3.1 物体标识技术

如今主流的物体标识技术有条码技术、IC（Integrated Circuit，集成电路）卡技术、RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术、光符号识别技术、语音识别技术五种。

3.1.1 条码技术

条码是利用光电扫描阅读设备识别并读取相关信息的一种特殊代码，条码是由一组按照固定规则排列的条、空及字符、数字、字母组成的。在制造业中，每一件产品的条码都是唯一的。条码技术可以大量、快速采集信息，从而满足物流管理系统中对大量化和高速化信息采集的要求，是实现POS（Point of Sale，营销终端）系统、EDl（Electronic Data Interchange，电子数据交换）、电子商务和供应链管理的重要基础。

在物流业中，条码技术可以提高分拣和运输的效率，充分满足用户的需求。另外，该项技术还提高了货物的识别效率，提升了物流的速度和准确性，减少了库存，缩短了货物的流动时间，使整个物流业的利润更加丰厚。

连续多年稳坐中国工程机械行业头把交椅的徐工装载机智能基地（以下简称徐工）设有一条由计算机程序控制的自动化装载传送轨道——云轨道。这条特设的云轨道可直通码头，并完成供货商物料的接收。

云轨道会通过“云”发出数据，通过显示屏显示需要卸下来的货物。为了避免差错，轨道上设有贴着条码的专用托盘，供应商只需要用扫码枪扫描上面的条码，就可以将托盘与物料一对一绑定。物料通过云轨道运输到徐工的工厂里，物料进入工厂后，会有专门的转运系统进行转运，最终送到设置好的生产线上去。

对于传统制造企业而言，发生领错物料之事再平常不过。一是员工对接时可能产生偏差；二是新手不容易识别相似物料。即使有再严格的流程，只需有了人的参与就很可能出现领错物料的事件，从而使企业遭受严重损失。

而在徐工这里则是另外一种场景：当新的生产计划从ERP（企业资源计划）出来后，该计划会通过MES（生产过程执行系统）进行局部分解，分解成多个物料配盘单。这样供应商就可以知道哪个车间的什么位置需要送什么物料。供应商接到配货指令后，就会把不同的物料集合在一起，分别打上条码，直至扫描收货。

这种看似简单地重新设置，却解决了传统制造企业很难解决的一个问题——按需配送。具体来说，因为需求是动态的，所以人很难甚至无法完成实时配送，而这种云轨道则可以实现实时发出指令，最终完成按需配送。

作为物流管理的工具，条码技术的应用主要集中在以下环节，如图3-1所示。

1．生产管理

生产现场会产生大量的数据，这些数据对企业的快速决策非常重要，条码技术在生产上的应用也由此而生。条码技术能自动、快速地收集生产现场产生的实时数据，并对其进行及时处理。与此同时，条码技术又与计划层保持双向通信，从计划层接收相应数据，最终形成反馈结果，产生执行指令，实现生产效率的进一步提升。

条码技术有效解决了制造企业对生产现场管理的难题，使制造企业可以更轻松地管理生产数据，有效进行生产控制、产品质量追溯、后续的库存管理及销售追踪。

2．库存管理

在企业的库存管理中嵌入无线网络技术和条码技术，能够使库存管理的每个环节都通过智能终端迅速完成。此外，利用条码技术能够使产品在进出库时不需要人工反复辨认并分拣，通过扫描即可获得相关信息并归类，这样可以提高效率，确保运输过程的统一性和准确性。

3．配送管理

现今条码技术已经被广泛应用到现代化配送中心的管理之中。除了产品条码外，还有货位条码、装卸台条码和运输车条码等。此外，条码技术也可用来进行配货分析，通过统计商店的不同需求，按不同的时间段，合理分配货物数量与摆放空间，减少库存占用。

条码技术的应用能够大大提高信息的传递速度和数据的准确性，利用条码技术，制造企业可以进行实时物流跟踪，自动管理仓库的进货、发货及运输中的装卸等。此外，通过条码技术，相关人员可以及时将整个配送中心的运营状况、库存量反映到管理层和决策层，从而精准控制库存，缩短产品的流转周期，将损失降到最低。

