大量的 Internet 網(wǎng)購訂單數(shù)和較高的訂貨頻率以及零售商提供的大量產(chǎn)品使得自動掃描在物流中心的作用比以往任何時候都更加重要。本文將以配送中心目前所采用的最普遍的應(yīng)用為重點，分析條碼掃描應(yīng)用的現(xiàn)狀并探討其潛在的改進空間。
物流掃描的狀況
物流條碼掃描市場可劃分為三個級別段。入門級是傳統(tǒng)的方位排列成像器和激光掃描儀讀取緩慢移動或靜止物體上的代碼。高端級是基于圖像的固定式行掃描系統(tǒng)處理高速、多面的條碼通道應(yīng)用。介于這兩者之間的是當前的主流應(yīng)用 — 激光掃描儀的各種應(yīng)用，目前它已越來越受到人們的質(zhì)疑。
零售配送中心需要進行嚴格的庫存管理，包括對購買、運輸和倉庫庫存的嚴謹管理。對于未損壞的、打印質(zhì)量高的條碼，激光系統(tǒng)的讀取率較高，但是對于非理想狀況下的條碼，它們卻很難讀取?；趫D像的讀碼器讀取率很高，但其昂貴的價格和復(fù)雜性卻限制了它們在大批量配送中心的使用，這種情況至今仍未改善。新一代基于圖像的讀碼器蓄勢待發(fā)，將對市場產(chǎn)生新的變革，它可以在低于或相當于激光掃描儀的價位上提供足夠高的讀取率。
激光掃描儀是通過使用代碼反射的光測量印刷模塊的尺寸來讀取代碼。此方法的主要優(yōu)勢之一在于其簡單性。由于其易于設(shè)置、連接和對準且具有足夠快的讀取速度來滿足高速需求，因而廣受歡迎。這些系統(tǒng)還可以處理較大的掃描區(qū)域和工作范圍。供應(yīng)商提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)和強大支持為設(shè)備性能滿足公布的技術(shù)規(guī)范要求提供了保障。
但美中不足的是激光方法本身會限制讀取率(即掃描儀正確讀取的代碼比例)印刷的條碼質(zhì)量會因處理的包裝數(shù)量、印刷技術(shù)、標簽幾何圖形、原點和其他多種因素而有很大的差異。激光掃描儀可能無法讀取印刷質(zhì)量較差的代碼。例如對比度低則不能凸顯印刷和非印刷模塊之間的差別，因而無法正確讀取。由于激光掃描儀會嘗試沿一束激光線辨認代碼，因而光線或鏡面反射或掃描的代碼部分損壞可能會使掃描儀讀取代碼的成功率大大降低。一些激光掃描儀會嘗試通過拼接多個掃描線，重組損壞的代碼來解決這些問題。在某些情況下此方法是可行的，但代碼嚴重損壞時則難以奏效。
對于無讀取的代碼，則需要將包裝轉(zhuǎn)移到手動操作臺，此時操作員會將包裝指定到目標位置或更換受損的條碼，然后通過分類系統(tǒng)將包裝重新送回。在此種無法讀取的情況下，需要對包裝進行多次處理，因而會增加工作量和材料費用并降低分類設(shè)備的效率。重復(fù)工作即意味著費用增加和利潤降低。
為了消除這些局限性，物流行業(yè)設(shè)計了可最大程度讀取的專門標簽并專門對設(shè)備進行優(yōu)化來處理大量的無讀取情況。然而，隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，配送中心必須處理不斷增大的包裝體積、不斷增加的源地址和目的地數(shù)量以及越來越復(fù)雜的包裝組合，因而對高效和高讀取率的需求越來越迫切。
受無讀取問題困擾的配送中心可以使用基于圖像的行掃描型讀碼器。當通過含有代碼的包裝表面時，行掃描讀碼器會采集表面上的高分辨率圖像，每次一行，通過分析圖像找到并識別有效的代碼，無須注意其在包裝上的方向或位置。
