一、电子标签智能识别系统

自动识别技术在物流工程、物流管理、供应链管理、销售管理、质量管理中得到越来越广泛的应用。自动识别技术是在计算机技术、信息技术和自动化技术基础上的数据采集、识别、分析、传输技术。
　　商品代码的载体一般有条形码标签和射频码标签。条形码一般分一维码和二维码。一维条码只是对商品标识，然后通过连接网络数据库，可查阅其它信息；二维条码的密度和容量很大，可表示图象、文字等数据，可加密。射频识别(RFID)技术是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，可对静止或移动的物品进行无接触、远距离的自动识别。

（一）电子标签的含义

电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。

电子标签是RFID的俗称，RFID是Radio Frequency Identification的缩写，术语为射频识别。

（二）电子标签的组成

最基本的电子标签系统由三部分组成：

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象；

阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

                   图8-1 电子标签设备

（三）电子标签的特性

数据存储：与传统形式的标签相比，容量更大(1bit—1024bit)，数据可随时更新，可读写。

读写速度：与条码相比，无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识别、运动识别。

使用方便：体积小，容易封装，可以嵌入产品内。

安全：专用芯片、序列号惟一、很难复制。

耐用：无机械故障、寿命长、抗恶劣环境。

（四）RFID技术的基本工作原理

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。

RFID(射频识别)系统由两部分组成：读/写单元和电子收发器。阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应。实际上，这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。

从技术上来说，“智能标签”包含了包括具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片的RFID电路，这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。通常，在这个标签上还粘一个纸标签，在纸标签上可以清晰地印上一些重要信息。当前的智能标签一般为信用卡大小，对于小的货物还有4.5×112.5px尺寸的标签，也有CD和DVD上用的直径为4.7厘米的圆形标签。

与像条形码或磁条等其他ID技术相比较而言，收发器技术的优势在于阅读器和收发器之间的无线链接：读/写单元不需要与收发器之间的可视接触，因此可以完全集成到产品里面。这意味着收发器适合于恶劣的环境，收发器对潮湿、肮脏和机械影响不敏感。因此，收发器系统具有非常高的读可靠性、快速数据获取，最后一点也是重要的一点就是节省劳力和纸张。

（五）电子标签识别系统的应用举例

电子标签识别系统在实际使用中，主要有两种方式——DPS和DAS。 DPS（Digital Picking System）方式就是利用电子标签实现摘果法出库。首先要在仓库管理中实现库位、品种与电子标签对应。出库时，出库信息通过系统处理并传到相应库位的电子标签上，显示出该库位存放货品需出库的数量，同时发出光、声音信号，指示拣货员完成作业。DPS使拣货人员无需费时去寻找库位和核对商品，只需核对拣货数量，因此在提高拣货速度、准确率的同时，还降低了人员劳动强度。采用DPS时可设置多个拣货区，以进一步提高拣货速度。

DPS一般要求每一品种均配置电子标签，对很多企业来说，投资较大。因此，可采用2种方式来降低系统投资。一是采用可多屏显示的电子标签，用一只电子标签实现多个货品的指示；另一种是采用DPS加人工拣货的方式：对出库频率最高的20%-30％产品（约占出库量50%-80％），采用DPS方式以提高拣货效率；对其他出库频率不高的产品，仍使用纸张的拣货单。这两种方式的结合在确保拣货效率改善的同时，可有效节省投资。

DAS（Digital AssortingSystem）即数字化配货系统，是另一种常见的电子标签应用方式， 根据这些信息可快速进行分拣作业。同DPS一样，DAS也可多区作业，提高效率。

电子标签用于物流配送，能有效提高出库效率，并适应各种苛刻的作业要求，尤其在零散货品配送中有绝对优势，在连锁配送、药品流通场合以及冷冻品、服装、服饰、音像制品物流中有广泛应用前景。而DPS和DAS是电子标签针对不同物流环境的灵活运用。一般来说，DPS适合多品种、短交货期、高准确率、大业务量的情况；而DAS较适合品种集中、多客户的情况。

无论DPS还是DAS，都具有极高的效率。据统计，采用电子标签拣货系统可使拣货速度至少提高一倍，准确率提高10倍。

二、自动分拣系统(Automatic sorting system)

是先进配送中心所必需的设施条件之一。具有很高的分拣效率，通常每小时可分拣商品6000-12000箱；可以说，自动分拣机是提高物流配送效率的一项关健因素自动分拣机是自动分拣系统的一个主要设备