3.1.2 IC卡技术

IC卡的全称为Integrated Circuit Card（集成电路卡），也称智能卡、智慧卡、微电路卡或微芯片卡等。从外表上看，IC卡一般与常见的信用卡同等大小的，具有金属触点的塑料外壳。卡片上嵌有一块被称为微晶片的集成电路是IC卡的基本特征。

自1976年法国布尔公司率先制造出IC卡，并将其应用到金融、医疗、交通及通信领域以来，IC卡就在世界各国以迅猛的趋势飞速发展。除了在上述领域中的应用，IC卡的应用还扩展到了企业考察管理、硬件或软件防盗、身份识别等多个领域。IC卡在人们的生活中无处不在，特别是在物流运输中的运用现已成为一个热点。

IC卡在物流运输领域的应用使物流公司摆脱了过去识别条形码的光学可视、可识别距离短、信息不可更改的弊端。此外，在记录产品在运输过程中的综合信息方面，IC卡有更大的优势。

在物流运输领域中，IC卡的运用主要是为了解决产品与信息之间的匹配关系问题，通过提高产品与信息匹配的准确率，提高物流运输中的作业效率及准确率。

在过去的运输过程中，供应商与用户通常是根据产品上的条码来确认产品的，而且过去产品信息普遍记录在纸质清单上。大量的纸质清单既不好寻找，又容易遗失，而且保密性也不强。而将IC卡应用在物流运输领域，这些问题都可以迎刃而解。

物流公司使用IC卡采集、记录产品的综合信息主要有以下几点优势。

（1）虽然目前我国电子商务已经发展到了一定阶段，但是在安全方面存在的问题还没有得到完美解决。加之我国电子商务相关法律、法规，特别是安全方面还未建立起十分完备的系统，导致我国很多企业对电子商务，特别是B2C的电子商务模式还存在不信任的心理。IC卡技术的运用则是一种很好的向电子商务过渡的方式。

（2）物流公司利用IC卡技术，不仅能够通过每个产品配备的IC卡读取所需信息，还可以在发现错误时修改登记在IC卡上的信息。IC卡的可重复利用不仅节约了公司经营成本，还真正实现了物流信息的动态采集与记录。

（3）相比于传统纸质清单，IC卡记录信息的安全度更高。从发货方写卡运输到产品到达，买方读卡验证前的这段时间里，无论是买方，还是卖方，其交易信息和产品信息都能得到有效控制。

（4）IC卡记录信息是实时变化的。IC卡中的信息会随着产品的运输与物流合一，实现信息的动态采集与记录，不仅方便，还能为物流公司节约信息更新成本。

IC卡从面世的那一天起就展现出了超强的活跃度与优势，在社会上的应用日益宽广。即便如此，IC卡技术在其他领域的应用还尚待开发，想必在工业互联网的发展中，IC卡也能有用武之地。

3.1.3 RFID射频识别

作为全球第一大汽车技术供应商，博世以尖端的产品和系统解决方案举世闻名。洪堡工厂是博世旗下智能工厂的代表，与安贝格工厂一样，都是德国智能制造的典型案例。从制造业的角度来说，智能工厂可以提高生产效率，解放生产力。在德国工业4.0的宣传册上，智能工厂是以云计算为基础建立大数据模型，结合物联网，最终得以形成的，如图3-2所示。

博世的洪堡工厂位于阿尔卑斯山脚下一个名为布莱夏赫（Blaichach）的小镇上，以生产汽车刹车系统零件和汽车燃油供给系统零件为主。洪堡工厂并不是简单地用机器代替工人，而是将智能化、信息化、自动化等技术逐渐融入生产中，使整个过程透明化。

洪堡工厂的生产线非常特殊，每个生产线上都安装了射频码，以便给每个产品贴上智能身份证，实现机器与机器的对话，让不同环节生产的零件无缝对接。产品每经过一个环节，读卡器会自动读出相关信息，并反馈到控制中心，从而实现自动化，提高生产效率。

