自动识别技术和标准化

自动识别技术和标准化

刘苏轼

[摘要] 本文介绍了自动识别技术中常用的自动标识方法，相关条形码的标准，提出制定国防工业自动识别技术国家军用标准的迫切性要求。

关键词：自动识别技术条形码标准化

1企业生产中需要自动标识的对象及其作用

自动识别技术随着信息技术的迅速发展，已经悄无声息的融合到企业日常活动中。企业生产、管理日益走向数字化，许多重点武器装备企业围绕型号研制及批生产任务，利用数控设备和先进的生产管理系统如制造执行系统MES和企业资源计划系统ERP进行了车间的数字化改造，建立了关键零部件数字化生产线（如：武器零件数字化生产线、航空发动机部件数字化生产线等）的数字化车间，这些数字化车间的建设是提高企业关键型号研发能力和批生产能力的关键，更方便多品种、小批量生产及管理。

自动标识是自动识别技术在生产过程的工装、物料等制造资源管理和监控中很重要、也很困难的工作，制造执行系统MES的作业计划与调度很大程度上取决于工装、物料等资源的实时反馈，如果生产过程中的信息准确度达不到95%，MES的管理效率基本无法发挥作用。实际上，目前由于缺乏准确和足够的生产执行过程信息的实时反馈，导致MES计划调度等决策信息的可执行性差，严重制约着算法执行的效果和效率，这就是国内大多数MES系统仍采用人工协调调度方式的原因。

目前，制造过程中需要自动标识的对象有：工装、物料等制造

资源的库存管理；工装、物料等制造资源在生产过程中的实时管理。解决制造资源的自动标识问题，将会提高制造资源库存管理效率，实现其生产过程中信息的实时反馈与管理，为企业的计划层、制造执行层，特别是MES等管理系统提供准确、及时的信息反馈，使企业制定的生产计划和车间的调度作业计划更加准确与灵活，同时也能实现对产品全生命周期的跟踪与管理，使产品的质量及产品质量可追溯性得到保障，从而提高企业的管理效率和水平。

2企业适用的自动标识方法及其优缺点

目前，制造资源的自动标识方法一般有3种：条码技术、射频识别技术（RFID）和直接标识技术（DPM）。

2.1条码技术

条码技术是相对成熟的技术，条码的制作与条码的识别都有成熟可靠的产品。应用比较广泛：从超市物品到我厂生产的产品备件都可以见到它的身影。在工厂生产管理领域，通常采用条码技术用于物料、刀具、在制品的库存管理，帮助实现入库、盘点、借出、归还等环节的管理。传统的手段是通过打印机将物料等制造资源的编码转换成一维或二维条码打印在标签上，然后将标签再附在相应的对象上，这种方法的综合应用成本较低，灵活方便，被广泛应用在库存管理当中。

二维条码（PDF417、Data matrix、QR等）编码容量大、密度高、编码占用的面积小；由于采用强大的纠错算法，识别安全性或可靠性高，有比一维条码应用更广泛的趋势，我公司产品备件的生产就采用了二维条码技术进行管理。但二维条码不会取代一维条码，毕竟，一

维条码在某些场合更简单实用，性价比好。例如我公司科技图书馆采用一维条码已能满足管理需要。在条码的码制选择方面，由于企业生产的零件大小不一，有的零件携带信息量小，应用时，应根据具体情况来选择，能用一维条码就不一定非用二维条码。

这种方法存在的问题主要表现在以下几点：1）条码标签与对象分离，由于人工介入带来的错误读取是不能完全避免的；2）太小的零件等无法粘贴条码标签；3）标签容易污损、破损，导致无法读取。

2.2射频识别技术

射频识别RFID（Radio Frequency Identification）技术是以无线电通讯的方式读取电子标签里包含的编码数据，其优点是独有的远距离非接触识别、电子标签信息存储容量大以及信息可动态更新等，应用非常广泛，如第二代身份证等。射频识别技术RFID与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。在海湾战争中美军利用射频识别技术RFID使后勤保障准确率大为提高，弹药、物资消耗、需求信息能达到距“战壕”几十公里的水平，获得极大成功，显示出巨大作用。据报道：国内重气集团用射频识别技术管理汽车装配，从过去几年装配一种汽车到现在一年装配85种汽车，一年节约20亿人民币，成本降低2%。显示出该技术潜在的巨大市场。当然，它也有一定的局限性，首先，对于小尺寸的对象来说，要选择合适的电子标签并将其嵌入是非常困难的；其次，电子标签被嵌入对象之后，可能会改变它的物理参数；金属材质会屏蔽电磁波，常导致其阅读器失效。

2.3零件直接标识技术DPM（Direct Part Marking）

DPM指直接在物体表面标识可机器识别的代码。DPM的码制为Data matrix，DPM技术主要分为两类：非侵入表面法和侵入表面法。非侵入表面法产生的标记符号（即添加的标记）是由某些制造过程直接生产出来或者在表面添加的一层媒介上打标，以产生符号。使用这类方法不会对被标刻材料的性质产生不良影响（如直接喷码等）；侵入表面法会改变零件表面性质（磨损、切割、燃烧、蒸发等），若操作不当，会降低零件的性能（如点撞击、激光标刻等）。直接标识有三种方式：点撞击、激光标刻、直接喷码。

点撞击方式在被标识物表面既不去除材料，也不添加材料，而且材料在标识后其抗疲劳性有所增加，该方法在航空、航天领域广泛应用。但该方法对较薄的材料（厚度小于0.5mm）、易碎的非金属材料（如玻璃）、标识点靠近焊接部位、材料边缘（在材料厚度的4倍以内）以及HRC硬度大于54的材料不能采用该方法标识。

激光标刻是激光束与被标识表面相互作用后在物体表面形成一定深度的符号，其标刻工艺简单，标刻速度快，标识成本低，可标识零件范围广，受到企业广泛重视。我厂某产品面板即是采用激光标刻生产，其效率之高，传统机械加工没法可比。但是在循环应力作用下激光标刻可能形成扩展裂纹，使零件产生疲劳破坏；另外，激光标刻方法目前还缺乏质量评判准则，对表面质量要求较高产品的应用也受到限制，在关、重零件的应用上还处于研究阶段。

直接喷码方式简单方便、不损伤物体表面，但是它是可檫拭的（拇