设备101:数据捕获基础

在供应链的每一个环节——从生产工厂接收原材料到将成品送到零售货架——你对产品和生产过程的了解越多越好。这就是为什么数据捕获技术是行动成功的关键因素。

数据捕获市场包含许多技术。移动计算、RFID、语音技术、条形码和条形码扫描是最常用于捕获、共享和管理数据的解决方案。

拥有实时、准确的数据使当今的仓库、配送中心和制造工厂能够跟上不断提高效率的压力。

虽然数据采集系统曾经是独立工作的，但今天的技术可以协同工作。本设备报告将介绍:

• 移动计算,
• 条形码和条形码扫描;
• 无线射频识别，简称RFID，和
• 语音技术。

移动计算
工作站计算机是与轮班期间留在一个地方的操作员共享指令的理想选择，但在大多数设施的四面墙内，这种情况不太可能出现。在这些环境中，工人和产品都在不断地运动。

“即使仓库看起来是静止的，产品也不会静止不动，”Intermec仓库行业营销总监布鲁斯·斯塔布斯(Bruce Stubbs)说。“产品在不断移动，并通过供应链。”

移动计算机通过设施的Wi-Fi网络与主机进行无线通信，使操作员、拣货员和其他人员无论身在何处都能接收工作指令并实时捕获信息。除了接收通信，工作人员还可以将数据输入移动计算设备。

移动计算是任何自动化数据捕获解决方案的基础，无论系统是扫描条形码、读取RFID标签还是使用语音技术进行通信。

移动计算设备主要有两种:

• 车载电脑设计用于与叉车和步行车一起工作。车载电脑通常有一个条形码扫描器。这两种设备都通过无线方式与网络通信。这不仅提供了实时数据和功能，还提高了效率。斯塔布斯解释说:“工人们不必上下卡车清点或处理案件。”这样既节省了时间，又使手术两全其美。此外，Stubbs说:“车载电脑可以通过叉车的电源运行，所以你不必担心电池的问题。”

今天的车载电脑为工人提供了更好的技术，如增强的图形和大屏幕。斯塔布斯说:“现在有些手机有触控板，分辨率好了很多，而且按键的人体工程学设计也更好了。”

• 坚固耐用的手持设备根据工作的不同，有多种形式。订单拣选员携带一个集成的手持设备，其中包括条形码扫描引擎或RFID标签读取器。不像订单选择员那样经常扫描的主管可能会携带类似于PDA的移动计算机。

今天的移动电脑几乎和台式电脑一样强大，而且随着时间的推移，图形也在不断改进。这些机器能够在运行Windows等开放系统的基于英特尔的平台上运行所需的应用程序。

Stubbs说:“这些移动计算机是工厂生产效率和准确性背后的真正驱动力。”“这些设备是成功和具有竞争力所必需的。”

条码扫描
条形码扫描是在供应链的每个环节收集数据的最常用方法。在任何条形码解决方案中都有两个主要组成部分和考虑因素:

• 选择正确类型的条形码或条形码标签的正确类型的应用，和

• 为应用程序选择最佳扫描设备。

条形码
条形码无处不在，无处不在。事实上，根据斑马技术公司的产品营销经理马蒂·约翰逊的说法，如果某样东西没有条形码，那么它可能不存在于自动化系统中。这可能有点夸张，因为射频识别和其他技术正在蓬勃发展。但是，条形码确实无处不在。而且，他补充说，没有某种识别方法的后果是巨大的和昂贵的。

条形码可以具有不同的外观，并且可以具有不同级别的数据存储功能。在今天的工业环境中，至少有三种类型的标签。

1.一维或线性条形码是最常见的黑白线和空格排列，用于创建通用产品代码(UPC)。约翰逊说，这是人们首先想到的条形码。这是一种线性风格的款式——一种带有不同宽度条纹的经典UPC。

2.二维条形码有多种形式，但一致的是，所有信息都是垂直和水平编码的。约翰逊解释说:“2D条形码的外观与之不同。“它基本上是二维的，看起来像一系列不同模式的方块、三角形和正方形。”

当需要存储比1D UPC类型所能处理的更多的信息时，可以使用2D类型。二维条形码可以保存不同层次的细节，根据约翰逊的说法，它“更适合移动应用程序”。与使用传统扫描仪收集数据相比，智能手机可以拍摄物理图像并以这种方式捕获信息。

