CC BY
63
Способы
идентификации
расходных
материалов
на складе
полиграфического
предприятия
С.В. Волосатова,
доцент кафедры АПП
О.М. Михайлова,
к.т.н. доцент кафедры АПП
А.С. Харченко,
студентка группы ДЦуи5-1
На полиграфических предприятиях материальные склады создаются как внутренние подразделения предприятия, которые являются неотъемлемой частью производственного процесса. Современные склады - это сложные технические сооружения, оснащенные самым разнообразным складским оборудованием, транспортно-складской тарой.
Склад расходных материалов является универсальным и предназначен для хранения материалов, потребляемых в производстве: бумаги, офсетных пластин, печатных красок, клеев, химикатов и т. д.
От способа контроля и учета расходных материалов на предприятии и уровня автоматизации зависит организованность, общий ритм и эффективность полиграфического производственного процесса в целом.
Автоматизация складов в значительной степени облегчает составление отчетности, позволяет сократить время определения (наличия) дефицита и нахождения нужных материалов. Таким образом, все имущество склада держится под постоянным контролем. Система контроля также необходима для отслеживания процесса перемещения и снижения риска потери сырья. Автоматизированные системы складирования позволяют получать в реальном масштабе времени все необходимые документы о состоянии и движении материальных ресурсов и
23
влияют на высокопроизводительную работу всего полиграфического предприятия. На современном складе должна применяться система идентификации объектов. Идентификация объектов позволяет быстро вести сортировку продукции, снижает требования к знанию персоналом ассортимента, ускоряет процессы приемки, отбора, инвентаризации за счет автоматического ввода данных по производственным материалам. Таким образом, система идентификации позволяет осуществлять контроль и оптимизацию запасов. Приходится решать вопрос о том, какая технология идентификации материального ресурса будет лучше всего соответствовать потребностям и возможностям конкретного склада, а также полиграфического предприятия в целом. При выборе технологии идентификации руководствуются экономической целесообразностью. Для ведения системы учета и контроля расходно-материальных ресурсов на полиграфическом предприятии, а именно в складском помещении, рассмотрим несколько способов идентификации материалов:
- визуальная;
- с применением технологии штрихового кодирования;
- с использованием меток типа RFID.
Последние два вида называют автоматической идентификацией. Идентифицирован может быть не только предмет, но и место его хранения (ячейка). Но независимо от того, планирует ли предприятие использование технологии автоматической идентификации на складе или нет, начинать нужно с визуальной идентификации.
Идентификация объекта при использовании бумажной технологии называется визуальной или «бумажной». При использовании этой технологии кладовщики в процессе отработки задания должны самостоятельно сопоставить текстовое описание предмета, которое они видят на листе, с тем объектом, который находится в соответствующей заданию адресной ячейке. Бумажная технология - наиболее медленная. Она использует специальный документ учета (карточка складского учета материалов), при каждом поступлении нового производственного материала необходимо указывать текстовые описания материала, его количество в данной партии, дату поступления и т. д.
В карточке возможно присутствие записей от руки. Документ от кладовщика с пометками и поправками передается оператору, он, в свою очередь, должен внести эти сведения в информационную систему полиграфического предприятия, формируя отчет в электронном виде. Этот способ идентификации самый дешевый при внедрении и эксплуатации, и он наиболее удобен тем, что предъявляет минимальные требования к маркировке производственного сырья и позволяет работать при любом температурном режиме. Такую идентификацию, например, проходят материалы, не подлежащие маркировке в силу физических характеристик. Но бумажная идентификация приводит к задержке во времени, которая возникает между выполнением операции и отраже-
24
нием ее в системе. Визуальные технологии преимущественно используются на небольших полиграфических складах с узким ассортиментом, который работники отлично знают: перепутать его трудно и нет смысла вводить сложную и дорогую систему автоматической идентификации. Такая идентификация также востребована на складах расходных материалов, где проблематично организовать беспроводную систему для использования альтернативных технологий.
Что касается недостатков, такая система учета не защищает от человеческого фактора - ошибки, хищения, низкой скорости работы и т. д. Не являются большой редкостью и случаи, когда кладовщик вычеркивает из накладной как отсутствующий и не отпускает ресурс, который на самом деле есть, просто лежит в другом месте.
