条码

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条码（Bar code）

　　条码（又称条形码）是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。

　　2019年12月11日消息，据外媒报道，美国工程师、条形码共同发明人、前IBM员工乔治·劳雷尔(George J. Laurer)已于上周去世，享年94岁。

　　劳雷尔在IBM的同事诺曼·伍德兰(Norman Woodland)被认为是最早提出条形码概念的人。他最初是基于摩尔斯电码(Morse code)发明条形码的。伍德兰已于2012年去世。

　　伍德兰于1952年申请了这一概念的专利，但当时距低成本激光和计算机技术出现还有数年时间，他未能在该概念基础上做进一步开发。

　　20年后，劳雷尔开发了一种可以数字化读取代码的扫描仪。他还在条形码中使用条纹图案，而不是此前伍德兰所使用的圆圈图案，因为事实证明后者不适合印刷。

　　IBM于1973年推出了这一产品，次年6月26日，在俄亥俄州特洛伊市（Troy）的一家超市进行了第一笔条形码交易。

　　首个使用条形码的产品是一包箭牌(Wrigley)多汁水果口香糖，目前这包口香糖正在华盛顿的史密森尼国家历史博物馆(Smithsonian National Museum of American History)展出。

　　条形码是迄今为止最为经济、实用的一种自动识别技术。条形码技术具有以下几个方面的优点：

　　1.可靠准确

　　键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之—，而采用条形码技术误码率低于百万分之一。

　　2.数据输入速度快

　　与键盘输入相比，条形码输入的速度是键盘输入的5倍，并且能实现“即时数据输入”。

　　3.经济便宜

　　与其他自动化识别技术相比较，推广应用条形码技术，所需费用较低。

　　4.灵活、实用

　　条形码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。

　　5.自由度大

　　识别装置与条形的标签相对位置的自由度要比OCR（光学字符识别）大得多。条形码通常只在一维方向上表达信息，而同一条形码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正确的信息。

　　6.设备简单

　　条形码符号识别设备的结构简单，操作容易，无需专门训练。

　　7.易于制作

　　可印刷，称作为“可印刷的计算机语言”。条形码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求，且设备也相对便宜。

　　早在40年代，美国的乔·伍德兰德(Joe Wood Land)和伯尼·西尔沃(Berny Silver)两位工程师就开始研究用代码表示食品项目及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。但条码得到实际应用和发展还是在70年代左右。到现在，世界上绝大多数的国家和地区都已普遍使用条码技术，而且它正在快速的向世界各地推广。其应用范围越来越广，并逐步渗透到许多技术领域。

　　早期的条码图案并不是现在的样子，而像微型射箭靶，所以被叫做“公牛眼”代码。靶式的同心圆是由圆条和空绘成圆环形。在原理上，“公牛眼 ”代码与后来的条码很相近，遗憾的是当时的工艺和商品经济还没有能力印制出这种码。

　　直到10年后，乔·伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美统一代码UPC码的奠基人。在后来，以吉拉德·费伊塞尔(Girard Fessel)为代表的几名发明家，于1959年提请了一项专利，描述了数字0-9中每个数字可由七段平行条组成。但是这种码使机器难以识读，使人读起来也不方便。不过这一构想的确促进了后来条形码的产生于发展。不久，E·F·布宁克(E·F·B rinker)申请了另一项专利，该专利是将条码标识在有轨电车上。60年代期西尔沃尼亚（Sylvania)发明的一个系统，被北美铁路系统采纳。这两项可以说是条形码技术最早期的应用。

　　1970年美国超级市场Ad Hoc委员会制定出通用商品代码UPC码，许多团体也提出了各种条码符号方案（如上图右下、左图所示）。UPC码首先在杂货零售业中试用，这为以后条形码的统一和广泛采用奠定了基础。次年布莱西公司研制出布莱西码及相应的自动识别系统，用以库存验算。这是条形码技术第一次在仓库管理系统中的实际应用。1972年蒙那奇·马金（Monarch Marking)等人研制出库德巴（Code bar)码，到此美国的条形码技术进入新的发展阶段。

　　1973年美国统一编码协会（简称UCC）建立了UPC条码系统，实现了该码制标准化。同年，食品杂货业把UPC码作为该行业的通用标准码制，为条码技术在商业流通销售领域里的广泛应用，起到了积极的推动作用。1974年Inte rmec公司的戴维·阿利尔（Davide·Allair)博士研制出39码，很快被美国国防部所采纳，作为军用条码码制。 39码是第一个字母、数字式想结合的条码，后来广泛应用于工业领域。

