Фактори при избора на индустриален баркод четец

• Решенията за индустриална идентификация не са просто инструмент, а своеобразен портал, през който физическите обекти навлизат в дигиталната екосистема
  
  
• Устройствата за разчитане на индустриални кодове следва да функционират безотказно при агресивни условия и големи натоварвания
  
  
• Изборът на оптимално решение не е просто покупка на хардуер, а инвестиция в стратегически бизнес актив

В епохата на Industry 4.0 данните са критичен ресурс за постигане на оперативна ефективност. Ето защо за предприятията в производството и логистиката решенията за индустриална идентификация не са просто инструмент, а своеобразен портал, през който физическите обекти – компоненти, изделия и складови единици, навлизат в дигиталната екосистема.

За разлика от баркод четците в търговията, устройствата за разчитане на индустриални кодове следва да функционират безотказно при агресивни условия и големи натоварвания. Същевременно те трябва да демонстрират висока скорост и прецизност при декодирането на разнообразни символики, нерядко с влошено качество вследствие на неблагоприятните среди.

Изборът на оптимално решение не е просто покупка на хардуер, а инвестиция в стратегически бизнес актив. Тя изисква анализ на множество фактори, свързани както с използваната технология и техническите характеристики на системата, така и със спецификите на приложението, работните условия и възможностите за интеграция.

Технологии за маркиране и декодиране, материали и тип на символиките

Експертите препоръчват преди покупка да се проучат необходимата технология за декодиране, както и типът на символиките, които ще бъдат разчитани. За конвенционални 1D баркодове (като UPC/EAN) до неотдавна предпочитани бяха лазерните четци, които се отличават с голям обхват на сканиране и добро съотношение между цена и качество. Работата им се ограничава до едноизмерни символики, като при лошо отпечатани или повредени баркодове ефективността им драстично спада. По тази причина все по-масово биват замествани от т. нар. “image-based” четци с обработка на изображения.

При 2D маркировките като индустриален стандарт са се наложили двудименсионните (area-imaging) четци със сензори за машинно зрение или камери с различна резолюция. Те заснемат кода и го анализират, като могат да разчитат 1D, 2D (QR, DataMatrix, PDF417 и др.) кодове и директни маркировки (DPM). Такива се използват широко в автомобилната и авиокосмическата индустрия, електрониката и фармацевтичната промишленост. Добре е да се отчитат не само настоящите, но и бъдещите потребности на предприятието. Пример е потенциален преход от 1D към 2D кодове, които съхраняват много повече данни – партидни или серийни номера, срокове на годност и т. н., в по-малък физически отпечатък.

Изборът на система за индустриална идентификация следва да бъде съобразен и с типа на използваната технология за маркиране. Сред най-разпространените методи са печатът на кодове върху етикети (термодиректен, термотрансферен), както и директният печат върху продукта или опаковката чрез мастиленоструйни и лазерни технологии. При приложения с повишени изисквания за издръжливост широко се използва и директното маркиране на части и изделия (DPM) – лазерно гравиране, иглено маркиране (dot peen) и др. От важно значение са и свойствата на материала на етикета или повърхността, върху която се нанася маркировката. Популярни варианти са: хартия, картон, пластмаса, стъкло, метал, текстил, композити и т. н. От текстурата и отразителната способност на повърхността, качеството на печата и вариациите в дълбочината на маркиране зависят контрастът, четимостта и устойчивостта на кода. В този контекст изборът на система за идентификация, включително конкретните параметри по отношение на оптиката, осветяването, разделителната способност и алгоритмите за декодиране, следва стриктно да се съобрази с конкретния тип символика и материал.

В индустрията често се налага както разчитане на маркировки върху миниатюрни компоненти, така и на палетни етикети, издигнати на огромна височина върху складовите стелажи, а също и на множество кодове в рамките на една логистична единица (кашон/палет). За да се осигури оптимална ефективност, е необходим обстоен анализ на полезрението (Field of View, FoV) на системата и разстоянието на разчитане, както и избор на подходящ обектив и осветление.

Специфики на приложението

За приложения, в които приоритети са гъвкавостта и мобилността, отличен избор са преносимите баркод устройства. А за автономно обслужване на високоскоростни конвейери стандарт са прецизните системи за фиксиран монтаж. Стационарните четци могат да се интегрират директно с PLC платформата на линията, за да задействат отделянето и извеждането от потока на обектите с липсващ или нечетим код.

В големи складове и производства често се залага на комбинация от преносими четци и фиксирани системи за автоматизирана (hands-free) идентификация. Иновативна опция при необходимост и двете ръце на оператора да са свободни са носимите устройства, които се поставят на пръста или китката.
Важни фактори при преносимите устройства, често предпочитани в складовата дейност и логистиката, са дизайнът (включително теглото и формата) и ергономията (основно захватът на дръжката, бутоните и/или клавиатурата). Те трябва да са стриктно съобразени с характера на работния процес и да не създават предпоставки за умора и натоварване на служителите при повторяеми действия.

