Всероссийский аналитический журнал для профессионалов индустрии продовольcтвия С нами ваши инвестиции
станут эффективными!

HI-TEC DIGEST

системы автоматизированного контроля и управления

Любая информационная система предприятия, работающая на уровне производственного цеха или склада, не способна корректно функционировать без наличия специализированных аппаратных средств: терминалов сбора данных, сетевых весов, сканнеров штрих-кода и прочей аппаратуры. Они призваны обеспечивать надежный и эффективный сбор данных о ходе выполнения производственных процессов, стабильный контроль исполнения производственных заданий, а также гарантировать удобное и понятное взаимодействие между информационной системой и оператором.

Конечно, в простейшем случае можно обойтись и без упомянутых аппаратных средств и все делать вручную: взвешивать сырье и записывать показания весов, ставить галочки в бумажных документах, вписывать результаты шариковой ручкой в журнал учета. Многие сегодня так и работают. Однако технологии ручного сбора данных и бумажного управления не способствуют установлению хорошо отлаженной и действительно прозрачной (для узкого круга) системы производственного учета. Там, где велика роль человека, всегда присутствует большой риск проявления его ошибки (или недоброй воли), что отрицательно сказывается как на производственном учете, так и на качестве управления, а значит и на производственной эффективности.

С развитием систем автоматизированного контроля производственных процессов и повышением общего уровня автоматизации производства в отрасли приобрели большую актуальность системы автоматизированного сбора данных. Обыкновенные весы уступили место весовым терминалам, интегрированным в сеть предприятия. Штрих-кодирование оборотной тары позволило ввести в обиход процесс формализованной идентификации объектов учета. Работника предприятия избавили от необходимости самостоятельно думать и принимать решения. Теперь это функции информационной системы, которая общается с ним посредством стационарных и мобильных терминалов, а при помощи дополнительной аппаратуры и продуманного программного алгоритма контролирует все его действия. Сегодня информационная система может вести счет и взвешивать, либо на худой конец оценивать корректность действий работника на основе сквозного анализа последовательности процессов.

Мы предлагаем обзор актуальных для российского рынка систем автоматизированного контроля и учета.

Учитывать качественно

Сегодня можно не только вести количественный учет в автоматическом режиме, но и обеспечивать автоматизированный сбор качественных данных. Для этого специально разрабатываются различные системы качественного анализа. Датская компания Carometec предлагает совершенную систему автоматизированной категоризации туш в самом начале их первичной переработки. Система Carometec AutoFom III осуществляет полностью автоматическое ультразвуковое сканирование свиных туш с получением подробной параметрической трехмерной модели. В числе прочей оценочной информации AutoFom выдает итоговое процентное содержание мышечной ткани (по всей туше и по основным отрубам — шейно-лопаточный, корейка, грудина, окорок), а также толщину шпика. Также система способна выделить вес товарных категорий мяса по всей туше и по каждому основному отрубу. Вычисляется и оценочная стоимость в денежном выражении как по каждой отдельной туше, так и по ее основным отрубам. Получаемые таким образом электронные данные входного учета передаются в информационную систему производственного уровня для последующей сортировки туш в соответствии с разработанными технологическими критериями. Идентифицируемые туши на выходе из убойного цеха в зависимости от результатов сортировки автоматически могут направляться на обвалку или индексированный холодильной склад.

Трехмерная модель ультразвукового сканирования генерируется посредством матрицы из 16 ультразвуковых излучателей, интегрированных в раму из нержавеющей стали. Таким образом, Carometec AutoFom сканирует каждые 5 мм длины и 25 мм ширины туши, что в итоге соответствует 3000 замеров, выполненных по каждой туше. Для проведения каждого отдельного замера ультразвуковой излучатель направляет звуковой сигнал высокой частоты в толщу туши. Проходя через ткани разной плотности (кости, жир, мясные волокна), звук отражается соответствующим эхом, что интерпретируется системой в трехмерную модель. Максимальная производительность установки — 1200 туш в час.

