時間:2023-03-20 16:28:08
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2、主要研究內容
2.1研究目標
本項目的實施過程是通過引入條碼等自動識別技術,實現物資管理涉及的業務流程,包括物資到貨驗收、入庫、出庫、移庫、盤點等流程中的數據自動化采集,提高數據采集的準確性及效率,大大降低勞動強度,通過編碼規則的設計,實現物資的追蹤溯源及物資的批次和有效期的管理。本設計實現了系統與ERP系統的集成應用解決方案,實現了企業對ERP系統的深化應用,實現了在庫房現場辦公,真正做到倉儲管理的“移動辦公”和“數字化倉庫”目標。
2.2系統實現功能
系統以ERP標準操作為基準,遵循系統庫存管理的業務流程,設計了包括采購入庫、物資移庫、物資出庫、物資退庫、庫存盤點、貨位調整及信息查詢等功能,包括在線和離線兩套解決方案。在線系統包括手持在線子系統和PC在線子系統,實現與SAPERP系統之間的業務數據的高度集成,實時進行數據的交互。離線系統包括手持離線子系統及PC離線子系統,實現在沒有網絡條件的情況下正常業務處理,徹底改變了手工補錄單據的現狀。系統采取模塊化設計,可靈活配置,體現個性化需求,具有更高的可塑性、適應性(如圖1)。
2.3系統架構設計
系統的設計遵循物聯網的標準三層架構設計模式,包括數據采集層、數據處理層及數據應用層,系統通過手持終端等自動采集設備進行數據采集,采集后的數據回傳至條碼系統,條碼系統實現采購入庫、物資移庫、物資出庫、庫存盤點、信息查詢和物資退庫等業務功能,條碼系統對數據進行加工處理后,數據通過接口與SAPERP系統進行交互,從而實現物資倉儲管理業務數據的采集、處理和應用的全過程。
2.4網絡架構設計系統的設計包括在線和離線兩種模式,在網絡條件具備的情況下,使用在線模式進行業務操作。手持終端通過WIFI實時與中間件服務器進行數據交
互,數據采集提交后,回傳至中間件進行處理,通過XI服務器實現與SAP系統的集成,直接回傳至SAP服務器,實現條碼系統與SAPERP系統的高度無縫集成。離線模式下,使用手持終端進行離線業務數據采集,采用數據批量導入PC離線系統的方式進行數據整理,再將數據批量回傳ERP系統生成庫存憑證。
3、應用成果及創新點
3.1實現與SAPERP系統的高度集成
條碼倉儲管理系統實現了與SAPERP系統之間的高度無縫集成。利用條碼掃描技術的自動掃描手段代替了人工錄入,對倉儲管理各業務流程環節的數據進行自動采集和處理,數據采集的準確性和及時性得到了可靠的保證。通過對庫存物資、業務單據及倉儲單元進行條碼化管理,采集的數據實時回傳SAPERP系統生成相應的庫存憑證,實現條碼系統與SAPERP系統各個模塊的數據高度集成。
3.2實現與集團身份認證平臺的集成
從信息安全的角度考慮,石油企業集團統一采用UKey登陸機制,進行身份驗證和業務處理。為確保條碼系統數據采集、傳輸和處理的安全性,系統實現了與集團公司身份認證管理平臺的集成,用戶使用Ukey可以直接訪問條碼系統。采用單點登錄的模式,既驗證了用戶的身份安全信息,同時也避免了用戶在使用多套應用系統時帶來的記憶多個用戶名和密碼的困擾。
3.3形成了在線和離線兩套解決方案
結合企業倉儲管理的實際情況,為了靠前服務保障生產,很多庫房的工作條件較為艱苦,沒有網絡覆蓋,工作現場無法使用信息系統。因此,在方案設計上,除了實現系統與ERP集成的在線解決方案外,還充分考慮野外現場作業特點,開發了條碼ERP集成的離線數據采集系統。離線系統涵蓋了ERP庫存管理的全部業務功能,與在線系統互為補充,構成倉儲管理信息系統的有機整體。在網絡條件允許的情況下,通過手持終端采集數據,實現與ERP系統的實時數據集成。在沒有網絡的情況下或月結關賬期間,使用離線系統,利用手持終端隨時進行業務操作,在條件允許時,通過數據批量回傳的方式進行數據批量上傳,有效解決野外現場物資管理數據的采集和處理問題,提高工作效率。
3.4實現了與供應商的交互平臺
通過供應商條碼打印功能的設計,為供應商提供物資編碼的打印平臺。按照公司的編碼管理要求,基于中石油5497編碼,制定統一的編碼規則及打印樣式,要求供應商在打印平成供應貨物的條碼打印并粘貼,以便對貨物的流轉過程進行跟蹤。貨物到達時,通過掃描貨物的條碼,即可在短時間內完成貨物的入庫和上架工作。
4、關鍵技術解決思路
4.1ERP集成技術
在SAPERP系統中實施條形碼應用最關鍵也是最難以實現的方面在于如何將條形碼系統和SAPERP系統很好地進行結合,從連接的形式來看,條形碼系統與SAPERP系統有兩種連接形式:緊耦合和松耦合。結合實際業務的需求,SAPERP系統是由整個集團公司進行統一推廣的,在系統的客戶化方面存在著很大的制約性,并且集團公司對與SAPERP系統的接口方式進行了統一管理,各地區分公司與SAPERP系統進行數據交互的接口方式,一般都是通過PI平臺進行集成,并且由于庫存業務對于業務實時性和數據傳輸準確性的要求,決定采取松耦合的方式進行集成,并且全部的開發都是自主開發完成,具有自主知識產權。
4.2條碼的選擇與設計
SAPERP系統本身支持多種系統編碼規則,包括一維條碼和二維條碼。常用的一維條碼包括CODE128碼、39碼,交叉25碼等,這些編碼可以完整的表示數字、字符及常用符號,因此能夠用來編制相關需要采集的數據信息,滿足企業的各種應用要求。其中CODE128碼和CODE39碼都廣泛運用在企業內部管理、生產流程、物流控制系統方面。不同之處在于CODE128比CODE39碼能表現更多的字符,單位長度里的編碼密度更高,具有更高的靈活性。二維條碼的優勢在于比一維碼包含的數據量更大,且不僅能防止錯誤,而且能糾正錯誤,即使條形碼部分損壞,也能將正確的信息還原出來。應用較為廣泛的二維碼包括PDF417、QR碼、DM碼等。根據企業實際業務特點,依據條碼中要存儲的數據量大小以及應用環境,本系統對物資條碼、料簽條碼、單據條碼和貨架條碼進行了設計。其中,物資條碼和料簽條碼采用PDF417碼,單據條碼和貨架條碼采用Code128碼。
5、應用效果
條碼倉儲管理系統在中國石油集團東方地球物理公司應用并推廣,取得良好效果。通過對庫存物資、倉儲單元和業務單據進行條碼化管理,為東方公司初步建立了“數字倉庫”。通過條碼ERP集成系統的實施,進一步梳理和優化倉儲管理業務流程,采用在線系統和離線系統相結合的方式,有效保障了東方公司物資管理信息數據的完整性和及時性。目前條碼倉儲系統已經在中國石油集團公司多家單位進行推廣應用,也取得了很不錯的應用效果,主要體現在以下幾方面:
5.1提高工作效率
條碼ERP集成系統的應用,實現了條碼與SAPERP系統的實時數據交互,強化物資的追蹤,降低工作強度,提高數據采集準確性,有效提高工作效率,實現庫存的快速盤點,業務有效處理時間提高了25%,盤點效率提高了260%。
5.2實現物資的追蹤溯源
通過條碼編碼的設計,實現對物資的來源及去向的跟蹤,有利于加強供應商的動態管理,便于追蹤采購、供貨過程的相關信息;使得物資管理透明化,能夠對物資的質量進行很好的控制。
5.3降低庫存和管理成本實現庫存的最大合理化,實現對庫存的實時監控及庫位的精確管理,縮短倉儲周期,加速資金周轉,降低企業的庫存和管理成本,提升企業的競爭力。
1.1準確性。
條形碼符號識讀的精確度高。
1.2信息的快速收集。
采用普通鍵盤輸入速度約每185個字符的數據的實時輸入字符,使用所輸入的數據的條形碼的讀取率的20倍以上的速度。
1.3大量的信息收集。
使用條形碼掃描,十幾個字符,而可以選擇不同的代碼,可以增加密度的字符,輸入的字符的信息量成倍增加。
1.4經濟性。
該設備結構相對簡單,成本低。
1.5使用方便。
