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利用二维码及无线射频识别技术追踪电子产品
作者:西门子(中国)
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读码器/RFID展厅
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德国安贝格生产基地被誉为西门子集团王冠上的宝石——多年来,工厂内超过1000名的员工生产了为数众多的SIMATIC S7控制器家族的模块。

生产工程师最主要的目标是产品的质量。毕竟,SIMATIC系列部件在全世界范围内被用于工厂内的生产流程控制,设备故障将导致停产及相当可观的损失。同时,安贝格基地必须以最大的效率运行,以在世界范围内保持竞争力。这在目前SIMATIC为满足不同应用而衍生出大量不同系列产品的情况下变得更为困难。需要完成的任务是:在生产产品数量及品种经常变化的情况下,也能通过一种合理的生产流程安排,达到经济生产的目的。解决方案在于生产流程能完全适应产品的变化。

柔性化生产线中,每一台机器及每个工位都能处理大量不同的产品。前道工序中的电路板组装设备能针对不同类型产品灵活地设定不同步骤。在包装工位,每个单独的产品所包含的附件,比如电缆、说明书、光盘等,被显示于监视器中,并且当它们被移出存储箱时也会被检测。

二维码是实现柔性生产的关键技术

为了控制如此复杂的系统,在每个生产步骤中必须识别每个产品。出于效率原因,识别必须自动地执行。为了达到这个目的,电子生产车间首先依赖于光学读码系统。每个部件,包括半成品和成品,都被赋予一个独特的不重复的编码。通过网络服务器,功能强大的数据库能实时地给每个单独的工作站提供所需要的信息。除了实际的生产信息,例如产品的部件列表等,该数据还包括扩展的测试规格及质量数据参考值。编码数据被喷墨打印机打印在不干胶标签,贴在物品表面或通过激光打标设备直接刻印在物品表面。在收货部门,每个从供应商处提供的部件都被分配了一个工厂内部独特的编码。采用内部编码方式更简便,同时可更方便地达成目标。

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相比于惯用的一维条码方案,该规则采用了二维码(Data Matrix)方式。二维码具有更高的数据密度、更强的容错能力及更小的打印面积。举例而言,对最小的模块如连接件及电路板,都可实现打码。另一个优势是,由于二维码比同数据量的一维码的面积明显更小,通过激光打码实现的速度可以更快。因此,每个产品的打标时间可以降低到2.5秒,这对提高电子产品生产效率意义显著。

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除了应用于实际生产控制,每个产品的大量质量数据也能通过编码收集。对于每个出厂的产品,相关人员都可以获得诸如供应商部件信息、测量结果及更多相关信息。这些索引数据信息对安全部件特别重要,在对产品质疑时能够提供产品无差错证明。另外,数据的收集还有助于优化质量,因为某些错误类型能在生产的早期被检测到。

西门子固定式读码器MV420/MV440

为了读取编码, 生产厂使用了S I M AT I C MV440/420系列固定式读码系统。SIMATIC系列读码器设计紧凑,使得读码器能安装在狭小的空间,紧靠输送设备。同时具有强大的解码能力,并且集成了多种工业标准数据接口,能和SIMATIC控制器无缝集成的特性使读码器部署简便快速。

MV440/MV420技术及功能特性如下:

● IP67的高防护等级及防震动、耐冲击适用于各种严酷的工业环境;
● 每秒80画面的高速解码,适于高速应用;
● 配合外部照明达到3米的远距离可靠解码;
● 无需特殊软件,基于网络的各种诊断功能;
● 使用SIMATIC WinCC flexible/ WinCC方便地创建客户界面;
● 包含以太网、PROFIBUS DP、PROFINET、RS232、数字输入输出等各类工业通讯总线。

RFID在供应链管理中的应用

在普遍使用了光学读码的基础上,RFID(无线射频识别)技术在安贝格工厂日益得到应用。RFID技术应用在循环使用的物品上,如加工件托盘或焊料框等的识别上。使用RFID的优势在于:数据载体(标签)中的值可以按需更新,无线射频芯片能被重复使用,几乎没有次数限制。

例如,在最终模块组装步骤中,部件列表被写入加工件托盘上的RFID标签,在每个组装工位,该数据能被自动读取。最终设备编号采用二维码的形式通过激光打标刻印在产品外壳上。

RFID也被使用在有多种模块可选的焊接设备上。每个生产中需要用到的工装夹具,都被安装了RF300的标签。在夹具装入的过程中,RFID读写器识别工装夹具,将获得的数据与生产程序中的数据做比较,用于避免使用错误的工装夹具。

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在这里,特定的RFID数据标签具有耐高温特性和防护等级,这保证了它在高温环境及有清洁剂环境中可靠使用。目前,检测设备只有少量的RFID应用,但类似应用也是质量保证体系重要的组成部分。

RFID技术在电子行业的工厂中还有很大的应用潜力,尤其是供应链的自动化管理,它代表了制造业的先进方向。例如,利用RFID技术赋予工件唯一的身份,可以保证在制造和物流环节清楚地追踪。位于德国莱比锡的西门子电话制造工厂已经利用RFID技术实现了产品的追踪。在制造工艺过程中,电子OEM厂商对收集数据和提供物料可追溯性的需求不断增长,从记录每批单板上的少数关键器件的批次代码信息,到保证完整的物料和工艺可追溯性,如记录每个单板或组件所涉及的所有元器件、化学品、工装夹具等信息。RFID 技术必将发挥越来越重要的作用。
文章内容仅供参考 (投稿) (11/13/2010)
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