墨水屏在现代仓储管理中的应用

代允

摘要：电子墨水屏是本世纪一项独特的创新，除了在电子阅读器领域获得广泛认可之外，正在现代物流仓储货运领域展现出普通电子晶体管屏幕难以望其项背的优势。本文从电子墨水屏的原理和特点切入，结合现代物流仓储行业的特点与需求，全面总结阐述了电子墨水屏在现代物流仓储管理业中的应用现状和优势，包括（1）构造简单、廉价耐用（2）安装方便、显示可靠（3）保护视力、节约能源。最后在此基础上基于现代物流产业发展的趋势对未来电子墨水屏在现代物流仓储行业的进一步推广与应用做出展望，具体表现为（1）成本与质量进一步优化（2）应用广度与深度的进一步强化（3）电子墨水屏显示信息互联更加智能化。

关键词：电子墨水瓶; 应用; 发展趋势

一、引言

电子显示屏的诞生是二十世纪的一项重大发明，为人类生活提供了丰富多彩的娱乐休闲形式，发展至今已经成为人类生活中必不可少的科技产品，大到广告、电视屏幕，小到手机、智能手表，电子显示屏与人类生活已然密不可分。现代电子显示屏的基本结构是发光二极管的高密度阵列，因此电子显示屏需要持续性的电源供给方可使用。但是，在电子显示屏大行其道之时，一种只能显示黑白色彩的电子墨水屏却横空出世，并逐渐以不伤眼的特点通过电子阅读器这一形式在市场中占领了一席之地[1]。

综上，我国的物流行业尽管成绩斐然，但在物流中心仓储管理环节中依然讯在信息管理方面的不足之处，特别是在货品标签管理等方面存在人力浪费和效率折损的状况，如果能够充分发挥电子墨水屏的优势，则有望事半功倍。

二、电子墨水屏概述

2.1电子墨水屏的发明与发展

电子墨水屏技术的发明最早可以追溯到1996年，彼时电子显示屏已经在世界各国实现了广泛的商业化，色彩显示广度和图像清晰度均已有了长足的进步，显示屏未来的发展方向似乎已经十分明朗。但子啊美国麻省理工学院的媒体实验室（MIT Media Lab）中，研究人员在进行电泳技术（EPD）的实现显示过程中惊喜的发现，使用该技术进行显像可以让显示效果最大程度的接近传统纸张的效果，并且显示出来的图像可以在断开电源后维持较长的一段时间，因为与普通纸张打印后的效果和特点非常类似，这种技术就被命名为“电子纸”技术[3]。随后，麻省理工学院的Joseph Jacobson教授迅速的意识到了这一技术的商业化价值，将这种技术正式命名为E-link技术，并创立了E- Iink公司，正式面向市场推出配置电子墨水屏的电子阅读器。令人意想不到的是，这种电子阅读器得到了市场的快速积极响应，第一年就卖出了接近十万台，墨水屏电子阅读器一时间成为潮流。

时至今日，电子墨水屏阅读器已经成为电子阅读市场主流，甚至对传统的纸质书籍都产生了不小的冲击，如今国内外各大出版社在发行纸质图书的同时，一定会在线上同步发行适配于电子书阅读器的电子版图书，由此可见电子书阅读器的普及度之高[4]。根据亚马逊公司的财务报表显示，2020年亚马逊公司生产的Kindle阅读器的年销售额已经逼近惊人的100亿美元，而其配套电子书商城的年销售额也正式突破十亿美元，商城年下载量也达到了数亿次[5]。这些数据都证明了电子墨水屏阅读器的受欢迎程度。

