«Печатай и наноси» Программно-аппаратные комплексы для автоматизации промышленной маркировки

П. Поляков, главный специалист ЗАО «Научно-Технический Центр Академии Творчества «ФОРИНТЕК»

На товары, выпущенные в любой стране, производитель обязан нанести специальную маркировку, но и российское законодательство требует, чтобы на продукцию, которая реализуется в нашей стране, была нанесена маркировка, отвечающая нашим стандартам и на русском языке. Таким образом, многие торгующие предприятия вынуждены делать перемаркировку импортируемых товаров, хотя эта операция не приносит им прибыли. Это требование, хотя и диктуется «сверху», представляет собой вынужденную меру, принимаемую государством в целях контроля за товарооборотом или из соображений защиты прав потребителя.

Маркировочное оборудование не является средством производства, и производители чувствовали бы себя намного лучше, если бы вовсе не имели его. Внедрение этой технологии в основном связано не с их желанием, а навязано действующими законами. Впрочем, для этого были основания. Например, в Дании произошел случай массового отравления продуктами питания, и немедленно был издан указ, чтобы единичные товары, групповая упаковка и паллеты подвергались соответствующей маркировке. Тогда за несколько месяцев было продано огромное количество таких машин. Иное дело, если сам производитель, владелец предприятия хочет видеть, как у него производится товар, отследить все технологические операции, выявить слабые звенья производственной цепи, исключить воровство. Обязательность маркировки связана и с необходимостью учета производства товаров, их номенклатуры. В общем, таких решений требует сама жизнь.

Что дают ПАКи?

Маркировка можно делать вручную или автоматически – переход от первой технологии ко второй экономит время и снижает потребность в людских ресурсах. С внедрением программно-аппаратных комплексов (ПАК) для автоматизации и учета готовой продукции появляется новый «плюс» и для производителя: он получает возможность отслеживать процесс изготовления, дистрибуции и складирования товаров в режиме реального времени. Эта информация позволяет оптимизировать производство и хранение товаров, снизить издержки, предупредить преждевременный выход оборудования из строя. Именно за это платит «продвинутый» заказчик, приобретая оборудование типа print&apply – «печатай и наноси».

В процессе производства такой комплекс позволяет проследить весь путь продвижения товара не только по всей технологической цепочке производства, но и дальше – на склад (дистрибьюторский центр), а затем в супермаркет, к иному месту продаж, обеспечивает маркировку продукции, учет единичной продукции, учет групповой упаковки и паллет, построение необходимых отчетов и детальный контроль производства продукции в режиме реального времени.

ПАКи легко интегрируются в существующие у заказчика системы складского учета и настраиваются на конкретную задачу, могут найти применение на предприятиях различного профиля и легко адаптируются под разные виды продукции. В них применяется широкий спектр оборудования, в том числе беспроводные компьютерные сети (Wi-Fi), RFID, которое обладает возможностью расширения опций. В аппаратной части ПАКа может быть применено практически любое маркировочное и другое оборудование – термотрансферные print&apply системы, каплеструйные и лазерные принтеры, маркираторы, сканеры штрихового кода и системы для взвешивания. Структура его программного обеспечения ПАКа предполагает настройку аппаратной части комплекса; ведение базы данных производимой продукции; построение необходимых отчетов из базы данных (по продукту, по линии, по дате, по производительности и т. д.); формирование заданий для каждой производственной линии; создание дизайна этикеток; обеспечение аппаратной части комплекса заданиями на печать и сбор информации с внешних устройств (сканеры штрихового кода, устройства чтения RFID-этикеток, весы и т. д.).

В качестве базы данных комплексов может использоваться любая из широкого круга баз данных ODBC (Open Data Basa Connectivity). В базе данных четко фиксируется течение всех этапов, поэтому, просмотрев записи можно узнать, на каком из них теряется больше времени, или уточнить, в какое время товар проходил тот или иной участок, что дает возможность выявить «узкие» места и динамично, быстро, гибко управлять производством. В динамике можно видеть точные данные о том, сколько и какой продукции производится, и в дальнейшем обоснованно принять решения, следует ли переключиться на другой вид продукции. Это позволяет постоянно следить за работоспособностью производственных линий, знать, насколько интенсивно работает линия, сколько времени уходит на ее обслуживание, как загружен график работы и четко построить график, показывающий, как за смену выпускалась продукция. Например, был ли вначале простой, а затем пик производительности или же загруженность линии была равномерная.