與基于激光的同類產(chǎn)品相比，基于圖像的條碼讀取系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢。首先，由于一個圖片需要進行上千次掃描，因此基于圖像的讀碼器能收集到與條碼相關(guān)的更多信息。這一優(yōu)勢使得它們可以成功讀取損壞、方向錯誤或變形的代碼。為消除代碼損壞或包裝的光線反射影響，分析系統(tǒng)軟件可以根據(jù)圖像的任意可辨認部分對重要數(shù)據(jù)進行重組。
基于圖像的系統(tǒng)還可以存儲圖像以便日后檢索和分析。對該信息進行存檔有助于配送設(shè)施確定任何無讀取條碼問題的根本原因并采取糾正措施，減少之后的錯誤讀取次數(shù)，從而提高流程效率。例如，有一個配送設(shè)施，其讀取率只達到 98%。查看無讀取包裝的圖像之后發(fā)現(xiàn)百分之五十的無讀取情況都是由于包裝處理問題引起的。根據(jù)該信息，管理員可以更改將包裝裝到分類輸送機上這一操作員流程，從而將讀取率提高至 99%。這樣可減少系統(tǒng)在讀取失敗之后必須重新讀取的包裝數(shù)量，從而每天減少了數(shù)百或甚至數(shù)千個需要人工分類的包裝數(shù)量。
盡管它們具有這些優(yōu)勢，但仍存在一個很大的障礙，使得基于圖像的行掃描系統(tǒng)無法得到廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)體積龐大、價格昂貴，安裝復(fù)雜且維護不便。設(shè)置過程中的校準是該方法成功的關(guān)鍵，因為攝像頭下方物體的移動必須與系統(tǒng)圖像采集過程保持同步。移動過程中的任何偏移 — 如突然的碰撞或振動 — 都會導(dǎo)致變形，使得所采集圖像的質(zhì)量降低，從而影響讀取率。
物流掃描的變革
配送中心面臨一個艱難的選擇。他們可以選擇激光掃描儀，雖然易于使用，價格也便宜，但只能提供有限的讀取功能且不能提供用于改進流程的任何數(shù)據(jù)?；蛘撸麄兛梢赃x擇價格昂貴而復(fù)雜的基于圖像的行掃描系統(tǒng)。更好的選擇應(yīng)該是結(jié)合了基于圖像設(shè)備的性能優(yōu)勢和激光掃描儀的低價格和易用優(yōu)勢。但是要如何設(shè)計這樣一個讀碼器呢?
從理論角度來講，一個高速、方位排列、基于圖像的讀碼器就可以實現(xiàn)此解決方案。方位排列成像器，如數(shù)碼相機，可以將整個圖像捕獲到一張快照中。通過拍攝快照，區(qū)域掃描就可以不必要求精確的編碼器輸入或很亮并始終開啟的照明。此外，區(qū)域掃描技術(shù)不受變形或其他不需要的圖像偽影的影響。從歷史角度來講，區(qū)域掃描基于圖像的讀碼器無法達到包裝輸送機所需要的速度，且無法處理物流應(yīng)用中的不同的包裝大小。但是，一些技術(shù)的發(fā)展使區(qū)域掃描讀碼器克服了這些局限性。
傳統(tǒng)的基于圖像的讀碼器包含成像器、A/D 轉(zhuǎn)換器和圖像處理器等分立元件，這些元件通過較窄的通信總線進行連接。此種配置通常允許的最大圖像采集速度只能為 60 幀每秒 (fps)。創(chuàng)新性產(chǎn)品 — Vision System on a Chip (VSoC) 將這些元件全都放在一個硅片中。從而使 VSoC 技術(shù)的圖像采集和分析速度可達到 1,000 fps 并可同時進行圖像處理，且該讀碼器可處理不同的包裝大小。
該新一代基于圖像的區(qū)域掃描讀碼器的關(guān)鍵在于其使用液態(tài)鏡頭技術(shù)的新自動對焦功能。與機械同類產(chǎn)品相比，液態(tài)鏡頭的聚焦速度更快，范圍更廣 — 且不需要任何活動部件。液態(tài)鏡頭模擬了人眼改變焦距的方式，它包含兩種不同折射率且不相溶的液體 — 一種是像水一樣的導(dǎo)體，另一種是像油一樣的非導(dǎo)體。如圖 1 所示，向鏡頭施加電場會改變兩種液體交界處的表面張力，張力的變化會改變交界處的曲率，進而改變鏡頭的焦距。改變電場強度可使原本凸出的液體交界處變平，甚至向內(nèi)凹。因此，輸送機上的包裝位置不會再對處理量和讀取準確度產(chǎn)生影響。此外，液態(tài)鏡頭技術(shù)無須人工觸摸鏡頭就可以進行焦距調(diào)整，簡化了安裝、設(shè)置和維護操作。
