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视觉和RFID:你跟踪库存的眼睛和耳朵

今天的信息系统迫切需要知道供应链上下发生了什么。

他们需要大量的数据来完成传递信息的工作,以便链中的每个操作都能顺利地满足需求。然而,这些系统的好坏取决于它们收集的数据。为了确保大量数据的准确性,越来越多的公司正在使用视觉传感器和射频识别(RFID)自动化这一过程。

这些自动识别技术的速度和准确性对医疗供应商尤其重要,比如加州卡尔斯巴德(Carlsbad)的隐形眼镜制造商synergy geyes Inc.。该公司成立于2001年,生产的混合隐形眼镜既具有软性隐形眼镜的舒适性,又具有刚性隐形眼镜的高清效果。由于光学器件的大量变化,公司必须跟踪数万个库存单位(sku)。

随着公司的发展,旧的手工打印和读取标签的方法变得太麻烦了。“我们通常每天生产数百个不同的sku,所以出错的可能性非常高,”制造和研发副总裁乔·柯林斯(Joe Collins)解释道。“我们不得不花大量时间检查每个(镜片)小瓶,以确保我们有正确的标签。即使在我们公司规模小得多的时候,这个过程也很难管理。”

自动化是必要的,以防止任何可能损害客户信心并导致昂贵的召回的错误标签。考虑到标签的数量和必须保留在镜片上的信息种类,最具成本效益的解决方案是4毫米平方的数据矩阵条形码。代码中的30到40个字符包括批号、有效期,以及5到7个光学参数,如功率和直径,这取决于镜头。

由于检查是在洁净室进行的,因此synergy geyes应用了两个条形码标签,一个是临时的,一个是永久的。在检查后的洁净室中,立即将严格实用的临时标签贴在装有镜片和一些溶液的小瓶的瓶盖上。在离开洁净室后,一个包含人类可读文字的更美观的永久标签被打印并贴在小瓶上。然后小瓶被收缩包装。

在旧的贴标方法中,一托盘的小瓶会交给操作员,操作员会阅读瓶盖上临时标签上的微小字符,将它们输入标签系统,打印永久标签,然后手工涂抹。然后检查人员将验证两个标签是否匹配。

现在,由加州欧文的code-in-motion LLC公司设计的基于机器视觉的标签系统可以自动完成这项繁琐的任务。马萨诸塞州康耐视公司(Cognex Corp.)生产的视觉传感器。,读取瓶盖上的条形码。系统解析条形码中的值以确定内容,创建打印文件,并将其发送到高分辨率热转印打印机。当永久标签从打印机上取出时,第二个康耐视摄像头会检查上面的人类可读信息和条形码信息。好的标签贴在小瓶上,不好的就会被丢弃。只有贴有良好标签的小瓶才会被收缩包装。

柯林斯报告说:“这个自动化系统将我们产品的标签成本降低了90%以上。”“更棒的是,自从我们开始使用自动化系统以来,我们没有出现过一次标签错误。”

当贴有标签的小瓶进入仓库时,那里的操作员用康耐视DataMan扫描仪扫描包装上的条形码,然后将小瓶放入一个存储传送带中。当医疗从业人员在现场订购镜片时,客户服务代表将处方输入库存管理系统,以查找是否有库存。如果是,订单会自动送到仓库。旋转传送带可以移动,这样操作员就可以取出小瓶并扫描它,以验证它确实是正确的镜片,并记录出货情况。

视觉多才多艺

正如synnergeyes的经验所证明的那样,尽管五年前沃尔玛和其他零售商开始要求他们的供应商使用RFID,条形码仍然是一种可行的自动识别技术。原因之一是几十年来条形码技术的巨大安装基础势头强劲。

另一个原因是经济和技术的结合。伊利诺伊州绍姆堡市自动化供应商欧姆龙电子有限责任公司视觉和自动识别产品营销经理汤姆·卡恩解释说:“条形码每个标签的成本不到一分钱。”另一方面,RFID标签要贵几个数量级。RFID嵌体的价格不到一美元,包含它们的标签价格大约在一美元左右。然而,在工业中使用的标签必须被封装,以承受它们在工作环境中遭受的任何滥用。“这些标签通常在8美元左右,最高可达100美元,这取决于它们的加固程度。”

