Эксплуатация терминалов в экстремальных условиях, или Скупой платит дважды

М. Колганов, менеджер проектов компании «Галакси»

Мировые лидеры производства терминалов сбора данных (ТСД) вкладывают значительные средства в исследования, разработку и тестирование выпускаемого оборудования, заранее предусматривая, что оно должно безотказно и ежедневно работать, зачастую в очень сложных условиях. Для их производства используются специальные электронные компоненты, комплектующие и материалы, поэтому цена таких терминалов намного выше, чем дешевых моделей ТСД, которые не предназначены для активной эксплуатации на больших складах, на улице или, например, в складах-морозильниках. Так что важней при выборе ТСД – начальная цена или стоимость владения им? На что нужно обращать внимание при выборе ТСД? Как интегрировать их в программно-аппаратные системы клиента, которые работают сейчас и придут им на смену в будущем?

Конечно, терминалы только одна из составляющих оснащения склада, причем не самая большая. Эффективная работа склада в целом зависит от работы каждой из таких составляющих. Применение на складе микрокомпьютеров (в узком смысле – терминалов сбора данных) позволяет повысить эффективность работы склада до качественно нового уровня, увеличить производительность операций, сделать деятельность предприятия более прозрачной, снизить число ошибок по сравнению с традиционной бумажной технологией. Компьютер с заданной логикой работы проверяет полученную информацию на достоверность, предупреждает ошибки и неправомерные действия сотрудников склада. Такое оборудование требуется не только для обычных складов, но и рефрижераторных, где созданы оптимальные условия для хранения скоропортящейся продукции, однако эти условия являются вовсе не оптимальными, а, напротив, экстремальными и крайне неблагоприятными для работы компьютерной техники. Этой же спецификой отличаются расположенные в северных широтах морские порты, открытые площадки для хранения грузов в зимнее время, контейнерные терминалы и т. п.

Электроника, выпускаемая для массового рынка, требует очень бережного и деликатного отношения и не слишком любит низкие температуры. Например, сканеры штрих-кода, которые используются в розничной торговле, не работают при температуре ниже –5 °С и в контексте защищенности от внешних воздействий мало чем отличаются от обычных бытовых устройств. Если необходимо использовать такие устройства в более холодных условиях, возникает ряд проблем технического порядка, и главная из них в том, что при таких температурах происходит переход воды из одного агрегатного состояния в другое: из газообразного в жидкое и из жидкого в твердое. Температура этого перехода называется точкой росы: при ее достижении начинает конденсироваться водяной пар в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается. Иными словами, возникает проблема образования конденсата на электронных схемах, металлических компонентах индустриальных устройств и оборудования, которые используются в складах-морозильниках. Чтобы избежать этого, применяют специальные защитные технологии, прежде всего герметизируют корпус устройства (герметизация необходима и для работы при обычной температуре, а на складе-холодильнике является настоятельной необходимостью). И это помогает, но только до определенной степени.

Существуют устройства достаточно защищенные, чтобы работать при низких температурах, но так или иначе избежать попадания влаги в них не удается. Создать полностью герметичный терминал невозможно. Существует индустриальный норматив защиты от проникновения внутрь устройств посторонних предметов и воды – так называемый стандарт IP. В соответствии с ним класс защищенности устройства характеризуется двумя показателями: первый обозначает уровень защиты от проникновения твердых частиц, второй – влагозащищенность. Как правило, индустриальные ТСД защищены по классу IP65. С точки зрения влагозащиты это означает, что они могут находиться под струями воды, например под проливным дождем, но и такой класс защиты не может стопроцентно гарантировать от образования внутри корпуса устройства конденсата. Самый надежно защищенный терминал, который сегодня существует на рынке, выполнен по классу IP67. Это означает, что такую модель можно опустить в воду на период до получаса, но и после этого она не потеряет работоспособность.

На рынке имеются технические решения по ТСД, которые способны работать при температурах выше –20 °С, но и при их использовании возникают свои сложности. Персонал, использующий терминалы сбора данных, не может постоянно находиться в холодном помещении и время от времени должен перемещаться в более комфортные условия. При этом на оборудовании опять образуется конден-
сат – сказывается та же пресловутая точка росы. У терминалов возникает проблема эргономического плана: при переходе из теплого помещения в холодное происходит запотевание экрана. Это хотя и не критично, но мешает выполнению работы, а значит, сказывается на производительности труда. Аналогично при использовании сканеров штрих-кода окошко сканера может запотеть, в результате устройство перестает воспринимать информацию, и пользоваться им становится невозможно.