可以單獨使用,以提供一種識別手段;也可以與相關聯的設備組成自動識別系統。
2條碼的識讀原理
條形碼閱讀器是根據條形碼符號和光電轉換技術來完成光學特性的識讀原理。光學特性的條形碼符號,條形碼是不同的寬度和反射部分,條、白按照一定的配置在編碼規則的信息碼元組合而成的一種信息符號。用掃描器掃描,由掃描儀的光源發射的光,用于準確地照射到條形碼符號進行掃描,條形碼反射光的成像光學系統的光電轉換,以產生一個模擬的強度成比例的電壓和掃描點上,與兩端的電壓轉換為矩形波,波信號的格式快速是一個二進制的脈沖信號,通過解碼器的二進制脈沖信號,將解釋的計算機網絡可以直接數字信號收集。在輸液管理信息系統中,引入二維條形碼技術對患者身份識別,核對醫囑,實現患者與靜脈滴注藥物匹配的功能。實現了以數據庫為中心的患者信息管理,省時高效地落實查對制度。進一步緩解了醫院內部之間的不同部門存在“信息孤島”問題。
3工作原理
3.1條碼技術在護理操作流程中運用
整個系統基于二維條形碼的識別和驗證了護理操作流程,而整個流程執行如下。患者就診時,經醫生開出醫囑后,到收費處繳費。憑繳費憑據到藥房拿藥。急診輸液室護士經過核對藥品,確認患者相關信息,包括患者性別、姓名、年齡、藥物過敏史、入院診斷等。通過核查疑問,并經過輸液條形碼管理系統,判斷是否需要進行靜脈滴注/注射,再進一步確認是否需要皮試等信息。如果有靜脈滴注/注射的需要,則隨著藥品打印清單,就生成了患者就醫靜脈滴注的識別身份和藥物條形碼,得到核對和確認后再進行配藥,配藥中心在完成藥品的發放和擺藥工作后,同時將要發放的藥品貼上帶有條形碼的標簽,而條形碼標簽記錄了該次使用藥品的品名、系統流水號、劑量、姓名等信息。交給護士領藥時,通過條形碼設備系統進行核對,實現“三查七對”的工作,從而完成領藥工作的過程,保證了工作正確性和高效性,從而打破了手工業操作的歷史。實現了自動記錄相關有用護理方面的信息,并存入醫院信息系統(HIS)數據庫中,形成永久資料保存。
3.2條形碼技術在藥物配置中運用
患者所用的藥物,系統能準確地判斷出是否需要靜脈滴注或靜脈滴注前是否需要做皮試,如果有上述方面的要求,則會進行藥物配置中,就會打印成輸液條形碼。那么藥物配置原理是建立在醫院HIS管理基礎上,要實現藥物配置醫囑信息的傳遞和實施,必須通過網絡信息系統的快速傳遞來實現的。操作流程:由醫生下達用藥醫囑→HIS系統發送至藥劑科配置中心→藥師進行打印藥方→審方→配藥→藥師擺藥且簽字→護士“三查七對”準確無誤后→進行打印輸液條形碼→從窗口傳入→治療間→護士配置藥物→核對簽字→傳出窗口→配置好藥物→護士再次核對、驗收→輸液室→給患者用藥治療。經過這個過程的諸多方面,理順了核對配藥的操作流程,縮短藥物配置的時間,減少差錯事故的發生的概率。因此,如果靜脈注射藥物的需要配置,可以應用條形碼技術打印出所需的條形碼,將其進行認真核對并粘貼在藥瓶上,對經過粘貼在配置靜脈注射藥品上的條形碼標簽,以等待患者的使用,方便患者和護士,提高準確性及工作效率。配置室配置靜脈藥物條形碼標簽流程。在系統配置靜脈滴注藥物的管理信息系統里,每個輸液袋的識別號碼由系統進行信息分解生成對應的唯一的字符,此標簽號碼由患者的身份、靜脈滴注的瓶數、靜脈滴注的序列號組成的。對標簽合理排列,并且在標簽上充分利用特點有限空間,做到盡善盡美。將條形碼閱讀器連接到計算機上,通過系統軟件獲得條形碼標簽號,進而進行系統的信息分析,得到患者身份編號、靜脈滴注序列號和靜脈滴注數目等,從而進行檢索醫囑、計價、擺藥等有關數據的處理,經過這一系列系統處理后,將其結果顯示在系統的界面上,最后由操作者執行操作項目。
3.3打印機與條形碼
可選手持式條形碼掃描儀的設備,由于在配置靜脈滴注藥物細節較多的操作過程中,將不可避免地出現差錯的發生。因且條形碼技術的管理應用于配置復核中的多道手續被網絡程序所操控,以確保手工操作的安全性。因此,差錯的現象應杜絕。應用條形碼技術的管理,所有患者的基本信息都有了詳細的記錄,醫護人員動態清楚地了解患者的病情、追蹤護理問題、事件,查找歷史記錄,明確責任,增強護士的責任感。使用條形碼技術,以改善靜脈藥物配置過程中的管理水平,提高護士的工作效率,同時也保證配置藥物質量和患者靜脈滴注的安全。
條碼技術最早出現在20世紀40年代,但得到實際應用和發展還是在70年代左右。現在條碼技術在世界上普遍使用,它已用于交通運輸、醫療衛生、國防、工業、商業、金融業等領域,其應用領域越來越廣泛。
條碼是將某種特定的幾何圖形按照一定的編碼規則組合起來,形成黑、白像素不同分布的圖形符號,用來代表一定的字符、數字及符號等組成的信息。在對條碼進行辨識時,使用條碼掃描器掃描條碼,得到一組反射光信號,此信號經過光電轉換后變為一組與該條碼相對應的電子訊號,經解碼后還原為相應的字符、數字等信息。
為了便于理解,首先來介紹一維條碼,我們在生活中常見的商品包裝上的條碼就是一維條碼。圖1是將數字組合“0123456789”進行編碼后形成的一維條碼。
一維條碼是由一個接一個的“條”和“空”排列組成的,條碼依靠“條”和“空”的不同寬度和相對位置來表達條碼存儲的信息。一維條碼只是在一個方向(一般是水平方向)表達信息,而在垂直方向則不表達任何信息,其一定的高度通常是為了便于條碼掃描器的對準。一維條碼的信息量的大小是由條碼的寬度和印刷的精度來決定的,條碼越寬,容納的“條”和“空”越多,信息量越大;條碼印刷的精度越高,單位長度內可以容納的“條”和“空”越多,信息量也就越大。這種條碼技術只能在一個方向上通過“條”與“空”的排列組合來存儲信息,所以叫它“一維條碼”。
一維條碼所能表示的字符集不過是數字、英文字符及一些特殊字符,而且一維條碼的信息容量很小,僅能容納幾十位字符的信息。這就決定了一維條碼只能用來標識物品,而描述物品的信息只能依賴于預先建立的計算機數據庫。必須連接數據庫進行數據檢索,才能獲得物品的相關信息,這就要求我們必須事先建立以條碼所表示的代碼為索引字段的數據庫。例如,某單位的各個部門在工作中需要生成和處理大量文件,在每份文件上都印制一維條碼,該條碼是由特定的英文字符和數字組合作為該文件的代碼進行編碼生成的。當文件在不同的部門間流轉時,工作人員使用條碼掃描器識讀文件的條碼,進行譯碼得到該文件的代碼,通過計算機從數據庫中對該代碼進行檢索,即可獲得該文件的文種、標題、密級、緊急程度、制文單位、成文日期等相關信息。
隨著條碼技術的應用領域不斷擴展,傳統的一維條碼逐漸表現出了它的局限:首先,使用一維條碼,必須通過連接數據庫的方式進行數據檢索才能明確條碼所表達的信息含義,因此在沒有數據庫或者不便聯網的地方,一維條碼的使用就受到了限制;其次,一維條碼表達的只能為英文字符和數字,而不能表達漢字和圖像,在一些需要應用漢字的場合,一維條碼便不能很好地滿足要求;另外,在某些場合下,大信息容量的一維條碼通常受到尺寸的限制,給印刷帶來了不便。二維條碼的誕生解決了一維條碼不能解決的問題。
二維條碼技術簡介
二維條碼將一維條碼存儲信息的方式在二維空間上擴展,在水平方向和垂直方向兩個方位同時表達信息,不僅能在很小的面積內表達大量的信息,而且能夠表達漢字和存儲圖像。這樣我們就可以把物品的相關信息全部存儲在一個二維條碼中,要查看物品信息,只要使用條碼掃描器識讀二維條碼即可,因此不需要事先建立數據庫來保存物品的信息,真正實現了用條碼對物品的描述。
圖2是將一份文件的相關信息進行編碼形成的二維條碼,包含了文件標題《關于“十一”長假期間安全用電的幾點要求》:文種“通知”、密級“普通”、緊急程度“特急”、成文時間“2005-09-21”等登記文件時需要錄入的著錄項內容。將該二維條碼印制在文件上,無論文件流轉到任何地方,只要使用條碼掃描器識讀文件的二維條碼,不需要連接數據庫,就可以得到該文件的相關信息。
