Применение технологии автоматической идентификации промышленных изделий для производства трубопроводной продукции

А.А. Орлов, А.В. Провоторов, А.В. Астафьев

Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета, г.Муром

Маркировка сегодня является неотъемлемой частью производства. Информация, наносимая на продукцию, служит для ее индивидуализации и идентификации, а также может содержать различного рода дополнительные сведения. Основными целями использования маркировки является идентификация, контроль потока объектов, сортировка, автоматизированная обработка, определение степени опасности. Перечисленные цели могут быть взаимосвязаны, например, для контроля потока объектов необходимо идентифицировать в нем каждый объект. Автоматизированная технология идентификации, основанная на маркировке, обеспечивает точность, экономию средств, возможность трассировки и наличие информации, необходимой для управления процессом производства.

В настоящее время на ОАО «Выксунский металлургический завод» (далее ОАО «ВМЗ») существует задача разработки и внедрения технологии маркировки, обеспечивающей достоверную и оперативной идентификацию объекта в потоке при наличии помех, механических повреждений, загрязнений и произвольном расположении идентифицируемого объекта (в частности трубопроводного изделия).

Целью работы является определение метода маркировки и разработка технологии (методики) и системы достоверной и оперативной идентификации трубопроводной продукции в условиях производства на ОАО «ВМЗ».

1. Анализ методов маркировки промышленных изделий

Опыт мировой и в частности российской промышленности показывает, что в настоящее время наиболее востребованными и часто используемыми методами маркировки изделий являются следующие методы.

Метод ударно-точечной гравировки иглой основан на механическом воздействии на маркируемую поверхность изделия заостренного стержня (иглы), изготовленного из сверхтвердого сплава.

Лазерная маркировка состоит в модификации поверхности маркируемого материала под воздействием лазерного излучения.

Электрохимическая маркировка основана на протекании электрохимических реакций в среде электролита при воздействии электрического тока низкого напряжения, при которых изображение с трафарета переносится на токопроводящую поверхность маркируемого изделия.

Каплеструйная маркировка представляет собой нанесение на товар условных обозначений, штрих-кодов с использованием нестираемых чернил.

Каждый из описанных методов имеет как свои преимущества, так и недостатки. Для их сравнения необходимо выделить основные характеристики, которые качественно оценивают данный метод и имеют большое значение в рамках промышленного производства.

· Высокая стойкость нанесения.

· Прослеживаемость.

· Высокая скорость нанесения.

· Низкая стоимость и другие.

Из проведенного системного анализа вытекают следующие выводы.

Метод каплеструной маркировки поддерживает несколько цветов нанесения обозначений, что повышает степень распознаваемости изделий.

С точки зрения экономичности производства, метод каплеструйной маркировки в данном случае выделяется благодаря низкой стоимости расходных материалов, но уступает остальным методам в скорости нанесения.

Таким образом, исходя из потребностей ОАО «ВМЗ» по идентификации трубопроводной продукции наиболее оптимальным методом маркировки является метод каплеструйной маркировки. В выбранном методе в качестве распознаваемого элемента используется штрих-код или штриховой код.

2. Виды штриховых кодов и их анализ

Штриховой код – знак, предназначенный для автоматизированных идентификации и учета информации о товаре, закодированной в виде цифр и штрихов. Проведем обзор наиболее популярных типов штрих-кодов для оценки их применимости в условиях рассматриваемого производства:

Штрих-код EAN / UPC. Каждому продукту назначается уникальный 13 цифровой номер, или 8 цифровой номер для небольших по размерам товаров, например, пачки сигарет.

Штрих-код Interleaved 2 of 5 (ITF). Это высокоплотный, с изменяемой длиной, только цифровой штрих-код. Его обычно применяют в тех областях, где требуются очень большие номера и уникально обозначенные упаковки.

Штрих-код Codabar. Это один из наиболее безопасных кодов и часто применяется для маркировки образцов крови и т. д. Имеет изменяющуюся длину.

Штрих-код Code 39. Один из первых разработанных для нанесения штрих-кодов, наиболее часто используется в розничной торговле. 44 симовола могут быть закодированы, включая числа и все прописные буквы.

Штрих-код Code 128. Это высокоплотный буквенно-цифровой код, который использует полный набор символов из 128 ASCII. Он подразделяется на три комплекта символов, A, B и C. Используемый только в цифровой форме (Комплект C), штрих код чрезвычайно компактный.

Двухразмерные 2d-коды (штрих-коды). Многие 2d-коды были разработаны для того, чтобы упаковать больше закодированных данных на ту же площадь, которую занимает одноразмерный штрих-код.

Таким образом, наиболее оптимальным для рассматриваемого производства является штрих-код EAN / UPC. Это универсальный код, признанный стандартом в Европе и Америке.

3. Разработка методики автоматической идентификации изделий

Особенности рассматриваемого производства (неровная форма изделий) предполагают внесение изменений в технологию идентификации, которая предусматривает нанесение штрих-кода на ровное неподвижное изделие, которое затем регистрирует сканирующие устройство. В частности, трубопроводные изделия имеют круглую форму, что затрудняет транспортировку в неподвижном состоянии.

Предложенная методика основана на нанесении штрих-кода в двух местах на диагонально противоположных сторонах изделия. Для повышения вероятности успешной идентификации также следует увеличить размеры штрих-кода и установить дополнительный сканер перпендикулярно расположению первого. Это обеспечит наибольшее покрытие поверхности детали. Данные подходы обеспечивают достоверную и оперативную идентификации рассматриваемой продукции при наличии помех, механических повреждений, загрязнений и произвольного расположения объекта в потоке производства.

Заключение

В ходе исследования были рассмотрены и проанализированы технологии маркировки. Для осуществления поставленной задачи выбрана технология каплеструйной маркировки с использованием штрих-кода.

Выполнен анализ методов штрих-кодирования промышленных изделий по выбранным характеристикам. Анализ дал возможность выбрать оптимальный метод штрих-кодирования, позволяющий эффективно проводить идентификацию изделий в рассматриваемых условиях производства – это штрих-код стандарта EAN / UPC.

Выделенные методы скорректированы для установленных условий производства для получения наибольшей эффективности от внедрения системы автоматической идентификации изделий. Разработана методика, осуществляющая достоверную и оперативную идентификацию трубопроводной продукции в условиях производства на ОАО «ВМЗ».