В настоящее время разработаны терминалы, лишенные этого недостатка, в частности, модели компании Psion Teklogix, имеющие встроенную систему подогрева. Этой компании принадлежит и первенство в разработке подобных устройств. Подогрев исключает переход через точку росы паров в окружающем терминал воздухе, поскольку его температура постоянно только положительная. Конденсат уже не замерзает, что позволяет работать при температурах
от –30 °С. В таком устройстве обогреваются все «уязвимые» компоненты: электронные схемы, экран дисплея и, наконец, окошко сканера. Работа с аналогичными устройствами без подогрева, даже в складах-холодильниках, где поддерживается температура порядка –18 °С, зачастую требует всевозможных ухищрений. Часто приходится в буквальном смысле слова укрывать терминал под верхней одеждой, сканировать и сразу же быстро убирать его в тепло, т. е. делать все, чтобы избежать образования льда на компонентах устройств.

Оборудование, которое используют для работы в экстремальных условиях, например на складах-морозильниках, должно не только сохранять работоспособность, но и быть хорошо защищено. ТСД должны быть не только пыле- и влагозащищенными, но и ударопрочными. Помимо этого при низких температурах пластик становится более ломким, а при работе в толстой спецодежде (ватниках, тулупах и рукавицах) возрастает вероятность того, что терминал может выскользнуть из рук и упасть, соответственно увеличивается риск повреждения. Производители отчасти решили эту проблему: корпуса морозостойких терминалов, по крайней мере в тех местах, где они вероятнее всего могут повредиться, делают из прорезиненного материала или специального морозостойкого пластика. Терминалы для эксплуатации в условиях низких температур довольно легко отличить от обычных: они «одеты» в резиновую оплетку, которая должна амортизировать удар при падении терминала.

Используемое на складах оборудование для штрихового кодирования может быть стационарным, носимым (для использования непосредственно складскими работниками) или мобильным, т. е. его устанавливают на складской транспорт – погрузчики, электрические тележки и т. п. У мобильных терминалов в отличие от ручных экран и клавиатура больших размеров.

Терминалы подразделяются также на автономные, так называемые батч-терминалы, и радиотерминалы. На автономные устройства информация из системы управления складом передается с некоторой задержкой. Радиотерминалы обеспечивают прямой доступ к системе управления складом в режиме реального времени, поэтому сейчас крупные предприятия не используют автономные технологии, и склады-морозильники в этом смысле не исключение. Оснащение радиотерминалами подразумевает организацию радиосети на складе, т. е. установку нескольких беспроводных шлюзов для доступа терминалов по радиоканалу в сеть предприятия. Но морозильник – это особое, полностью отделенное от основного склада помещение. Здесь очень низкая температура, до –30 °С, поэтому холодный склад имеет значительные конструктивные отличия по теплоизоляции, вентиляции, кондиционированию. В частности, здесь должны быть толстые стены с хорошей термоизоляцией. Обеспечить работу радиосвязи без установки дополнительной точки доступа в самом морозильнике не удается – электромагнитные волны не пройдут сквозь перекрытия. Есть два варианта решения этой проблемы. Первый – это расположить точку радиодоступа на внешней стене холодильника и протянуть кабель сквозь стену к установленной внутри антенне. В этом случае сама точка доступа находится в обычных для нее условиях и нормально функционирует. Второй вариант – установить точку доступа прямо в морозильнике, но в специальном термобоксе – термоизолированном ящике, внутри которого находится система термостатов, поддерживающих необходимую для работы радиооборудования температуру. Трудно сказать, какой вариант предпочтительней, но при установке радиооборудования в холодных помещениях эти моменты не стоит упускать из виду.

У технологии маркировки в таких условиях тоже своя специфика. Если груз поступает на рефрижераторный склад с уже наклеенным штрих-кодом, то ничего страшного не происходит: если наклейка и покроется инеем, то можно ее очистить и отсканировать. Но проводить маркировку непосредственно в морозильнике проблематично, поскольку хранящаяся там продукция обычно покрывается льдом и наклеить этикетку на нее практически невозможно. В таких случаях правильнее будет использовать пластиковые бирки, которые тем или иным способом, обычно проволокой, прикрепляют к хранящимся товарам.