　　1976年在美国和加拿大超级市场上，UPC码的成功应用给人们以很大的鼓舞，尤其是欧洲人对此产生了极大兴趣。次年，欧洲共同体在UPC-A码基础上制定出欧洲物品编码EAN-13和EAN-8码，签署了“欧洲物品编码”协议备忘录，并正式成立了欧洲物品编码协会（简称EAN）。到了1981年由于EAN已经发展成为一个国际性组织，故改名为 “国际物品编码协会”，简称IAN。但由于历史原因和习惯，至今仍称为EAN。（后改为EAN-international）

　　日本从1974年开始着手建立POS系统，研究标准化以及信息输入方式、印制技术等。并在EAN基础上，于1978年制定出日本物品编码JAN。同年加入了国际物品编码协会，开始进行厂家登记注册，并全面转入条码技术及其系列产品的开发工作，10年之后成为EAN最大的用户。

　　从80年代初，人们围绕提高条码符号的信息密度，开展了多项研究。128码和93码就是其中的研究成果。128码于1981年被推荐使用，而93码于1982年使用。这两种码的优点是条码符号密度比39码高出近30%。随着条码技术的发展，条形码码制种类不断增加，因而标准化问题显得很突出。为此先后制定了军用标准1189；交插25码、39码和库德巴码ANSI标准MH10.8M等等。同时一些行业也开始建立行业标准，以适应发展需要。此后，戴维·阿利尔又研制出49码，这是一种非传统的条码符号，它比以往的条形码符号具有更高的密度（即二维条码的雏形）。接着特德·威廉斯（Ted Williams）推出16K码，这是一种适用于激光扫描的码制。到1990年底为止，共有40 多种条形码码制，相应的自动识别设备和印刷技术也得到了长足的发展。

　　从80年代中期开始，我国一些高等院校、科研部门及一些出口企业，把条形码技术的研究和推广应用逐步提到议事日程。一些行业如图书、邮电、物资管理部门和外贸部门已开始使用条形码技术。1988年12月28日，经国务院批准，国家技术监督局成立了“中国物品编码中心”。该中心的任务是研究、推广条码技术；同意组织、开发、协调、管理我国的条码工作。

　　在经济全球化、信息网络化、生活国际化、文化国土化的资讯社会到来之时，起源于40年代、研究于60年代、应用于70年代、普及于80年代的条码与条码技术及各种应用系统，引起世界流通领域里的大变革。条码作为一种可印制的计算机语言，被未来学家称之为“计算机文化”。90年代的国际流通领域将条码誉为商品进入国际计算机市场的“身份证”，从而使得全世界对它刮目相看。

　　印刷在商品外包装上的条码，象一条条经济信息纽带将世界各地的生产制造商、出口商、批发商、零售商和顾客有机地联系在一起。这一条条纽带，一经与E DI系统相联，便形成多项、多元的信息网，各种商品的相关信息犹如投入了一个无形的永不停息的自动导向传送机构，流向世界各地，活跃在世界商品流通领域。

• 1949年 美国的N.J.Woodland申请了环形条码专利。
• 1960年 提出铁路货车上用的条码识别标记方案。
• 1963年 在1963年10月号《控制工程》杂志上发表了描述各种条码技术的文章。
• 1967年 美国辛辛那提的一家超市首先使用条码扫描器。
• 1969年 比利时邮政业采用用荧光条码表示信函投递点的邮政编码。
• 1970年 美国成立UCC；美国邮政局采用长短形条码表示信函的邮政编码。
• 1971年 欧洲的一些图书馆采用Plessey码。
• 1972年 美国提出库德巴码、交叉25码和UPC码。
• 1974年 美国提出39码。
• 1977年 欧洲采用EAN码。
• 1980年 美国军事部门采纳39码作为其物品编码。
• 1981年 国际物品编码协会成立；实现自动识别的条码译码技术；128码被推荐使用。
• 1982年 手持式激光条码扫描器实用化；美国军用标准military标准1189被采纳；93码开始使用。
• 1983年 美国制定了ANSI标准MH10.8M，包括交叉25码、39码和Codebar码。
• 1984年 美国制定医疗保健业用的条码标准。
• 1987年 美国的David Allairs博士提出49码。
• 1988年 可见激光二极管研制成功；美国的Ted Willians提出适合激光系统识读的新颖码制16K码。
• 1986年 我国邮政确定采用条码信函分捡体制。
• 1988年底 我国成立“中国物品编码中心”。
• 1991年4月 “中国物品编码中心”代表中国加入“国际物品编码协会”。