Характеристики на системата

Издръжливостта на тежки експлоатационни условия е основна отличителна характеристика на четците за индустриални кодове. Необходимо е те да разполагат с прецизно уплътнен корпус и висока степен на защита срещу влага, замърсявания и прах. В промишлеността тези устройства често се налага да работят и при екстремни температури, смущения, вибрации, риск от контакт с масла, химикали или водни струи. За голяма част от приложенията подходящият клас на защита е IP65, като в редица специфични сценарии се залага на IP67 или IP68.

При преносимите четци ключов фактор е батерията. Необходимо е тя да издържа поне една цяла смяна на оператора, за да не се налага прекъсване за зареждане. Предимства осигуряват системите с режим на бързо зареждане, при които в рамките дори на една кратка 15-минутна почивка устройството може да достигне 50% заряд. Рентабилна инвестиция са интелигентните батерии, които дават информация за статуса и оставащия живот, за да се избегне отказ на четеца по време на работа. Батериите на преносимите устройства, предназначени за стандартна работна среда, не биха издържали на дълго използване в хладилна или фризерна стая с температури от порядъка на -30°C. На пазара се предлагат специални “Cold Chain” модели с интегрирани нагреватели и специален тип батерийни клетки.

Четците за индустриални кодове следва да са устойчиви още на изпускане или падане от голяма височина, а наличието на дисплей предполага целенасочени мерки от страна на производителя за неговото предпазване от спукване или счупване. Редица брандове предлагат специални серии, подходящи за работа с ръкавици, или с екрани, позволяващи лесно разчитане и при влошено осветяване или запрашаване на стъклото.
Ключова иновация при системите от висок клас е “liquid-lens” технологията за автофокус (с течна оптика), при която фокусирането не изисква механично движение.

Това елиминира износването и вибрациите и гарантира висока надеждност и прецизност. Огромно предимство е бързината в промяната на фокуса, която отговаря на изискванията на високоскоростните производствени линии в модерните фабрики.
Макар един четец от промишлен клас типично да струва доста повече от такъв за търговски приложения, експлоатационният му живот е значително по-дълъг (средно около три пъти), а високата надеждност и издръжливост носят множество ползи в дългосрочен план. Освен цената за придобиване, разбира се, е важно да се вземат предвид и общите разходи за притежание (TCO), както и това дали производителят или интеграторът предлагат следпродажбена поддръжка и гаранция.

Свързаност и интеграция

Четците за индустриални кодове не бива да се разглеждат като отделни устройства, а като ключов елемент от практиките за идентификация и проследимост в предприятието, който следва да бъде безпроблемно интегриран в съществуващата технологична екосистема. Данните, снети от устройството, носят реална бизнес стойност, само ако достигнат навреме до ERP, WMS или MOM/MES платформата. Ето защо при селектиране на подходящо решение възможностите за свързаност са ключови.

Дали избраният модел ще бъде с кабелна връзка или безжичен зависи от това дали ще се използва в стационарен режим на операторска станция или ще бъде носен от служителя из целия цех или склад. Wi-Fi технологията е стандартна опция при преносимите четци за търговски и офис приложения, а в производството и логистиката често се залага на индустриален Bluetooth (Class 1), който поддържа надеждна свързаност на разстояние до 100 m от базовата станция при пряка видимост.

Важно условие за успешно внедряване е интерфейсната съвместимост със съществуващата инфраструктура – чрез USB, серийна RS-232 връзка или промишлени протоколи като EtherNet/IP и PROFINET за PLC интеграция с производствената линия.
Що се отнася до софтуера/фърмуера, важно преимущество (особено в големи предприятия) е платформата да позволява дистанционно конфигуриране и актуализиране на голям брой четци наведнъж вместо ръчна настройка на всяко устройство поотделно, която би коствала ценно време.

Интелигентна функционалност

Декодирането в индустрията бързо еволюира от стандартно разчитане на носители на данни до интелигентна идентификация. Съществена роля за това имат технологии като изкуствения интелект, машинното и дълбокото самообучение и периферните изчисления (edge computing). Те опосредстват прехода от т. нар. базирана на правила (rule-based) обработка на заснетите от сензорите за машинно зрение изображения към адаптивно декодиране. Така системата може динамично да се самообучава, да разпознава и класифицира различни типове баркодове и маркировки, да компенсира дефекти, замърсяване и вариации в качеството, осветяването и фоновата среда.

Четците за кодове от последно поколение позволяват бърза и лесна настройка и разполагат с възможности за изключително гъвкава и интуитивна работа. Предимство са браузър базираните интерфейси за опростено конфигуриране, предварително дефинираните режими за специфични приложения и функциите за отдалечен мониторинг, управление и диагностика, особено полезни при стационарните системи за идентификация. Все по-търсени са AI базираните и т. нар. plug-and-play решения, които в рамките на минути след разопаковане и кратко обучение на платформата за изкуствен интелект са практически готови да започнат работа.