洪堡工厂从四个方面实现了工业4.0，即智能化原材料输送、国际生产网络系统、流水线自动跟踪系统和高效设备管理系统。

1．智能化原材料输送

洪堡工厂的原材料输送系统已经实现高度智能化，信息登记、下达订单、订单确认和订单追踪等都可以通过射频识别自动进行。工人会把记录着相关信息的“看板条”夹到一个塑料夹里，然后再将其贴在盒子上，而塑料夹底部有一块射频识别码，即产品的身份证。之后，机器通过识别这些身份证就可以知道下一步操作的具体步骤，最终完成生产。

射频识别投入使用后，洪堡工厂实现了生产过程的可视化，生产原材料的节约化，库存减少了30%，生产效率提高了10%，节约的资金高达几千万欧元。

2．国际生产网络系统

在洪堡工厂中，国际生产网络系统最能体现大数据和互联网在生产中的结合，通过这一系统，博世的全球20条生产线得到了有效管理。与此同时，国际生产网络系统会根据订单量的多少来安排工作进度，一旦出现问题，负责管理的技术人员也能及时发现并解决问题。

3．流水线自动跟踪系统

洪堡工厂的生产线上设有自动跟踪系统，一旦生产线出现故障，该系统会及时地把故障情况和原因反馈给总系统，总系统发送修正指令，生产线上的机器就能自动修正故障。一旦这项先进的标准化纠错设置被触发，自动跟踪系统就会自动检测、修正故障。如果故障超出修正能力范围，自动跟踪系统就会将其反馈给技术人员，由技术人员负责修正。

4．高效设备管理系统

在洪堡工厂中，高效设备管理系统可以实现生产设备的维修和管理。例如，汽车燃油供给系统零件的原材料是高强度塑料，生产需要极端高温，因此，生产设备经常出现严重损伤，为了保证生产质量和生产效率，必须经常维护和更换。

为了进一步延长生产设备的寿命，以及有效地使用生产设备，洪堡工厂给每个生产设备都安装了射频识别码，利用生产执行系统储存和显示每一个生产设备的信息。这些信息能动态监督生产设备的运作情况、寿命、维护保养时间等参数，以便技术人员及时保养和更换设备，且不影响生产过程，使企业获得最大的经济效益。

博世整合了来自洪堡工厂的海量数据，对洪堡工厂进行全局生产管理，以及生产设备的性能预测。不仅如此，博世还能在合适的时间执行相应的维护任务，不仅节省了一大笔运营成本，还提高了生产效率。

3.1.4 光学符号识别

光学符号识别，简称OCR（Optical Character Recognition）技术，是机器将各种印刷文字通过扫描等光学输入方式，将其转化为图像信息，再通过机器中的文字识别系统将扫描出的图像信息再次转化为文本的输入技术，是一种十分快捷、省力的文字输入方式。目前，这种技术普遍应用于大量文字资料、档案卷宗、银行票据等文字信息的录入和处理。

光学符号识别技术的提出要早于计算机的诞生。1929年，德国科学家Tausheck率先提出光学符号识别技术。几年后，美国科学家亨德尔（Handel）也对利用光学技术进行文字识别表示认同。20世纪60年代到70年代，世界各国就已经开始了对光学符号识别的应用实践。

最早开发出光学符号识别产品的是IBM公司。1965年，IBM公司在纽约世界博览会上展出了其研发的光学符号识别产品——IBMI287。当时由于技术限制，IBMI287只能识别一些指定的印刷体数字和英文字母，还有部分符号。

20世纪60年代末，日立公司和富士通公司也研制出了各自的光学符号识别产品。后来，日本东芝公司开发出了世界上第一个能够自动分拣手写体邮政编码信件的系统，NEC公司也紧随其后，在两年后开发出了同样的系统。该系统发展到1974年时，其分拣准确率已经达到92%左右，其优秀的成绩使其在邮政领域得到了广泛应用。