Наряду с системой автоматизированного поточного контроля фирма Carometec предлагает ручной прибор для входной категоризации сырья — Fat-O-Meat'er II. Во втором поколении прибора Fat-O-Meat'er применен усовершенствованный зонд, который обеспечивает еще более точное (до 0,03 мм) измерение толщины жира и мышечных тканей в заранее определенных местах свиной туши. При измерении полностью исключается ошибка из-за смещения зонда. Его эффективная длина составляет 125 мм, что дает возможность ручному прибору производить категоризацию более крупных или более осаленных туш. Новый зонд более тонкий — диаметр 6 мм — что позволило существенно уменьшить размер прокола туши. Также сенсор зонда невосприимчив к естественному освещению и обладает способностью к самонастройке, а это существенно облегчает работу с прибором.

Еще одно важное преимущество прибора Fat-O-Meat'er II, обусловленное модульностью его платформы, заключается в заложенной возможности наращивать функционал в будущем с появлением новых перспективных технологий. Реализованное в приборе наиболее совершенное на сегодняшний день программное обеспечение по захвату и цифровому анализу изображения наделяет его уникальными возможностями для решения современных производственных задач. Также он готов для перспективных усовершенствований: например, возможность 24-битного оптического анализа (true color), оценка мраморности мяса, и в более далекой перспективе, например, прогнозирование показателей потерь веса из-за вытекания мясного сока. В качестве дополнения к программному обеспечению прибора предлагается пакет статистического инструментария для автоматической оценки качества измерений и выявления ошибок, связанных, например, с попаданием зонда в ребро или резкого отвода прибора, что вносит погрешность в измерения. Это позволяет вести и сохранять статистическую информацию по всем произведенным замерам. Анализатор Fat-O-Meat'er работает в паре с компьютерным терминалом i15, имеющим вандалопрочное исполнение и высочайший уровень влагостойкости (как и сам анализатор) на уровне IP69K. Более того, сам разъем соединительного кабеля обладает повышенной влагозащитой. При желании терминал можно объединить с электронными весами, превратив его в единый терминал сбора данных.

Персональный терминал

В современных условиях грузчики, работающие на складе готовой продукции или сырья, превращаются в операторов. В этом случае их никто не гоняет с бумажными носителями по складу для подбора заказов, ими руководит информационная система управления складом (WMS), которая выдает задания и контролирует правильность выполняемых ими действий. Современные персональные мобильные терминалы как раз и превращают обычного грузчика или кладовщика в серьезного оператора склада и поддерживают информационный обмен с системой управления. Так, например, наиболее доступный (порядка 1000 USD) из существующих на рынке персональный терминал CipherLab по своему функционалу и оснащению превосходит многие современные смартфоны. Он имеет ударопрочное исполнение (выдерживает многократные падения с высоты 1,2 метра и пятикратные удары по каждой из сторон). Терминал CP30 оснащен операционной системой Windows Mobile 6.5 и стандартно располагает широким набором программных средств для выполнения самых разнообразных повседневных рабочих операций посредством беспроводных сетей. Среда CipherLab Smart Shell делает интуитивно понятными такие параметры интерфейса, как настройка виджетов, создание ярлыков или редактирование шаблонов. Интерфейс рабочего стола может быть отображен в виде 30-карусели или значков, поддерживая при этом экранную прокрутку для упрощения навигации. Функция Signature Capture позволяет экономить время и деньги при работе с системами электронного документооборота, в частности, за счет возможности подтверждения выполнения операции подписью принимающего лица, которая выполняется непосредственно на экране терминала. Поддержка всех распространенных беспроводных интерфейсов передачи данных (включая различные протоколы сотовой связи и беспроводных сетей) обеспечивает надежную и защищенную связь как внутри помещений, так и на значительном удалении от головного офиса. С помощью встроенного GPS модуля сотрудники на выезде всегда смогут сориентироваться на местности, а головная система — отслеживать и оптимизировать рабочие маршруты, более эффективно распределяя рабочее время и другие ресурсы.

