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视觉追踪
点击:6829来源: ceasia-china.com作者:Kenny Fu
时间:2019-12-18 15:38:12

全球化继续对各个地区提出挑战。越来越多的西方制造商转移到东方,寻找低价劳动力和其他资源。亚洲的法规制度也因此发生着变化,以加强供应链的盈利能力。这种变化不仅仅针对出口到发达国家的产品,也越来越多的涵盖本国消费的货物。

比如在印度,政府宣布所有制药相关的出口必须需要跟踪与追溯系统,并且强制药品出口商将条形码贴到出口产品上。这一规定方便了在GS1全球标准的框架内对他们的产品进行跟踪和追溯。

从明年的7月1日开始,需要在主要的包装(比如泡罩条、瓶子或者易拉罐)上面印刷GS1国际贸易品代码(GTIN)。尽管数据矩阵码是首选的载体,EAN/UPC、GS1-128和GS1数据码也是可以使用的。对于次级包装来说,从2012年1月起则要求要有2D或者1D的条码。

与此同时,中国也正在采取积极的行动打击国内的假药问题。国家食品及药品监督管理局(SFDA)宣布在2011年第一季度推动对基本药物的电子监控措施。所有进口的中标基本药物都需要进入网络,进行相应的编码。在包装商印刷/粘贴电子监控编码的管理必须实现标准化。

SFDA要求在2011年12月之前,所有的可供出售的药品都需要强制编码,所有在中国境内制造的的产品都必须具有GS1条形码标签。从现在开始,所有的进口产品必须拥有健康行业商业通讯理事会(HIBCC)认证的条形码,但是很快这些产品就必须强制遵循GS1标准。

韩国也面临着严重的假药问题。援引安全药品合作计划的数据,在2010年,新闻报道该国自2006年以来已经查获了价值55.8亿美元的假药,其中有相当数量的仿制品。因此,韩国正在强制要求所有药品都必须拥有GS1条形码(GTIN-13、GTIN14或者GS1-128)。从2012年起,某些特殊的药品必须标有多个数字和过期日期的GS1-128代码。

食品方面的担忧

和制药行业一样,亚洲的食品饮料行业(B)也正在经历着法规方面的转变。在2010年,又一次奶粉中添加三聚氰胺的事件爆发之后,中国政府关闭了一家乳制品生产商,并逮捕了这家企业的三名负责人。同样一种化学品曾经在2008年制造了中国历史上最严重的一起食品安全丑闻。

这次逮捕行动说明,在2008年6名儿童因为饮用含有三聚氰胺的奶制品后死亡、超过30万人中毒的丑闻之后,中国的执法部门正在更加严格的监控乳制品市场。中国政府规定,在每磅食物中,最多只能含有一点几毫克的三聚氰胺。如果超过这个限制,消费者尤其是儿童,将会出现例如肾结石这样的健康问题。

在2011年6月2日,台湾地区行政院宣布有五种食品需要进行安全认证,才能获准出口。这些食品包括运动饮料、果汁、茶、糖浆和果酱以及药品和粉末。

这些行动是对在食品中大量发现有毒塑化剂和浑浊剂这一丑闻的回应,试图重塑台湾食品的形象。这些受影响的产品可能已经在国内市场销售了超过三十年,以及造成了严重的健康问题。

根据行政院长吴敦义所说,台湾政府正在努力调查这些化学品的来源,捣毁受污染的产品,制定必要的法律,建立一套食品追溯机制。

信息的完整性

上述这些是亚洲需要制造商提升自身标准的例子。它不仅适用于生产过程的质量保证(QA),也适用于供应链追溯。

在食品饮料和制药行业,很多条码、制造和过期时间都是在供应链上追溯产品的手段,同时还可以帮助假冒产品进入流通渠道。这些信息业告诉消费者产品在货架上摆放的时间,帮助防止销售已经过期的产品。

这就意味着那些还在使用人工进行质量保证合规认证的制造企业,需要开始考虑采用自动化视觉技术了。为什么?这是因为,人的视觉存在局限性,生产线上的操作员智能检测包装上需要的信息是否存在。

但是在高速生产的时候,操作员判断的主观性和疲劳等因素,使得100%的判断正确成为不可能的任务。并且,操作员实际上也无法轻易的识别出错误印刷的时间,也无法读取条形码。

自动化系统可以在这里扮演重要的角色,保证在生产过程中以及整个供应链上诸如批量编码、过期时间这些包装信息正确并且刻度,保证产品包装符合消费者安全标准,没有遭到任何形式的破坏。

通过视觉查看

使用智能照相机视觉系统,制造商可以在生产线的几乎每一个阶段提升其产品和保证的质量。应用包括检查每一个容器的朝向、确认代码质量、保证在印刷和市场部门的标签正确。

ID读取器用于条码解码,确认装置则用于评价容器标注或者标签上条形码的质量。通过读取搭载在唯一编码的方案上的二维条形码,可以实现对每一件的追溯。

这些技术帮助制造商确认标签与产品相吻合,还可以帮助并在整个供应链上跟踪某一件、某一批次、某一类型的产品,降低由于产品缺陷或者受到污染而产生的召回成本。

使用机器视觉另外的一项好处是,通过指导、检测、校准和识别,就不再需要手工接触产品了。这样就可以减小由于人类接触带来污染的风险,从而提升产品的安全性。它还可以降低工人患上重复性劳损的概率,减少企业的责任。

