Автоматизированная идентификация заказа в упаковочном производстве

Автоматизированная идентификация заказа в упаковочном производстве

С.В. Волосатова,

доцент кафедры АПП,

О.М. Михайлова,

к.т.н. доцент кафедры АПП

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) представляет собой комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Этот комплекс может иметь связь с автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

При этом одной из самых трудоемких операций является ввод в АСУ информации о состоянии реальных процессов в среде управления. Качество, достоверность и оперативность информации о реальных процессах, происходящих в системе, имеют решающее значение для эффективности работы АСУ. В связи с этим при разработке и внедрении АСУ особое внимание уделяется автоматизации процессов ввода информации.

В настоящее время наиболее распространен ручной ввод информации. Учетчица с блокнотом, проводящая перепись инвентаризационных бирок на складе сырья, или мастер цеха, заполняющий рапортички о выполненных сменных заданиях вручную вносит информацию в АСУ. При этом достоверность информации и оперативность ее получения существенно зависят от количества и квалификации персонала.

При полуавтоматическом вводе информации используются специальные технические средства, например, штрих-кодовые метки (идентификаторы). Однако неизменной остается необходимость ручных операций. Для считывания штрих-кода необходимо соответствующим образом расположить и поднести штрих-код к сканеру. Считывание информации далее происходит автоматически. Это позволяет

уменьшить количество ручных операций при вводе информации в АСУ, повысить ее достоверность и оперативность.

Потребность в системе автоматического ввода информации (системы автоматической идентификации) возникает тогда, когда для эффективного управления производственным процессом, складом, товарными запасами требуется получение достоверной информации об управляемом процессе в реальном масштабе времени.

Вопросы эффективности применения радиочастотных технологий (Radio Frequency Identification - RFID) для идентификации продукции в полиграфической отрасли рассматривались в работах [1-3]. Данная статья посвящена возможности нанесения RFID-меток на этапе изготовления упаковочной и этикеточной продукции.

Упаковочную продукцию можно разделить на три общие основные категории: транспортная тара, внутренняя упаковка и внешняя упаковка - а также на четыре маркетинговые или потребительские категории: массовая, высококачественная, специальная и целевая. Объем рынка производства упаковки и доли рынка, занимаемые различными способами печати, представлены в табл. 1 [7].

Таблица 1

Объем рынка производства упаковки и доли рынка, занимаемые различными способами печати

Способы печати Доля рынка % Область применения Примерный объем в долларах США Пятилетний прирост Десятилетний прирост

Флексограф-ская печать 48% Для массового печатного производства недорогой упаковки и тары из эластичных материалов и гофрокартона 72 млрд +5% -5%

Литографская офсетная печать 22% Изготовление упаковочной продукции среднего и высокого качества (картонные коробки, наклейки и этикетки, бумажные мешки и пакеты) 33,0 млрд +2% -5%

Глубокая печать 17% Изготовление упаковочной продукции среднего и высокого качества, включая эластичные материалы 25,5 млрд -5% -5%

Окончание табл. 1

Способы печати Доля рынка % Область применения Примерный объем в долларах США Пятилетний прирост Десятилетний прирост

Офсетная печать без увлажнения 5% Используется для печати на объемной упаковочной таре такой как банки, стаканы, тарелки и крышки 7,5 млрд Без изменения Без изменения

Печать на металле 2% Печать на листовом металле, из которого затем изготавливаются трехкомпонент-ные банки или коробки 3,0 млрд -10% -25%

Трафаретная печать 2% Специальные виды упаковки, рекламные единичные образцы упаковочных изделий и упаковочная тара нестандартной объемной формы 3,0 млрд Без изменения Без изменения

Цифровая печать 1% При изготовлении небольших партий пробных образцов упаковки или единичных образцов упаковочных изделий, выпускаемых по оригинал-макету заказчика 1,5 млрд +200% +400%

Специальные виды печати 3% Изготовление особых видов упаковки высокого качества, требующих комбинированного сочетания нескольких технологий печати (пластиковые коробки для косметики, ламинированные этикетки) 4,5 млрд Без изменения Без изменения

Общий объем рынка упаковка 100% 150 млрд 3% 6%

Цикл изготовления и выпуска упаковки - это комплексная поточная технология производства упаковочной продукции. Обычно цикл состоит из 11 основных этапов:

1. Планирование (подготовка задания на разработку дизайна).

2. Разработка дизайна (подготовка окончательного оригинал макета).

3. Утверждение заказчиком (файлы окончательного варианта задания).

4. Цветоделение и цветопроба (готовые файлы, фотопленки или печатные формы).

5. Окончательное утверждение заказчиком.

6. Мультиплицирование.

7. Изготовление печатных форм.

8. Печать.

9. Конвертинг (штучная упаковка или упаковка, смотанная в

рулон).

10. Расфасовка (помещение товара во внутреннюю и внешнюю упаковку и транспортную тару).

11. Распространение.

RFID-метки можно наносить на этапе изготовления упаковочной продукции способом флексографской или трафаретной печати. Из табл. 1 видно, что данные виды печати широко используются при производстве упаковки.

RFID-технологии позволяют неоднократно записывать (считывать) информацию в память RFID-метки на различных этапах полиграфического производства и дальнейшего использования полиграфической продукции [4], поэтому уже на этапе производства можно записать следующую информацию: название товара; название марки; примерная розничная цена; состав; пищевая ценность, энергетическая ценность; условия хранения; срок годности; вес на единицу товара /тары, изготовитель и т. д.