二維條碼具有許多不同的編碼方法,美國Symbol公司發明的PDF417條碼是我國第一個通過國家標準認證的二維條碼。下面,以PDF417條碼為例來介紹二維條碼的特點。
1.信息容量大,應用范圍廣。
在國際標準的證卡有效面積上(相當于信用卡面積的2/3,約為76mmx25mm),PDF417條碼可以容納大約1K字節的信息,約500個漢字。可以將數字、英文字符、漢字、照片、指紋、掌紋、簽字、聲音等可數字化的信息進行編碼,廣泛應用于各種領域。
2.修正錯誤能力強。
二維條碼的糾錯功能是通過將部分信息重復表示(即冗余)來實現的。比如在PDF417條碼中,某一行除了包含本行的信息外,還有一些反映其他位置上的字符(錯誤糾正碼)的信息。這樣,即使當條碼的某部分遭到損壞,也可以通過存在于其他位置的錯誤糾正碼將其信息還原出來。PDF417條碼的糾錯能力依錯誤糾正字碼數的不同分為9級,糾正等級從0到8,級別越高,錯誤糾正字碼數越多,糾正能力越強,條碼也越大。當糾正等級為8時,只要條碼破損面積不超過整個條碼面積的50%,仍然可以讀出整個條碼的信息。這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時,條碼包含的全部信息仍然可以得到正確的識讀。
3.輸入速度快,可靠性極高。
與鍵盤輸入相比,條碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍,并且能實現“即時數據輸入”;鍵盤輸入數據的出錯率為三百分之一,而二維條碼技術誤碼率低于千萬分之一。
4.具有多重防偽特性,保密性能好。
PDF417條碼可以采用密碼格式編碼,可以利用所包含的信息如指紋、照片等進行防偽,可以通過軟件對數據進行加密,因此PDF417條碼具有極強的保密性、防偽性。另外,還可以采用隱形條碼進行防偽。
5.成本低,易操作;使用方便,持久耐用。
二維條碼易于制作,對設備和載體材料沒有特殊要求,利用現有的點陣;激光、噴墨等打印技術,即可在紙張、卡片、光盤等各種載體上印制二維條碼。條碼識別設備操作容易,不需要特殊培訓。二維條碼可以通過傳真方式進行傳送。條碼識別不需要物理接觸,不受讀取次數限制。
6.形狀和大小可變。
PDF417條碼的形狀和大小可以根據載體面積、業務需要和美工設計等實際需要而進行調整。
7.碼制公開。
PDF417條碼的碼制公開,我國已經頒布了國家標準《四一七條碼》。
二維條碼技術在文檔管理中的應用
正是因為二維條碼具備了上述的特點,二維條碼技術才能夠廣泛的應用于文件和檔案管理工作。
各級政府機關之間每年都有大量的文件進行流轉,傳統的方式是發文單位將文件送交收文單位,收文單位進行手工登記,將文件的標題、文號、制文單位、成文日期、緊急程度、密級等相關信息錄入數據庫。假如一份文件送發100個單位,各個收文單位需要進行文件登記,一份文件的信息就要進行100次的重復錄入工作,既浪費了人力,加大了工作量,占用了大量的時間,又可能出現著錄項登記錯誤的情況。
中圖分類號:R197.324 文獻標識碼:A
0引言
隨著電子信息產業的不斷發展,目前國內理工類和綜合類高校都有電子信息類相關專業的開設,為了提高學生的動手實踐能力,各種電工類實驗必不可少。電工實驗室除了為學生提供做實驗所需的儀器設備,每年還會采購大量的實驗元器件,以保障學生的實驗需要和課程設計。由于實驗耗材存在種類多、數量多、體積小等特點,對于實驗耗材的管理存在一定的難度,如何科學有效地管理實驗耗材,成為實驗室管理工作中的一個亟待解決的問題。
1實驗耗材管理存在的問題
1.1耗材的采購、使用、回收效率低下
實驗室的耗材大致會經過采購、使用、回收三個環節。首先,由教員或者學員根據每學期的實驗需求,上報所需的實驗耗材型號和數量清單給實驗室管理員;然后,實驗室管理員匯總所有的實驗耗材需求表,擬稿上報申請購買文件;其次,經過學院相關部門詢價批準后,進行實物采購;最后,由實驗室管理員對實驗耗材進行出入庫管理。上述環節,目前幾乎采用紙質或電子表單的形式進行記錄,一方面,這些信息大部分只有實驗室管理員清楚,由于信息的不對稱,教員或者學員在提交耗材申請表時,往往不清楚實驗室所剩耗材的情況,造成重復采購的情況發生;另一方面,采用手工記錄的方式,會存在實驗室管理員對一時的信息清楚,時間久了之后,對耗材的出入庫情況細節沒法回顧。
1.2耗材出入庫記錄信息不完整
實驗耗材的分發是根據教員對每堂課的需求進行分發的,實驗課結束時,實驗室管理員對完好的耗材進行回收。由于實驗室開設的實驗課程較多,每門實驗課程對應的班級也比較多,勢必存在耗材頻繁出入庫的情況,而這些記錄信息都是采用手工登記的方式,不僅效率低下,且容易出現漏洞,在有需求改變的情況下,很難在第一時間進行更正和補漏,更容易使記錄混亂,難以查詢和下一步安排。
1.3實驗室管理員的耗材信息不對稱
實驗室的管理員一般都有多個人,對于實驗耗材的管理是指定專人進行負責,耗材管理員對于耗材的存放位置、數量、使用信息有專門記錄,對這些信息比較清楚,而其他的管理員可能對這些信息就比較陌生,當其他實驗室管理員需要對實驗耗材進行分發時,會存在不清楚耗材存放位置,且沒法更新耗材使用信息等情況。若遇到耗材管理員有事外出等情況,會出現耗材管理混亂的情況,嚴重影響了實驗室管理人員的工作效率。
針對上述存在的一些管理問題,有必要建立一套統一的管理平臺,讓實驗室管理人員對實驗耗材進行統一管理。
2基于電子掃描系統的實驗耗材管理
電工實驗室的元器件大部分體積比較小,比如電阻、電容、二極管等,要讀取這些器件的型號,比較費時間,造成了耗材出入庫效率低下。在借鑒超市商品管理和圖書館圖書管理的基礎之上,本文提出引入電子標簽掃描系統,作為實驗耗材自動化出入庫的方式,通過電子標簽的掃描,實驗室管理員可以快捷地將實驗耗材相關信息讀取到電腦,從而提高管理效率。
2.1電子標簽的分類
現有的電子標簽識別技術大致分為三類:條形碼標簽技術、二維碼標簽技術、無線射頻識別(RFID)技術。
條形碼掃描技術,是將制作完成的條形碼粘貼在確定的物體上,并使用專門的條形碼掃描讀寫器將條形碼中的信息讀取出來,該讀寫器讀取的信息是由光信號傳遞的。
二維碼掃描技術,與條碼掃描技術相類似,但是二維碼包含的信息比條形碼更多,也需要借助專門的二維碼掃描讀寫器讀取其中的信息,目前二維碼識別技術的應用相當廣泛。
無線射頻識別(RFID)技術,是射頻識別系統的數據載體,每個電子標簽都有一個全球唯一的編碼。電子標簽中存儲有被標識物品的相關信息,通常被貼附在需要標識的物品上,它存儲的物品信息可被讀寫器以無線電波的實行非接觸式地讀取。
2.2電子標簽掃描系統的方案選擇
上述三種標簽識別技術都可以應用到實驗耗材的自動識別中,需要從以下幾個方面考慮方案選擇:(1)大部分實驗耗材體積較小。(2)標簽制作的難易程度。(3)整套電子識別設備的成本。(4)標簽記錄數據的完整性。
由于條碼技術的發展已經相當成熟,在圖書管理系統中應用了非常久的時間,條碼的制作成本較低,并且記錄的信息已經能夠滿足對實驗耗材管理的需求,因此,本文系統在電子標簽的方案選擇中采用條碼技術。
2.3實驗耗材管理的方案設計
本文設計的實驗耗材信息管理系統功能如圖1所示,在考慮實現實驗耗材綜合管理系統方案時,充分利用信息自動化技術,利用電子標簽掃描系統,能夠自動讀取實驗耗材相關信息。
3結論
通過對實驗室的耗材管理現狀和需求進行分析,尋找科學有效的管理辦法,嘗試利用電子掃描方式對耗材出入庫進行管理和登記,提高了實驗耗材的利用率和實驗室管理人員的管理效率。
參考文獻
[1] 吳華杰.電子元器件管理系統的設計與實現[D].大連:大連理工大學碩士學位論文,2012.
