Automatická identifikace a sběr dat v průmyslu

Pro zajištění efektivního provozu, synchronizaci jednotlivých operací a plynulé doplňování skladových zásob je v průmyslovém podniku, nejčastěji ve výrobě, často nutné použít některou z metod inteligentního označování předmětů a prostředků. Odvětví, které se takovým označováním zabývá, se nazývá identifikace. Je zřejmé, že průmyslové prostředí bude klást na metody a prostředky identifikace jiné požadavky, než například kancelář, supermarket nebo kontrola vstupenek na sportovní akci.

Základní nároky na samotnou technologii, kterými jsou jednoznačnost, bezchybnost a rychlost označení i přečtení značky, se samozřejmě nezmění. Co je pro průmyslové použití jiné, jsou v tom, že požadované parametry na zařízení a technologie jsou pro oblast průmyslu jinak nastavené na stupnici důležitosti. Větší hodnotu získá například index IP (ingress protection), který udává, jak je zařízení odolné proti prachu a vodě. Odolnější kovový kryt bude upřednostněn, a naopak menší velikost, nízká váha nebo co nejnižší cena nebudou hlavními hledisky pro konečný výběr.

Pro jakoukoliv identifikaci, tedy i v průmyslu, se nejčastěji používají čárové kódy. Ty mají prostě tolik výhod, že jako metoda označování zcela dominují. Jsou bezesporu nejlevnějším způsobem, dokážou nést dostatečnou informační hodnotu pro účely identifikace, každý vytisknutý čárový kód obsahuje samoopravné prvky, takže přečtení informace je velmi spolehlivé a obrovským náskokem před jinými identifikačními metodami je celosvětová normalizovanost.

Z tiskáren čárových kódů tvoří velkou skupinu speciální průmyslové tiskárny. Rozpětí jejich využití je široké, od středních skladů přes logistická centra, distribuční sklady, výrobní společnosti až po potravinářský, elektrotechnický a automobilový průmysl. Průmyslové tisárny čárových kódů se od stolních (kancelářských) odlišují hlavně rychlostí a kvalitou tisku, robustní celokovovou konstrukcí odolnou proti otřesům a nárazům, možností použití většího průměru kotoučů etiket. Vnitřní komponenty jsou navrženy tak, aby zaručily spolehlivý tisk i v náročných podmínkách výrobního prostředí. K dispozici jsou zpravidla obě možnosti tisku, tedy termotransferový i přímý tepelný tisk, rozlišení tiskové hlavy může být od 203 dpi až po 600 dpi (24 bodů/mm), šířka tisku až 216 mm. Kromě běžných možností připojení tiskárny bývá volitelně k dispozicirozšíření o wi-fi modul pro bezdrátovou komunikaci. Některé průmyslové tiskárny umožňují rozšíření o RFID modul, který slouží k zápisu a potisku stále častěji využívaných SmartLabel etiket neboli nálepek s integrovaným RFID čipem, anténou a přepisovatelným pasivním tagem. Mezi méně využívaná příslušenství patří verifikátor čitelnosti vytištěných čárových nebo 2D kódů. Současné tiskárny umožňují potisk nejrůznějších materiálů - termopapír, termotransferový papír, vinyl mylar, metalizovaný papír, netkaná textilie, jemně tkaná textilie, infračervený skenovatelný papír, plasty citlivé na teplo, leporelo, nekonečný pás, kotouč, visačky, vstupenky, papírové a termopapírové nálepky, vyseká vané/děrované etikety a kartonky.

V průmyslovém prostředí ale existují i důvody, kvůli kterým čárové kódy nejsou vždy nejvhodnější identifikační metodou. Prvním z takových důvodů je nízká odolnost čárového kódu. Vypalovací pec, lakování, chemická lázeň jsou pro štítek s čárovým kódem smrtící. Ani dnes ještě není výjimkou, že se pro podobné výrobní fáze používají děrované žetony z odolného plastu nebo z plechu. Děrovaný žeton ale může nést jenom poměrně jednoduchý identifikátor (např. pořadové číslo zpracovávaného kusu v průběhu směny), a pokud by nebylo zajištěné jeho opakované využití, byla by to navíc metoda poměrně drahá.

V některých technologických procesech se k identifikaci používá DPM, Direct Part Marking. Tato technologie spočívá ve vyražení malých bodů přímo do materiálu. Výhodou technologie je možnost označení takového materiálu, jako je guma, kov nebo plast. Nosičem je tedy samotný výrobní materiál, který je přímo označován hrotem značící hlavy, laserem, chemicky nebo speciální inkoustovou tiskárnou (ink jet).

Druhým důvodem, kdy se hledá náhrada za čárový kód, je potřeba zakódovat více informací do stejně velkého prostoru. Jestliže problém není v prostředí poškozujícím štítek s čárovým kódem, je nejvhodnější použít technologii 2D (dvourozměrného) kódu. Dvourozměrné kódy, jako je Aztec, Datamatrix, PDF417 nebo QR-code, nejsou vlastně nic jiného, než vylepšené čárové kódy. Vycházejí ze stejných principů, jsou stejně levné, stejně se i používají – jenom se do nich vejde mnohem více informace. Pro představu o množství zakódovaných dat je možné uvést, že do 2D kódu rozměru 3 mm x 3mm je možné zapsat 50 znaků textu. Obdobně jako u 1D čárových kódů i dvourozměrné kódy se aplikují nejčastěji na samolepící etiketu.

Poslední, stále častěji používanou metodou označování, je technologie RFID. Od čárových kódů se na první zběžný pohled liší hlavně využíváním nižších frekvencí elektromagnetického spektra, než je viditelné světlo. Díky tomu dokáže čtečka RFID vidět identifikační tag přes dřevěnou stěnu nebo přes plastový obal, jako by v cestě žádná překážka vůbec nebyla. Tato vlastnost RFID je pro mnoho lidí doslova fascinující, a i v praxi se skutečně často využívá. RFID tag můžete umístit dovnitř palety s výrobky nebo uvnitř výrobku samotného, čímž se vyhnete možnosti poškození identifikátoru otěrem nebo znečištěním, jak se to mnohokrát stává u čárových kódů.

Ale pouhé posunutí pracovní frekvence z oblasti viditelného světla do pásma neviditelného záření není ten nejdůležitější rozdíl mezi čárovými kódy a technologií RFID. Největší rozdíl je v tom, že vytisknutý čárový kód světlo pouze jednoduše odráží, kdežto čip RFID na ozáření čtečkou skutečně reaguje. Každý RFID tag je, na rozdíl od čárového kódu, sice miniaturní a velmi omezený, ale přesto - plnohodnotný počítač. Má svoji paměť a má svou sadu instrukcí, které musí čtečka ovládat, aby mohla z čipu nějaké informace získat, nebo je do něj zapsat. Právě tento fakt je podstatný pro takové vlastnosti RFID, jakými jsou současné načtení stovek identifikátorů zároveň, nebo zápis konkrétní informace do určitého tagu, aniž byste přesně věděli, kde se cílový tag právě nachází.

Radiofrekvenční identifikace (RFID), tato moderní metoda identifikace, v sobě spojuje oba výše uvedené důvody potřeby náhrady čárového kódu. RFID tagy jsou dostatečně odolné, aby přežily lakování nebo chemickou lázeň a často mají i několik kB paměti pro čtení a, což je bonus navíc, pro zápis dat. Tato sofistikovanější technologie poskytuje luxus rychlosti, malé
chybovosti a možnosti zápisu i čtení velkého množství informací. Je ovšem podmíněna zaváděním specializovanými profesionály, proto je investičně náročnější.