自動識別技術(shù)(Automatic Identification Teehniques),是指以標識技術(shù)為基礎(chǔ),通過獲取標識載體承載的標識信息,實現(xiàn)標識對象信息獲取的技術(shù)。它是信息數(shù)據(jù)自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段,也是物流信息技術(shù)中的核心技術(shù)。自動識別技術(shù)作為信息技術(shù)的重要分支,已經(jīng)成為推動我國國民經(jīng)濟信息化發(fā)展的重要支撐技術(shù)。
1 自動識別技術(shù)的發(fā)展概況
自動識別技術(shù)主要包括一維條碼技術(shù)、二維條碼技術(shù)以及射頻識別技術(shù)等。近年來,我國自動識別技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展、注重創(chuàng)新的發(fā)展勢頭,各項技術(shù)都有較大突破,在市場應(yīng)用上的拓展力度不斷加大,新的技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)層出不窮。自動識別技術(shù)已經(jīng)成為引領(lǐng)物流信息化發(fā)展的強力引擎。
1.1 一維條碼技術(shù)
條碼技術(shù)是最傳統(tǒng)的一種自動識別技術(shù)。從20世紀70年代產(chǎn)生后經(jīng)過30多年的發(fā)展,條碼技術(shù)作為一種關(guān)鍵的信息標識和信息采集技術(shù),在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展。國際上,隨著應(yīng)用的不斷深入,條碼技術(shù)正處于一個強勁的集成創(chuàng)新發(fā)展期,是商業(yè)貿(mào)易、物流、產(chǎn)品追溯、電子商務(wù)等領(lǐng)域的主導(dǎo)信息技術(shù)。
國際上,從20世紀70年代至今,條碼技術(shù)及應(yīng)用都取得了長足的發(fā)展:條碼技術(shù)介質(zhì)由紙質(zhì)發(fā)展到特殊介質(zhì)甚至到手機載體;條碼的應(yīng)用已從商業(yè)領(lǐng)域拓展到物流、金融等經(jīng)濟領(lǐng)域,并向縱深發(fā)展,面向企業(yè)信息化管理的深層次的集成;條碼技術(shù)產(chǎn)品逐漸向高、精、尖和集成化方向發(fā)展。
根據(jù)美國的專業(yè)研究機構(gòu)VDC(Venture Development Corp.)的統(tǒng)計,全球條碼市場規(guī)模一直在持續(xù)穩(wěn)步增長。到2008年,全球條碼技術(shù)裝備的市場規(guī)模將增長到155億美元,其中美洲地區(qū)年平均增長率將超過6%,歐洲、中東和非洲地區(qū)年平均增長率接近7%,亞太地區(qū)年平均增長率將達到12%。國際條碼技術(shù)產(chǎn)業(yè)的前景方興未艾。
隨著應(yīng)用的深入,條碼技術(shù)裝備也朝著多功能、遠距離、小型化、軟件硬件并舉、安全可靠、經(jīng)濟適用方向發(fā)展,出現(xiàn)了許多新型技術(shù)裝備。具體表現(xiàn)為:條碼識讀設(shè)備向小型化,與常規(guī)通用設(shè)備的集成化、復(fù)合化發(fā)展;條碼數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備向多功能、便攜式、集成多種現(xiàn)代通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)備一體化發(fā)展,從而得到更加廣泛和深入的應(yīng)用。條碼生成設(shè)備向?qū)S煤托∨坑≈品较虬l(fā)展。例如,基于GPRS、CDMA的條碼通訊終端,使條碼手段更為簡便。技術(shù)在現(xiàn)場服務(wù)、物流配送、生產(chǎn)制造等諸多領(lǐng)域應(yīng)用,又如,由于現(xiàn)階段手機廣泛普及,通信網(wǎng)絡(luò)更加完整,于是,能夠識讀條碼的手機可以成為一種集數(shù)據(jù)采集、處理、交互、顯示、認證等多種功能為一體的移動式數(shù)據(jù)終端,實現(xiàn)手機價值的最大化。