電子商務是集商流、信息流、資金流、物流于一身的電子化、網絡化的貿易形式,第三方物流企業的出現推動了電子商務的發展,但其物流技術在我國目前還停滯在傳統的物流階段,使用物流條碼技術標準體系是電子商務和物流供應鏈的必經之路。
1.電子商務
電子商務源于英文ELECTRONIC COMMERCE,簡寫為EC。顧名思義,其內容包含兩個方面,一是電子方式,二是商貿活動。電子商務作為國內外貿易的重要形式,特別是隨著網絡的普及,給世界經濟帶來了翻天覆地的變化。電子商務的網絡經濟以全新的方式和速度進行全球性的配置資源, 不僅影響到了百姓日常生活和企業經營行為, 還影響到了市場經濟運行方式和國家宏觀調控政策, 甚至影響到了世界經濟格局的重新調整和利益的重新分配。
電子商務集商流、信息流、資金流、物流為一身,物流雖然包含在電子商務中,但人們對電子商務過程的認識只局限于信息流、資金流的電子化、網絡化,而忽略了物流的電子化,大多數物流仍停留在傳統的經銷渠道。隨著電子商務的進一步推廣與應用,傳統物流的物流能力的滯后對電子商務發展的影響越來越明顯,物流的重要性及其對電子商務的影響被越來越多的人所關注,以物流條碼為核心的物流電子化開始被重視和發展。
2.物流信息技術
物流信息技術是指運用于物流各環節中的信息技術,包括計算機技術、網絡技術、信息分類編碼技術、條碼技術、射頻識別技術、電子數據交換技術、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)等。
條碼技術是20世紀在計算機應用中產生和發展起來的一種自動識別技術,是集條碼理論、光電技術、計算機技術、通信技術、條碼印刷技術于一體的綜合性技術。條碼技術是物流自動跟蹤的有效工具,被廣泛應用于物流管理過程中。條碼具有制作簡單、信息收集速度快、準確率高、信息量大、成本低和條碼設備方便易用等優點。通過條碼技術可以準確識別物品信息和快速跟蹤物品,它是物流信息管理工作的基礎,極大地促進了物流業的發展。
射頻識別(RFID)技術是自動識別技術的一種高級形式,被稱為21世紀十大重要技術項目之一。RFID通過非接觸讀取數據完成系統基礎數據的自動采集工作,從而成為計算機信息處理所需原始數據快速而準確采集的有效工具。RFID被視為一種安全存取技術和一個有生命力的多應用平臺,起到安全獲取由基于網絡解決方案提供服務的媒介作用。倉儲物流數字化建設的基礎工作之一就是基礎數據的采集問題,基礎數據的真實與完備是倉儲物流數字化建設成功與否的關鍵。
3.物流條碼相關標準
信息化與標準化是緊密結合在一起的。中國物流與采購聯合會副會長戴定一于2005年在“物流信息化先解決標準問題”一文中指出:“盡快參與物流基礎標準制定”。
在電子商務和物流中使用的物流條碼體系涉及面廣,相關標準很多。在國際貿易中,物流條碼標準體系已基本成熟.并隨著世界經濟的發展而日趨完善。我國也已經制定出了許多物流的相關標準,至今已了138項相關標準。目前,關于物流信息還需制定的標準項目有69項,在已經制定物流信息標準中需修訂的標準項目有16項。
在實際的物流管理中,應用條碼技術主要涉及的標準有:條碼基礎標準、碼制標準、條碼生成設備標準、條碼識讀設備標準、條碼符號檢驗標準以及條碼應用標準。目前,我國已經制訂的物流國家標準已形成三個系列的物流條碼標準體系:
⑴ GB/T12905―2000《條碼術語》等條碼基礎標準;
⑵ GB/T15425―2002《EANUCC系統128條碼》等條碼碼制標準;⑶ GB/T14258―2003《信息技術自動識別與數據采集技術條碼符號印制質量的檢驗》等條碼符號印制與檢驗標準。
2007年8月23日, 國家標準化委員會批準了GB/T 21049漢信碼國家標準。這是我國第一個具有自主知識產權的二維條碼碼制標準。漢信碼的研制成功是我國二維條碼技術發展史上的里程碑, 將對提高二維條碼技術的應用水平、拓寬二維條碼技術的應用領域起到重要的促進作用。
4.物流振興規劃
在我國制定的未來5年全國物流發展規劃中,對物流發展有了目標明確的內容:一是積極培育發展第三方物流企業,爭取到“十五”末期社會化物流配送的比例達到50%以上;二是修建若干條貫通全國并且可以開展國際配送業務的聯運干線,構建全國性的商品物流配送綠色通道;三是在全國各大中城市、主要商品生產、集散地和交通樞紐,建設具有合理規模的現代商品物流中心和專業化配送中心,構建全國性物流配送網絡;四是培育若干國家物流骨干基地,有條件的爭取發展成為亞洲的重要物流中心;五是確定一批物流配送示范項目,在全國各大區的中心城市,選擇符合現代商品物流配送基礎條件的企業,建立具有全國性經營網絡的專業化骨干物流配送企業。
2009年4月24日,國家發改委正式發文:《物流業調整和振興規劃》。
針對物流振興綱要規劃,浙江省交通廳聯合華東等11個省交通廳的運輸管理局發起倡議,建立物流平臺以實現物流標準化的承諾。
當今我國的通用商品條碼已經普及,使商業管理實現了自動化,而物流條碼體系的應用卻剛剛起步。為了推動物流條碼標準體系的應用,中國物品編碼中心正在開展醫藥物流及醫院使用二維碼的物流條碼系統的試驗推廣。應用物流條碼技術是現代物流管理模式的發展趨勢,也是實現商貿物流業發展首選的最佳途徑。
5.電子商務中的物流條碼信息化管理
電子商務作為網絡經濟的核心必須以物流管理為基礎。電子商務活動中任何一筆交易,都是由四種基本的“流”,即信息流、商流、資金流、物流所組成。物流過程具體包括運輸、儲存、配送、保管、物流信息管理等各種活動。電子商務通過網絡準確及時監控物流的運動。當前制約電子商務發展的主要瓶頸是物流管理滯后,主要表現在物流的支付系統、配送系統和安全系統三個方面。電子商務推動下的物流管理是以物流信息化為基礎的,這種新型的物流配送使商品流轉較傳統方式更加信息化、自動化、現代化和社會化,既減少庫存和資金積壓,又降低了物流成本,提高了經濟效益和社會效益。電子商務為物流企業提供了技術條件和市場環境,為物流功能集成和物流企業實現規模化經營創造了有利的條件。因而分析電子商務支持下的企業物流特點,以及建立宏觀和微觀雙控型的電子商務物流管理模式,就成為企業面對現代市場競爭的必然選擇。
在電子商務環境下,供應商必須全面、準確、動態地掌握散布在全國各個中轉倉庫、經銷商、零售商以及各種運輸環節之中的產品流動狀況,并以此制定生產和銷售計劃,及時調整市場策略。
因此,電子商務要通過最新現代技術實現物流管理信息化,即:物流信息收集的數據庫化和代碼化;物流信息處理的電子化和計算機化。在電子商務中推廣物流管理的四大新技術:條碼技術(通過掃描對信息實現自動控制技術)、EDI 技術(電子數據的交換和自動處理)、GIS技術(通過地理信息系統實現物流配送的最佳模型)、GPS技術(通過全球衛星定位系統實現物流配置國際化)。通過四大新技術的結合,將在物流供應鏈上建立一個高新的供應鏈集成系統。物流信息能在開放供應鏈中實現物流的及時、準確的配置,做到:物流運作系統化、物流服務網絡化、物流管理信息化、物流經營全球化。
多功能化、系統化、一體化、可靠化、社會化、信息化、網絡化、全球化是電子商務下物流的發展趨勢,應用物流條碼標準體系是電子商務和物流發展的必然趨勢,物流、信息流、資金流三者的現代化統一管理,必將大大促進我國國民經濟的飛速發展。
參考文獻:
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1 引言
低溫冷凍品絕大多數是農副產品,具有嚴格的季節性和保鮮期,由于對物流及時性、恒溫性和多樣性的高質量要求,在運輸、儲存、流通加工等冷鏈的各個環節損耗嚴重。在物流中,這種食品資源的巨大損耗又是非增產技術所能彌補的。加之,食品行業現有的軟件和硬件設施都不能滿足“多品種,少數量”的消費模式的要求。信息技術和信息系統的發展,尤其是追溯技術的興起,為提升冷鏈物流水平和質量提供了可行的途徑。無論是在儲存、搬運、銷售或是配送階段,實現實時物流跟蹤,建立信息追溯和信息共享機制,成為當前食品冷鏈有效解決物流追溯問題的關鍵。
2 國內外研究進展及述評
golan e等(2002)通過對美國生鮮農產品、谷類和油菜以及牛肉制品的調查研究發現,三者經食品供應鏈跟蹤后,在食品質量安全方面出現了很大的差異。在美國,大多數要求召回的食品和農產品都被公布在美國農業部食品安全和檢驗服務的官方網站上,以便消費者根據食品包裝的標識信息來判定有問題的食品和農產品。有些企業則通過使用先進的rss條碼系統和ean/ucc全球統一標識系統,更為具體地揭示食品供應鏈的標識信息,如每種產品的種子、施肥、使用抗生素的情況、生產時間、生產線、生產地、生產所使用的技術和生產次序,等等。一旦某種產品出現問題,這些標識信息將能夠發揮很大的作用。在歐洲,歐盟已經采用ean/ucc系統,成功地開展了對牛肉、蔬菜等食品追蹤的研究。通過采用條碼、gln可以對食品冷鏈全過程中的產品及其屬性信息和參與方信息等進行有效的標識,以實現食品跟蹤與追溯。