Предусмотрено подключение CP30 к беспроводному Bluetooth-принтеру для печати этикеток или чеков, а встроенный WiFi-модуль позволяет непрерывно взаимодействовать с серверными системами. Поддержка сетей 3.5G HSDPA предоставляет доступ к приложениям, которые необходимы для выполнения сотрудниками повседневных задач вне офиса или в дороге.

Терминал способен захватывать изображения в формате фото и видео файлов с помощью встроенной цифровой камеры 3.2 Мп с автофокусом. Камера позволяет фиксировать повреждения товара или упаковки и оперативно отправлять в головной офис MMS-сообщения по мобильной связи. Подобная интеграция в рабочий процесс позволяет увеличить продуктивность работы сотрудников и предотвратить возможные ошибки, которые могут привести к спорным моментам при обслуживании клиентов. Все это может быть сделано без дополнительных затрат на отдельные цифровые камеры.

По требованию заказчиков СР30 оснащается либо 2й-имиджером, либо лазерным сканером штрих-кода. С учетом очень богатых функциональных возможностей терминал CipherLab CP30 обладает наилучшим на рынке соотношением цена/ производительность.

Ручное исполнение

Очевидно, что у работников крупных промышленных складов руки далеко не всегда свободны, чтобы работать с пусть даже очень компактным мобильным терминалом. Периодически оператору склада приходится использовать обе руки, чтобы перемещать короба или взаимодействовать со складской техникой. Как сделать так, чтобы работнику не приходилось периодически оставлять недешевое устройство где-то на стеллажах, или исключить возможность случайного падения устройства под колеса проезжающего вилочного погрузчика? Как раз для этого предлагаются мобильные терминалы в специальном наручном исполнении.

Таковым, например, является мобильный терминал Motorola WT41N0, который также обладает широчайшими функциональными возможностями и при этом оставляет свободными обе руки для работы. Motorola WT41N0 представляет собой устройство повышенной прочности с поддержкой голосового управления, которое обеспечивает снижение числа ошибок и рост производительности при выполнении складских и упаковочных работ.

В устройстве была применена высокопроизводительная платформа нового поколения на базе лучшего в своем классе двухъядерного процессора, которая обеспечивает работу практически любых корпоративных приложений. Поддержка различных беспроводных соединений, в частности Wi-Fi стандарта 802,11 a/b/g/n, обеспечивает быструю интеграцию терминала в беспроводную инфраструктуру предприятия. В частности, поддержка стандарта 802.11n и расширенных функций Motorola Solutions для беспроводных сетей обеспечивает рост пропускной способности, производительности и надежности информационного обмена; способствует повышению эффективности и качества голосового управления, а также снижению энергопотребления. Полноценная реализация новейших протоколов безопасности позволяет обеспечить надежную защиту данных. Мобильный терминал Motorola WT41N0 поддерживает текстовые, голосовые и комбинированные приложения. Также важно и то, что устройство рассчитано на работу в широком диапазоне температур (до -20°C или до -30°C при использовании утепленного чехла), что особенно актуально в российских условиях. Цветной дисплей QVGA (2,8") с подсветкой позволяет легко считывать информацию практически при любом освещении.

Наперстный сканер

Всем хорош наручный терминал. Однако в своем исходном виде он не приспособлен для считывания штрих-кодов и 2D-кодов. Поэтому в дополнение к мобильному терминалу WT41N0 Motorola Solutions также предлагается наперст-ное беспроводное устройство RS507, подключаемое к нему по Bluetooth. Motorola RS507 сочетает в себе передовые технологии, форму и функциональность, обеспечивает высочайший уровень производительности в обработке и складировании грузов. Продуманная эргономика устройства и работа по беспроводной технологии Bluetooth обеспечивают пользователю непревзойденную свободу перемещения и удобство в ношении на любой руке. Впечатляющая производительность сканирования обеспечивается за счет высокой скорости считывания одномерных и двухмерных штрих-кодов, а также многоплоскостного сканирования, при котором отпадает необходимость идеально позиционировать сканер относительно штрих-кода.