我國條碼產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,從小到大,從無到有,目前已具雛形。目前,我國從事條碼識別技術(shù)的企業(yè)和科研院所已超過1000多家,部分企業(yè)還開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的條碼識別技術(shù)設(shè)備,并在利用國外先進技術(shù)和產(chǎn)品進行二次開發(fā)和集成應(yīng)用等方面也取得重大突破。雖然,我國在低端條碼設(shè)備上獲得了一些技術(shù)突破和競爭優(yōu)勢,但是,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的條碼技術(shù)和產(chǎn)品非常有限,大部分產(chǎn)品的核心技術(shù)還被國外企業(yè)所掌握。目前,國內(nèi)市場上的產(chǎn)品主要來自國外自動識別產(chǎn)品制造商,并已經(jīng)形成了較為完整的系列,應(yīng)用到國內(nèi)各個行業(yè),在市場占有率、技術(shù)方面占有絕對優(yōu)勢。在知識產(chǎn)權(quán)方面,屬國外企業(yè)所有的條碼識讀設(shè)備專利在全球范圍內(nèi)形成了一個龐大的技術(shù)壁壘。隨著國內(nèi)市場需求的增長,國外品牌產(chǎn)品在中國制造的趨勢逐步顯現(xiàn)。相比之下,我國能夠研發(fā)、制造具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的條碼采集器的廠商還為數(shù)不多,產(chǎn)品品種不全,標準化程度不高,尚不能穩(wěn)定形成一定的市場份額。
條碼打印機的關(guān)鍵技術(shù)——打印頭生產(chǎn)技術(shù)掌握在全球少數(shù)幾家公司手里。目前,已有不少國產(chǎn)打印機系列產(chǎn)品,可為大量推廣應(yīng)用提供配套,年市場銷量增長迅速,在技術(shù)指標、性能、質(zhì)量上有了明顯提高。總體上,我國條碼打印設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)品牌影響力不夠大,國際市場競爭能力有待進一步提高。
總體來說,目前我國條碼技術(shù)產(chǎn)業(yè)還處于初級階段,產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小,在國際市場上所占份額偏低,并且也與我國巨大的條碼技術(shù)應(yīng)用市場不相匹配。
1.2 二維條碼技術(shù)
二維條碼技術(shù)是在一維條碼技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種自動識別技術(shù)。一般來說,與一維條碼相比,二維條碼具有信息密度更高、容量更大、能夠表示中文、英文等字符,具有糾錯功能等特性,是一種具有獨特技術(shù)特點與優(yōu)勢的自動識別技術(shù)。
二維條碼技術(shù)最早誕生于20世紀80年代,其發(fā)展經(jīng)歷了層排式一矩陣式的發(fā)展歷程,眾多國際自動識別巨頭,如Symbol、Denso等公司都非常重視二維條碼技術(shù),研發(fā)完成了PDF417、QR、Data Matrix等二維條碼碼制并制定了相應(yīng)的國際標準。與一維條碼研制情況類似,二維條碼的識讀器市場也主要由國外企業(yè)如Symbol、Denso、HHP、霍尼韋爾、卡西歐等企業(yè)壟斷。截至“十五”前期,我國在二維條碼技術(shù)研發(fā)方面實力比較薄弱。
為改變這一現(xiàn)狀,中國物品編碼中心在“十五”期間提出并組織進行了“二維條碼新碼制開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)標準研究”項目的研發(fā)工作,通過中心牽頭組織企業(yè)進行研發(fā),研發(fā)我國自主知識產(chǎn)權(quán)的二維條碼新碼制,突破我國二維條碼核心技術(shù)受制于人的瓶頸,打造我國自主知識產(chǎn)權(quán)二維條碼標準體系,構(gòu)建我國企業(yè)兩維條碼自主創(chuàng)新的平臺。2005年,該項目的核心成果——漢信碼新碼制研發(fā)完成,受到了包括兩位院士在內(nèi)的專家組的高度評價,他們認為“......(該項目)研制的漢信碼具有抗畸變、抗污損能力強,信息容量高等特點,達到了國際先進水平。其中在漢字表示方面,支持GB 18030大字符集,漢字表示信息效率高,達到了國際領(lǐng)先水平”。漢信碼誕生后,由于其具有的先進性能與專利的開放性,吸引了國內(nèi)外眾多自動識別技術(shù)企業(yè)的廣泛關(guān)注,HHP、Opficon、意銳新創(chuàng)、維深、新大陸等眾多企業(yè)陸續(xù)研發(fā)了十多款漢信碼的識讀設(shè)備,漢信碼成為我國企業(yè)自主創(chuàng)新的排頭兵。
幾乎于此同時,我國的龍貝信息有限公司、深圳矽感、點眾科技等公司也研發(fā)了龍貝碼、CM、GM碼、點眾碼、E碼等自主知識產(chǎn)權(quán)二維條碼,并自主研發(fā)了相應(yīng)的識讀設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng),取得了一定的應(yīng)用成效。
此外,隨著移動通信與移動計算技術(shù)的發(fā)展,基于手機的二維條碼技術(shù)在我國發(fā)展很快,清華紫光、深圳矽感等公司分別研發(fā)了用于手機識讀二維條碼上網(wǎng)業(yè)務(wù)的紫光碼、GM優(yōu)碼等新型二維條碼。