Использование RFID-этикеток

Технология, используемая для маркировки товаров (коробов, паллет), давно известна – это уже ставшее привычным штриховое кодирование. Сравнительно недавно появился новый способ кодировки с использованием RFID-технологии. В нем применяются радиометки, для считывания которых также можно использовать ПАКи.

Современные сетевые магазины и дистрибьюторские центры требуют, чтобы весь товар был маркирован штрих-кодом. Когда он считывается, информация сразу заносится в базу данных или в чек. Сканирование записанной с помощью штрих-кода информации с каждой единицы товара занимает определенное время, поэтому были выдвинута очень привлекательная идея, заключающаяся в том, чтобы оснастить современные магазины RFID-метками. Представьте: покупатель подходит к кассе с товарами, помеченными такими метками, а аппаратура, автоматически просканировав корзину, выдает чек, какие товары и на какую сумму приобретены. Но производители оборудования для радиочастотной идентификации столкнулись здесь со следующей проблемой: если в одной коробке находится много товаров с разными метками, происходит их взаимное влияние. Поскольку все эти метки неактивные, то, во-первых, они действуют на небольшом расстоянии, а во-вторых, перекрывают сигналы друг друга, особенно в тех случаях, когда покупатель приобретает всевозможные жидкости, напитки, воды, которые серьезно препятствуют прохождению сигнала. Подобные проекты тем не менее были реализованы, кажется, в двух крупных сетевых магазинах в Германии, но дальше дело не пошло. Решения по RFID-идентификации каждого товара оказались очень сложными, поэтому штриховоу кодированию пока альтернативы нет. Однако RFID нашла другое применение: метками оказалось удобно маркировать короба и паллеты.

Впрочем, уже появились и интегрированные решения, объединяющие как штриховое, так и RFID-кодирование. В этом случае используется автоматическое оборудование, как правило, встроенное в производственную линию. Это так называемые print-apply машины, действующие по принципу «печатай и наноси». Соответственно модифицируются и метки. Теперь они представляют собой обыкновенные самоклеящиеся этикетки, внутри которых дополнительно установлен еще радиочастотный чип с антенной. Термотрансферный принтер печатает на этикетке информацию, которая необходима для прохождения товара, а также программирует чип, занося в него сведения, необходимые для мониторинга производственного процесса. Такая этикетка может быть разных размеров, например, стандартные размеры этикетки для маркировки коробов и паллет составляют 4х6 дюймов.

В процессе изготовления и нанесения на самоклеящихся этикеток чипы могут выйти из строя. Поскольку не все чипы удается успешно запрограммировать, в оборудовании, используемом в программно-аппаратных комплексах, предусмотрена такая опция, как «сепаратор плохих тегов» (bad tag separator). Вначале информация записывается в чип, и проверяется качество этой записи. Если верификация прошла успешно, этикетка наклеивается на товар, если неудачно – она удаляется устройством. Нужное число циклов можно запрограммировать. В этом случае качество записи проверяется до тех пор, пока этикетка не будет записана правильно (неправильно записанные этикетки удаляются). Проверку качества занесения информации в этикетку проходит не только чип, но и штрих-код. На схеме (рис. 1) показан сканер, позволяющий провести верификацию обыкновенного штрихового кода. Если он был считан, т. е. прошел верификацию, то заносится в базу данных, если нет – происходит печать следующей этикетки. Информация на штрих-коде и в чипе может как дублироваться, так и быть уникальной; цифры штрих-кода беспрепятственно помещаются в чип для бесконтактного чтения и, наоборот, информацию из чипа можно вынести в штрих-код. В применяемых сегодня чипах записывается специальный 13-разрядный код и он же дублируется на этикетке в штрих-коде.

Насколько выгодно сегодня использовать RFID-технологию? Стоимость таких комбинированных этикеток может меняться в широком диапазоне, зависит от типа чипа и антенны, которые в нее вмонтированы, и множества других параметров – качества и размера этикетки, ее тиража. Поэтому сравнивать стоимость этикетки без чипа и с чипом сложно. В Европе цена этикетки размером 4х6 дюймов колеблется от 0,13 до 0,4 евро за штуку. Простая этикетка, которая печатается в нашей стране для хлебной продукции, стоит примерно 8 коп., а цена на такую же этикетку с чипом составляет 0,26...0,3 евро, а это уже 12 руб. Получается, что обычная этикетка в 150 раз дешевле этикетки с радиочастотным чипом. Понятно, что использование RFID – удовольствие недешевое, а ведь еще надо будет купить дорогостоящее оборудование для записи и считывания информации по этой технологии.