　　条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等资料。在进行辨识的时候，是用条码阅读机扫描，得到一组反射光信号，此信号经光电转换後变为一组与线条、空白相对应的电子讯号，经解码後还原为相应的文数字，再传入电脑。条码辨识技术已相当成熟，其读取的错误率约为百万分之一，首读率大於98%，是一种可靠性高、输入快速、准确性高、成本低、应用面广的资料自动收集技术。

　　世界上约有225种以上的一维条码，每种一维条码都有自己的一套编码规格，规定每个字母(可能是文字或数字或文数字)是由几个线条(Bar)及几个空白 (Space)组成，以及字母的排列。一般较流行的一维条码有 39码、EAN码、UPC 码、128码，以及专门用於书刊管理的ISBN、ISSN等。

　　各种一维条码的发明年代归纳於表 1. 1，标准制定年代则归纳於表 1. 2。

表1.1 一维条码发明年代表

表1.2 一维条码标准制定年代表

　　从UPC以後，为满足不同的应用需求，陆陆续续发展出各种不同的条码标准和规格，时至今日，条码已成为商业自动化不可缺少的基本条件。条码可分为一维条码 (One Dimensional Barcode, 1D) 和二维码(Two Dimensional Code, 2D)两大类，目前在商品上的应用仍以一维条码为主，故一维条码又被称为商品条码，二维码则是另一种渐受重视的条码，其功能较一维条码强，应用范围更加广泛，详细内容将在下一章介绍。

　　目前全世界一维条码的种类达225种左右，本书仅介绍最通用的标准，如UPC、EAN、39码、128码等。此外，书籍和期刊也有国际统一的编码，特称为ISBN(国际标准书号)和ISSN(国际标准丛刊号)。

　　按码制分类

　　1） UPC码

　　1973年，美国率先在国内的商业系统中应用于UPC码之后加拿大也在商业系统中采用UPC码。UPC码是一种长度固定的连续型数字式码制，其字符集为数字0~9。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。IPC码有两种类型，即UPC-A码和UPC-E码。UPC-A码可以编码13位罗马数字， 其中包括一位验证码。另外UPC后面还可以跟上二位数或者五位数的附加编码，用于编码价格商家等信息。UPC-E可以编码7位数（包括一位验证码）。

　　2） EAN码

　　1977年，欧洲经济共同体各国按照UPC码的标准制定了欧洲物品编码EAN码，与UPC码兼容，而且两者具有相同的符号体系。EAN码的字符编号结构与 UPC码相同，也是长度固定的、连续型的数字式码制，其字符集是数字0~9。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。EAN码有两种类型，即EAN-13码和EAN-8码。

　　3）交叉25码

　　交叉25码是一种长度可变的连续型自校验数字式码制，其字符集为数字0~9。采用两种元素宽度，每个条和空是宽或窄元素。编码字符个数为偶数，所有奇数位置上的数据以条编码，偶数位置上的数据以空编码。如果为奇数个数据编码，则在数据前补一位0，以使数据为偶数个数位。

　　4）39码

　　39码是第一个字母数字式码制。1974年由Intermec公司推出。它是长度可比的离散型自校险字母数字式码制。其字符集为数字0—9，26个大写字母和7特殊字符（-、。、Space、/、%、￥），共43个字符。每个字符由9个元素组成，其中有5个条（2个宽条，3个窄条）和4个空（1个宽空，3 个窄空），是一种离散码。

　　5）库德巴码

　　库德巴码（Code Bar）出现于1972年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。其字符集为数字0—9和6个特殊字符（-、：、/、。、+、￥），共16个字符。常用于仓库、血库和航空快递包裹中。

　　6）128码

　　128码出现于1981年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。它采用四种元素宽度，每个字符由3个条和3个空，共11个单元元素宽度，又称（11，3）码。它由106个不，同条形码字符，每个条形码字符有三种含义不同的字符集，分别为A、B、C。它使用这3个交替的字符集可将128个 ASCII码编码。

　　7）93码

　　93码是一种长度可变的连续型字母数字式码制。其字符集成为数字。0-9，26个大写字母和7个特殊字符（-、。、Space、/、+、%、￥）以及4个控制字符。每个字符由3个条和3个罕，共9个元素宽度。

　　8）49码

　　49码是一种多行的连续型、长度可变的字母数字式码制。出现于1987年，主要用于小物品标签上的符号。采用多种元素宽度。其字符集为数字0-9，26个大写字母和7个特殊字符（-、。、Space、%、/、+、%、￥）、3个功能键（F1、 陀、F3）和3个变换字符，共49个字符。