1.3 射頻識別技術(shù)
RFID是一種識讀器采用電磁耦合方式或微波方式與標簽進行通信,獲取標簽承載信息的一種自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)與誕生于20世紀40年代的雷達技術(shù)相近,并被稱為20世紀10大重要技術(shù)項目之一。RFID技術(shù)由于是采用無線電波作為信息傳輸?shù)募夹g(shù)手段,使得射頻識別技術(shù)具有識讀速度陜、可穿透包裝識讀等特性。
傳統(tǒng)RFID技術(shù)基本由射頻標簽、射頻識讀器以及計算機應(yīng)用系統(tǒng)3部分構(gòu)成。隨著RFID技術(shù)自身以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,RFID技術(shù)開始與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合,并于2002年誕生了具有革命性的物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)概念。按照該概念的構(gòu)想,加貼了射頻標簽(在EPC系統(tǒng)中稱為EPC標簽)的物品在整個物流供應(yīng)鏈中進行流轉(zhuǎn)過程中,通過識讀EPC標簽,能夠隨時隨地記錄與通過網(wǎng)絡(luò)獲取與物品物流過程有關(guān)的信息,從而提供跨系統(tǒng)的供應(yīng)鏈透明度。這一概念帶來了RFID技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的熱潮,RFID技術(shù)也被人們視為是下一代最具有發(fā)展前途的自動識別技術(shù)。
近年來,國際上對國際RFID技術(shù)發(fā)展投入巨大,新的技術(shù)、產(chǎn)品與應(yīng)用模式層出不窮,總體來說,國際RFID技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出技術(shù)研發(fā)驅(qū)動的模式。
1.3.1 標簽識讀器技術(shù)
2008年,超高頻射頻識讀標簽與金屬液體不相容問題得到解決。硅谷新成立公司Omni-ID發(fā)布的“通用標簽”在有無金屬或液體的環(huán)境下都能正常發(fā)揮性能;兩家領(lǐng)先的超高頻技術(shù)供應(yīng)商Alien科技和Impinj,則介紹了利用此技術(shù)的新芯片;除此之外,Avery Dennison和富士通公司分別宣布推出高內(nèi)存的芯片。
2008年讀寫器方面最關(guān)鍵的發(fā)展就是讀取的延長:Mojix推出了一套系統(tǒng),可以把網(wǎng)絡(luò)接收器連接到多個節(jié)點上,從而增加讀取面積;Convergence Systems發(fā)布的手持讀寫器,讀距長達25英尺。
1.3.2 中間件技術(shù)
2008年微軟推出新的Biz Talk RFID移動平臺,以簡化移動RFID應(yīng)用程序的研發(fā)過程。配合使用Biz Talk Server 2006 R2軟件,該平臺可將研發(fā)流程擴展至Windows CE與Windows Mobile 5.0的應(yīng)用程序。微軟表示,客戶及合作伙伴可以注冊參加微軟Biz Talk RFID移動技術(shù)采納項目。2008年SAVI推出RFID平臺和應(yīng)用套件的升級版——Smart Chmn 5.0。該系統(tǒng)充分利用了SOA架構(gòu),可以提供整合之后的實時數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)主要來自各種無線技術(shù)及企業(yè)軟件系統(tǒng)。
1.3.3 NFC、UWB等技術(shù)
在NFC方面,由國際信用卡公司和大銀行組成的智能卡聯(lián)盟組成了一個120名成員的理事會,用以促進NFC技術(shù)的采用及非接觸式支付的應(yīng)用;而另一個行業(yè)組織——NFC論壇一直都致力于標準的發(fā)展和規(guī)范的制定;同時UWB(超寬帶技術(shù))在2008年期間成為了一種主流技術(shù),無線平臺技術(shù)供應(yīng)商思科系統(tǒng)公司、摩托羅拉公司和Aero Scout各自在其系統(tǒng)中增加了對UWB技術(shù)的支持。擁有條碼、超高頻、高頻和有源RFID技術(shù)的Zebra技術(shù)公司,收購了UWB技術(shù)開發(fā)商Muhispectral Solutions,以豐富其產(chǎn)品線。
1.3.4 RFID國際標準化工作
RFID標準化工作在2008年進展非常迅速。隨著ISO與EPC在標簽唯一編碼方面協(xié)議的達成,一直困繞RFID應(yīng)用的物品唯一編碼問題得到了很好地解決。按照相關(guān)的規(guī)劃,ISO JTCl SC31 2008年啟動了RFID國際標準新一輪制修訂工作,18000空中接口系列標準、ISO 15961/15962/15963系列數(shù)據(jù)接口標準以及24791系列標準開始修訂或啟動,并開始重新評估國際標準中的知識產(chǎn)權(quán)問題。