“在可预见的未来,条形码的成本将更低,”华盛顿州埃弗雷特市Intermec技术公司RFID业务战略总监克里斯·凯利(Chris Kelley)预测。总部位于美国的条形码和RFID技术制造商。“条形码技术也取得了进步,无论是在一个小空间内装入更多数据的2D符号,还是在读取这些数据的扫描仪上。”尽管这些符号可以比传统的线性码编码更多的信息,但它们仍然比RFID标签存储的信息少。

对于这些2D条形码的扩散,其他重要的进步包括用于读取它们的机器视觉技术的发展。位于俄亥俄州特温斯堡的倍加富公司智能系统经理赫尔格·霍尼斯说:“视觉系统过去很复杂,相机要连接到大功率(至少在当时是这样)计算机的帧捕捉板上。”“这既昂贵又复杂。”

另一方面,今天的视觉技术利用了更小、更便宜、更强大的摄像头和电子设备。其中一个结果是一种独立的智能传感器,比以前的系统更容易使用和安装。Hornis说:“这种视觉传感器的价格约为1000美元,而老式的多组件解决方案的价格可能远远超过1万美元。”

更强的购买力转化为更强的能力,比如增强特征识别的复杂算法,以及与Profinet、以太网和其他工业网络的连接。位于佐治亚州阿尔法雷塔的西门子能源和自动化公司的RFID业务经理Ed Housler指出:“在工厂车间连接设备变得非常容易。”“对于跟踪和追踪来说,这意味着你可以用同样甚至更少的钱安装更多的传感器。这样你就能更清楚地看到工厂里正在发生的事情。”

最新一代的视觉系统比基于激光的同类产品更加灵活。这些系统不仅可以读取各种二维符号,还可以读取更传统的一维条形码。此外,它们还可以配置为读取由各种方法制成的永久标记:喷墨打印、激光划线、点喷和电解化学蚀刻。明尼阿波利斯供应商Sick公司的汽车行业经理Israel alguindiue指出:“这可以实现从摇篮到坟墓的可追溯性。”

他补充说,视觉系统可以将捕捉到的标记图像存档。倍加富的Hornis表示同意,并指出视觉系统是高度可配置的检测设备。因此,他们可以评估零件的特征,以及读取条形码。因此,在某些情况下,视觉系统可以同时存档标识符和被检查特征的图像。

克服的局限性

尽管视觉有很多优点,但它也有一些重要的局限性,其中之一就是需要看到代码。例如,视觉系统无法读取在制造或处理过程中损坏的标签或标记。镜头必须对焦,并有足够的景深,以产生清晰、清晰的图像。照明也是一个重要的考虑因素。“需要仔细考虑照明,以确保代码和背景之间产生适当的对比,”Sick的alguindiue说。

RFID是这些视觉可读性问题的解决方案之一。欧姆龙RFID部门战略业务经理萨尔•斯卡菲迪表示:“你不必担心天线的对准问题,因为天线的范围通常要宽得多。“你不会受到相同的环境条件的影响,比如灰尘或其他可能阻碍视线或破坏代码的现象。”然而,他指出,RFID还会受到其他环境的挑战,比如电磁干扰、潮湿和接近金属。

然而,这两种技术都有解决可读性问题的方法。例如,各种封装技术可以解决许多RFID问题。弗吉尼亚州莱斯顿的World Kitchen LLC公司的工程人员在向马里兰州哥伦比亚的供应链系统集成商Peak Technologies Inc.寻求帮助以提高条形码的可读性时,学会了一些克服视力问题的方法。主要零售商向烘焙用具、餐具和相关家政用品的制造商收取每一个难以辨认的标签3美元的费用。因为这个占地85万平方英尺的工厂每月要打印50万个条形码标签,即使是一小部分有缺陷的标签也会在短时间内侵蚀利润。

这些问题包括热量和水,导致标签从盒子上脱落。这些代码也很容易弄脏,或者太不一致而无法读取。第一个问题的解决方案是亚克力标签。与该公司一直使用的胶粘标签不同,这些标签可以经受水和热的考验。因为它们也具有抗污性,所以当它们与输送机摩擦时,它们不太可能被涂抹。