　　9）其他码制

　　除上述码外，还有其他的码制，例如25码出现于1977年，主要用于电子元器件标签；矩阵25码是11码的变形；Nixdorf码已被EAN码所取代Plessey码出现于1971年5月主要用于图书馆等。

　　2、按维数分类

　　1） 普通的一维条码

　　普通的一维条码自本问世以来，很快得到了普及并广泛应用。但是由于一维条码的信息容量很小，如商品上的条码仅能容13位的阿拉伯数字，更多的描述商品的信息只能依赖数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就变成了无源之水，无本之木，因而条码的应用范围受到了一定的限制。

　　2） 二维条码

　　除具有普通条码的优点外，二维条码还具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强、易于制作、成本低等优点。

　　美国Symbol公司于1991年正式推出名为PDF417的二维条码，简称为PDF417条码，即“便携式数据文件”。FDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。

　　3） 多维条码

　　进入20世纪80年代以来，人们围绕如何提高条形码符号的信息密度，进行了研究工作。多维条形码和集装箱条形码成为研究、以展与应用的方向。

　　信息密度是描述条形码符号的一个重要参数据，即单位长度中可能编写的字母个数，通常记作：字母个数/cm。影响信息密度的主要因素是条、空结构和窄元系的宽度。

　　128码和93码就是人们为提高密度而进行的成功的尝试。128码城1981年被推荐应用；而93码于1982年投入使用。这两种码的符号密度均比39码高将近30%。

　　随着条形码技术的发展和条形码三制的种类不断增加，条形码的标准化显得愈来愈重要。为此，曾先后制定了军用标准1189；交叉25码、39码和Coda Bar码ANSI标准MH10.8M等。同时，一些行业也开始建立行业标准，以适应发展的需要。此后，戴维.阿利尔又研制出49码。这是一种非传统的条形码符号，它比以往的条形码符号具有更高的密度。特德·威廉姆斯（Ted Williams）GFI988推出16K码，该码的结构类似于49码，是一种比较新型的码制，适用于激光系统。

　　条形码仓库管理是条形码技术广泛应用和比较成熟的传统领域，不仅适用于商业商品库存管理，而且同样适用于工厂产品和原料库存管理。只有仓库管理(盘存)电子化的实现，才能使产品、原料信息资源得到充分利用。仓库管理是动态变化的，通过仓库管理(盘存)电子化系统的建立，管理者可以随时了解每种产品或原料当前在货架上和仓库中的数量及其动态变化，并且定量地分析出各种产品或原料库存、销售、生产情况等信息。管理者通过它，可及时决策进货数量、调整生产，以保持最优库存量，改善库存结构，加速资金周转，实现产品和原料的全面控制和管理。

　　(一)实施条形码仓库管理(盘存)电子化的特点：

　　1.实时数据

　　经济型、易实施的库存管理保持原有物流方式，实现信息流的自动化，即数据采集自动化，即数据采集系统采用条形码自动识别技术作为数据输入手段，在进行每一项产品或原料操作(如到货清点、入库、盘点)的同时，系统自动对相关数据进行处理，并为下一次操作(如财务管理、出库)做好数据准备，无需停顿运行。

　　2.“零”差错

　　由于系统几乎免除了物流过程中数据的人工键盘输入，大大减少了库存管理过程中数据输入差错的可能性。

　　3.省人力，高效率

　　高速信息流的数据实时性以及科学的决策，使为了保证供应的巨大备用库存可以大幅度地减少或者成为不必要，即可实现低成本、低库存、高资金周转率、高效益。

　　立体仓库是现代工业生产中的一个重要组成部分，利用条形码技术，可以完成仓库货物的导向、定位、人格操作，提高识别速度，减少人为差错，从而提高仓库管理水平。

　　(二)条形码在仓库管理系统中的应用

　　利用条形码技术，对企业的物流信息进行采集跟踪的管理信息系统。通过针对生产制造业的物流跟踪，满足企业针对仓储运输等信息管理需求。条码的编码和识别技术的应用解决了仓库信息管理中录入和采集数据的“瓶颈”问题，为仓库信息管理系统的应用提供了有力的技术支持。

　　1.货物库存管理

　　仓库管理系统根据货物的品名、型号、规格、产地、品牌、包装等划分货物品种，并且分配惟一的编码，也就是“货号”。分货号管理货物库存和管理货号的单件集合，并且应用于仓库的各种操作。