它本身需要建设短则40-50米，长则150-200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，（动辄20000平方米以上），而且还要建3-4层楼高的立体仓库和各种自动化的搬运设施（如叉车）与之相匹配，这项巨额的先期投入通常需要花10-20年才能收回。

（一）自动分拣系统作业描述

自动分拣系统（AutomatedSorting System）是二次大战后在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。该系统的作业过程可以简单描述如下：物流中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如指定的货架、加工区域、出货站台等），同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。

（二）自动分拣系统的主要特点

1、能连续、大批量地分拣货物 由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等的限制，可以连续运行，同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是人工分拣系统可以连续运行100个小时以上，每小时可分拣7000件包装商品，如用人工则每小时只能分拣150件左右，同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小时。

2、分拣误差率极低 自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准确性大小，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3%以上，如采用条形码扫描输入，除非条形码的印刷本身有差错，否则不会出错。因此，目前自动分拣系统主要采用条形码技术来识别货物。

3、分拣作业基本实无人化 国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用，减轻工员的劳动强度，提高人员的使用效率，因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。分拣作业本身并不需要使用人员，人员的使用仅局限于以下工作：

（1）送货车辆抵达自动分拣线的进货端时，由人工接货。

（2）由人工控制分拣系统的运行。

（3）分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车。

（4）自动分拣系统的经营、管理与维护。

如美国一公司配送中心面积为10万平方米左右，每天可分拣近40万件商品，仅使用400名左右员工，这其中部分人员都在从事上述工作，自动分拣线作到了无人化作业。

（三）自动分拣系统的组成

自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。

                     图8-2  自动分拣系统

分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式和分支式几种，不同的装置对分拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。

输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控制装置、分类装置，并输送装置的两侧，一般要连接若干分拣道口，使分好类的商品滑下主输送机（或主传送带）以便进行后续作业。

分拣道口是已分拣商品脱离主输送机（或主传送带）进入集货区域的通道，一般由钢带、皮带、滚筒等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送作业。

以上四部分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自动分拣系统。

（四）自动分拣系统的适用条件

二次大战以后，自动分拣系统逐渐开始在西方发达国家投入使用，成为发达国家先进和物流中心，配送中心或流通中心所必需的设施条件之一，但因其要求使用者必须具备一定的技术经济条件，因此，在发达国家，物流中心、配送中心或流通中心不用自动分拣系统的情况也很普遍。在引进和建设自动分拣系统时一定要考虑以下条件：

1、一次性投资巨大

自动分拣系统本身需要建设短则40~50米，长则150~200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，动辄2万平方米以上，而且一般自动分拣系统都建在自动主体仓库中，这样就要建3~4层楼高的立体仓库，库内需要配备各种自动化的搬运设施，这丝毫不亚于建立一个现代化工厂所需要的硬件投资。这种巨额的先期投入要花10～20年才能收回，如果没有可靠的货源作保证，则有可能系统大都由大型生产企业或大型专业物流公司投资，小企业无力进行此项投资。

2、对商品外包装要求高

自动分拣机只适于分拣底部平坦且具有刚性的包装规则的商品。袋装商品、包装底部柔软且凹凸不平、包装容易变形、易破损、超长、超薄、超重、超高、不能倾覆的商品不能使用普通的自动分拣机进行分拣，因此为了使大部分商品都能用机械进行自动分拣，可以采取二条措施：一是推行标准化包装，使大部分商品的包装符合国家标准；二是根据所分拣的大部分商品的统一的包装特性定制特定的分拣机。但要让所有商品的供应商都执行国家的包装标准是很困难的，定制特写的分拣机又会使硬件成本上升，并且越是特别的其通用性就越差。因此公司要根据经营商品的包装情况来确定是否建或建什么样的自动分拣系统。

三、仓储自动化设备

（一）码垛机器人

托盘码垛机器人是能将不同外形尺寸的包装货物，整齐地、自动地码（或拆）在托盘上的机器人。为充分利用托盘的面积和码堆物料的稳定性，机器人具有物料码垛顺序、排列设定器。

图8-3 码垛机器人

根据码垛机构的不同，可以分为：多关节型、直角坐标型。
根据抓具形式的不同可以分为：侧夹型，底拖型，真空吸盘型。
此外，机器人还分固定型和移动型。

（二）自动导引车

1、自动导引车的作用与各类

自动导引车 (Automatic Guided Vehicle)是一种物料搬运设备，能自动在一位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置完成货物的卸载，自动完成货物装卸的运输装置。通过系统集中控制和计算机管理，对自动导引车的作业过程进行优化，发出搬运指令，控制自动导引车的路线及跟踪输送中的各种信息，完全实现全自动作业、即自动识别、自动运输、自动检测、自动搬运、存取、自动信息交换和自动监控等。 

