物资分类与编码:从NSN到条形码和RFID

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如何识别、编码和编目物资?从标准化描述、NSN和CATMAT,到带校验位的EAN-13条形码及RFID。

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引言

随着企业使用的物料种类不断增加,消费者对新产品的需求也日益增长,企业需要一套统一的命名规则,准确识别每一种物料。这套规则由两部分组成:分类和编码。

只有分类、没有编码,仍然无法有效管理物料。分类依据形状、尺寸、重量、类型和用途等标准将物料归类;编码则为每个物料项目赋予唯一标识。两者结合,企业才能建立涵盖全部物料的目录,统一规格和标准,简化管控、仓储及库房作业。

不妨想想缺少这套规则会怎样:同一种螺栓被分别登记为"parafuso sextavado 10 mm"、"paraf. sext. M10"和"parafuso cabeça hexagonal",各自对应一份库存。结果,企业重复采购已有的物料,误以为有货却在需要时发现缺货,也无法汇总这项物料的支出。

物料分类

物料分类的目标,是建立一套涵盖识别、编码、登记和编目的流程。在介绍这些环节之前,先要明确:同一种物料可以按不同标准分类,每种分类都服务于不同的决策。

  • 按类型和用途:原材料、零部件、包装材料、维修材料、办公用品、成品;
  • 按消耗价值:ABC分类;
  • 按关键程度:XYZ分类(这两种方法在ABC和XYZ分类课程中介绍);
  • 按易腐性:有保质期、需要按到期顺序出库的物料;
  • 按危险性:易燃、腐蚀性、有毒物料,依照危险品运输法规采用的联合国危险类别管理;
  • 按储存要求:所需的承重、空间、温度及存放方式。

识别

第一步是识别:分析并记录每项物料的特征,形成能够将其与其他物料区分开的标准化描述。描述始终按同一顺序编写:

  • 基本名称:物料是什么(螺栓);
  • 限定名称:进一步说明其类型(六角头);
  • 物理特征:材质、尺寸、表面处理;
  • 用途:用在什么地方;
  • 包装:供货形式(桶装或罐装油漆、每盒100个的螺栓);
  • 商业参考信息:制造商代码。

例如:六角头螺栓;8.8级碳钢;M10 × 1,5公制螺纹;长度50 mm;镀锌;用于一般结构装配;每盒100个;制造商编号XYZ-1050。按照固定顺序和统一术语描述物料,就能避免同一物料重复登记。

编码

完成识别后,每项物料都会获得一个代码,即用一组数字或字母与数字的组合,为该物料提供唯一标识。常用的编码体系有三种:

  • 字母编码:只使用字母,通常取便于记忆的缩写,例如用PAR表示螺栓。它容易记住,但可用组合有限,如今已很少使用。
  • 字母数字编码:混合使用字母和数字,广泛用于汽车零部件行业。
  • 数字编码:只使用数字,按逻辑层级排列。它最常用,因为便于排序、机器读取和扩展。

分层数字编码源于图书馆的十进分类法:美国图书馆员Melvil Dewey于1876年创立的杜威十进分类法,以及比利时人Paul Otlet和Henri La Fontaine在此基础上发展出的国际十进分类法(CDU)。两者思路相同:每增加一组数字,分类就细化一级。例如,05.12.0345可以表示组别05(五金件)、类别12(螺栓)和具体物料0345(该款M10六角头螺栓)。

从FSN到NSN

美国政府需要为军队数百万种物料编目,将这套分层逻辑运用到了更大规模。自1953年起,美国使用11位的Federal Stock Number(FSN):前4位是Federal Supply Classification(FSC)供应类别,后7位用于识别具体物料。1974年,FSN被NSN取代。NSN即National Stock Number,在北约国家也称NATO Stock Number,共13位:

NSN的结构:供应类别、编目国家和物料编号
NSN的结构:供应类别、编目国家和物料编号
  • 4位类别代码(FSC):前两位表示组别,四位合起来表示类别。例如,53是五金件组,5305是螺栓类别。
  • 2位国家代码:表示为物料编目的国家,即国家编目机构的代码。美国使用00和01,巴西使用19。
  • 7位物料编号:不带特定含义的顺序编号。

最后9位(国家代码加物料编号)组成NIIN,单凭NIIN就能识别物料;前面的类别代码用于归类。一个实际格式示例是8415-00-082-5645(类别8415,由美国编目)。将旧FSN转换为NSN也很简单:在前四位后插入"00"即可。