　　2.仓库库位管理

　　仓库分为若干个库房；每一库房分若干个库位。库房是仓库中独立和封闭存货空间，库房内空间细划为库位，细分能够更加明确定义存货空间。仓库管理系统是按仓库的库位记录仓库货物库存，在产品入库时将库位条形码号与产品条形码号一一对应，在出库时按照库位货物的库存时间可以实现先进先出或批次管理的信息。

　　3.货物单件管理

　　采用产品标识条形码记录单件产品所经过的状态产品的跟踪管理。

　　4.仓库业务管理

　　包括：出库、入库、盘库、月盘库、移库，不同业务以各自的方式进行，完成仓库的进、销、存管理。

　　5.更加准确完成仓库出入库

　　仓库利用条形码采集货物单件信息，处理采集数据，建立仓库的入库、出库、移库、盘库数据。这样，使仓库操作完成更加准确。它能够根据货物单件库存为仓库货物出库提供库位信息，使仓库货物库存更加准确。

　　(三)条形码在仓储作业中的应用

　　条形码应用几乎出现在整个仓储配送作业流程中的所有环节，它的应用有利于实现库存管理自动化，合理控制库存量，实现仓库的进货、发货、运输中的装卸自动化管理。条形码作为数据、信息输入的重要手段，具有输入准确、速度快、信息量大的特点。下面我们简要阐述一下条形码在仓储配送管理中的应用情况。

　　1.订货：无论是企业向供应商订货，还是销售商向企业订货，都可以根据订货簿或货架牌进行订货。不管采用哪种订货方式，都可以用条形码扫描设备将订货簿或货架上的条形码输入。这种条形码包含了商品品名、品牌、产地、规格等信息。然后通过主机，利用网络通知供货商或配送中心自己订货的品种、数量。这种订货方式比传统的手工订货效率高出数倍。

　　2.收货：当配送中心收到从供应商处发来的商品时，接货员就会在商品包装箱上贴一个条形码，作为该种商品对应仓库内相应货架的记录。同时，对商品外包装上的条形码进行扫描，将信息传到后台管理系统中，并使包装箱条形码与商品条形码形成一一对应。

　　2.入库：应用条形码进行入库管理，商品到货后，通过条形码输入设备将商品基本信息输入计算机，告诉计算机系统哪种商品要入库，要入多少。计算机系统根据预先确定的入库原则、商品库存数量，确定该种商品的存放位置。然后根据商品的数量发出条形码标签，这种条形码标签包含着该种商品的存放位置信息。然后在货箱上贴上标签，并将其放到输送机上。输送机识别货箱上的条形码后，将货箱放在指定的库位区。

　　4.摆货：在人工摆货时，搬运工要把收到的货品摆放到仓库的货架上，在搬运商品之前，首先扫描包装箱上的条形码，计算机就会提示工人将商品放到事先分配的货位，搬运工将商品运到指定的货位后，再扫描货位条形码，以确认所找到的货位是否正确。这样，在商品从入库到搬运到货位存放整个过程中，条形码起到了相当重要的作用。商品以托盘为单位入库时，把到货清单输入计算机，就会得到按照托盘数发出的条形码标签。将条形码贴于托盘面向叉车的一侧，叉车前面安装有激光扫描器，叉车将托盘提起，并将其放置于计算机所指引的位置上。在各个托盘货位上装有传感器和发射显示装置、红外线发光装置和表明货区的发光图形牌。叉车驾驶员将托盘放置好后，通过叉车上装有的终端装置，将作业完成的信息传送到主计算机。这样，商品的货址就存入计算机中了。

　　5.补货：查找商品的库存，确定是否需要进货或者货品是否占用太多库存，同样需要利用条形码来实现管理。另外由于商品条形码和货架是一一对应的，也可通过检查货架达到补货的目的。条形码不仅仅在配送中心业务处理中发挥作用，配送中心的数据采集、经营管理同样离不开条形码。通过计算机对条形码的管理，对商品运营、库存数据的采集，可及时了解货架上商品的存量，从而进行合理的库存控制，将商品的库存量降到最低点；也可以做到及时补货，减少由于缺货造成的分店补货不及时，发生销售损失。

　　由于条形码和计算机技术的应用，大大提高了信息的传递速度和数据的准确性，从而可以做到实时物流跟踪，整个配送中心的运营状况、商品的库存量也会通过计算机及时反映到管理层和决策层。这样就可以进行有效的控制库存，缩短商品的流转周期。另一方面，由于采用条形码扫描代替原有的人工操作，避免了人为的错误，提高了数据的准确性，减少配送中心由于管理不善而造成的损失。