Кроме того, все шире используется технология радиочастотной идентификации RFID, в первую очередь для маркировки тары, а не непосредственно единиц хранения. Допустим, в складе-морозильнике хранятся туши. В этом случае можно маркировать не сами туши, а крюки, на которых они висят. Крюки в этом случае рассматриваются как места хранения, поэтому можно однозначно определить, что на них находится. Для внутрискладских нужд крюки можно маркировать RFID-метками, поскольку они лишены такого очевидного недостатка штрих-кода, как плохая читаемость из-за обледенения этикеток или стекол сканера. Радиометки достаточно хорошо функционируют в широком диапазоне температур. Есть и такие, что могут работать в морозильниках. На складе, где обычно поддерживается температура ниже –20 °С, более целесообразно бывает использовать радиометки, чем штрих-код на этикетке, хотя они существенно дороже. Почему? Да потому, что крюков конечное множество, и метки можно использовать многократно. Ощутимую выгоду приносит и значительное увеличение скорости считывания: теперь не надо подходить к каждой туше на крюке, чтобы ее отсканировать –достаточно провести RFID-сканером по их ряду. Радиочастотная технология часто используется в автоматическом режиме: на выходе из морозильника ставят антенну, которая регистрирует радиометки на перемещающихся грузах. Если мы знаем, что метка находилась на складе и прошла через ворота, то автоматически регистрируется «выход» груза, и наоборот, если раньше ее на складе не было, но она появилась – «вход».

Вообще точно так же можно маркировать любую тару, используемую в складах-морозильниках, и тогда преимущества RFID становятся очевидными: возрастает эффективность обработки грузов и отпадает необходимость визуального контакта с идентифицируемым грузом.

Какие еще рекомендации можно было бы дать тем, кто хочет оснастить склад-морозильник соответствующими маркировочным и идентификационным оборудованием, например, терминалами сбора данных? Довольно часто владелец склада стремится обойтись хоть каким-нибудь оборудованием, при выборе которого решающим фактором является только цена. Правило: «Скупой платит дважды» – одно для всех, но, как водится, люди предпочитают вначале наступить на грабли, вместо того чтобы их обойти.

На Западе работающие в высококонкурентной среде крупные фирмы, например розничной торговли, которые существуют достаточно давно, накопили определенный опыт и хорошо знают, как оборудование для маркировки и идентификации товаров применяется на складе. И в нашей стране профессионально работающие компании уже думают «по-западному» и считают затраты, причем не только цену оборудования, но и так называемую стоимость владения, потому что последняя может в разы превысить затраты на приобретение. Условно говоря, если купить дешевые терминалы сомнительного происхождения, а такие устройства стоят сегодня порядка 200 USD, то вполне вероятно, что их придется менять раз пять в течение года, причем по негарантийным случаям. А бывает, что приходится подкупить еще штук пять таких же на смену вышедшим из строя. Это касается не только непосредственно оборудования – терминалов, погрузчиков, стеллажей и др., но и программного обеспечения, системы управления складом. Если бизнес нацелен на рост, то дешевое решение очень быстро станет «узким местом», но тогда замену его придется делать уже в процессе работы.

Учитывая сказанное, мы советуем приобретать современные терминалы и иную технику, пусть даже сравнительно недорогую, у ведущих производителей. У них можно найти устройства, которые изначально рассчитаны на то, что в дальнейшем ваше предприятие будет расширяться (а возможности техники должны расти вместе с бизнесом). Лидеры мирового рынка именно этот принцип ставят во главу угла и таким образом разрабатывают все решения для заказчиков. Если прежде на складе применяли терминалы сбора данных, оборудованные сканером штрих-кода, но в дальнейшем было принято решение перейти на RFID, то вам не понадобится полностью менять все оборудование.

Достаточно будет либо установить дополнительный модуль для считывания радиометок, либо заменить сканер штрих-кода на модуль считывания RFID. Больше ничего менять не придется – терминал будет работать точно так же. Не стоит забывать и о том, что у ведущих производителей надежность терминалов намного выше.