北约编目体系自战后由美国采用,随后扩展到其他北约国家及包括巴西在内的多个伙伴国家。由于巴西武装部队装备的主要制造商都采用这一体系,巴西也随之采用。根据巴西国防部的资料,其发展历程如下:

  • 1968:武装部队总参谋部成立常设物料编目委员会(CPCM);
  • 1982:建立军事编目系统(SISMICAT);
  • 1986:设立结构与NSN相近的巴西库存编号(NEB);
  • 1998:重组系统,以方便海军、陆军和空军交换数据,并成立武装部队编目中心(CECAFA);
  • 2017:SISMICAT更名为国防编目系统(SISCADE);编目中心在曾更名为国防编目中心后,成为国防后勤系统支持中心(CASLODE)。

巴西联邦政府的物料目录:CATMAT

同样的逻辑也用于民用公共采购。巴西联邦政府维护CATMAT(物料目录)和CATSER(服务目录),供Compras.gov.br系统使用。联邦行政部门采购的每个项目,都必须在这些目录中有对应代码。CATMAT分为四个层级:

  • 组别:2位数字,例如65代表医疗、牙科及兽医设备和用品;
  • 类别:4位数字,前两位为组别代码,例如6505代表药品,6515代表医疗和外科器械及用品;
  • PDM(物料描述标准):一组物料的标准名称及特征清单,与前文介绍的基本名称、限定名称和特征描述相对应;
  • 具体物料:这些特征的每一种取值组合都构成一个物料项目,并有自己的代码。

值得注意的是,这里的组别和类别数字与美国FSC相同:65、6505和6515在两套体系中的含义一致。

一个NSN写作5305-19-XXX-XXXX。其中的19表示什么?

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答案:该物料由巴西编目——在NSN中,四位类别代码之后的两位数字是编目国家代码,19是巴西的代码。组别由最前面的两位数字表示(53,五金件),物料编号则是最后七位。

登记与编目

编码完成后,物料进入登记环节:将其全部特征录入系统,也就是如今ERP中的物料主数据。登记涉及三项基本操作:为新物料新增记录、在特征变化时修改记录,以及在物料停止使用时删除或停用记录。

最后一步是编目:将所有信息汇总到物料数据库中,使其能够:

  • 让所有用户查询所需物料,核实其特征;
  • 提供现成的规格说明,方便询价和招标;
  • 避免目录中出现重复物料;
  • 对照物料文件核验登记信息。

目录必须有专人负责,才能持续发挥作用。如果任何人都能随意新增物料,几个月内就会再次出现重复记录。

一名仓库管理员检查物料记录时,发现'LÂMPADA LED 9W BRANCA'和'LAMP. LED BULBO 9 W 6500K E27'使用不同代码、分别管理库存,却是同一种产品。流程中的哪个环节出了问题?

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答案:识别环节,本应为该物料制定标准化描述——如果基本名称、限定名称和特征始终按同一顺序记录,第二次登记就会被识别为重复。不同代码只是结果,不是原因:两条不同的描述分别获得了代码。

条形码

自动数据采集技术取代了手工输入代码,也大大推动了编码的应用。整天输入长串数字既慢又容易出错,而用光学扫描器读取条形码只需瞬间。

为实现自动采集,人们研究过两种技术:

  • 磁性编码:信息记录在可磁化材料制成的磁条上,早期地铁票和银行卡就采用这种方式。它需要接触读卡器,使用的特殊材料也更贵。而且,与过去的认识相反,磁条很容易被复制:正是磁条克隆问题促使银行改用芯片卡。
  • 条形码:信息由不同宽度的条和空白区域表示,可用普通油墨印在各种包装上。成本低廉让它成为主流。

Norman Woodland和Bernard Silver于1952年在美国获得条形码专利,但这项技术直到激光扫描器出现后才普及。1974年,超市收银台首次扫描了一包印有UPC码的口香糖。如今,条形码广泛用于工业和商业包装、货物发运、仓库管理以及各类商店。

EAN-13与GTIN

巴西零售业最常见的是EAN-13条形码,它承载13位的GTIN-13(Global Trade Item Number,全球贸易项目代码)。GTIN由GS1组织在全球管理,在巴西则由GS1 Brasil负责。它由13位数字组成:

带有巴西前缀和校验位的EAN-13代码(示例编号)
带有巴西前缀和校验位的EAN-13代码(示例编号)
  • GS1前缀:789和790是GS1 Brasil的前缀。注意:它们表示企业在哪里注册,并不表示产品在哪里制造;巴西进口商销售中国产品时,也可以使用789;
  • 企业和产品代码:GS1向企业分配代码,企业再为自己的产品编号;
  • 校验位:最后一位,由前十二位计算得出,用于让扫描器或系统识别并拒绝读取或输入错误的代码。