1.3.5 我國RFID技術(shù)的發(fā)展
在我國,RFID技術(shù)的創(chuàng)新層出不窮。近年來,上海坤銳、深圳遠望谷、同方微電子、恒?萍嫉榷嗉移髽I(yè)研發(fā)了具有部分或全部自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID商用化產(chǎn)品或樣機,產(chǎn)品涵蓋了標簽芯片、數(shù)據(jù)采集器、識別卡、耐高溫高壓與防偽易碎標簽、識讀器模組等領(lǐng)域,頻率上涵蓋了低頻、高頻、超高頻幾個常用頻段,我國RFID技術(shù)產(chǎn)業(yè)從無到有飛速發(fā)展起來。特別要提到的是在北京市重大科技項目的支持下,我國最小尺寸的RFID(無線射頻電子標簽)芯片由清華大學、同方微電子公司共同研制成功,芯片最小面積可達到0.3mm2,厚度最小達到50μm,可嵌人到紙張內(nèi),最遠識別距離在5m左右。該芯片的相關(guān)技術(shù)已用于2008年奧運會門票。
我國RFID技術(shù)企業(yè)雖然在自主研發(fā)方面取得了一定的成果,但在技術(shù)方案與核心技術(shù)方面鮮有創(chuàng)新。因此,我國RFID技術(shù)標準的制定由于缺乏我國自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的支持,進展比較緩慢。
2 在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 條碼技術(shù)在物流系統(tǒng)的應(yīng)用
條碼技術(shù)無疑是應(yīng)用最簡潔方便,可提高物流效率的自動識別技術(shù)。國際上,條碼技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物流的各個領(lǐng)域。在我國,條碼技術(shù)已作為一種成熟的識別技術(shù)被廣泛、普及應(yīng)用到商品流通領(lǐng)域,而且在物流及生產(chǎn)控制過程等方面的應(yīng)用也在不斷發(fā)展。2003年起,中國物品編碼中心提出并啟動了“中國條碼推進工程”項目,以分中心為依托,截至2008年底,中國物品編碼中心共設(shè)立了9批共71個推進工程項目,內(nèi)容涵蓋物流領(lǐng)域倉儲、供應(yīng)鏈管理、食品安全、建材物流、特種設(shè)備管理等多個領(lǐng)域,建立了多個條碼物流供應(yīng)鏈應(yīng)用示范系統(tǒng),使條碼在食品安全追溯、醫(yī)療衛(wèi)生、服裝、化工、建材、機械與電子、軍工、現(xiàn)代物流、電子商務(wù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,推動了國民經(jīng)濟和社會發(fā)展。
2.2 二維條碼技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用
二維條碼由于具有信息容量大、抗污損、能夠表示字符等復(fù)雜信息等特性,誕生之初就吸引了各國的關(guān)注,并在軍事、郵政、電子、醫(yī)藥物流等領(lǐng)域取得了較廣泛的應(yīng)用。特別是在電子等行業(yè)的物流過程中,采用直接部件標印技術(shù)標識的二維條碼符號(目前采用Data Matrix碼制)出現(xiàn)在全球CPU、電路板、存儲芯片等各類電子部件上,已經(jīng)成為電子行業(yè)事實上的標準。
在我國,二維條碼物流應(yīng)用多年來局限于單點(單個企業(yè)內(nèi)部)、封閉的應(yīng)用,沒有出現(xiàn)規(guī);缦到y(tǒng)的應(yīng)用。進入新世紀以來,隨著我國自主知識產(chǎn)權(quán)二維條碼技術(shù)的產(chǎn)生與飛速發(fā)展,我國自主知識產(chǎn)權(quán)二維條碼技術(shù),如漢信碼、龍貝碼、點眾碼、矽感CMGM碼等二維條碼在我國建立了多個企業(yè)級應(yīng)用示范系統(tǒng),并積極推進在物流行業(yè)乃至國家規(guī)模的廣泛應(yīng)用。
2.3 射頻識別技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用
當前RFID應(yīng)用最為熱門的領(lǐng)域就是物流供應(yīng)鏈管理。信息在供應(yīng)鏈當中傳遞的流暢性和準確性以及信息傳遞對供應(yīng)鏈運作的影響一直是供應(yīng)鏈管理研究中的熱點,而RFID具有的非可視識讀、同時識讀多個標簽、識讀速度快等特性非常適于解決供應(yīng)鏈過程中快速準確獲取信息的問題,同時,物聯(lián)網(wǎng)的上層架構(gòu)解決了供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)之間的信息傳遞問題,使供應(yīng)鏈的透明化有了從概念到真正實現(xiàn)的可能性,因此,RFID在供應(yīng)鏈管理當中引起熱烈的關(guān)注不足為奇。