AGV的应用代替传统的人工搬运的方式，大大促进了企业的技术进步，改善工作条件和环境，提高自动化生产水平，有效地解放劳动生产力，减轻工人的劳动强度，缩减人员配备，优化生产结构，节约人力、物力、财力，创建人机友好、和谐宜人、科学文明的生产环境。

根据导引方式的不同，可分：固定路径导引，包括电磁导引、光导导引和磁带（磁气）导引；自由路径导引，包括激光导引、惯性导引等。
    根据AGV装卸物料方式的不同，可分：料斗式，辊道输送式，链条输送式，垂直升降式，叉车式。

               图8-4 AGV自动导引车

2、选择AGV自动导引小车的注意事项 

AGV自动导引小车的应用代替传统的人工搬运的方式， 大大提高了劳动生产率及物流系统的自动化水平，从而提高生产全过程中各个环节的准确性，提高生产效率，降低生产成本，增强生产过程中的灵活性，更能适应现代化的管理方式。 

AGV自动导引小车的应用本着 满足用户生 产指标及为用户将来的发展留下余地的原则并根据工艺要求、需搬运产品的重量尺寸，选择AGV小车的导引方式、小车尺寸、承载能力、充电方式。在已有的空间内，按照系统要求，安排最佳物流路线，达到路径最短、简洁流畅的目的，尽量避免干涉，以提高效率，降低运营成本。

看一看：1．调查了解自动化仓储技术的经济投入。

2．了解自动化仓储技术对仓储的要求。

做一做：

在对AA仓储企业进行自动化设备选配的过程中，可以参考以以下内容。

1.要对项目进行审视，着眼于实际业务需要，而不是为自动化而自动化。在考虑自动化的时候，还要考虑与它相配套的手工作业。事实上，基本上没有哪一个立体仓库是真正的立体仓库，任何立体库都是自动化与手工的结合。确定项目的时候，需要建立计划数据库。一般情况下需把未来3-5年内，仓库的吞吐量、存储容量、订单货物的类别等要素考虑进去。

  2.进行技术评估，确定自动化是否适当。根据库房吞吐量和存储需要，可以确定是否需要自动化和自动化要达到的程度。

按照作业水平可以把库房作业分成由低到高的四个层次：简单手工操作--例如托盘堆垛、货箱上架、根据纸定单拣选等；机器辅助作业--借助升降机，把托盘送上货架，或用直式输送机辅助运输货箱；简单自动化作业--例如，在全托盘进出的库房里，利用自动起重机和简单的输送系统；复杂自动化作业-包括指示灯辅助拣选系统、复杂的输送系统、高速分拣系统等。随着库房作业复杂程度和库房容量的增长，我们的选择也会跟着变化。例如，当库房每小时处理的定单超过500个，自动化作业就被提上议事日程了。

  3.当确定有必要实施自动化以后，下一步就要对设备的性能进行详细的审视。每个被选设备的可选特性只需通过"是/否"备选框，就可以挑选出来。例如，对严格实行先进先出的库房来说，单倍深自动存储系统就足够了，无须采用双倍深的存储系统或密集的起重机系统。对设备的特性进行如此细致的评估后，就能理直气壮地得出弃用某些设备的结论了。

  4.根据计划阶段设定的作业环境参数和意外情况，做敏感度分析。通过分析作业环境改变之后，最终选中的方案是否会发生改变，可以发现方案的潜在缺陷。这时，计算机仿真测试就会派上用场了。例如测试自动存储系统的一个起重机发生故障后，对整体作业的影响，只需输入相关参数就可以了。在重大自动化项目中，这是很有必要的，在计算机上对设计进行测试是非常容易的，当进入签约阶段，发现不适合再掉头就积重难返了。

  通过逐渐缩小选择范围的方法，能把各个型号的自动化设备都考虑进去。只有通过这样彻底的分析，才能选中一个合适的自动化系统。

练一练：

     练习1：为AA公司仓储业务进行自动化技术的配置（小组完成）

赛一赛：

     竞赛1：试用因素比重法比较哪个小组配置的自动化技术更合理。