Но именно «бумажная» технология помогает результативно решить задачу автоматизации складского хозяйства в процессе переезда в новое помещение. Критичным является время внедрения другой системы, в течение которого складу необходимо адаптироваться на новом месте - заполнение документов вручную, поиск нужного сырья на складе - все это потребует немалых затрат времени и многочисленного штата работников. При этом возможны «дорогие» ошибки при выполнении этих операций. Расходы, связанные с обработкой бумажных документов, оцениваются в пределах от 3,5 до 15% стоимости самого материального ресурса.
Все чаще при автоматизации склада используется главное преимущество штрихового кода перед «бумагой» - возможность значительно снизить вероятность ошибки и ускорить выполнение складских операций с помощью сканирования штрихового кода (рис. 1) идентифицируемого объекта.
Принцип штрихового кодирования - это кодирование алфавитно-цифровых знаков в виде чередования черных и светлых полос различной толщины (штрихов и пробелов). При перемещении светового источника (рис. 2) через них, фиксируются изменения в количестве отраженного света, и полученное таким образом изображение преоб-
Рис. 2. Процесс считывания штрихового Рис. 1. Пример штрихового кода кода
25
разовывается в алфавитно-цифровые символы, которые, собственно, и закодированы в виде штрихового кода.
Технология штрихового кодирования основана на использовании мобильных терминалов (рис. 3). Терминалы сбора данных (ТСД) - устройства, совмещающие функции коммуникатора и обычного сканера штриховых кодов. Он является надежным, эффективным помощником складского работника. Суть процесса работы с ТСД заключается в считывании информации со штриховых кодов, благодаря чему достигается большая скорость и новый качественный уровень работы склада полиграфического предприятия. Процесс инвентаризации упрощается и ускоряется. Сбор и обработка данных происходит в режимах offline (batch-терминалы) и online (радиотерминалы). Накопительный batch-терминал сбора данных имеет ограничения памяти.
Радиотерминалы используют популярную беспроводную сеть wi-fi. Этот вид терминалов обеспечивает непрерывный обмен информацией между устройством и компьютером, содержащим базу данных. Если приемка товара осуществляется с помощью batch-терминала, то данные по факту поступления материалов, полученные через batch-терминал, постепенно накапливаются в самом устройстве и передаются в систему управления полиграфическим складом в пакетном режиме. Так как определенное время уходит на аккумулирование результатов операции, не исключена некоторая задержка. Если же приемка осуществляется с радиотерминалом, то информация о расходных материалах может пошагово поступать в систему практически одновременно с ее вводом в терминал, который взаимодействует с рабочей станцией посредством радиосвязи (рис. 3-4).
Со времени появления штриховых кодов ввод информации стал более точным и быстрым, и соответственно все процессы, связанные с обработкой информации, стали более быстрыми и точными.
Рис. 3. Терминал сбора данных Рис. 4. Принтер печати этикеток
Proton dP-2205
26
Это передовое и экономически оправданное решение. Применяемое для быстрого и безошибочного ввода данных о расходных материалах, оно улучшает производительность и позволяет оптимизировать численность штата. Штриховые коды также позволяют быстро, просто и самое главное точно считывать и передавать информацию о тех предметах, которые нуждаются в отслеживании и контроле.
Некоторые объекты уже могут быть промаркированы поставщиком или производителем. В этом случае есть возможность запросить информацию со стороны. Для немаркированных штриховыми кодами материалов, для полиграфического производства формируются внутренние штриховые коды с типом EAN-13, начинающиеся с цифры «2». Это диапазон, выделенный специально для маркировки внутри предприятия и не используемый производителями товаров. При поступлении штучного предмета, не имеющего маркировки штриховым кодом, он маркируется самоклеющейся этикеткой со штриховым кодом и только после этого регистрируется в системе. Этикетки со штриховыми кодами очень легко приклеиваются, практически к любой поверхности, а также могут быть нанесены непосредственно на тюбики, канистры, короба, бутылки, упаковки, банки и еще на многие предметы, которые нуждаются в идентификации.