GTIN也会出现在电子发票上,将货架上的商品与税务单据中的项目对应起来。

校验位如何计算

  1. 将前十二位中奇数位置(第1、第3、第5位……)的数字相加。
  2. 将偶数位置的数字相加,再乘以3。
  3. 把上述两个结果相加。
  4. 校验位是使总和达到下一个10的倍数所需的数字;如果总和已经是10的倍数,校验位就是0。

以789123456789为例:

  • 奇数位置:7 + 9 + 2 + 4 + 6 + 8 = 36;
  • 偶数位置:(8 + 1 + 3 + 5 + 7 + 9) × 3 = 33 × 3 = 99;
  • 总和:36 + 99 = 135;
  • 下一个10的倍数是140,因此校验位为140 − 135 = 5。完整代码是7891234567895。

以789100031550开头的EAN-13代码,校验位是多少?

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答案:7——奇数位置:7 + 9 + 0 + 0 + 1 + 5 = 22;偶数位置:(8 + 1 + 0 + 3 + 5 + 0) × 3 = 51;总和为73;下一个10的倍数是80,因此80 − 73 = 7。选项3是总和的最后一位,而不是使总和达到80所需的数字。

其他编码

  • GS1-128:用于纸箱和托盘的长条形一维码,除产品信息外,还可包含批次、有效期、重量等物流信息。
  • DataMatrix:小型二维码,广泛用于药品和工业零件。
  • QR Code:可用普通手机扫描的二维码,能承载的信息远多于 EAN。

全球零售业正逐步转向二维码。GS1 推出的 Sunrise 2027 计划要求收银设备在 2027 年底前具备读取含 GTIN 的二维码的能力,例如采用 GS1 Digital Link 标准、可引导消费者查看产品信息的 QR Code。不过,EAN-13 不会立即退出使用;两种编码还将长期并存。

射频识别(RFID)

产品识别技术并未止步于条形码。射频识别(RFID)将信息存储在连接着小型天线的芯片中,这套装置称为标签(tag)。读取器通过无线电波获取信息,无需接触,也无需看见标签。

这项技术并不新:它可追溯至第二次世界大战期间识别敌我飞机的系统,最早的 RFID 标签专利则出现在 1970 年代。让它在物流领域发挥作用的,是 Massachusetts Institute of Technology (MIT) 于 1999 年成立的 Auto-ID Center 所开展的工作。该中心提出了 EPC(Electronic Product Code),为每件产品分配一个写入标签的唯一编号。如今,这一标准由条形码标准组织 GS1 维护。

工作原理

RFID 系统由三部分组成:标签、带天线的读取器,以及接收数据的软件。标签分为:

  • 无源标签:不带电池,利用读取器发出的无线电波获取能量并作出响应。价格较低,是物流和零售业最常用的类型;
  • 有源标签:自带电池,读取距离可达数十米,但成本更高。适用于追踪集装箱、车辆和高价值资产。

标签在尺寸、数据容量、使用寿命和耐用性方面差异很大:有适用于强腐蚀性化学环境的封装标签、缝在衣服上的标签,也有畜牧业中固定在动物身上的装置。手机近场支付所用的 NFC 是一种超短距离 RFID,车辆的自动收费标签也采用 RFID 技术。

条形码还是 RFID?

条形码RFID
读取方式逐个读取,必须看见条码可同时读取多个,无需看见标签
识别对象通常识别产品种类(相同产品使用同一 GTIN)可识别每件产品(EPC)
单个标签成本几乎为零(印刷成本)无源标签为几分钱;有源标签贵得多
数据印刷后固定不变部分标签的数据可以重写
局限性污损、撕裂和扫描角度会影响读取金属和液体会干扰读取;读取器成本较高

RFID 的主要优势,是能够沿供应链追踪每件产品,并批量读取标签。装卸货区的读取门可以在不开箱的情况下登记整托盘货物;用条形码读取器需要一天完成的盘点,采用 RFID 可能只需几分钟。因此,这项技术率先在高价值商品,或人工清点成本较高的环节普及,例如服装店和配送中心。

巴西当前的一个应用实例是畜牧业。根据 2025 年 7 月发布的第 1.331 号 SDA/MAPA 法令所定时间表,Plano Nacional de Identificação Individual de Bovinos e Búfalos(PNIB)计划在 2032 年底前逐步为全部牛和水牛建立个体身份标识;从 2033 年 1 月 1 日起,未完成标识并在官方系统登记的牛和水牛不得转运。带 RFID 芯片的耳标是可采用的技术之一,因为读取时无需将动物固定住。

一家服装配送中心希望在几小时内盘点 200 mil 件商品,不打开箱子,还要准确知道每笔订单发出了哪一件。哪种技术最合适?