2008年,射頻識別技術(shù)在我國物流行業(yè)的應(yīng)用取得了較多進展,國家863計劃已經(jīng)將RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理和物流方面的應(yīng)用作為重要的項目來關(guān)注。2008年,國家860計劃又以促進RFID技術(shù)的應(yīng)用為核心,設(shè)立了一批新的RFID應(yīng)用項目,RFID技術(shù)在各種供應(yīng)鏈服務(wù)中已經(jīng)彰顯優(yōu)勢并代表未來供應(yīng)鏈管理發(fā)展方向,國際巨頭也都紛紛將目光投注在最具潛力的RFID供應(yīng)鏈應(yīng)用上。其中在全國范圍內(nèi)產(chǎn)生示范效應(yīng)的典型行業(yè)領(lǐng)域包括:奧運食品安全追溯、奧運電子門票、首都國際機場行李追蹤管理、解放軍總醫(yī)院器械包管理、國家大劇院資料檢索管理以及地井、寵物等城市管理應(yīng)用。
特別值得提到的是射頻識別技術(shù)在奧運食品安全追溯中的應(yīng)用。通過奧運食品RFID電子標簽,全程監(jiān)控了奧運食品的種植、運輸、分類、驗收和貯存過程,完善防范了食源性疾患,動物源性食品中違禁物質(zhì)的濫用,高毒高殘留農(nóng)藥和食品添加劑等食品安全問題。
2008年,RFID技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的交通物流行業(yè)依然蓬勃發(fā)展,而且在醫(yī)療設(shè)備追蹤、食品安全追溯、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域也取得了應(yīng)用上的擴展。中國的應(yīng)用仍然保留自己的特色,根據(jù)非正式統(tǒng)計資料顯示,中國約有過萬家物流及運輸公司,目前并購活動在這個領(lǐng)域時有發(fā)生,一些大型的第三方物流企業(yè)將陸續(xù)出現(xiàn)。為了取得更高的運營效益,它們將會與遍布各地的運輸商伙伴合作,要令其伙伴網(wǎng)絡(luò)取得合作無間的效果,采用RFID系統(tǒng)將是可行的途徑。IDC相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2008年第三方物流企業(yè)RFID的應(yīng)用規(guī)模可達到5534萬元,到2011年這一規(guī)模將超過10億元。此外,RFID技術(shù)在服裝、圖書館管理等方面應(yīng)用形成了新的熱點。
3 發(fā)展展望
3.1 條碼技術(shù)發(fā)展
條碼技術(shù)作為一種最傳統(tǒng)、最經(jīng)濟的自動識別技術(shù),具有強大的生命力,其低成本、使用便捷的特點決定了其能夠適用于我國物流行業(yè)信息化的基本要求,具有最廣泛的市場空間。
3.2 RFID技術(shù)發(fā)展
根據(jù)ABI研究最新預(yù)測,2008年全球RFID銷售額將超過53億美元,年收入增長將加速超過中期的高增長,高容量的應(yīng)用,如供應(yīng)鏈管理,身份證件,票務(wù)和非接觸式支付。傳統(tǒng)RFID的應(yīng)用,如存取控制,自動車輛識別,汽車制動,以及身份證件仍將主導(dǎo)當前和近期的RFID市場,預(yù)計5年復(fù)合年均增長率將低于兩位數(shù)。不包括汽車制動在內(nèi),預(yù)計在未來4年復(fù)合增長率為15%。在2013年RFID市場總?cè)萘繉⑦_到98億美元,或者不包括汽車制動在內(nèi)是82億美元。ABI認為目前預(yù)測出全球經(jīng)濟的變化如何影響RFID市場還為時過早。持續(xù)增加的投資保證了RFID發(fā)展并且增加了訂單。
從RFID技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展前景來看,RFID技術(shù)正在從先前的技術(shù)、資金投入拉動型以及政府支持的發(fā)展模式,進展到關(guān)注于ROI(投入產(chǎn)出比)以及Bottom Line(企業(yè)凈利潤)的發(fā)展模式,通過RFID技術(shù)的不斷倉Ⅱ新,以及在高附加值物品以及服裝等非傳統(tǒng)物流供應(yīng)鏈行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用,解決RFID成本高、投入RFID應(yīng)用項目盈利模式不清等問題,從而帶動RFID技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
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