3.直接零件标记用于将唯一标识符直接应用于零件，以便将来用于跟踪和追溯。在开环供应链中，直接零件标记对于跟踪和追踪的重要性在许多方面都发挥着作用，包括与食品或药品召回有关的安全问题，或者在一个零件是大型成品(如飞机或汽车)的一部分的情况下。在零售服装设置中，直接部分标记被应用于服装标签。供应商正在给单个商品贴上标签，这样可以更好地控制库存，并帮助零售商避免在消费者层面出现缺货的情况。

用于应用识别数据的技术包括油墨喷涂或直接蚀刻到零件上。

例如，聚酯可以抵抗接触或暴露于化学品造成的损害，可以在户外储存约两年;聚酰亚胺可以承受高达500度的温度;聚丙烯也可以承受高温，并在户外储存一到两年。

标签的成本取决于它的大小、材料和所需的体积。

选择正确类型的条形码后，下一步是选择正确类型的扫描仪来捕获存储在条形码上的数据。

扫描仪
激光扫描仪，读取1D条形码，是最常见的类型。这些设备与一个能自动在条形码上来回移动光束的振荡镜一起读取条形码。

成像技术还可以读取二维条形码和直接零件标记。这些系统一次捕获条形码的图像，就像数码相机一样。成像技术自动将条形码上的信息框起来，并把它拉进去。数据捕获非常快，成像技术的响应时间以亚秒级测量。Intermec的斯塔布斯说:“这项技术可以将信息推送给员工，并实时收集回来。”

斯塔布斯解释说，成像技术的一个好处是，由于相机可以捕捉任何产品或过程的图像并实时上传，因此它可以“看到”诸如负载状况之类的问题。

无论采用何种扫描技术，条形码扫描设备的选择包括手持设备和固定设备。

固定扫描设备，它是100%自动化的，无需人工干预的扫描，通常用作输送系统的一部分。这些扫描器在将纸盒导入机器时读取纸盒上的条形码输送机或分类系统或者在它们被存储到自动存储和检索系统(AS / RS)。

固定扫描仪也可以安装在设施的阻塞点，包括码头门。摩托罗拉解决方案公司高级产品营销经理克里斯•沃纳解释说:“安装在门户上的固定扫描仪可以跟踪所有经过临界点的东西。”

华纳说，在一些操作中，按需手持读取器用于外出进行手动跟踪。今天的手持阅读器比他们的前辈更轻，包括一系列的人体工程学改进，包括免提功能。

在某些风格中，手持技术确实将信息置于操作员的指尖。例如，戒指扫描仪等可穿戴设备可以实现真正的免提活动，让工人的双手自由地执行任务。如今的可穿戴设备拥有更强的处理能力和更大的内存，因此除了读取条形码外，有些设备还可以在屏幕上显示全彩图像。这个功能在视觉上可以确保拣货过程中的准确性，甚至在构建托盘时。

手持式阅读器有两种类型——一种是工业用的，另一种是更小、更轻的，更适合商业环境中销售人员的应用。华纳说:“你不会想把一个笨重的设备放在销售地板上，因为员工必须长时间使用它。”

在所有情况下，一旦条形码被扫描或图像被捕获，软件就会被用来解码数据。

射频识别
射频(RF)技术已经存在了几十年。在第二次世界大战期间，它被用来识别友军飞机;目前，这项技术被用于动物追踪、收费和无钥匙进入等领域。它也有许多工业用途，包括一些材料处理。

射频识别(RFID)是一种自动识别形式，用于携带有关物体的数据并将其传输到计算机，从而减少了人工输入数据所需的时间和劳动力。

一个基本的RFID系统包括一个RFID标签、一个读取器和一台主机。当阅读器激活标签时，存储在标签内存中的数据通过无线电波传输到阅读器。然后，阅读器将必要的数据传送给主机，这样计算机的软件就可以对这些数据采取行动。

射频识别标签
大多数RFID标签至少有两个部分:

• 存储信息的硅片，以及

• 天线用于接收和发射信号的天线

标签可以有各种大小和形状，这取决于应用程序。那些用于运输标签的芯片将一个很小的方形芯片(比针头还小)和一个3到4英寸宽的天线结合在一起。两种最常见的天线形状的航运标签是弯弯曲曲和双十字设计。