匹克的工程师通过指定更好的打印机来检查自己的作品,解决了标签模糊和模糊的问题。当标签从打印机上拿出来时,激光阅读器会根据匹克公司设计的a -to- e评估方案对代码的质量进行评分。由于大多数主要零售商要求B级或更高的质量,新打印机重新印制低于B级的标签。世界厨房的三级系统管理员特里·摩尔(Terry Moore)说:“一般来说,现在的标签都是a。”

由于零售商越来越多地使用RFID标签,新打印机的组合包括一些可以升级处理RFID标签的打印机。摩尔说:“重要的是,我们的打印机是可升级的,这样我们就可以满足零售商的需求,而不必花额外的钱去购买所有的新打印机。”

调入标签

其他制造公司正在进行一种不同的、更具战略性的规划,以适应零售商的需求。因为他们无论如何都必须在他们的货物上安装RFID标签,他们决定他们也可以在自己的过程中寻找使用标签的方法来产生某种回报,并收回一部分投资。

Peak Technology解决方案总监卡尔文•费德勒(Calvin Fidler)表示:“这是过去两年我们在RFID领域看到最多的活动。”“制造商们并没有那么多的新活动,他们只是试图满足沃尔玛、塔吉特和百思买的要求。最初的热潮已经平息下来。”

总部位于康涅狄格州斯坦福德的普渡制药有限公司(Purdue pharma LP)是寻求回报的新制造商之一。负责商业系统的信息官员查克•纳尔迪(Chuck Nardi)表示:“我们想要打破‘一拍即发’的心态,即在瓶子上贴上身份标签,然后把它们运走,以遵守规定。”“我们认为这是一个机会,可以更广泛地看待RFID以及我们可以从中获得的价值。”

由于普渡制药生产麻醉性镇痛药,如奥施康定(OxyContin),这是一种受管制的药物,安全性对其业务至关重要。出于这个原因,以及为了提高效率,该公司决定使用来自德国华尔道夫SAP AG的物品序列化和自动识别平台,在物品级别跟踪和跟踪其产品,而不是在托盘或箱子级别。

普渡制药位于北卡罗来纳州威尔逊的工厂也使用来自新泽西州克兰伯里的Systech International公司的系列化产品跟踪应用程序,为每个包装提供唯一的序列号。该应用程序还聚合案例并提供到SAP软件的接口。

高速包装线将RFID标签贴在每个包装上。当商品被装入纸箱时,阅读器会收集每个商品的唯一电子产品代码(EPCs)。另一组阅读器在包装好的纸箱进入仓库存储时,以及当它们被运送到客户手中时,再次记录代码。在包装阶段捕获EPCs并将其与交付确认联系起来提供了一种最大限度地减少盗窃和无意转移的方法。

除了序列化,支持这种跟踪的技术还包括最新一代的扫描器。更快的处理器和其他电子设备使得今天的RFID扫描仪可以在5毫秒内读取单个标签,在50毫秒内写入一个标签。这样的速度允许RFID在标签通过高速生产线时收集和传递信息。它们还允许在给定的时间内进行更多的扫描,这提高了大量标签的读取速率。欧姆龙的斯卡菲迪解释说:“每次扫描时,你都能读取上次扫描时没有读到的标签。

RFID的另一个推动者是标准。例如,去年由RFID标准组织EPCglobal Inc.颁布的EPCIS(电子产品代码信息服务)正在简化跨组织边界的RFID数据交换。第二代无源RFID标签标准(Gen2)也在超高频(UHF)波段的读取速率方面创造了奇迹。

戴姆勒公司(Daimler AG)在德国斯图加特(Stuttgart)的一家工厂产生了惊人的效果。在将RFID集成到看板系统的早期阶段,SAP在变速箱生产中试点安装了Gen1标签。“读取率从60%到70%不等,”SAP RFID业务开发总监Tobias Goetz回忆道。当工程师们切换到新的Gen2标签时,读取率立即跃升至99%。
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