比較而言,國內學者對于食品冷鏈物流的研究主要集中于現狀及發展對策,如曹鋒杰(2003)、劉宏偉(2004)等。在物流信息方面,張建華等(2005)基于供應鏈管理理論和rfid技術,給出了基于rfid的現代食品物流系統的體系結構、模型總體結構、子系統設計方法,并結合gis和gps等無線通訊技術,給出了系統的綜合集成模型。
3 食品冷鏈物流可追溯技術
3.1 條碼技術
條碼技術是目前最為成熟、成本相對較低的物流信息技術,為冷鏈物流追溯提供了可行性。一維條碼系統一般包括編碼技術、光傳感技術、條碼印刷技術和計算機識別應用技術。一維條碼技術屬于自動識別范疇,能夠準確地將信息識別、編譯、最終輸入到計算機進行數據處理。其特點是識別速度快,準確率大大提高,制作相對簡單,與之配套使用的閱讀器、打印和印刷設備也相對成熟。在冷鏈各環節中,針對不同食品,可采用不干膠、pvc條碼綁帶標簽或防盜扣等標簽,實現流通階段個體識別,倉儲時采用手持條碼讀取設備輔助作業;在超市pos則進一步發揮了條碼標簽的作用,特殊條碼標簽在售出后可回收,大大地降低了成本。因此,一維條碼技術是開發冷鏈物流可追溯系統中最為經濟實用的技術。但是,一維技術的信息容量較小,碼制占據的面積較大,低溫、潮濕、多霜等復雜環境對標簽要求較高,追溯信息標識到追溯單元上的自動化成本較高,同時受識別設備的影響,其實時性也不是很強。
二維條碼技術具有信息容量大、編碼來源廣泛、加密程度高等特點,隨著成本的降低,將更好的彌補一維技術的不足。近年來二維碼的應用越來越普及,手機內置的解碼軟件可以讓更多的消費者了解、使用基于二維碼所提供的服務。消費者通過手機實時讀取冷藏食品二維標簽的信息,獲取各環節追溯信息,在預置二維條碼軟件的手機普及的不久將來,將會非常有效的解決條碼識讀設備攜帶不便、信息量小、時效性差等冷鏈物流追溯問題。
3.2 射頻識別技術(rfid)
rfid是一種利用無線射頻方式在閱讀器和發射機(標簽)之間進行非接觸數據傳輸以讀取數據的自動識別技術。其基本原理是電磁理論,標簽進入磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息,或者主動發送某一頻率的信號,解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。
使用rfid技術結合網絡、信息系統進行數據的采集和通信,其目的在于提高信息的采集、傳遞的效率,對食品有效地進行標識,把分散的信息集成起來,從而達到追溯的要求。以商品豬肉供應鏈為例,為了實現全程的跟蹤和監控,追溯體系需要在商品豬肉供應鏈的各關鍵節點——生豬養殖場、市境道口、屠宰場、批發市場——設置控制點,使用rfid標簽記錄追溯所需的信息。
3.3 數據庫技術
良好的物流管理信息系統離不開高質量的數據庫,物流追溯實現的基礎是物流信息數字化,要實現整個供應鏈的可追溯性,必須借助信息數據庫。要實現食品冷鏈質量的可追溯,從食品的源頭信息獲取到最終交付顧客手中的信息存儲,建立數據庫是重要的支撐。在食品冷鏈物流追
溯系統設計中,可以采用目前應用比較廣泛的關系型數據庫,通過建立實體與實體之間的聯系,即建立e2r模型,來實現對物流信息和數據的存儲、加工和處理。結合標簽技術,與廠家數據中心相連的pc端上的小標簽初始化裝置讀取小標簽的uid號,從廠家中心數據庫獲取相關產品信息及pid號并寫入,綁定信息傳入廠家中心數據庫,每一環節信息寫入后,終端消費者就可以根據標簽信息進行冷鏈物流全過程跟蹤了。
4 食品冷鏈物流可追溯系統模型設計
4.1 系統模型
針對食品冷鏈物流信息技術,建立基于rfid技術的食品冷鏈物流可追溯系統模型,食品的可追溯總體技術路線遵循著“供應——生產——銷售——消費者”這樣一條完整供應鏈,整個供應鏈過程需要實現低溫環境。以肉制品為例,在原材料采購的源頭,通過裝有電子標簽的耳標,建立每一頭牲畜的養殖檔案,通過標簽閱讀器將數據匯總至中心數據庫;在屠宰場通過稱重平臺和為生肉佩戴鉤型標簽記錄整個屠宰過程并將各種數據傳送至中央服務器;在加工分割肉工作中,通過標簽打印機打印便攜式條碼標簽標識分割肉制品,建立相關的信息追溯系統,以此詳細記錄分割肉的生產過程以及各種數據并匯總到中央服務器;最后在無線網絡可通過移動標簽或者序列號對肉產品進行查詢,以此建立牲畜養殖及肉制品生產、銷售全套管理系統。
4.2 功能及流程設計
食品冷鏈物流追溯系統是對各類食品物流信息的相關數據進行收集、組織、存儲、更新和維護,最終方便各節點、消費者、監管部門進行追溯查詢。主要功能模塊應包括:數據庫系統、電子商務查詢系統、標簽管理、車輛定位、安全檢測等。這些功能實現的基礎是:食品冷鏈中各節點都必須按照既定的格式詳細記錄食品的進貨和出貨以及中間加工過程的信息,并嚴格實行食品的批號管理,追溯系統必須記錄食品從生產基地(或農戶)發貨直到消費者收貨為止的整個過程的產品批號,以此保證整個物流過程可追溯的連續性。
具體的物流和信息流程可以設計為:利用rfid數據采集技術,將食品產地信息、車輛信息、食品信息等信息寫入rfid標簽,獲取初始信息,然后rfid閱讀器部署在生產、加工食品倉庫、配送中心、運輸食品的車輛、收費站、港口、碼頭、倉庫、貨場等不同站點,閱讀器以一定的頻率自動無線掃描途經的rfid電子標簽,將掃描后的信息通過信息通道傳到監控中心,監控中心啟用gis,一方面將各類信息存入數據庫,另一方面通過電子地圖實時顯示食品的種類、數量、來源、去向等信息,方便管理人員管理。如果運輸過程中出現危險事故,可以通過gps/gsm遠程控制執行指令到載有gps/gsm接收器的車輛,通知司機調整行動計劃,同時改變電子標簽中存儲的信號量值,監控中心通過機站檢測到該增量信號時發出警報,在電子地圖上突出運輸車輛的方位以及運輸物品信息。在終端消費者層面,為了讓消費者清楚地了解保鮮食品的生產模式,以及保鮮食品的質量,可以開發集成免費電話、短信、互聯網網絡、手機二維條碼的電子商務綜合平臺。這個平臺能確保保鮮食品廠家與消費者的信息共享,提高消費者對廠家的信賴。
4.3 開發建議
4.3.1 系統中標簽形式的選擇
在生產階段,電子標簽上主要記錄生產養殖的相關信息,如養殖場編號、運出時間、運送批次等,而且這些信息要和生產企業自身的信息系統數據庫相聯系,以便查詢生產過程的細節信息。在各個生產企業都設置rfid讀寫設備,可以實現食品信息的寫入。在加工環節,采用的電子標簽內含有食品在生產過程的相關數據和加工環節中添加的信息,如加工企業編號、加工日期、加工批次等。這些信息和企業當地數據庫相關聯,便于食品管理中心查詢。加工企業和食品進口企業都配備rfid讀寫設備。在運輸環節,集裝箱運輸采用的電子標簽數據內容包括集裝箱內食品信息、食品溫度信息、車輛置信息、運送車輛信息和運送時間等。這些信息和物流企業本地數據庫相關聯。在倉儲環節,可以主要選擇成本更為低廉的條碼標簽,結合關聯數據庫,標簽內關聯原來食品信息,并且記錄安裝時間和批次。倉庫內部在叉車或者工作人員身上佩帶rfid電子標簽,內有員工或叉車的id號,可以有效地利用資源,使得倉儲過程更加高效快捷。在食品配送和銷售環節,配送車輛實現gps定位,相關食品的標簽亦可以條碼標簽為主,在一些重要食品上加貼電子標簽,而在一些廉價的食品上則采用條碼,兩者信息相互關聯,以方便銷售人員和消費者的及時識讀。
4.3.2 數據共享和信息平臺建設
1、引言
對于現代物流來說,信息和信息管理、貿易經濟、電子技術等有著緊密的聯系,它的理念和技術也在不斷的發展變化,因此,如何在物流企業中應用計算機信息技術能夠實現對企業的改造是一個重要的課題,它關系著物流企業能否在激烈的環境中立于一個不敗之地。
2、物流企業應用計算機信息化的細節
2.1 計算機網絡
在物流企業的計算機信息化中,計算機網絡的構成主要可以通過快速式以太網、交換式以太網、ATM、FDDI、千兆/萬兆以太網。其中,千兆/萬兆以太網是較為成熟的技術,不僅價格較為便宜,而且升級的空間較大。至于物流企業計算機管理信息系統中的主要設備則有主服務器、路由器、主交換機等,局域網和ISP網絡的溝通是通過局域網來實現的,接入方式主要有ATM、撥號以及數據語言等。
一般來說,物流企業計算機新信息管理系統的網絡結構大多數是3層的星型拓撲結構,其中,第一層是主干交換機,第二層交換機則主要負責子系統之間的交換,二者之間是通過光纖連接的。
2.2 網絡安全策略