Кроме того RFID-метку целесообразно использовать для защиты продукции от подделки. Для этого необходимо обеспечить возможность записывания в RFID-метку, например, электронной цифровой подписи, обеспечивающей целостность и достоверность содержащейся в метке информации.

На рис. 1 показано использование единых RFID-меток во всей цепочке производства, распространения, продажи и возврата печатной продукции в составе единой информационной системы.

Данная система включает несколько этапов.

1 этап. Нанесение RFID-метки на объект. Для изготовления радиоэтикеток, флексографские узкорулонные машины комплектуются устройствами вставки готовых радиометок, либо уже запрограммированных, либо записываемых сразу после наклеивания. Данное устройство включает и контрольную систему, выполняющую проверку (верификацию) радиометок, и устройство нейтрализации

Этап 10 Приёмка объекта ш утилизацию

сжЭ

м

Этап 11 Сортировка промаркированных ЯРЮ метками объектов для утилизации

Рис. 1. Единая система информационного обмена

электростатического заряда. Конфигурация модуля подбирается исходя из производственных задач.

Кроме того, сегодня активно изучаются возможности печати антенн радиометок в флексографских машинах в линию с изготовлением этикеток.

2 этап. Изделие сходит с конвейера - полностью собранное и промаркированное.

3 этап. Изделие поступает на склад предприятия, где упаковывается в требуемую тару - упаковка - коробка - паллета - контейнер. Одновременно с упаковкой происходит процесс считывания информации с радиометок, как результат - полная информация о комплектации каждой упаковочной единицы.

4 этап. Упаковочная единица поступает на логистический склад. В момент получения товара происходит считывание радиометок с каждого промаркированного объекта внутри упаковки. Эта информация моментально поступает в базу данных склада, где дополнительно проверяется с той, что была получена от поставщика.

5 этап. Полученная упаковочная единица расформировывается. Формируются более мелкие упаковочные единицы по ранее сформированным заказам от клиентов. В этом процессе активно используется RFID-метка для опознания каждой единицы товара и его дальнейшего направления.

6 этап. Отправка сформированной упаковочной единицы заказчику. При этом считывание информации об отправляемом грузе происходит в момент погрузки, либо выдачи со склада, что защищает от ошибок таких как, неправильная комплектация заказа, или отправка не тому адресату. Информация об отправленном грузе автоматически со считывателя попадает в базу данных склада, и перенаправляется заказчику.

7 этап. Товар приходит в розничный магазин для его реализации. Процесс приемки товара сводится к его выгрузке и проносу через электромагнитное поле ридеров (считывателей информации радиометок). Информация о каждой попавшей в это поле радиометке автоматически заносится в базу данных магазина. При этом в связи с тем, что каждый идентификатор уникален - сведения о товаре, поступившем в магазин, являются достоверными.

8 этап. Продажа. RFID-маркировка в данном случае используется как обычный штрих-код на автоматической (в идеале) кассе.

9 этап. Эксплуатация купленного объекта (изделия, товара) до полной выработки им ресурса. На данном этапе, RFID-идентифика-тор не используется, но возможно его применение - например, гарантийный ремонт изделия, где пригодится точная информация о модели, дате производства, партии поставки, и т. д.

10 этап. Приемка объекта на утилизацию. Возможное перспективное применение интегрированных RFID-меток для автоматической сортировки утилизируемых продуктов и изделий. Например, автоматические мусороприемники бытовых отходов.

11 этап. Формирование партий утилизируемой продукции по ее категориям. Информация об этом может быть записана как на метке объекта, так и получена извне в базу данных перерабатывающего предприятия.

12 этап. Отсортированные и скомпонованные (по своим свойствам переработки) объекты перерабатываются, либо окончательно утилизируются (например, сжигаются).

Этапы с 1 по 8 вполне отвечают современным реалиям и очень требуются для автоматизации современного бизнес-процесса. Этапы 1012 со временем вольются в нашу жизнь.

Анализируя рабочий поток упаковочного производства, можно сделать вывод: внедрение радиочастотных меток является не только полезным, но и необходимым «инструментом» в системе информационного обмена в цепи упаковочного производства от изготовителя до потребителя.

Библиографический список

1. Волосатова С.В. Использование штрихового и радиочастотного кодирования в автоматизированных системах управления полиграфическим производством / С.В. Волосатова, О.М. Михайлова // Проблемы полиграфии и издательского дела. - 2011. - № 4.

2. Волосатова С.В. Использование цифровых устройств сбора информации в автоматизированных системах управления полиграфическим производством / С.В. Волосатова, О.М. Михайлова // Вестник МГУП. - 2011. - № 1.

3. Волосатова С.В. Применение радиочастотных методов идентификации продукции на полиграфических предприятиях / С.В. Волосатова, О.М. Михайлова // Вестник МГУП. - 2011. - № 8.

4. Финкенцеллер Клаус. RFID-технологии. Справочное пособие / К. Финкенцеллер; пер. с нем. Сойунханова Н.М. - М. : Додэка-XXI, 2010.

5. Радиочастотная идентификация. Технологии, стандарты, компоненты // www.vital-ic.com

6. Шарфельд Т. Системы RFID низкой стоимости / Т. Шар-фельд. - М. : 2006.

7. Намюр Т. Производство упаковки. Новые центры прибыли / Тэд Намюр, пер. с англ. В. Дудичев. - М. : ПРИНТ МЕДИА центр, 2006. -332 с.