Для этикетирования предметов требуется наличие принтеров этикеток, этикет-пистолетов, этикет-лент. В принтерах (рис. 4) для печати этикеток используется термотрансферный способ печати. Основное назначение термотрансферных принтеров - массовое производство этикеток с информацией переменного содержания.
Они могут напечатать как тысячу этикеток с одними и теми же сведениями, так и тысячу этикеток, каждая из которых будет содержать различные данные. При термотрансферной технологии термоголовка выжигает изображение, но уже по некоему картриджу - специальной ленте, которая также представляет собой расходный материал.
Штриховые коды позволяют проводить точную инвентаризацию в режиме реального времени. Это дает возможность полиграфическому предприятию отслеживать уровень материальных запасов и, тем самым, сокращать ненужные затраты. В режиме реального времени можно проводить так называемые «скользящие инвентаризации». Не прерывая работы склада может проводиться инвентаризация по выбранным конкретным позициям. Проще также планировать поступление необходимых материалов. Благодаря штриховым кодам приход сырья ведется с помощью сканеров, поэтому само понятие «ввод данных» отсутствует. Технология имеет безусловные достоинства - достаточную информативность, низкую стоимость, простоту, эффективность, но у нее есть и ряд недостатков. Так, этикетки штрихового кода недолговечны и считываются при определенных условиях видимости, они чувствительны к агрессивным средам (вода, грязь). Процесс считывания штри-
27
ховых кодовых меток идет медленно, так как не могут считываться одновременно несколько меток. Это проблема была устранена в технологии RFID.
RFID-система состоит из радиометок (рис. 5,а) и устройства опроса/чтения - ридера.
а б
Рис. 5. RFID-метка: а - изготовленная по традиционной технологии;
б- RFID-метки, изготовленные по полностью печатной технологии
Поскольку обмен информацией между ридером и радиометкой происходит по радиоканалу, прямой видимости между ними не требуется.
По способу записи информации радиометки можно разделить на три группы: только чтение (RO); однократная запись - множественное чтение (WORM); многократная запись - множественное чтение (RW) [6].
Срок эксплуатации радиометок составляет 10 лет, а работают они в диапазоне температур окружающей среды от -40 до +70° С.
Вопросы эффективности применения радиочастотной технологии для идентификации продукции в полиграфической отрасли рассматривались в работах [1-3].
Технологические операции, выполняемые на складе расходных материалов - это приемка, инвентаризация, связь с поставщиками, контроль процесса движения предметов труда внутри предприятия и т. д. В системе RFID для инвентаризации каждый объект учета при поступлении на предприятие маркируется RFID-меткой, метка программируется и в базе данных предприятия привязывается к конкретному объекту, в дальнейшем именно по коду метки будет происходить идентификация объекта (рис. 6) [8]. Для первичной записи данных в память RFID-меток и печати этикеток с текстовой и графической информацией используются специальные RFID-принтеры. В метку может заноситься необходимая пользовательская информация о дате и времени поступления,
28
Рис. 6. Процесс идентификации при помощи RFID-технологии
типе объекта, месте расположения и т. п. Таким образом, инвентаризация основных и технических средств становится возможна в любой момент времени. Оператору остается зайти в помещение, нажать на кнопку мобильного RFID-терминала, пройти по помещению, направляя терминал в разные стороны и, тем самым, автоматически собрать информацию обо всех метках.
Применение технологии радиочастотной идентификации создает высокие конкурентные преимущества, особенно для полиграфических складов с большим оборотом и большой номенклатурой материалов. Она предоставляет возможность в несколько раз сократить время и трудозатраты на приемку, отгрузку и инвентаризацию, устранить ошибки персонала. Персонал не может пропустить или дважды считать одну метку. Для складского помещения оптимальным является применение радиочастотной идентификации высокочастотного диапазона 800 МГц...2,45 ГГц, обеспечивающего дальность идентификации 4...8 м, большую скорость считывания. С этой технологией любое перемещение какого-либо производственного материала фиксируется на компьютере мгновенно [8, 9], а затем передается в систему управления запасами предприятия.
На предприятии существенно сокращается время на получение информации о движении расходных материалов и повышается ее достоверность.