物流企業計算機信息化的過程中,信息往往是海量的,這些信息傳輸的可靠性非常重要。因此網絡安全策略是重要的一部分。一般系統主要是通過防火墻的配備來確保安全,也有通過VPN來和其他企業進行信息溝通的,這也是一種有效地安全策略,它能夠實現MAT以及對IP地址進行隱藏等功能。此外,通過配備網管工作站和主干交換機進行連接可以幫助我們利用網絡管理軟件對網絡實行監控及管理,具體來說,網絡管理軟件能夠對網絡運行流量、資源情況、拓撲情況進行檢測,并能夠對管理進行自動操作,進行工作的備份、調度及恢復等操作。但是,由于種種原因的影響,當前在物流企業的網絡安全方面還有一些不足之處,我們應引入一些更新技術對其信息進行保護,比如動態口令、反侵入檢測等技術。
2.3 數據存儲系統
在物流企業的計算機信息化中,貨物的庫存、周轉及進出等動作都將會有若干數據產生,因此,物流企業要面臨的數據往往是非常巨大的,RAID技術已經不再能夠滿足企業這方面的需求,針對這種情況,我們可以利用SAN技術來構建集中數據存儲中心。此外,對于每天新增加的數據,我們要進行增量被封,并對數據進行定期的全量備份。
對于數據庫的管理系統,我們一般使用關系數據庫,它具有很好的分布式數據庫處理能力,不僅支持C/S體系結構,也支持B/S體系結構,能夠形成一個開放式的體系。此外,由于它對多用戶并發處理也支持,因此聯機事務處理能力比較強。
2.4 EDI系統
所謂EDI,主要是指電子數據交換技術,在物流企業中,往往和銀行、貨主以及聯帶企業有著非常緊密的業務關系,因此,各種來往單據是非常復雜的,通過組建一個EDI平臺能夠極大地提升我們工作的效率,進而降低工作成本。
在EDI報文中,Internet的傳輸是通過WebEDI的方式來實現的,因此,EDI是建立于Internet Web Server之上的,在Web上進行大量表格的開發。我們只需要利用瀏覽器就能夠實現單證的手法。EDI中心則利用翻譯系統以及映射系統將會自動的把提交的單據翻譯為報文,然后傳輸到對方的郵箱之中。
2.5 條碼系統
條碼技術屬于電子商務推進物流行業發展的一個基礎,通過在物流企業中運用這一技術能夠以很小的投入就獲取較大的經濟利益。針對條碼系統,物流企業要進行專門條碼管理服務器的設置,以實現對條碼資源的管理及分配。
其工作流程是首先進行固定式及手持式掃描儀的配置,實現對貨物條碼信息的掃描及記錄,然后利用數據線將這些信息傳輸到專用服務器之上,最后利用條碼打印機進行打印輸出。
2.6 電子商務系統
物流作為商業活動的一環,在其機信息化過程中,一個合格的電子商務平臺應是關鍵,它是企業發展的必將之路,具體上其應有以下幾個方面的功能:能夠網上跟蹤貨物、實現網上服務情報的報告、網上支付、運送時間的計算、對于貨物記錄的搜索、電子提單、網上報價、網上損毀索賠等。
電子化的倉儲、配送以及運輸網絡是實現電子倉庫的基礎,也是電子商務系統的核心。我們應加強運輸網絡系統的橫向連接,對行業分銷網絡進行縱向連接,通過合理的布局,實現一個高效的、現代化的電子商務網絡體系。
2.7 配送車輛的調度系統
物流企業生存中的一個重要內容就是對于貨物的配送,因此,機動、高效、節約的配送車輛調度系統將給用戶提供更為透明的服務,并幫助我們加強成本的控制。具體的工作中,我們要做的工作是對單個車輛要實現運輸成本的動態考核,進而提升企業的服務響應速度及準確度,使其競爭力得到更大的提升。
這一調度系統主要的構成有中央監控系統、移動單元以及GSM通信網絡這三部分。其中移動單元設備能夠提供車輛的實時位置數據及具體狀況,并對這些數據信息進行刷新,而中央監控系統則主要是處理這些位置數據,并將這些信息顯示于監控中心中的大屏幕上。
2.8 軟件系統
做好軟件系統方面的工作也是計算機信息化在物流企業中應用的前提。在具體的工作中,我們要結合物流企業的作業流程及方式進行軟件系統的開發,確保其合理性及高效性。一般來說,軟件系統的開發是基于UUNIX平臺,使用J2EE技術以及ORACLE數據庫,并通過C/S以及B/S結合來完成的。
3、結語
物流企業應用計算機信息技術是大勢所趨,隨著技術的進一步發展,這一技術的應用將會更加的深入和廣泛,為物流企業發展提供更多的助力。針對這一背景,我們要加強自身的學習和探索,不斷增強自身的理論水平和實踐能力,使物流企業的競爭力上升到一個更高的水平。
參考文獻
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【P鍵詞】二維碼;高校;身份認證
【Keywords】two-dimensional code ; university; identity authentication
【中圖分類號】C39 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0166-03
1 引言
高校作為人才的培養基地,一直以來都扮演著科教興國的重要角色,考試制度也順理成章的成為了檢閱人才的必備標桿。然而,社會上的不誠信現象屢見不鮮,加之社會信用體系不完善,客觀上助長了不誠信風氣。大學生作弊現象,代考現象日益加劇,使得考試成績的真實性每況愈下,經調查,
60. 4%的大學生想過考試作弊,39. 1% 的大學生自述曾有過作弊經歷。這種弄虛作假的行為嚴重威脅著國家政策的施行,也使得高校教育策略岌岌可危。為糾正各類教育考試中考生代考、作弊等行為,進一步加強考試環境的綜合治理,我們引入二維碼技術來進行考生身份認證。通過掃描二維碼將考生最新信息呈現給監考教師,防止了考生準考證信息因磨損失真、不完全、容易被篡改等現象而引起代考行為的發生,保證了信息的統一化、可靠化、科學化管理,實現了考生信息的動態更新。系統采用各種最新技術來提高用戶體驗,保證信息的安全性,一定程度上實現了功能和體驗的雙贏[1]。
2 二維碼技術的發展
二維碼是20世紀90年代興起的一種新技術,它是以某種特定的幾何圖形按一定規律在平面上分布組成黑白相間的圖形來記錄數據符號信息的技術。和一維碼相比較,二維碼不但具有存儲容量大、信息密度大(在一個不大的圖形內可存儲數字、英文、漢字、指紋、聲音和圖片等信息)、 采集速度快、制作成本低、糾錯能力強、安全性高等特點,還成功彌補了一維碼只能包含字母與數字的缺陷。它可以從水平軸X軸和縱軸Y軸即橫向和垂直兩個方向對信息進行存儲和處理,這樣既提高了條碼信息存儲量又加速了信息的處理速度等優點,也正是這些優勢使得它廣泛流行于各國各行業中。
我國對二維碼技術的研究開始于1993年,截至目前,條碼標準體系還尚顯單薄,具有自主知識產權和核心研發技術體系還很少,二維碼的推廣和發展受到了一定阻礙。但是隨著我國通信網絡的升級、智能手機的普及和民眾意識的轉變,二維碼的應用前景也漸漸明朗起來,在消化國外先進技術文化的基礎上,制定了一系列二維碼標準:如GB/T17172-1997《四一七條碼》,GB/T18284-2000《快速響應矩陣碼》,《二維碼網格矩陣碼(GM)》,《二維碼緊密矩陣碼(CM)》等,并已在我國的汽車行業自動化生產線、醫療急救服務卡、涉外專利案件收費、珠寶玉石飾品管理及銀行匯票上得到了應用。國內多家IT企業如阿里巴巴、騰訊、百度、新浪等對二維碼的試水,以及中國電信、中國聯通、中國移動等電信巨頭在二維碼手機應用領域的介入都充分顯示了二維碼應用在我國強勁的發展勢頭,我國也在不斷投入資源,鼓勵摸索前進,積極研究和開辟新的應用和領域。
摘 要 將數字圖象處理技術引入條碼分析中,實現了一維條碼的快速識別。在研究過程中,使用了條碼掃描儀的光電設備采集信號,通過計算機并口實現高速的數據傳輸,對條碼的數字圖象進行處理,包括濾波降噪、邊界檢測、閥值分割等方法,最后通過邏輯值匹配的算法完成譯碼工作,實現了軟件譯碼。 關鍵詞 數字圖象;條碼;并口 0 引言 條形碼自動識別技術是隨著計算機的發展而興起的一門應用新技術。與其它自動識別輸入技術相比,條形碼自動識別技術具有速度快、準確度高、可靠性強和成本低等優點,已廣泛應用于商品流通、工業生產自動化、辦公自動化等許多領域。條碼作為信息的載體,自始自終發揮著關鍵的作用。隨著現在企業中信息越來越多,信息的快速采集和高效處理被放在了顯著的位置上。文中通過計算機并口進行數據通信,采用數字圖象處理技術實現一維條碼的識別,實現了軟件解碼,可以快速采集和處理工業現場的條碼數據。 1 系統設計 根據圖象處理的一般要求[1],本系統包括以下幾個環節:信號采集、數據傳輸、數字圖象處理(濾波降噪、邊界檢測、閥值分割)、譯碼輸出。系統結構如圖1所示:
圖1 系統結構 2 信號采集 信號采集由條碼掃描器的光電設備完成,本文采用美國symbol公司的微型激光條碼掃描器,型號為ls2208ap。該掃描器的光源為650nm可見激光二極管,掃描速度100次/秒,掃描精度5mil,采樣時序圖如圖2所示: 圖2 采樣時序圖 開關信號一次接通的持續時間為5s;一個掃描周期內,正反相各占16ms;一次采樣觸發信號的持續時間為1.4μs。 3 數據傳輸 由于pc機運行速度遠高于單片機,我們將掃描器采集到的電信號通過計算機接口送給計算機處理。這種方法不存在通信協議方面的問題,數據輸入簡單、方便,如果采用高效的譯碼程序,將很大程度地提高數據處理的效率。 pc機一般都配有一個標準的centronics并行打印機接口,它也可以作為通用并行i/o口來使用。圖3為常用的pc機并行口引腳圖,內部包括三個并行i/o端口,地址分別為:0x378、0x37a、0x379,通過對這三個端口的控制,可以實現數據和控制信號的輸入和輸出。 0x378口包含8位數據輸入輸出線(d0~d7),通過讀寫0x378h端口可以對數據線上的數據進行讀寫操作。進行一次寫操作,就將一個8位數據寫到寄存器鎖存并輸出;進行一次讀操作,讀入鎖存在寄存器中的值。 0x37a口包含4根控制信號輸出線,可以通過該端口把控制信號輸出到外部數據線上。 0x379口包含5根狀態輸入線,通過該端口可以把掃描器上的狀態信號輸入到pc機,文中采用379口的引腳10、12、13分別與掃描器內部芯片的開關信號、掃描方向信號、檢測輸出信號端相連(圖4),實現數據傳輸。 圖3 常用的pc并口引腳
p1—檢測輸出信號 p2—掃描方向信號 p3—開關信號 圖4 pc并口與掃描器芯片連接圖
4 數字圖象處理 數字圖象處理是將采集到的圖象經a/d轉換器數字化后,圖象轉換為由一定數量級的數字所表示的數學矩陣,然后用計算機根據一定的算法對其進行處理的過程[2]。 本文采用borland c++ builder為開發環境,利用該軟件強大的圖形圖象處理功能,結合mil所帶的一系列函數[3],完成圖象的實時處理和圖象后處理。 當數據傳輸的任務完成后,單片機傳輸到pc機的是a/d轉換后的數字量,表現為:當激光掃到條碼的白色區域,檢測到高電平;當激光掃到條碼的黑色區域,檢測到低電平,分別用數字1、0表示,用數字圖象的形式表達出來,如圖5所示。 圖5 條碼數字圖象 4.1 濾波消噪 數字化后的條碼圖象存在一定的噪聲干擾,本文采用濾波的方法進行消噪處理,從而改善圖象質量,便于特征提取。通過分析可知,圖中的噪聲主要包括孤點噪聲和邊緣毛刺噪聲兩部分。
對于孤點噪聲,本文采用中值濾波的方法進行消噪處理。中值濾波技術對干擾脈沖和點狀噪聲有良好的抑制作用,而對圖象邊緣能保持良好的非線性,起到既消除噪聲又保持圖像細節的作用。中值濾波是將一個含有奇數個像素的滑動窗口內的像素點按灰度值排序,如: ⑴ 其中,, l為窗口的長度, fj即為窗口的中值濾波輸出。表示為: [4] ⑵ 表示取數列的中間值 由于表面圖象是二維的,將一維中值濾波推廣到二維。這時選取某種形式的二維窗口,將窗口內像素點的灰度值按先行后列的順序排列,生成單調二維數組序列fij,二維中值濾波輸出表示為: ⑶ 由公式⑴、⑵、⑶可以看出,中值濾波是將中心像素與周圍像素的灰度值進行比較,將灰度值較大的像素點與周圍像素點接近,從而消除孤立的噪聲點。 本文采用3×3形式的二維中值濾波方法對圖5做消噪處理,結果如圖6所示: 圖6 中值濾波后的條碼圖象 對于邊緣毛刺,采用求平均值的方法處理。由于圖象各行在同一位置的條空寬度不等,就會出現邊緣毛刺現象。因此,本文將每個位置上逐行掃描到的條空寬度求平均值,得到該位置的條空寬度并輸出(圖7),求解過程如下: ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ 式中:lr —第 r個條(空)的寬度; lir—第r個條(空)第i掃描行的寬度; m—條碼長度; n —掃描總行數 圖7 均值濾波后的條碼圖象 4.2 邊界檢測 由于光源掃描的范圍不僅包括條碼區,還包括非條碼區,所以得到的數字圖象也包括條碼區和兩側靜區(如圖8所示),需對其進行邊界檢測,將條碼部分提取出來,以便進行譯碼處理。本文采用相鄰條空寬度比較的方法[5]判別條碼的起止位置:當所測條的寬度的10倍小于上一空的寬度時,此條即為條碼的開始位置;當所測空的寬度大于上一條的寬度的10倍時,條碼部分截止。 圖8 條碼圖象組成 4.3 閥值分割 受信號采集精度的影響,計算機輸出的條碼元素的寬度與實際值之間存在誤差,如果直接譯碼,難免要出現誤讀的現象。因此,本文采用閥值分割的方法,選定一個寬度閥值m,通過公式⑻將所有條碼元素的寬度f(x)劃分為寬條、窄條、窄空、寬空四類,邏輯值分別為-2、-1、1、2,這種方法可以消除硬件帶來的誤差,保證了輸出信息的正確性。 (8) 5 譯碼輸出 不同碼制的條碼,編碼規則一般不同,解碼方法也不同。本文采用邏輯值匹配的方法對目前常用的upc/ean碼做譯碼分析,這兩種碼制的每個字符都由兩條兩空組成,以字符“5”為例,當它表示一位右手偶字符時,編碼結構為:窄條—寬空—寬條—窄空,邏輯值表示為:-1 2 -2 1。譯碼時,從條碼的起始位開始,每四個元素為一個單位,用公式⑻求出其邏輯值,對照字符邏輯表得到相應的字符并輸出,直到檢測到條碼的終止位結束,采用這種譯碼方法對文中圖7所示的條碼做譯碼分析,輸出結果如圖9所示。 圖9 譯碼結果 6 結束語 由于計算機的處理速度遠高于單片機,使用軟件譯碼不僅可以提高譯碼的效率,而且能適應碼制靈活多變的特點,克服了硬件解碼的不足。本文采用濾波降噪、閥值分割等數字圖象處理技術對條碼圖象進行處理,不僅能較好地識別標準條碼,而且對殘碼的識別也有一定的意義。計算機并口通信和邏輯值匹配的譯碼方法對提高譯碼效率起重要作用。 參考文獻 [1] 劉克龍,姜雷,程偉.數字圖象處理系統的構成及常用方法[j]. 信息技術,2000,⑷:32-33. [2] rafael c.conzalez,richard e.woods.“digital image processing”[m]. publish house of electronics industry,beijing,2004. [3] 席衛文,張春曉,李光明.c++ builder 6程序設計與實例[m]. 北京:冶金工業出版社,2003. [4] avlidis t.algorithms for graphics and image pressessing [m]. computer science press,1982. [5] 王雅靜.ean-13條碼圖像辯識方法研究[a]. 山東科技大學碩士學位論文,2003.
食品直接與人們的生活息息相關,因此食品安全一旦出現問題,消費者首當其沖會受到侵害。同時不安全食品帶來的危害具有涉及面廣、隱蔽性強、潛伏期長等特點,因此惡性食品安全事故的發生往往會影響到整個社會的穩定,不利于經濟的持續健康發展。另一方面,由于食品安全帶來的國際貿易問題也日顯突出,特別是我國加入WTO以后,取消了關稅壁壘,發達國家憑借技術領先、設備先進等優勢,實施以檢測標準為基礎的貿易技術性屏障,對食品質量提出了更高的要求。因此,加強食品安全工作,不僅有利于保護人民健康,也有利于促進我國農業和食品工業的發展,提高其國際競爭力。
目前,我國已開始應用“危害關鍵控制點分析(HACCP)”、“良好農業規范(GAP)”、“良好生產規范(GMP)”等食品安全控制技術來提高食品安全水平。但目前我國食品安全追溯技術體系仍沒有建全體系,一旦食品安全出現問題,無法實施跟蹤與追溯,進行有效的控制和召回,這一問題迫切需要解決。
信息技術的發展為食品溯源體系的完善提供了可能。條碼技術作為一項先進的信息自動采集技術,可以對食品原料的生產、加工、儲藏及零售等供應鏈環節的管理對象進行標識,并借助計算機信息系統進行管理。一旦食品出現衛生安全問題,可以通過這些標識進行追溯,準確地縮小食品安全問題的查找范圍,查出問題出現的環節,追溯到食品的源頭。條碼技術已經成為一項關鍵的食品溯源技術。
一、條碼技術體系分析
條碼技術是為了解決計算機應用中數據采集的“瓶頸”問題而產生的,它實現了信息的快速、準確的獲取與傳輸,為實物流和信息流的同步提供了技術手段。20世紀70年代出現的商品條碼就引發了一次商業革命。而在近年迅速崛起的物流供應鏈及電子商務中,條碼技術則更是擔當著不可或缺的重要角色。
當前,國際上負責條碼技術的研發推廣的組織為國際物品編碼協會(GS1)。該組織負責管理和維護的以商品條碼為核心的全球統一標識系統(EAN.UCC系統)是以對貿易項目、物流單元、位置等進行編碼為核心的集條碼、射頻等自動數據采集、電子數據交換等為一體的服務于供應鏈的開放的標準體系。該系統從標識層、采集層和交換層上為建立高效的供應鏈管理模型提供了完整的解決方案。
