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生产线赋码包装采集系统综合解决方案

文章出处 : www.panpass.com 责任编辑 :兆信股份 发表时间 :2020.02.12

各个产品生产企业的实际应用环境,如产品种类、剂型、包装形式和包装材料、包装设备和流程等千差万别,因此产品生产企业需针对自身特点,在满足电子监管码赋码包装要求的前提下,设计更加高效、低风险、可靠的生产线赋码包装采集系统。

生产线赋码系统综合解决方案

现在国内已有多家提供产品赋码包装采集系统的供应商。这些供应商基本都是以生产线赋码包装采集系统集成的方式向产品生产企业提供解决方案,其核心产品是赋码管理软件,在此基础上配备标准的条码打印/采集、工业电脑和人机操作界面等设备,并加装相应的产品流水线或手工包装平台。由于国内供应商多是从商业或物流行业的条码硬件设备代理商或软件开发商发展而来,因此在一定程度上对于生产线赋码包装采集系统的设计和解决方案缺乏成熟的经验。这就需要产品生产企业不能过分依赖生产线赋码包装采集系统集成商,而应结合自身特点和需求,更多地参与赋码采集系统的包装线设计。

生产线赋码包装采集系统包装层级、赋码方式的对比

在生产线设计之前,首先需要决定关联包装的层级。对于在产品最小销售包装上赋码的规定,考虑到产品的销售物流环节,实际还需要在产品各级大包装上赋码并与对应小包装上的码进行“父子”关联。在SFDA的相关文件中,建议每级包装的比例不超过1:20,还应综合考虑产品的包装结构、成本投资及市场需求来确定究竟采用几级关联包装。通常原则是尽可能采用少的包装等级,因为每增加一级包装关联,需增加相应的打印、赋码和采集设备,同时增加了关联出错的风险和人员操作的复杂性。

对于产品各级包装的赋码方式,在中国产品电子监管网发布的《产品电子监管码技术指导意见》中有较为具体的讲述。实际应用时,二、三级包装多采用不干胶标签在线打印的方式,通过手工贴标或自动贴标两种操作方法粘贴于外包装表面。这种方式在工业应用中较为成熟,并且具有污染小,便于某些产品返工操作(只需将不干胶条码标签撕掉即可,而采用直接喷印的方式,则必须拆除外包装并将其销毁)等优点。

目前最常用的产品最小销售包装为纸质小盒。因此,小盒通常被作为一级关联包装,对于小盒码,绝大部分产品生产企业采用印刷厂预印的方式。委托专业印刷厂印制小盒条码可以减化企业生产操作,但存在三大不利因素:

码的管理风险。各产品生产企业需将下载的监管码交给印刷厂,由对方保管和使用。虽然可以针对印刷企业建立一系列严格的监管码管理制度和印刷管理制度,但将应该严格控制的电子监管码信息交给外部企业的方式与监管码用于产品追溯、防伪等用途的初衷相矛盾。产品生产企业不可能实时对印刷企业进行管控,因此监管码信息丢失、混淆和外泄等风险就不可避免。

印刷成本高。考虑到小盒的印刷工艺、尺寸等,目前单只小盒由印刷厂进行变码印刷的费用约为0.02元左右。

周期长,灵活性差。对于电子监管码小盒,印刷厂供货周期通常大于一周。小盒完成印刷后一旦发现问题(如码无法使用或印刷有误等),将导致所有小盒全部报废。

相对于小盒码由印刷厂预印的方式,目前已经有一些小盒条码进行在线实时印刷的成功经验。在自动装盒机内或完成装盒的流水线上安装能够快速干燥的水性条码打印设备,打印分辨率要求高于300dpi,确保印刷的条码质量等级可达到C级以上。打印头为一次性使用的墨盒,如果印制宽度40mm、高度8mm的电子监管码,每只墨盒可完成50000只小盒的印刷,并满足500盒/min以上的稳定在线打印速度。墨盒采购价格低于500元/只,对应每只小盒的印刷成本不足0.01元。但应注意小盒需要采用白底白板等吸收性能较好的材质,并且条码喷印部位不能上光。

因此,在技术上这种包装线实时条码印刷的方式是完全可行的,市场上也已拥有成熟的相关设备。这种方式具有快速灵活、成本低、监管码管理安全的优点,完全避免了印刷厂预印所面临的各种不利因素。特别是对于产量较大的包装线,一次性的设备投入对比长期的外部印刷费用,可以在短时间内体现出低成本的优势。这将是自动包装线进行电子监管码赋码在未来的一个重要发展方向。

自动包装线赋码包装关联的流程设计

由于电子监管码赋码包装关联的特殊性,要求各级包装内的产品应有严格的父子关联关系。如果生产线赋码包装采集系统设计不合理,在包装过程中极易发生关联顺序错乱。只有结合软件功能,合理设计赋码、采集设备的布局和包装流程,才能从最大程度上降低质量风险,同时避免劳动量增加和生产效率损失。

两级赋码包装为例进行说明。假设一级包装为小盒,二级包装为大箱,二级码为在线打印贴标方式,包装比例为1:100。对此应用需求,目前普遍采用的包装线赋码采集流程有以下两种:

每连续100个小盒码完成采集后,软件自动完成与这100个小盒码对应的大箱码的分配,并将二者进行关联;同时,软件驱动外部设备将大箱码打印出来,再由操作人员或自动化设备将小盒装入大箱,并将条码标签贴于大箱上;最后对大箱码进行校验读取。可简单概括为:小盒读码-软件内部关联-产品装箱-大箱赋码/读取()。

同样是对小盒码进行连续采集,软件通过运算,按顺序依次将每100个小盒码集成一个数据包;完成条码采集的小盒,每100个一组按顺序装入大箱,同时将预先打印好的大箱码标签贴于外包装上;完成赋码的大箱按装箱先后顺序依次进行大箱码采集,由软件根据小盒码和大箱码采集的先后顺序将二者进行关联。可简单概括为:小盒读码-产品装箱-大箱赋码-读取关联。

无论采用上述哪种赋码包装流程,都存在隐患:

由于小盒在装箱之前已经完成条码采集,一旦之后的装箱操作过程中发生前后顺序错乱,或有装箱数量错误(这两种情况在流水线堵塞等异常情况下很容易出现),将导致关联错误。

如果小盒完成条码采集后进行装箱时,发现有产品缺陷,如包装破损等,在处理缺陷产品时要特别注意小盒先后顺序,否则将导致装箱的小盒顺序混乱,造成关联关系错误。这两种方式最大的区别在于大箱码的赋码操作和软件进行关联的先后顺序不同,但这两个操作是分别在不同工位进行。因此,如果发生赋码错误,如将一个大箱码贴在另一个大箱上,都将造成关联错误。

生产线赋码包装同时包括产品实物的包装过程和产品外包装上电子监管码的数据关联过程,正确的赋码包装必须确保实物包装与数据关联完全一致。上面的流程设计没有兼顾到小盒装箱操作的正确性和大箱赋码过程的正确性。没有将小盒装箱、大箱赋码的实际操作与条码采集、软件关联的系统数据运行过程准确可靠的一一对应起来,对于生产操作中的产品处理顺序要求非常高,如遇人为错误或堵塞等异常情况将不可避免地存在关联混乱的可能,并很有可能由一个包装出错引起后续多个包装连续出错,而生产线赋码包装采集系统却无法检测和控制到这种关联错误。

生产线赋码包装关联流程包括4个核心操作要素:产品包装操作(人或机器)、子码采集(读码设备)、父码采集(读码设备)、父子关联(软件)。由于这4个操作分别由4个不同的主体完成,所以如将这些操作分布在多个工序依次完成,将很难保证4个操作都能准确地按顺序作用于同一组产品,其结果就是完成前道工序的产品如果进入后道工序时发生混乱、丢失,最终必将导致一系列的关联错误。

因此,最佳的设计思路是确保4个操作过程在同一工位作用于同一包装单元的产品上。应注意:第一,当产品完成实物包装,即子包装已经形成一个完整、确定的包装单元后,再进行子码的采集,这就从根本上消除了先采集后包装而导致的包装实物与采集数据不一致的风险,也避免了如果产品在包装过程中损坏,需要先解除已采集到的对应条码数据才能处理缺陷品的操作要求;第二,对于大包装,先赋码后采集关联,这样避免了先关联后赋码可能导致的条码粘贴错误;第三,尽可能地将子码和父码的采集设置在同一工位,这样可以保证采集的两级条码来自同一包装单元,杜绝了父、子码采集对象不一致而导致的关联错误。

当然,在实践应用中,为满足以上设计思路,还需要配套考虑产品包装设计和具体的条码采集方案。例如,将产品装入大包装后再进行子码采集的要求,相应增加了条码采集的难度,此时对于小包装上条码的印刷位置、条码类型、排列方向,以及大包装的包装结构都应确保便于条码采集。为此,可能需要采用视觉或自动扫描式激光读码设备,或加印二维码以提高条码的可读性等,对于一个大箱包含多层产品的情况,还要设计分层装箱、分层读取小包装码的工作模式。同时,还要考虑读码设备与自动装箱设备或手工装箱操作的整合和协调问题。对于大包装先赋码后采集以及父子码同时采集关联的要求,需要考虑条码采集触发方式和触发时序,并评估合理的大包装赋码方式(先预打印,然后手工或设备自动贴标,以及设备即打即贴,在线喷印等都是可行的方式)。

对于采用三级赋码包装关联的情况,同样可以遵循上述设计原则,生产线赋码包装采集系统设计时要求软件对一、二级包装关联工位和二、三级包装关联工位的运行单独进行控制,每个工位都按照这一思路考虑。两个工位独立控制的优点,是任何一个工位在做异常处理时,另一个工位上的关联包装能够正常运行,互不影响。在此基础上,根据生产线空间和布局尽量增加两个关联工位之间的中间产品缓冲量,从而在进行关联包装异常处理的时候(如调整读码、打印、贴标设备,更换耗材,或缺陷品返工处理等情况),生产线仍然处于关联包装运行状态,最大程度上保证生产效率。


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