電子行業(yè)基于RFID技術(shù)和二維碼的應(yīng)用

　德國安貝格生產(chǎn)基地被譽(yù)為西門子集團(tuán)王冠上的寶石——多年來，工廠內(nèi)超過1000名的員工生產(chǎn)了為數(shù)眾多的SIMATIC S7控制器家族的模塊。

　　生產(chǎn)工程師最主要的目標(biāo)是產(chǎn)品的質(zhì)量。畢竟，SIMATIC系列部件在全世界范圍內(nèi)被用于工廠內(nèi)的生產(chǎn)流程控制，設(shè)備故障將導(dǎo)致停產(chǎn)及相當(dāng)可觀的損失。同時(shí)，安貝格基地必須以最大的效率運(yùn)行，以在世界范圍內(nèi)保持競爭力。這在目前SIMATIC為滿足不同應(yīng)用而衍生出大量不同系列產(chǎn)品的情況下變得更為困難。需要完成的任務(wù)是：在生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量及品種經(jīng)常變化的情況下，也能通過一種合理的生產(chǎn)流程安排，達(dá)到經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目的。解決方案在于生產(chǎn)流程能完全適應(yīng)產(chǎn)品的變化。

　　柔性化生產(chǎn)線中，每一臺機(jī)器及每個(gè)工位都能處理大量不同的產(chǎn)品。前道工序中的電路板組裝設(shè)備能針對不同類型產(chǎn)品靈活地設(shè)定不同步驟。在包裝工位，每個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品所包含的附件，比如電纜、說明書、光盤等，被顯示于監(jiān)視器中，并且當(dāng)它們被移出存儲箱時(shí)也會(huì)被檢測。

　　二維碼是實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　為了控制如此復(fù)雜的系統(tǒng)，在每個(gè)生產(chǎn)步驟中必須識別每個(gè)產(chǎn)品。出于效率原因，識別必須自動(dòng)地執(zhí)行。為了達(dá)到這個(gè)目的，電子生產(chǎn)車間首先依賴于光學(xué)讀碼系統(tǒng)。每個(gè)部件，包括半成品和成品，都被賦予一個(gè)獨(dú)特的不重復(fù)的編碼。通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫能實(shí)時(shí)地給每個(gè)單獨(dú)的工作站提供所需要的信息。除了實(shí)際的生產(chǎn)信息，例如產(chǎn)品的部件列表等，該數(shù)據(jù)還包括擴(kuò)展的測試規(guī)格及質(zhì)量數(shù)據(jù)參考值。編碼數(shù)據(jù)被噴墨打印機(jī)打印在不干膠標(biāo)簽，貼在物品表面或通過激光打標(biāo)設(shè)備直接刻印在物品表面。在收貨部門，每個(gè)從供應(yīng)商處提供的部件都被分配了一個(gè)工廠內(nèi)部獨(dú)特的編碼。采用內(nèi)部編碼方式更簡便，同時(shí)可更方便地達(dá)成目標(biāo)。

　　相比于慣用的一維條碼方案，該規(guī)則采用了二維碼（Data Matrix）方式。二維碼具有更高的數(shù)據(jù)密度、更強(qiáng)的容錯(cuò)能力及更小的打印面積。舉例而言，對最小的模塊如連接件及電路板，都可實(shí)現(xiàn)打碼。另一個(gè)優(yōu)勢是，由于二維碼比同數(shù)據(jù)量的一維碼的面積明顯更小，通過激光打碼實(shí)現(xiàn)的速度可以更快。因此，每個(gè)產(chǎn)品的打標(biāo)時(shí)間可以降低到2.5秒，這對提高電子產(chǎn)品生產(chǎn)效率意義顯著。

　　除了應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)控制，每個(gè)產(chǎn)品的大量質(zhì)量數(shù)據(jù)也能通過編碼收集。對于每個(gè)出廠的產(chǎn)品，相關(guān)人員都可以獲得諸如供應(yīng)商部件信息、測量結(jié)果及更多相關(guān)信息。這些索引數(shù)據(jù)信息對安全部件特別重要，在對產(chǎn)品質(zhì)疑時(shí)能夠提供產(chǎn)品無差錯(cuò)證明。另外，數(shù)據(jù)的收集還有助于優(yōu)化質(zhì)量，因?yàn)槟承╁e(cuò)誤類型能在生產(chǎn)的早期被檢測到。