先进的系统还可以解决盲点的问题,这也就意味着无论容器(比如听或者罐)在照相机前面的角度如何(360度内全部的方向),机器都可以读取上面的条形码,

还有一些情况,比如罐子或者瓶子这些包装上的标签可能会丢失或者粘贴的方向不对,这也会引起一些包装上的问题,比如将辣酱的标签贴到了番茄酱的瓶子上等等。如果没有相应的检查和检测,这些生产错误还是会导致一些尴尬事件的发生,使制造商的声誉受损。

在药品包装领域,这些错误对于消费者健康的影响则要大得多。使用了错误类型或者错误计量的药物,可能会导致大量的产品召回和昂贵的赔偿。

另一个维度

绝大多数的机器视觉系统都是以固定装载的传感器的形式集成在生产线上。它们用于识别传送带、分度器和机器人可以自动拾取和移动的零件。在运行的过程中,这种类型的读取器装载在固定的位置上,无论是在连续或者分步的运动中,读取器前面的标签都可以重复摆放。另外,它们还经常需要根据应用的要求,配置集成光源或者外部光源。

为了实现最大的灵活性,先进的ID代码读取器也出现在手持设备当中。这在不能自动处理零件或者零件尺寸差异巨大的场合非常受欢迎。这种方法可以应用在不同的行业(尤其是在物流部门)。在这些行业中,产品在到达最终目的地之前,需要在不同的地点进行检查。

尽管1D和2D读取器在同时使用,但是拥有2D功能的读取器还是越来越受到欢迎。主要原因在于,2D读取器的兼容性更好,也就是说它既可以读取1D也可以读取2D的代码,而1D扫描仪只能读取1D条形码。

除此之外,1D激光扫描仪还需要扫描物品与背景之间有80%的差异,而2D代码读取器将这个值降低到了20%(有时候甚至更低),同时还不受代码旋转的影响。

很多制造商面临着这样的问题,一方面要最大化生产线的可用空间,另一方面还要采用能有效工作的技术。正是认识到这种需求,供应商才会开发出读码功能强大(每秒钟最多45个)、易于使用同时造型极为小巧的突破式先进读码器。照明灯、照相机、处理器和通讯设备都被集成在一个工业等级、可以固定安装、适应需求的读码器中。

标注ID

ID编码读取器在汽车、电子制造这些行业进行跟踪与追溯的时候发挥了非常重要的作用。

汽车制造商目标是生产零缺陷的产品,而销售商的维修费用可能会很高。一些关键零部件的安全方面确实如此,因为既要考虑保证成本又要考虑召回责任。在产品制造的时候就可以识别另见,可以帮助实现更加灵活的制造,同时保证产品具备可追溯性。

类似的,视觉系统也应用在电子行业对包含字母和字符的集成电路(IC)标签进行检测。机器视觉可以用来读取直接标注在晶元、IC元件、印刷电路板或者其他零件和装配体上的2D数据矩阵编码,用来识别元件并进行追溯。

除了识别和确认字符,读取条形码的功能之外,机器视觉还可以检查模式,根据颜色、形状、尺寸和装配的情况辨识物品。比如说,颜色工具可以检测和测量很多应用中的颜色特征,可以用于寻找金垫、确认电阻标记或者确认LED的颜色质量。色彩搜寻和历史图形工具,经过简单培训就可以使用,它们可以是灰阶测量的有效替代品。

并且,借助先进的软件,模具后表面、基板、封装包和PCB板上不清楚、有反射或者低对比度的标记也可以准确的进行阅读,使得所有晶元的包装都可以实现追溯。

直接的零件标签以及相对应的机器视觉技术都在不断发展,以满足消费者的需求和工艺法规。如果在某一个零件或者产品上标注的编码,它必须能够准确读取才有意义。这是机器视觉的优势所在,可以保证产品充分可追溯。

图注:使用具备2D功能读码器的应用越来越多。

在一个典型的制造场景中,标注的零件通过视觉照相机/传感器的前方。特别的图像预处理和识别算法可以捕捉并处理数据矩阵条码的图像。通过采用这项技术,条码读取的性能不会受到对比度低或者条码质量差(成因可能是由于产品的磨损或者标注方面的问题)的影响。除了读取条码中的数据之外,传感器还可以提供包含特别标注零件质量的生产过程的反馈。完善条码的质量,可以帮助消除废品,提升制造效率,降低运营成本。直接零件标注确认(DPMV)工具帮助制造商改善标注过程、提升读取速度、削减由于条码不可读取而导致零件抽检不合格带来的成本。它还可以帮助保证零件在其生命周期当中不会失去可识别的身份。一些公司采用DPMV的目的是实现过程控制,而另外一些公司则更关注合同合规。

从流程控制观点出发,确保零件上标注的质量,对于追溯零件非常重要。这可以保证制造商使用通用标准找到不良代码的成因,并允许他们配置标准设备取得更好的结果。通过这些步骤,可以阻断不良编码进行生产线以及供应链当中。

从合同合规的角度出发,DPMV可以帮助供应商确保标注的代码都在合同规定的范围之内。零件的供应商能够提高自己读码的能力,同时帮助捕捉数据、实现零件生命周期管理、并改善物流。

Didier Lacroix是康耐视公司国际销售与服务副总裁(www.cognex.com)。

图注:每一个300mm半导体晶元现在都拥有一个T7数据矩阵编码。

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