Стоимость одной радиочастотной метки составляет от 0,5 Евро (бумажная метка) до 5 Евро (жесткая метка) [5, 7]. Маркировка объектов, которые в ближайшее время покинут зону хранения, радиочастотными метками стоимостью более 5 Евро нецелесообразна. Маркировка же объектов, которые находятся в постоянной ротации на складе, целесообразна метками такой стоимости. Эти метки можно располагать на паллетах, коробах, стеллажах и т. д.
29
Для уменьшения стоимости RFID-меток используют печатные технологии (рис. 6). Логическая схема и память формируются технологиями печатной электроники, а антенна может быть вытравлена из меди или алюминия (как в традиционных метках), напечатана проводящими чернилами или нанесена другими аддитивными технологиями [4]. Первая, полностью напечатанная, RFID-метка была представлена в 2010 г. Университетом Сунчхона (Южная Корея), однако она могла хранить лишь 1 бит информации. В том же году удалось увеличить емкость памяти до 16 бит, (рис. 5,б). С развитием технологий печати характеристики меток будут улучшаться, а области их применения расширяться (табл. 1).
Таблица 1
Поколения печатных RFID-меток
Поколение Описание Применение Год появления на рынке
1 4-16 бит, только считывание, ВЧ Защита торговой марки 2014
2 32 бит, только считывание, ВЧ Серийный номер (уникальный в пределах одной организации) 2016
3 64 бит, однократная запись, многократное считывание, ВЧ Серийный номер (уникальный в пределах нескольких организаций) 2018
4 96-128 бит, многократная запись/считы-вание, ВЧ Электронный код продукта (розничная торговля) 2020
5 96-128 бит, многократная запись/считы-вание, СВЧ Электронный код продукта (розничная торговля) 2022
Если маркируемый ресурс сопоставим по цене с ценой маркировки, внедрение RFID в процессе - сомнительное по полезности решение. Помимо этого, есть материалы «непрозрачные» для радиоволн. Самый главный пример - металлические объекты. Если в коробке металлические объекты, если надо маркировать массивные металлические предметы, преимущества RFID гораздо труднее использовать. Есть радиометки способные работать на металле, но они обычно дороги и громоздки.
Тем не менее, для склада с расходными материалами, которые не подпадают под эти два ограничения, выигрыш в росте эффективности и сокращении издержек может быть очень велик и может перекрывать затраты на RFID-метки и оборудование [10-11].
У каждой из перечисленных технологий есть свои достоинства и недостатки, предпочтительные и неэффективные варианты использования - все это следует учесть, выбирая систему управления работой склада расходных материалов.
30
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. - № 4. - 2011.
2. Волосатова С.В. Использование цифровых устройств сбора информации в автоматизированных системах управления полиграфическим производством / С.В. Волосатова, О.М. Михайлова // Вестник МГУП. - № 1. - 2011.
3. Волосатова С.В. Применение радиочастотных методов идентификации продукции на полиграфических предприятиях / С.В. Волосатова, О.М. Михайлова // Вестник МГУП. - № 8. - 2011.
4. Нисан А. Перспективы развития органических и печатных компонентов (по материалам ассоциации OE-A) / А. Нисан // Электроника: наука, технология, бизнес. - № 4. - 2012.
5. Радиочастотная идентификация. Технологии, стандарты, компоненты // www.vital-ic.com
6. Финкенцеллер Клаус. RFID-технологии. Справочное пособие / К. Финкенцеллер; пер. с нем. Сойунханова Н.М. - М. : Додэка-XXI, 2010.
7. Шарфельд Т Системы RFID низкой стоимости / Т. Шар-фельд. - М. : 2006.
8. http://pechatnick.com/analitika/artides/index.phtml?id= =760#comments - RFID: описание, использование и преимущества.
9. http://www.rf-id.ru/using_rfid/81.html - Автоматизация учета грузов на складе: от штрихового кода к RFID.
10. http://www.sitmag.ru/article/technology/2006_08_A_
2007__01_l 9-18 29 31 / - Перспективы использования RFID-технологий.
11. http://www.idlogic.ru/skladilogistika - Склад и логистика.
31