　　西門子固定式讀碼器MV420/MV440

　　為了讀取編碼， 生產(chǎn)廠使用了S I M AT I C MV440/420系列固定式讀碼系統(tǒng)。SIMATIC系列讀碼器設(shè)計(jì)緊湊，使得讀碼器能安裝在狹小的空間，緊靠輸送設(shè)備。同時(shí)具有強(qiáng)大的解碼能力，并且集成了多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，能和SIMATIC控制器無縫集成的特性使讀碼器部署簡便快速。

　　MV440/MV420技術(shù)及功能特性如下：

　　IP67的高防護(hù)等級及防震動(dòng)、耐沖擊適用于各種嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境；
每秒80畫面的高速解碼，適于高速應(yīng)用；
配合外部照明達(dá)到3米的遠(yuǎn)距離可靠解碼；
無需特殊軟件，基于網(wǎng)絡(luò)的各種診斷功能；
使用SIMATIC WinCC flexible/ WinCC方便地創(chuàng)建客戶界面；
包含以太網(wǎng)、PROFIBUS DP、PROFINET、RS232、數(shù)字輸入輸出等各類工業(yè)通訊總線。

　　RFID在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用

　　在普遍使用了光學(xué)讀碼的基礎(chǔ)上，RFID（無線射頻識別）技術(shù)在安貝格工廠日益得到應(yīng)用。RFID技術(shù)應(yīng)用在循環(huán)使用的物品上，如加工件托盤或焊料框等的識別上。使用RFID的優(yōu)勢在于：數(shù)據(jù)載體（標(biāo)簽）中的值可以按需更新，無線射頻芯片能被重復(fù)使用，幾乎沒有次數(shù)限制。

　　例如，在最終模塊組裝步驟中，部件列表被寫入加工件托盤上的RFID標(biāo)簽，在每個(gè)組裝工位，該數(shù)據(jù)能被自動(dòng)讀取。最終設(shè)備編號采用二維碼的形式通過激光打標(biāo)刻印在產(chǎn)品外殼上。

　　RFID也被使用在有多種模塊可選的焊接設(shè)備上。每個(gè)生產(chǎn)中需要用到的工裝夾具，都被安裝了RF300的標(biāo)簽。在夾具裝入的過程中，RFID讀寫器識別工裝夾具，將獲得的數(shù)據(jù)與生產(chǎn)程序中的數(shù)據(jù)做比較，用于避免使用錯(cuò)誤的工裝夾具。

　　在這里，特定的RFID數(shù)據(jù)標(biāo)簽具有耐高溫特性和防護(hù)等級，這保證了它在高溫環(huán)境及有清潔劑環(huán)境中可靠使用。目前，檢測設(shè)備只有少量的RFID應(yīng)用，但類似應(yīng)用也是質(zhì)量保證體系重要的組成部分。

　　RFID技術(shù)在電子行業(yè)的工廠中還有很大的應(yīng)用潛力，尤其是供應(yīng)鏈的自動(dòng)化管理，它代表了制造業(yè)的先進(jìn)方向。例如，利用RFID技術(shù)賦予工件唯一的身份，可以保證在制造和物流環(huán)節(jié)清楚地追蹤。位于德國萊比錫的西門子電話制造工廠已經(jīng)利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的追蹤。在制造工藝過程中，電子OEM廠商對收集數(shù)據(jù)和提供物料可追溯性的需求不斷增長，從記錄每批單板上的少數(shù)關(guān)鍵器件的批次代碼信息，到保證完整的物料和工藝可追溯性，如記錄每個(gè)單板或組件所涉及的所有元器件、化學(xué)品、工裝夾具等信息。RFID 技術(shù)必將發(fā)揮越來越重要的作用。