對于條碼在食品中的應用而言,主要涉及EAN.UCC系統的如下技術內容:貿易項目(貿易單元)的編碼與條碼表示、物流單元的編碼與條碼表示、信息屬性的編碼與條碼表示、位置碼的編碼與條碼符號表示等。
1.貿易項目條碼
貿易項目是指一項產品或服務,對于這些產品或服務需要獲取預先定義的信息,并且可以在供應鏈的任意節點進行標價、訂購或開據發票,以便所有貿易伙伴進行交易。
按照貿易項目的流通領域可以分為零售貿易項目和非零售貿易項目。零售貿易項目是指在零售端通過銷售時點系統(POS)掃描結算的商品。貿易項目根據其銷售特點,可以分為定量貿易項目和變量貿易項目。定量貿易項目是指有固定包裝,以統一預先確定的量度(類型、尺寸、重量、成分、樣式等)進行銷售的貿易項目。變量貿易項目是指那些沒有固定包裝,隨機確定購買數量的商品,例如:新鮮蔬菜、水果、糧食、魚、肉、熟食等散裝商品,在銷售過程中都是以隨機重量銷售,每一位顧客購買這些商品的重量、價格可能都不同。貿易項目編碼有四種編碼結構:EAN/UCC-13、EAN/UCC-8、UCC-12以及EAN/UCC-14。
2.物流單元條碼
物流單元是在供應鏈中為了便于運輸或倉儲而建立的包裝單元,是在供應鏈中需要管理的對象。托盤、箱、盒或者兩種以上的組合包裝均可作為一個物流單元。物流單元采用系列貨運包裝箱代碼(SSCC)進行唯一標識。通過SSCC建立商品物理流動與相關信息間的對應聯系,就能使物流單元的實際流動被逐一跟蹤和自動記錄,同時也可廣泛用于運輸行程安排、自動收貨等。這些信息包括:擴展位、廠商識別代碼、系列代碼、校驗碼,其中擴展位則是用于增加SSCC系列代碼的容量,由廠商分配。例如:0表示紙盒,1表示托盤,2表示包裝箱等。
3.物流信息屬性條碼
在EAN?UCC系統中,物流單元內的貿易項目的附加信息的編碼,例如批號、日期數量、和度量等信息,可被定義為物流信息屬性,可以運用應用標識符(AI)來表示。應用標識符是標識編碼應用含義和格式的字符。其作用是指明跟隨在應用標識符后面的數字所表示的含義。應用標識符由2位到4位數字組成。應用標識符后面的數據部分由一組字符組成。條碼符號用UCC/EAN-128條碼符號進行表示。而且,可以通過應用標識符用UCC/EAN-128條碼進行鏈接。
4. 位置碼
在食品供應流過程中,從安全溯源角度來講,對食品生產和流通過程涉及的參與方和實物流動的物理位置進行標識十分重要。這可以運用EAN?UCC全球位置碼(GLN)來實現。位置碼采用EAN/UCC-13編碼結構。若用條碼符號表示,必須與相關的應用標識符一起使用。目前GLN只能用UCC/EAN-128表示。
二、條碼技術在食品溯源過程中的應用分析
在食品供應鏈過程中,運用條碼技術對食品信息進行準確標識和自動采集,可實現實物流和信息流的同步,從而提高食品供應鏈管理的效率。尤其對食品而言,運用條碼技術,可實現食品供應鏈的跟蹤與追溯,因此,從這個意義上來講,條碼技術已經成了構建食品安全體系的一項重要的信息技術。
1.食品溯源的含義
分析食品溯源要從食品供應鏈的分析開始。所謂供應鏈是指產品生產和流通中涉及的原材料供應商、生產商、批發商、零售商以及最終消費者組成的供需網絡。食品供應鏈涉及食品原材料的供應商、食品加工廠、零售商、消費者以及中間負責流通環節的如承運商等流通參與方。下圖是一個典型的食品供應鏈過程。在供應鏈實物流動的同時,也伴隨著信息的流動。
食品溯源是指在食品供應流上,通過記錄的標識對具體實體的歷史、應用或位置進行回溯的能力。食品溯源系統包含了整個食品供應鏈中的所有類型的食品及相關產品,對從供應商到零售商的所有食品企業都有影響,甚至包括涉及的飼料及其他牧場供應品,還有包裝等與食品接觸的產品。
2.條碼技術在食品溯源中的應用原則分析
信息共享。運用信息技術進行食品溯源,必須從供應鏈管理的高度來進行。在整個食品供應鏈及最后市場的銷售過程中,各個環節都要進行信息化管理,各環節信息系統間要以電子數據交換的方式共享信息。供應鏈上游的參與方必須將的相關信息提供給供應鏈中的下一個參與方。
業務流程規范化。條碼技術應用于食品供應鏈過程,實現溯源的前提之一是,食品供應鏈必須穩定,尤其是各參與方要穩定,要在運用條碼技術實施食品供應鏈溯源過程方面達成共識。運用條碼技術進行食品溯源必須建立在流程規范化的基礎上。
必須采用統一的條碼標準。提高食品供應鏈的信息化程度,信息標識是關鍵。應該在供應鏈各個環節的實物單元及供應鏈的各個參與方進行唯一標識,采用統一的條碼標準,以保證對流通參與方和流通實體的唯一標識。
必須使用條碼標簽。食品供應鏈上的各級包裝單元,需要用條碼標簽來標識,各級標簽的編碼要包括用于溯源的上游環節信息。
3.應用案例
下面以條碼技術在咖啡生產和流通過程的應用為案例分析條碼技術在食品溯源過程中的應用。咖啡供應鏈中參與方有原材料供應商(加工廠),制造商(生產廠),零售商。在加工廠的加工流程如圖2。這個環節,可以用條碼標識加工廠和袋裝咖啡豆。對于加工廠:用GLN標識,以UCC/EAN-128條碼符號表示。對于袋裝咖啡豆:每袋咖啡豆分配GTIN和批號,以UCC/EAN-128條碼符號表示。包括下列應用標識符有:01,表示其后的數據是GTIN;10,表示其后的數據是批號。由多袋咖啡豆組成的物流單元:用SSCC標識;以UCC/EAN-128條碼符號表示。
在生產廠(制造商)的作業環節有:生產(烘烤,混合,粉碎,釀造),包裝(填充),倉儲。
(1)生產。在生產廠,咖啡經過一系列處理,每一步處理后的產品,如果要賣給供應鏈下游的參與方,則要按貿易項目用GTIN加批次標識,GTIN結合應用標識符以UCC/EAN-128條碼符號表示。該產品的生產廠用GLN標識,以UCC/EAN-128條碼符號表示。
如果咖啡豆的所有加工過程如烘烤、混合、粉碎、大過濾器中釀造、烘干、成小顆粒時包裝都在同一生產廠,在該廠需要在這些環節記錄各環節加工時間、加工名稱和代碼,以便于跟蹤不同的生產階段。見表2。在該表中未加工咖啡的批號是AB123,第一個加工名稱為烘烤,加工代碼為1,生產日期為020904,則新批號為AB1231020904,依此類推。
(2)包裝。在填充階段,所用罐子和罐蓋由托盤送到填充站,裝運罐子和裝運罐蓋的托盤有不同的SSCC標識。SSCC是獲取罐子或罐蓋的供貨商信息、罐子或罐蓋相關信息(如材質、制造日期)等的關鍵字。這些信息都可以以條碼符號或電子報文的形式來傳遞。
填充之后的一罐咖啡用GTIN標識,以EAN -13、EAN/UCC-8、UPC-A或UPC-E條碼符號表示。由多罐咖啡組合在一起的規則包裝咖啡箱也用GTIN標識,以UCC/EAN-128符號或ITF-14表示。然后,多個咖啡箱組合在一起被裝上托盤,改托盤用SSCC標識,以UCC/EAN-128符號表示。見圖3。
(3)倉儲。在倉庫掃描托盤并給托盤分配一個空通道。當制造商收到零售商或分銷商的訂單時,按訂單配貨,如果需要拆分倉儲的物流單元并拼箱,新生成的物流單元需要分配新的SSCC。
在零售商,制造商和零售商通過電子報文(發貨通知報文和收貨通知報文)就發貨產品達成一致。制造商貨物出倉庫時要掃描SSCC以確認發貨。零售商收貨時掃描SSCC以確認收貨。零售商用GLN標識,物流單元用SSCC標識,以UCC/EAN-128條碼符號表示。
在消費環節,每罐咖啡用GTIN標識,以EAN-13符號表示。罐和蓋的批號以人工可識讀形式書寫。
罐和蓋用GTIN加批號標識。
如果消費者發現咖啡罐上有毛病,可通知零售商,零售商檢查是否其他同一批次的罐都有毛病。然后,零售商通知咖啡供應商對問題進行調查并確定和“毛病罐”同一批次的其他罐的分銷去處,從而實施召回。見圖4。
三、條碼技術在應用中可能存在的問題
利用條碼實現溯源功能在技術上不存在任何問題。只要食品供應鏈中的每一個加工點,不僅對自己加工的產品進行標識,還要采集所加工的食品原料上已有的標識信息,并將其全部信息標識加在加工的產品上,以備下一個加工者或消費者使用,這一環扣一環,環環相扣,就可以建立完整的溯源系統。但問題的關鍵在于這環環相扣上,如果其中的一個環節斷了,整個鏈條就脫節了,而供應鏈中各環節之間的聯系比較脆弱,這是實施跟蹤與追溯的最大問題。
在我國現在的情況,可能導致食品供應鏈脫節的問題有:食用農產品生產與流通管理的工業化規則建設在農業及商業中基礎薄弱;一些鮮活食品的生產、經銷、批發的參與主體,組織化程度低,難以實行嚴格的行業管理;信息化在農村與初級農產品批發經銷方面發展水平低,實現農產品質量安全追溯的技術基礎薄弱;法律法規體系尚未完善,嚴重制約了食品安全追溯制度的建立和完善等。
作者單位:張涵,北京工業大學經管學院; 李素彩,北京物資學院物流學院
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Zhang Han Li Caiqi