Смысл применения RFID-этикеток видится прежде всего в случаях, если цена этикетки с чипом достаточно мала по сравнению со стоимостью продукции, на которую ее наклеивают. На спички этикетку помещать явно не стоит, а на дорогой коньяк в принципе нанести можно. Обычно этикетки клеят на коробки (групповая упаковка) и на паллеты, где лежит много товаров. В таких случаях разница между стоимостью груза и ценой этикетки достаточно велика и приобретение программно-аппаратных комплексов, предназначенных для автоматизации промышленной маркировки RFID-метками или стикерами с чипом, экономически целесообразно.

Возможности кодировки

Кодировка бывает разная. Стандартная кодировка – это так называемый торговый штрих-код ЕAN-13, который есть на любом товаре, приобретаемом в магазине. ЕАН 13 состоит из 13 цифр, 12 из которых кодируют производителя. Помимо этой общеизвестной символики существуют код 128, специальные технологические штрих-коды и способы кодировки, код EAN-8, но рассказ о них занял бы целую книгу. Все эти кодировки заносят в базу данных, благодаря чему можно отслеживать прохождение товара. Если посмотреть на этикетку, то на отечественных штрих-кодах стоит цифра 46 , что значит «Россия», затем указано предприятие, а дальше – группа товаров. Любой товар, место его производства должны быть зарегистрированы в ЮНИСКАНе – в международной организации, где предприятиям, группам товаров присваивается свой, уникальный номер.
Применяются и так называемые технологические штрих-коды, с помощью которых предприятие может закодировать различную информацию, позволяющую сделать процесс производства прозрачным. Покупая достаточно дорогую линию, «продвинутый» клиент хочет знать, причем в режиме реального времени, как она работает. Благодаря технологическим штрих-кодам директор, главный инженер, технолог видят, как работает производство и идет складирование продукции, и каждый из них получает оперативный отчет, на каком участке, где и когда произведен товар. При передаче товара с производства на склад иногда возникают разночтения, например, в его количестве, а штриховое и RFID-кодирование позволяют выявить истину.

В коде 128 программируется время, например, дата выпуска, срок реализации, а также всевозможная информация, необходимая именно этому производству. Когда в магазине приобретают весовые продукты в вакуумной упаковке, в базе данных указывается их цена за 1 кг и вносится в штрих-коды на упаковке. Тогда автоматически можно рассчитать стоимость конкретного товара, положенного на весы. Есть штрих-коды, поддерживающие не только цифровую кодировку, но и так называемые ASCI-символы. В этом случае можно кодировать даже буквенную информацию, которую можно и напечатать, и автоматически считать.

Наличие базы данных позволяет решить ряд вопросов с дисциплиной и кражами на предприятии. Если автоматизируется учет продукции при производстве, то каждая единичная упаковка, групповая упаковка и каждая паллета маркируется своим, уникальным кодом, который хранится в базе данных и привязан ко времени и к линии, на которой товар производится. Если пришла рекламация, достаточно считать технологический штрих-код и узнать, в какую смену, в какой день был произведен товар и кто несет ответственность за брак. Если весь товар полностью маркирован и существует база данных, где прохождение каждого товара четко по времени зафиксировано, отслеживается приемка на склад, то проявлять халатность или воровать становится сложнее. Если сравнить две базы – товаров, которые были произведены, и товаров, которые были приняты на склад, то между ними может обнаружиться различие, и факт кражи окажется вскрыть очень легко. Буквально за минуту можно точно сказать, в какое время произошла потеря, а затем привлечь к ответственности виновных в ней. Аппаратура позволяет точно фиксировать время производства товара, и в результате можно сказать, как работала линия, простаивала она два часа, а потом работала час, чтобы выполнить план, или она равномерно работала все три часа на номинальной мощности. Ликвидировав авралы, можно продлить ресурс оборудования, поскольку известно, что работа на предельной мощности ведет к его поломкам, а они тоже влияют на производство.

Для передачи продукции с производства на склад по всем товарам в необходимом формате формируется таблица, например, в программе «1С:Склад», которая используется на складе. При приемке товара получается такая же таблица, которая сравнивается с первой. Система может заполнять таблицу в программе «1С» напрямую, или, наоборот, «1С» получает доступ к серверу, именно к той таблице, которая необходима. Возможность передачи таблицы или какой-то группы связанных таблиц зависит от программного обеспечения, которое есть у клиента. Наша система, например, работает практически со всеми базами данных ODBC: это может быть Access, Fox Pro, SQL, Paradox, Dbase и др.