2.2电子墨水屏的基本技术原理

电子墨水屏幕的核心组件是电子墨水，它是电子墨水屏幕能够显示文字与图形的核心。电子墨水的性状与日常印刷所使用的墨水十分相似，都是由黑色颜料制成的液体状物质，因此电子墨水屏的显示效果才可以做到与传统纸张十分相似。电子墨水屏的基本构造是由两层薄膜将电子墨水充满其中制成的薄膜状显示屏，两层薄膜之间充斥大量的微囊，这些微囊的尺寸通常与人类头发的尺寸相当[6]。与普通墨水最大的不同的是，电子墨水屏中间的微囊中的黑白小球均事先加入了不同电荷的色素颗粒。电子墨水屏在原始状态下，微囊中的色素颗粒全部均匀的悬浮在微囊当中，此时电子墨水屏不会显示任何图案，而当需要电子墨水屏显示图案时，会对电子墨水屏施加一定方向的电场，使得微囊中的带电颗粒被推到薄膜顶部，导致微囊显示出不同的颜色，最终这些微囊排布就组成了所需显示的各种文字和图案[7]。

由此可见，电子墨水屏的显示原理与普通的电子显示屏有着本质的区别，其显示原理更为简单，显示效果接近于纸张，其显像的核心就是带点颗粒在电场作用下的电泳现象。随着近年来科技水平的进步，电子墨水屏中微囊的尺寸越来越小，墨水屏的显示效果也更加清晰，墨水屏设备的尺寸也更加小巧。

2.3电子墨水屏产品的多样化应用

当然，电子墨水屏除了在电子书领域的广泛应用，随着电子墨水屏技术的迭代，其显示凭借其省电和柔性的特点，其产品也逐渐多样化，目前的电子墨水屏早已可以显示灰度而非单纯的黑白显示，应用领域进一步拓展。例如2014 年 APEC 峰会期間俄罗斯总统普京作为国礼送给习近平总书记的墨水屏手机YotaPhone（图2-1）以及可以变换图案的手机保护壳Inkcase（图2-2）都给人了耳目一新的感觉，此外还有当前随处可见的电子墨水屏广告牌，这些产品的问世和逐步普及都预示着电子墨水屏在未来的更多可能性。

2020年3月，国内电子书龙头科大讯飞发布了两款搭载有彩色电子墨水屏的千元级电子书阅读器，开创了业界先河，尽管色彩的显示细腻度还有待提升，但也为电子墨水屏的未来开启了无限的可能性。

三、电子墨水屏在物流仓储行业的应用

3.1电子墨水屏在现代物流仓储中的应用

前文已经述及，物流仓储是现代物流中非常重要的一个环节，货品的物流运输的一般流程并非从发货人到收货人的点对点直线运输，而是需要经历发货人—发货人所在地集散中心—公路/航空/水路运输—收货人所在地集散中心—收货人所在区域次级集散中心—收货人这一流程（图3-1）[9]，其中的集散中心也就是物流仓储中心，由此可见物流仓储中心的重要性。

在货品到达收货地的物流仓储中心中后，货品分拣人员需要首先对所到货品的数量进行核对，随后对这些货品按照种类进行分类，最后按照收货地所处的行政区或街道等进行第二次分类之后暂时放置于物流仓储中心的货架上。因此，物流中心的所有货架都必须按照收货地、物品品类等原则进行详细的标识，以便于分拣人员进行识别并存放分拣过后的货品。

货品分拣并最终放置在正确的货架上面这一分拣流程的管理是物流仓储中心内很重要的一环，直接决定了货物最终配送的准确度和准时性，也是物流仓储中心的核心工作内容。目前我国除了极少部分的物流仓储中心能够实现全自动分拣意外，大部分物流中心还是通过在每个货架上做物料卡、贴打印标签甚至是编号与点检表格搭配的方式来进行管理的，这样的传统做法具有诸多弊端。第一，手写或打印的物料卡和标签需要经过人工输入和人工张贴两个人工流程，极大的增加了差错的发生率。第二，由于打印卡片的材质多为纸张，其上文字很容易收到污染或是损坏，一旦造成显示不清或阅读错误便会导致货物被错误分拣，造成后续运输的一系列麻烦。第三，物流仓储中心通常占地面积很大，当有货物出入库作业时，这样的信息登记方式导致工作人员需要时刻来回跑动做信息标识与更改工作，造成人力浪费的同时也具有不小的安全隐患[10]。

