工廠半成品中轉(zhuǎn)箱電子墨水屏信息傳遞系統(tǒng)的研究

肖 波，白繼雨，代金峰

（吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司長春卷煙廠，吉林 長春 130000）

制造工廠車間在制造成品前，有許多半成品零件的預(yù)加工制造過程，半成品需要通過中轉(zhuǎn)箱放置并轉(zhuǎn)運到產(chǎn)線進行生產(chǎn)，同時在每箱中轉(zhuǎn)箱上需要根據(jù)訂單信息，粘貼不同的半成品信息和零件信息，供產(chǎn)線追溯比對信息使用，從而確保半成品零件信息的準(zhǔn)確性，并確保成品的質(zhì)量。

隨著數(shù)字信息技術(shù)和無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各種數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在深入推廣，尤其在現(xiàn)今低碳綠色發(fā)展理念的大背景之下，為了提升數(shù)字化，以及替代紙質(zhì)標(biāo)簽，并進一步提升質(zhì)量信息把控，于是在工廠半成品中轉(zhuǎn)箱上靈活應(yīng)用電子墨水屏數(shù)字化技術(shù)，替代紙質(zhì)標(biāo)簽，在降低紙質(zhì)標(biāo)簽應(yīng)用的同時，還能進一步提升數(shù)字化信息傳遞的穩(wěn)定可靠性。

同時，通過電子墨水屏等數(shù)字化技術(shù)，獲得了數(shù)字化應(yīng)用的高可靠、高穩(wěn)定的質(zhì)量保證，從而更加確保最終成品的質(zhì)量，在節(jié)省降耗的同時進一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 電子墨水屏技術(shù)介紹

電子墨水屏表面附著很多體積很小的“微膠囊”，封裝了帶有負電的黑色顆粒和帶有正電的白色顆粒，通過改變電荷使不同顏色的顆粒有序排列，從而呈現(xiàn)出黑白分明的可視化效果，見圖1。

圖1 電子墨水屏功能示意圖

電子墨水屏具有易讀性、柔性、易廉價制造和低功耗等優(yōu)勢，不耗費任何額外的電能，就能停留顯示。

2 電子墨水屏在工廠半成品中轉(zhuǎn)箱信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 硬件架構(gòu)

電子墨水屏信息系統(tǒng)硬件架構(gòu)主要由軟件平臺，電子墨水屏，更新基站，RFID 通道，掃碼槍，RFID，無線網(wǎng)絡(luò)等硬件構(gòu)成。

（1）軟件平臺：信息的管理控制，負責(zé)信息的輸入，信息的分析管理，更新信息的輸出；同時信息的輸入可通過掃碼槍或者直接對接相應(yīng)軟件層面獲??；軟件平臺還具備數(shù)據(jù)存儲分析等功能，供進一步數(shù)據(jù)的利用分析。

（2）更新基站：通過私密通信協(xié)議接收軟件平臺信息，然后更新下發(fā)到相應(yīng)的電子墨水屏；更新基站通過網(wǎng)絡(luò)連接通信軟件系統(tǒng)，實時刷新跟蹤電子墨水屏，一旦接收到更新信息需求，無線通信電子墨水屏及時更新信息；同時為了防止無線信號被干擾，更新基站采用無線跳頻技術(shù)，讓無線通信更加順暢。

（3）RFID 通道：電子墨水屏綁定相應(yīng)的RFID，中轉(zhuǎn)箱通過該識別通道，會自動清空相應(yīng)電子墨水屏信息；考慮到產(chǎn)線回空箱時，防止半成品區(qū)域沒有更新新的信息，就直接將下一批次的半成品發(fā)送到產(chǎn)線，特在電子墨水屏上綁定RFID 芯片，一旦空箱回到半成品區(qū)域，RFID感應(yīng)通道感應(yīng)到RFID，就會直接清空相應(yīng)的電子墨水屏信息，進一步提升質(zhì)量的把控。

（4）無線通信平臺：軟件平臺、更新基站、對接軟件等平臺系統(tǒng)之間通過無線網(wǎng)絡(luò)對接通信，在項目開展前，需要確保無線網(wǎng)絡(luò)的正常通信，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠性。