Внедрение и перспективы

Программно-аппаратные комплексы, предназначенные для автоматизации промышленной маркировки, помогают получить на выходе товар, маркированный согласно требованиям сетевых магазинов. «Ашан», «Метро», «Пятерочка», «Седьмой Континент» и др. требуют, чтобы на единичной и групповой упаковке был штрих-код, потому что у них осуществляется автоматизированная система расчетов и штрих-код считывается сканером. Если код не читается, его можно ввести вручную, но в крупных магазинах, где нет на это времени, на кассе такой товар зачастую попросту откладывают в сторону, а затем возвращают производителю. Надо сказать, что возвраты продукции из-за некачественной маркировки бывают довольно часто, в частоности из-за того, что этикетка со штрих-кодом наклеивается без соответствующей проверки ее качества. Устранить это недостаток как раз и позволяет технология print&apply. Как мы уже отметили, одним из преимуществ ее является наличие сканера, который позволяет верифицировать штрих-коды и тем самым сократить возврат товара по причине некачественной маркировки.

Если говорить о трудностях, которые возникают в связи с внедрением программно-аппаратных
решений, действительно, серьезных проблем с ним, как правило,
не возникает. Основной упор делается на программное обеспечение и аппаратную часть: если они не «конфликтуют» между собой, то решить практически все проблемы можно только с помощью штрихового кодирования.

Чтобы узнать, во что обойдется автоматизация, надо сравнить затраты и результаты труда – ручного и с использованием программно-аппаратного комплекса промышленной маркировки. Технология работы вручную строится следующим образом. Этикетки печатают на обыкновенном термотрансферном принтере и вручную наклеивают на товар. Затем товар складывают в короба, на которые работники склада опять наклеивают этикетки, а короба складывают на паллеты, которые тоже маркируют. Решение о том, какую технологию маркировки использовать – ручную или автоматизированную, зависит от специфики производства. Минимальная цена установки линии ручной расклейки с использованием одного принтера и рассчитанной на маркировку единиц товара, коробов и паллет составляет примерно 4,5 тыс. евро. Если же используется автоматическая маркировочная линия, то ее стоимость зависит от технического задания – от того, какое оборудование в ней будет использовано, поскольку цена его может быть разной, а также специфики самих линий. Обычно все рассчитывается индивидуально. Если отвлечься от специфики производства, стоимость полностью автоматизированного решения будет составлять 50...60 тыс. евро. Если на предприятии раньше использовалась ручная маркировка, а теперь автоматическая, то одна из выгод от такого внедрения вполне очевидна – это сокращение штата сотрудников. Но поскольку на разных предприятиях зарплата разная, сказать конкретно, какова же получится экономия средств, бывает сложно.

Говоря о прогрессе техники в области автоматизированной маркировки, надо сказать, что все машины типа print-apply сегодня изготавливают на очень хорошей и современной элементной базе. Их оснащают 64-битными процессорами – не хуже тех, что стоят на «крутых» компьютерах. В них использованы все новейшие веяния современности. Взять хотя бы машину с встроенным web-сервером: такое устройство позволяет печатать этикетки по Интернету. Этим способом пользуются такие известные компании, как Pinkilgton, Nestle, Unilever и др. Имея такой web-сервер, компания Unilever печатает этикетки в России прямо из Лондона, оттуда же можно посмотреть все настройки оборудования. Если что-то случается, достаточно зайти на web-сервер, посмотреть настройки машины и протестировать ее. Все операции выполняют дистанционно.

Развивается маркировочная техника очень динамично. С одним из производителей такого оборудования – компанией Avery Dennison мы работаем уже лет десять и видим, что оно совершенствуется буквально на глазах. Постоянно расширяется перечень опций, увеличивается скорость печати, так как, если товар идет быстро, этикетку требуется напечатать и нанести мгновенно. Наши машины позволяют наносить этикетку напрямую, при прямой печати она распечатываются со скоростью 400 мм/с; если этикетка меньших размеров, то это происходит еще быстрее. Улучшается и механика оборудования за счет того, что накапливается опыт в этой области и появляются новые конструктивные разработки. Основные же сдвиги касаются электроники, коммуникаций, интерфейсов. В таких машинах уже используются Wi-Fi-технологии, и с такими машинами можно связаться по беспроводной линии связи. Объем памяти у них очень большой – 64 Mбайт, что позволяет хранить всевозможные этикетки, образы и т. п., а кроме того, есть возможность работы с компактными флэш-картами.