综上所述，在如今物流总量连年攀升的背景下，物流仓储中心传统的货架管理标识方式已然落伍。经过一些现代物流中心的尝试，实践证明采用电子墨水屏代替传统的标签、点检表等形式具有诸多优势，这也是当前电子墨水屏在现代物流仓储中心中最为重要的应用。

3.2电子墨水屏在物流仓储的应用优势

3.1.1构造简单、廉价耐用

前文已经述及，电子墨水屏的现象原理较电子显示屏而言简单很多，不需要发光二极管的高密度阵列，只需要微囊、墨水和屏幕薄膜的组合即可完成。因此电子墨水屏相较于普通的电子显示屏来讲首先必然更加便宜。据统计，一座一线城市的市级现代物流仓储中心一天的货品吞吐量甚至可以达到百万件之多，这些货品需要的货架数量数以万计，而一般而言每一个货架分为三到四层，每层需要两个标签，标签总计需求量就会达到十万级别，如此大的需求量如果成本过高的话对于物流仓储中心的经营者来讲也是难以承受的。此外，结构原理简单的电子墨水屏在使用年限方面也会更加持久[10]。普通电子显示屏以发光二极管为基本结构，其寿命本身就有限，而当用于仓储中心的显示时又需要保持持续不断的发光，寿命将会再打折扣。而这一问题对于电子墨水屏而言并不存在，因为电子墨水屏在施加电场显示图象后便可以完全切断电源供应，理论上可以保持图像数年之久，期间完全不会发生结构和墨水的损耗。综上，电子墨水屏做物流仓储中心的货架标签相较于电子显示屏可以大大节省设备采购和使用成本[11]。

3.1.2安装方便、显示可靠

上一段落中已经提到，现代物流仓储中心中标签显示屏的需求量十分巨大，而普通的电子显示屏由于需要持续的供电，因此通常需要提供电源，而大规模的电源供应不仅在前期施工设计阶段需要消耗大量的成本，明露的电源线还会给过往的工作人员进行货品分拣整理带来极大的困扰。此外，另一个非常大的隐患在于电子显示屏由于需要持续的电力供应，一旦仓库中出现供电电源故障或停电的状况，就会立刻导致显示屏无法显示任何信息，造成分拣工作的停滞甚至是整个物流系统的瘫痪，后果不堪设想。为了避免这样的情况发生，一些采用电子小视屏的仓储中心只得同时再使用传统的标签方式进行货架标识或设置备用电源或电池，造成系统的累赘。但电子墨水屏的显示原理可以很好的规避这一风险，其显示原理决定了电子墨水屏只需要在成像之初消耗电力，后续可以在没有电源的状态下长久显示，因此电子墨水显示屏通常只需要安装一颗电池就可以正常工作数月乃至数年，完全解决了电力供应的困扰[12]。

3.1.3保护视力、节约能源

在前面两个段落的叙述中已经阐述过电子墨水显示屏与普通电子显示屏的优势。但在发明之初，电子墨水显示屏就是凭借其不伤眼的特性得到了市场的认可，因此不得不提其接近纸张的显示效果对人体视力的保护作用。除此之外，电子墨水屏的另一个优势就是节能能源。前文已经提到，电子墨水屏的图像显示只需要在最初施加电场的过程中消耗电能，后续显示为单纯的物理过程，不消耗任何电能，这对于显示屏需求数以万计的现代仓储物流中心来讲也是一项不小的成本开支。同时，电子墨水屏的使用也省去了使用过程中很多的设备维护、调试工作，节省了人工成本[13]。当然，电子墨水屏的使用也相应了当前国家对于物流行业节能减排的号召，可谓一举多得。

四、电子墨水屏在物流仓储行业的应用发展趋势

4.1生产成本与显示质量进一步优化

电子墨水屏的结构核心就是墨水和微囊，其中墨水就是常规的染色剂墨水，目前并没有技术突破点，但电子墨水显示屏单个微囊的尺寸一直在不断优化，这个微囊的尺寸可以与电子显示屏单个发光管的尺寸進行类比，微囊尺寸越小，同样尺寸显示器中的微囊密度就越高，图像显示的细腻程度就越高，因此随着如今纳米技术的不断发展，未来电子墨水显示屏微囊的尺寸也必将越来越小，显示效果越来越细腻。与此同时，随着工业生产智能化、自动化的进一步推进，电子墨水屏的生产效率必将进一步提升，解决导致当前电子墨水屏价格居高不下的低产量问题[12]。