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答案:配有 EPC、可批量读取的无源 RFID 标签——RFID 无需看见标签就能同时读取多个标签,而 EPC 识别的是每件产品,不只是产品种类。EAN-13 虽然更便宜,却必须逐件扫描,所有同款 T 恤使用的也是同一个编码。ABC 分类有助于决定哪些商品需要更频繁地盘点,但它不是读取技术。

练习

基础题

1) 对物料进行分类、识别、编码、建档和编目,有什么区别?

2) 选取家中的三种物料,按标准格式写出描述,包括基本名称、修饰词、特征、用途、包装和参考信息。

3) 说明 NSN 的结构,以及其中的代码 19 代表什么。

4) 从柜子里拿出三件商品,核对各自条形码的校验位,并查证前缀是否表明商品的生产地点。

5) 与条形码相比,RFID 有哪两项优势和哪两项局限?

6) 某 EAN-13 的前十二位为 789456123001,计算其校验位。

进阶题

7) 某产品的正确编码为 7891000315507。结账时,三名操作员分别输错了编码:
a) 7891000315504;
b) 7891000351507;
c) 7891000315057。
分别计算每组输入编码的前十二位对应的校验位,并判断系统是否会拒绝该编码。有错误未被检出吗?解释原因。

8) 某军用品的 NSN 为 5305-19-123-4567(示例编号)。
a) 它的组别、类别、编目国家和 NIIN 分别是什么?
b) 一本旧手册中,某件由美国编目的物品使用 FSN 5305-123-4567。它的 NSN 应是什么?
c) 在 CATMAT 中,类别 6505 属于哪个组别?该组别涵盖什么?

9) 一家公司准备为物料建立按组别、类别、物品分级的数字编码。目前,公司有 8 个组别;同一组别下最多有 60 个类别,同一类别下最多有 3.500 件物品。公司希望每一级都使用固定的位数。
a) 每一级至少需要几位?总共需要几位?
b) 这一编码总共可容纳多少件物品?
c) 与 3 个字母组成的助记编码相比,后者有多少种组合?
d) 考虑到公司计划扩张,你会为组别预留多少空间?

10) 一家公司的物料档案中,同一种商品有三条记录,各有自己的编码和库存:'TINTA ACRIL. BRANCA 18L'、'TINTA ACRÍLICA FOSCA BRANCO NEVE GALÃO 18 LITROS SUVINIL' 和 'LÁTEX BRANCO 18 L P/ PAREDE'。经查,它们都是同一款用于粉刷室内墙壁的产品,制造商参考编号为 50123。
a) 按课程规定的顺序,写出唯一的标准化描述。
b) 重复建档会造成哪三种实际后果?
c) 应制定什么编目管理规则,防止问题再次发生?

11) 一家服装店每年对 200.000 件商品进行 12 次全面盘点。使用条形码读取器时,扫描每件商品需要 2 秒;使用 RFID 时,读取门扫描一箱 50 件商品需要 3 秒。每小时人工成本为 R$ 30,每枚无源 RFID 标签的价格为 R$ 0,15。库存每年周转 4 次,每件入库商品都需要新标签。
a) 两种技术每次盘点各需多少工时?
b) 两种情况下,每年盘点的人工成本分别是多少?
c) 使用 RFID 时,商店每年需要多少枚标签,标签费用是多少?
d) 仅靠节省盘点费用,RFID 能收回成本吗?还有哪些收益可能使更换技术值得考虑?

参考答案

1) 分类是按类型、价值、关键程度或危险性等标准将物料分组。识别是将能够区分物品的数据写入标准化描述。编码是为物品分配唯一标识。建档是在系统中登记物品及其全部特征,并管理记录的新增、修改和删除。编目则是将这些信息汇集成所有人都能查询的物料数据库。

2) 答案因人而异。示例:洗衣粉;衣物用;适用于洗衣机;1,6 kg 盒装;制造商参考编号。评分重点是顺序:基本名称、修饰词、特征、用途、包装和参考信息。

3) NSN 共 13 位:4 位表示供应类别(前 2 位为组别),2 位表示为物品编目的国家,7 位为物品编号。最后 9 位组成 NIIN。19 是巴西的代码,表示该物品由巴西编目。