RFID标签可以有高或低的内存容量。高内存标签可以花费几十美元，而低内存标签可以花费几十美分。

RFID标签可以是主动的，被动的或半被动的。

• 主动标签包括一个电池，并使用它的电力传输信号。奥特系统公司(OATSystems)的市场总监艾伦•谢尔曼(Alan Sherman)表示，这种电池可使主动标签的读取范围特别长，约为100米。它还增加了标签的价格，因此活动标签用于跟踪非常高价值的资产或在闭环应用程序中，相同的标签可能被使用数百次。

• 被动标记没有电池，而是使用RFID读取器的能量来传输。被动标签更便宜，但读取范围有限，使用固定读取器大约30英尺，谢尔曼说。

• 半被动标记也被称为电池辅助标签，使用电池来增强被动标签的响应。这些标签有大约100英尺的读取范围。

RFID阅读器
与条形码一样，RFID阅读器也有多种形式。固定读卡器可以安装在门户，如码头门，或集成为输送系统的一部分。手持设备可以由操作员携带或佩戴，车载读取器可以安装在叉车上。一些RFID读取设备可以安装在车辆上，然后由操作员抬起并携带。

与条形码相比，RFID提供了一些优势。

• 读取RFID标签不需要人工干预，它将标签上的信息广播给RFID阅读器。RFID读取器可以安装在整个设施中，包括天花板。Sherman解释说，这种“空中之眼”的位置提供了基本水平的运动可见性，可以随时跟踪和记录物品的位置。

• RFID可以在恶劣或危险的环境中工作，比如制造工厂的油漆线。在RFID标签上涂上油漆，它仍然会发出信号;把条形码涂在上面，就看不清了。

• RFID标签可以携带比条形码更多的信息。

多年来，RFID技术得到了改进。就标签而言，摩托罗拉的华纳说:“市场上每个标签的成本更低，读取范围更广。”

在天线方面，也有好消息。代表自动识别设备制造商的行业协会AIM Global的通讯主管伯特·摩尔(Bert Moore)说:“现代天线更加‘可调谐’，可以帮助集成商创造合适的捕捉窗口，并帮助消除虚假读取。”

由于有许多不同类型的RFID系统都具有不同的功能，范围和数据容量，Moore建议从熟悉行业标准的知识渊博的集成商那里寻求专业指导，并能够在您的环境中建立一个与您的产品和业务流程一起工作的系统。

语音技术
语音技术是一种与操作员一起操作的免提、免目技术。语音应用程序最常出现在劳动密集型的活动在仓库中，如拣件，放置，补货和循环计数。

语音技术将计算机指令转化为口头指令。卢卡斯系统公司的市场沟通经理John Schriefer解释说，来自系统的命令和操作员的反馈创建了双向对话，可以通过手头的任务进行导航。

移动计算机与记录管理系统进行无线通信，如仓库管理系统(WMS)、制造执行系统(MES)或企业资源计划(ERP)系统。操作员戴着带有麦克风的耳机，与移动计算机通话。

据Schriefer介绍，现在有很多类型的耳机，它们坚固、轻便、舒适，适合操作员佩戴，但最重要的特点之一是麦克风上的工业降噪功能。“对于语音系统来说，没有什么比识别能力差更糟糕的了。这个功能可以过滤掉背景噪音，这样系统就能清楚地理解操作员什么时候在说话，说了什么。”

今天的语音系统是智能的。除了区分反馈和背景噪音之外，一些系统的多样性足以理解三十多种语言，并且足够具体，可以识别每个员工独特的语音模式、口音和语言特质。

语音技术的另一种工作方式是通过拨号音工作的软件解决方案。Datria系统公司战略营销副总裁Brad Wyland解释说，虽然这种策略在移动现场服务环境中很成功，但它也可以在四墙内工作。他说:“员工可以拿起台式电话、手机、智能手机或任何工业手持设备，通过电话连接到系统。”

无论采用何种交付方式，工人和系统之间的语音通信都可以带来许多改进收益，包括提高拣选的准确性和效率，减少拣选和补货劳动，减少员工培训时间，并增强安全性。