同时，电子墨水屏的刷新率也会实现大提升。前文已经述及，电子墨水屏的显示原理是通过对其中需要显示的微囊施加电场，使其中的带电墨水运动至薄膜表面，完成着色。这一过程显示屏的运算单元需要首先对所需要显示的图像按照屏幕微囊密度进行栅格化处理，随后将命令传达至每一处微囊，等待电场作用最终完成图像显示。相较于电子显示屏的光信号传播，电子墨水屏的显像过程步骤运算复杂，速度慢，导致了电子墨水屏的刷新率往往偏低，这也是早期电子阅读器的阅读体验饱受诟病的主要因素之一。但是，随着如今电子芯片运算能力的提升和生产成本的下降，加之电泳技术的革新，未来电子墨水屏的刷新率完全可以达到和电子显示屏相当的级别[14]。

4.2应用广度与深度的进一步强化

目前，电子墨水屏在现代物流仓储货运中心的应用几乎全部集中在物流货架标签显示这个单一领域上，未来随着电子墨水显示屏技术更新，电子墨水屏在仓储中心内的应用区域和应用方式还将进一步拓展。

应用深度方面，随着电子墨水屏技术的发展，彩色电子墨水屏和可手写电子墨水屏已经正式进入市场，赋予现代物流仓储行业更多的使用可能性。例如使用彩色电子墨水屏通过不同颜色来对货品的区域进行直观的划分，提高分拣和识别效率。再例如在显示标签的墨水屏旁边增加可手写的电子墨水屏供分拣人员在分拣或核对货物时进行标记，提高工作效率[12]。

应用广度方面，在国家加大对物流行业节能减排要求的时代背景下，随着彩色电子墨水屏的出现和发展，未来物流仓储中心内大面积使用电子墨水屏替代原有的用于显示物流信息的电子显示屏已然成为大势所趋[3]。甚至在物流配送车、广告牌等宣传性质的位置放置电子墨水屏，节能频繁更换带来的损耗，实现成本降低。

4.3电子墨水屏显示信息互联更加智能化

电子墨水屏与物流互联网和结合将是未来的一个重要趋势。速度和准确度是当今物流行业的生命，为此一些大型龙头物流企业的物流中心已经开始全面进行物流中心的网络搭建，使用电子计算机强大的计算能力进行货品的分拣与调度[13]。在这样的趋势下，货架的电子墨水屏标签也势必需要与物流中心的互联网系统进行连接与交流，通过在电子墨水屏中植入接受信息的无线接收器，在物联网工业标签替代纸质标签显示信息的同时，实现显示屏与信息系统无缝对接，通过物联网工业电子标签，生产环节中的物料信息直接与企业信息管理系统交互。同步更新修改货架标签管理信息，简单便捷，提升工作效率、降低人工成本以及人为出错概率。

五、总结

电子墨水屏的发明开辟了电子显示屏领域的新时代，这一看似在“开倒车”的发明凭借其工作原理方面的特点充分扬长避短，在眾多特定的应用场景下展现出了普通发光二极管电子显示屏永远无法匹敌的优势。

现代物流仓储是物流行业中非常重要的一个环节，而货品分拣、分类整理又是物流运输中的核心步骤，直接决定了物流货品运输的准确率和准时率。在现代物流仓储中心的分拣货架上使用电子墨水屏代替传统的打印标签等形式可以大大提升分拣效率和准准率，相比于普通电子显示屏具有廉价耐用、显示可靠以及节约能源三大优势，是现代物流仓储中心货架标签显示的首选产品。

如今，在国家推进物流行业节能减排的大背景下，随着未来电子墨水屏技术的进一步发展，电子墨水屏在物流仓储行业应用的广度和深度正在不断深化，并将通过与物流仓储中心互联网络的连接发挥出更大的价值。

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