Являясь самым прочным из существующих компактных сканеров, RS507 способен надежно функционировать даже в условиях грузовых доков, складов и сборочных линий.

Мощный процессор SE4500 с частотой 624 МГц, скоростной затвор датчика и патентованная короткоимпульсная подсветка обеспечивают высокую надежность и производительность считывания штрих-кодов, а также исключительно устойчивое считывание движущихся объектов (например, коробов со штрихкодами на конвейере).

RFID против штрих-кодов

Для идентификации продукции и существующей на предприятии оборотной тары традиционно применяется штрих-кодирование, которое является наиболее доступным методом маркировки объектов учета. Вместе с тем применение штрих-кодирования в различных отраслях промышленности выявило существенные недостатки данного способа идентификации. И главный заключается в нестабильном оптическом считывании этикеток и их недолговечности: даже при использовании ламинированных штрих-кодированных этикеток велика вероятность их загрязнения, обдира или полного отделения от паллеты или короба. Очевидно, что информационная система учета в этом случае не сможет идентифицировать продукт или партию сырья, что обычно приводит к потерям времени и материальным издержкам. По этой причине многие производства все активнее у себя внедряют так называемые радиочастотные метки (RFID). Новое поколение RFID легко выдерживает влажные условия производства, наличие агрессивных сред, высокие температуры (до +200°C) и отличается высокой помехозащищенностью в окружении большого количества металлических поверхностей. В отличие от штрих-кодированных меток RFID не требуют строгого позиционирования относительно считывающего устройства. Также важно, что по мере распространения RFID-технологии снижается и стоимость как самих меток, так и антенн, принимающих от них сигнал. Комплект фирмы Balluff, состоящий из высокочастотной антенны BIS M-340/M-350 и RFID-меток, надежно работает в любых условиях, вне зависимости от уровня влажности (мясной цех), пыли (мукомольное производство) или жировых загрязнителей. Данные с RFID-меток надежно считываются антенной, независимо от материала тары, на которую они установлены, будь то нержавеющая сталь, полимер или дерево. Считывание меток происходит на расстоянии до 275 мм, независимо от материала их носителя. Также следует учитывать, что в отличие от штрих-кодированных, RFID-метки могут читаться и перезаписываться практически бесконечное число циклов. Светодиодные индикаторы состояния на антенне облегчает визуальную диагностику и эксплуатацию оборудования. Прочный и влагозащищенный корпус антенны выдержит любые условия реального производства.

RFID и мясопереработка

Датская компания Carometec также поставляет RFID-компоненты, как и полностью прикладные решения на базе RFID-технологии для мясоперерабатывающей промышленности. В частности, систему AutoTag, которая состоит из компактных RFID-меток, установленных в верхней части крюка или разноги для свиных туш, считывающей антенны и идентификационного терминала. RFID-метки помещаются внутрь отверстия в основании крюка и заливаются эпоксидной смолой. Система Carometec AutoTag позволяет автоматически отслеживать движение каждой свиной туши на линии убоя и дальше до холодильного склада. Также она позволяет автоматически сортировать и распределять туши по разным веткам конвейера в соответствии с качественными показателями каждой туши. Расстояние считывания составляет до 120 мм. Диапазон рабочих температур — от -25°C до +65°C. В опалочном туннеле RFID-метки отгораживаются специальным экраном (вдоль подвесного пути), который защищает их от высоких температур.

На практике радиочастотная идентификация и штрих-кодирование могут дополнять друг друга. На рынке представлена оборотная тара (пластиковые ящики, тележки, паллеты), на которой присутствует износостойкая штрих-кодированная этикетка, и в которую также интегрирована RFID-метка.

Евгений ДРЯХЛОВ