随着科技的发展，日本东芝公司在1983年推出了其研发的识别速度为每秒70～100个日语文字，并且识别准确率达99.5%的识别印刷体日语文字的OCRV595光学符号识别系统。在该系统问世后，日本东芝公司又开始了对手写体日语文字识别的研究。

我国对光学符号识别的研究起步较晚，直到20世纪70年代，我国才开始对英文字母、数字及符号的识别技术展开研究，20世纪70年代末才开始着手汉字识别的研究。1986年，我国组织了清华大学、北京信息工程学院和沈阳自动化所三家单位联合开展中文OCR软件的开发工作。

我国中文OCR软件技术正式从实验阶段走向市场是在1989年，其标志是清华大学推出其研发的清华文通TH-OCR1.0版，这是我国第一套中文OCR软件。后来清华大学又逐渐升级其开发系统，推出能够实现对简体、繁体、多字体和多功能印刷汉字识别的TH-OCR 92高性能识别系统。

诞生于1994年的TH-OCR 94高性能汉英混排印刷文本识别系统被专家鉴定为“是国内外首次推出的汉英混排印刷文本识别系统，总体上居国际领先水平”。随后我国在持续不断地研究下，除清华文通TH-OCR外，尚书SH-OCR等光学符号识别软件也相继问世。目前我国的中文OCR市场依旧呈扩大趋势，用户遍布全球。

3.1.5 语音识别

在PC时代，用户与计算机进行交互必须借助键盘和鼠标，而且交互方式比较单一，只能通过文字与电脑进行交流。因此，当时的文字交互具有很大的局限性，只有受过高等教育或经过计算机培训的人，才能够利用计算机高效地进行工作，对于知识水平较低的人来讲，AI仿佛是天方夜谭。另外，随着生活节奏的加快，仅仅通过文字的交互，还是不能最大限度地提高人们的工作效率。

在智能机时代，人们的教育水平普遍提升，科学技术也取得了进一步发展。为了进一步提高智能产品的普及率，提高工作效率及生活的舒适度和愉悦性，智能语音识别技术就此诞生。

在我国，智能语音识别技术的提升与科大讯飞的发展有着密切的联系。科大讯飞于1999年成立，是顶级的AI科研技术公司。科大讯飞一直致力于智能语音交互技术的研发与创新，现在，科大讯飞的技术已经实现了重大的突破，其产品的语音识别能力与语义理解能力已经获得了质的飞跃。例如，在语音的情感层面、节奏停顿层面及耐听性层面，科大讯飞的智能语音设备听起来十分自然，与人声极其接近。这能够极大地提升人机交互的效率，使人们的生活更加精彩。

在智能语音技术的商业落地层面，亚马逊的Echo音箱、百度的度秘音箱及阿里巴巴的天猫精灵都发展成了爆款。以阿里巴巴的天猫精灵为例，进行大致的说明。

天猫精灵无疑将会成为智能家居不可或缺的一部分。它虽然外型娇小，却有一个智慧的“头脑”，它能够听懂用户的语言，并能够根据用户的指令高效地完成任务。

在联网状态下，它会随时听从用户的吩咐。比如在冬天，如果用户感觉室内温度太低，只需轻轻呼唤天猫精灵，告诉它自己有点冷，它就会智能调节空调，提高房间内的温度，达到令用户舒服的温度。又比如在正午，如果用户感觉屋内光线太强烈，只需轻轻呼唤天猫精灵，它就能够智能调节窗帘的位置，使室内的亮度刚刚好。

苹果公司的Siri语音识别系统已被证明很受用户的欢迎，它也受到大数据的支持。苹果公司通过收集用户的信息上传到云存储中，利用数以千万计的用户信息，更好地进行语音识别系统的改善与维修，使Siri能够准确地将用户与苹果公司收集的数据匹配起来。苹果公司会利用这些数据在两年的时间内对用户的身份进行识别，然后分派单独的匿名指示器，以确保用户隐私权。