實現(xiàn)轉(zhuǎn)變
方位排列基于圖像的掃描儀和激光掃描儀比行掃描系統(tǒng)更易于安裝和設(shè)置。但是，與激光掃描儀相比，方位排列成像器還具有其他設(shè)置優(yōu)勢。例如，當設(shè)置激光掃描儀以實現(xiàn)最大讀取率時，用戶無法看到掃描儀嘗試讀取的圖像。這樣他們就很難確定掃描儀是否位于最佳位置，特別是在不知道代碼旋轉(zhuǎn)位置的全方位應(yīng)用中。在操作過程中，激光掃描儀不能提供任何信息來幫助用戶確定讀取失敗的原因。掃描儀采集的信息只顯示讀取失敗的包裝數(shù)量，這使任何回應(yīng)只能依靠推測，而不是根據(jù)數(shù)據(jù)得出糾正措施。
另一方面，基于圖像的系統(tǒng)可以在監(jiān)視器或工業(yè)顯示屏上實時顯示掃描儀中的圖像。當用戶設(shè)置系統(tǒng)時，顯示屏?xí)@示掃描儀所掃描的內(nèi)容，可確保圖像的清晰度以及圖像包含輸送機上傳送的所有包裝上的所有代碼。為提高掃描儀的讀取率而進行的初始設(shè)置和后續(xù)調(diào)整都不需要具備專業(yè)知識，可節(jié)省設(shè)置和維護時間。
因此，與激光掃描儀相比，基于圖像的讀碼器更易于維護。當然，供應(yīng)商會提供支持，但是只需簡單檢查一下“無讀取”圖像，用戶就可以快速而輕松地確定問題并予以糾正，無需經(jīng)過任何培訓(xùn)就可以自行對系統(tǒng)進行維護。也就是說，用戶可以獨自完成大部分的維護工作，只在絕對必要時才聯(lián)系供應(yīng)商。無須計劃、等待和支付供應(yīng)商所提供服務(wù)的費用，這些便利可大大減少停機時間和相應(yīng)的成本。
方位排列基于圖像的讀碼器的正常運行時間更長，因為激光掃描儀是使用電機和其他機械機制“移動”激光點來掃描代碼。這些活動部件會隨時間而損壞，從而限制了系統(tǒng)的使用壽命。方位排列基于圖像的讀碼器與之相反，不包含任何活動部件，使用壽命一般能比激光掃描儀的壽命長兩到三年。
適合未來發(fā)展
配送運營的不斷整合將使讀碼器系統(tǒng)的容量變得緊張，而源地址和目的地的種類仍會持續(xù)增加。許多公司在努力降低資本成本。他們想要進行長期投資。不希望過早廢棄所購買的設(shè)備。在這種情形下，基于圖像的系統(tǒng)使用壽命長的特點就成為一個很有利的優(yōu)勢。
物流行業(yè)的另一個發(fā)展趨勢是引進二維 (2D) 代碼，如數(shù)據(jù)矩陣。垂直行業(yè)，如醫(yī)藥行業(yè)將需要開始使用這些代碼以實現(xiàn)單位級別序列化來打擊供應(yīng)鏈中的假藥制造行為。雖然這些代碼還未像舊式條碼一樣被普遍使用，但是 2D 代碼中可存儲的信息量對于很多應(yīng)用類型都極具引力，而讀取這些符號則需要使用基于圖像的掃描儀。
最重要的是，一些較大的零售商和 Internet 運營中心在考慮購買資本設(shè)備來增加容量或提高處理量，條碼讀取率提高 1 % 就可以大大縮短投資的回報時間并提高 ROI。購買高讀取率的資本設(shè)備(如該新一代的方位排列基于圖像的讀碼器)可縮短投資回報時間，使回報時間從以年衡量縮短到以月衡量。因此，未來將屬于區(qū)域掃描基于圖像的技術(shù)。
（轉(zhuǎn)載）