4) 答案因人而异。按课程中的方法计算:奇数位数字之和 + 3 × 偶数位数字之和,再求距离下一个 10 的倍数还差多少。关于前缀:789 和 790 表示企业在 GS1 Brasil 注册,并不表示商品产自巴西。

5) 优势:无需看见标签就能同时读取多个标签;可以通过 EPC 识别每件产品;部分标签的数据可以重写。局限:标签和读取器成本较高;金属和液体会干扰读取。

6) 奇数位:7 + 9 + 5 + 1 + 3 + 0 = 25。偶数位:(8 + 4 + 6 + 2 + 0 + 1) × 3 = 21 × 3 = 63。总和:25 + 63 = 88。下一个 10 的倍数:90。校验位:90 − 88 = 2。完整编码:7894561230012。

7) a) 前十二位与正确编码相同,所需校验位为 7(奇数位 7 + 9 + 0 + 0 + 1 + 5 = 22;偶数位 (8 + 1 + 0 + 3 + 5 + 0) × 3 = 51;总和 73;80 − 73 = 7)。输入的是 4:系统会拒绝。
b) 789100035150:奇数位 7 + 9 + 0 + 0 + 5 + 5 = 26;偶数位 (8 + 1 + 0 + 3 + 1 + 0) × 3 = 39;总和 65;所需校验位为 5。输入的是 7:系统会拒绝。这里把 1 和 5 调换了位置。
c) 789100031505:奇数位 7 + 9 + 0 + 0 + 1 + 0 = 17;偶数位 (8 + 1 + 0 + 3 + 5 + 5) × 3 = 66;总和 83;所需校验位为 7。输入的是 7:尽管编码有误,仍会被接受(5 和 0 被调换了位置)。相邻数字 a 和 b 对调时,一个数字的权重从 1 变为 3,另一个从 3 变为 1,总和的变化为 2 × (a − b)。当 a − b = 5,变化量就是 10,属于 10 的倍数,因此校验位无法发现错误。EAN 能检出所有单个数字错误,以及几乎所有相邻数字对调错误;例外是两个数字相差 5 的情况。

8) a) 组别 53(五金件)、类别 5305(螺钉)、国家 19(巴西)、NIIN 19-123-4567(最后 9 位数字)。
b) 在类别之后插入 00:5305-00-123-4567。
c) 组别 65(类别编码的前两位),涵盖医用、牙科和兽医设备及用品;6505 指药品。

9) a) 组别:8 个用 1 位即可表示(最多 10 个)。类别:60 个需要 2 位(最多 100 个)。物品:3.500 件需要 4 位(最多 10.000 件)。总计:1 + 2 + 4 = 7 位。
b) 10 × 100 × 10.000 = 10.000.000 种组合。
c) 26 × 26 × 26 = 17.576 种组合,少得多;这也是字母编码逐渐不再使用的原因。
d) 现有 8 个组别已占用 10 个可用编号,只剩 2 个。组别改用 2 位(最多 100 个组别)会使编码增至 8 位,但能避免公司扩张后重新编制编码。

10) a) 丙烯酸涂料;哑光;雪白色;用于粉刷室内墙壁;18 升桶装;制造商参考编号 50123(基本名称、修饰词、特征、用途、包装和参考信息)。
b) 公司可能重复采购已有库存的商品(库存分散在三个编码下);某个编码的库存归零时,尽管其他编码仍有库存,却误判为缺货;也无法汇总该商品的用量和支出,进而影响 ABC 分类和需求预测。
c) 指定一名编目负责人:任何人新增物品前都须经其审核,确认标准化描述是否已经存在。

11) a) 条形码:200.000 × 2 = 400.000 秒 ÷ 3.600 = 111,1 小时。RFID:200.000 ÷ 50 = 4.000 箱 × 3 = 12.000 秒 ÷ 3.600 = 3,33 小时。
b) 条形码:111,1 × 12 × 30 = 每年 R$ 40.000。RFID:3,33 × 12 × 30 = 每年 R$ 1.200。节省:R$ 38.800。
c) 每年入库 200.000 × 4 = 800.000 件商品,每件都贴标签:800.000 × 0,15 = 每年 R$ 120.000。
d) 不划算:节省的 R$ 38.800 不足以支付 R$ 120.000 的标签费用,读写器的成本还没有算在内。不过,RFID 也可能带来其他收益:减少缺货(库存数据准确,门店就能卖出实际有货的商品)、无需开箱即可核对收货和发货、逐件追踪商品,以及减少盗窃。标签价格更低时,也可能值得采用。

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