如圖2 所示，信息更新匯集了電子墨水屏，掃碼槍，更新基站，后臺軟件等架構(gòu)硬件；信息清空匯集了電子墨水屏、RFID 識別通道門、更新基站、后臺軟件等架構(gòu)硬件，進而從信息更新到清空，系統(tǒng)都能穩(wěn)定可靠進行。

圖2 信息更新與清空硬件架構(gòu)

2.2 信息更新與清空軟件流程架構(gòu)

工廠半成品生產(chǎn)區(qū)域完成半成品后裝箱，通過掃碼槍或者軟件系統(tǒng)獲取需要更新的信息，電子墨水屏軟件系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)得到需要更新的信息和任務(wù)請求，在匯總分析管理數(shù)據(jù)后，發(fā)送信息到更新基站，通過通信協(xié)議更新相應(yīng)的電子墨水屏，電子墨水屏更新后將半成品信息傳遞到生產(chǎn)線。

當(dāng)空箱返回時，經(jīng)過RFID 識別通道門，會自動識別RFID 綁定的電子墨水屏，后臺軟件獲取信息后，自動清空相應(yīng)的電子墨水屏信息，供別的半成品件號使用。

圖3 是電子墨水屏信息更新與清空軟件流程。

圖3 電子墨水屏信息更新與清空流程圖

2.3 電子墨水屏供電系統(tǒng)

電子墨水屏消耗品是供電電池，同時供電電池也是關(guān)鍵點位，會涉及電子墨水屏的信息顯示以及電池更換。

為了降低電子墨水屏的耗電，延長電池壽命，系統(tǒng)中采用低心跳技術(shù)，在保證電子墨水屏刷新情況下，可靠降低心跳頻率以及心跳通信時長，來降低功耗；同時采用無線漫游技術(shù)，當(dāng)電子墨水屏離開更新基站刷新范圍內(nèi)時，電子墨水屏?xí)幱跓o線漫游狀態(tài)，不會高頻心跳連接通信基站，這樣會進一步降低功耗。

通過以上技術(shù)，在降低功耗的同時也節(jié)省了更換電池的頻率，提高了產(chǎn)品的使用時長，提升了效率。

2.4 電子墨水屏系統(tǒng)的實際使用

電子墨水屏系統(tǒng)在工廠半成品集中區(qū)域被廣泛應(yīng)用后，能有效替代紙質(zhì)標(biāo)簽傳遞零件件號信息到產(chǎn)線，同時能提升質(zhì)量把控。以往紙質(zhì)標(biāo)簽不能傳遞準(zhǔn)確的信息，如今可更加靈活高效地實現(xiàn)數(shù)字信息的無縫對接。

同時，降低了操作時間成本，進一步提升了更新效率，體現(xiàn)了數(shù)字化無線無紙化通信技術(shù)的優(yōu)勢，見圖4。

3 結(jié)束語

隨著數(shù)字化技術(shù)以及無線通信技術(shù)的深入發(fā)展，能有效實現(xiàn)低碳綠色發(fā)展的環(huán)保理念，實現(xiàn)數(shù)字化信息的無縫對接，讓操作和工作更加高效可靠。

圖4 電子墨水屏現(xiàn)場使用效果圖

以前，制造型工廠在半成品區(qū)域會在中轉(zhuǎn)箱上使用紙質(zhì)標(biāo)簽來傳遞各種信息，如在一些沒有打印機的區(qū)域只能通過人工手工填寫，效率低下，而且成本較高，對質(zhì)量把控也不是很好。

現(xiàn)在，其可通過電子墨水屏技術(shù)，替代紙質(zhì)標(biāo)簽來實現(xiàn)高效重復(fù)數(shù)字信息的無縫對接傳遞，在降低紙質(zhì)標(biāo)簽消耗的同時，還能實現(xiàn)數(shù)字化無縫對接各種系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)就能把控各種質(zhì)量要求，能有效滿足工廠質(zhì)量工藝的高質(zhì)量要求。