要。任何未被子扫描器读出的行李都将被分拣到人工编码点，由人工输入数据，速度是每分钟10-20件。对于印刷清晰、装载有序的自动分拣系统，首读率应该大于90%。
　　4、货物通道
　　在美国有三个最大的邮包投递公司，即联邦快递、联合包裹服务和RPS，每天要处理大约1700万件包裹，其中700万件是要在1-3天内送达的快件。这些包裹的处理量之大难以置信，而且数量还在不断增长，运输机系统变得更复杂，式作速度李比以往更快。
　　包裹运输公司不能象制造厂家那样决定条码位置，它可以指定一种码制，但不能规定条码的位置，因为包裹在传送带上的方向是随机的，且以 3m/s的速度运动。为了保证快件及时送达，不可能采用降低处理速度的办法。我们面临的问题不是如何保持包裹的方向，使条码对着扫描器，而是如何准确地阅读这些随机摆放的包裹上的条码，解决的办法就是扫描通道。
　　几乎和机场的通道一样，货物通道也是由一组扫描器组成。全方位扫描器能够从所有的方向上识读条码，上下、前后和左右。这些扫描器可以识读任意方向、任意面上的条码，无论包裹有多大，无认运输机的速度有多快，无论包裹间的距离有多小。所有制的扫描器一起式作，决定当前哪些条码需要识读，然后把一个个信息传送给主计算机或控制系统。
　　货物扫描通道为进一步采集包裹数据提供了极好的机会。新一代的货物通道可以以很高的速度同时采集包裹上的叭一条码标识符、实际的包裹尺寸和包裹的重量信息，且这个过程不需要人工干预。因为包裹投递服务是按尺寸和重量收费的，这些信息对计算营业额十分重要。现在可以准确高效地获取这些信息，以满足用户的需要。
　　5、运动中称量
　　物流标识技术与其他自动化技术相结合，可以大大提高物流现代化水平。如在运动中称量与条码自动识别相结合。把电子秤放在输送机上可以得到包裹的重量而不需中断运输作业或人工处理。
　　运动中称量使系统能保持很高的通过能力，同时实时提供重量信息，计算净重，检验重量误差，验证重量范围。在高效的物料搬运系统中，运动中称量可以与其它自动化过程，如条码扫描、标签打印及粘贴、包裹分拣、码托盘、库存管理、发运和其它功能集成在一起。
　　就数据采集和信息管理而言，运动中称量系统所提供的数据可用于生产总结、效率报告、质量控制、发运单的生成，以及为UPS、联邦快递、美国邮政等发运公司制定专用单。
　　作为自动化物料搬运和数据采集的组成部分，运动中称量系统已广泛应用于制造业、食品加工业以及包裹配送和零售配送业中。

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