a) Barcode
82
Bản quyền đầu tiên c a mư vạch đ c đăng kí từ J.T Kermode năm 1934 (U.S.Paten 1985035). Sau đó, mư vạch thực sự phát triển bắt đầu từ thập kỷ 60 và đ c ng dụng trong kho hàng, vận chuyển hàng hóa, sản xuất, trung tâm phân phối, xác đ nh thông tin trong bệnh viện, th viện, siêu th …
Ph ơng pháp mư vạch đ c đ c phân loại thành hai ph ơng pháp xác đ nh cơ bản: m t chiều (linear or one-demention), theo đó dữ liệu đ c quét d c theo m t chiều; hai chiều (two-dimention), nghĩa là dữ liệu đ c máy quét d c theo hai chiều. Ngoài ra, mư vạch còn đ c phát triển thêm ph ơng pháp ba chiều - máy quét xác đ nh vạch theo hai chiều và theo màu vạch; bốn chiều – ngoài hai chiều, màu vạch thì máy quét còn xác đ nh thêm th i gian. Việc tăng số chiều đ c c a các ph ơng pháp đ c giúp cho việc dữ liệu đ c l u trữ nhiều hơn, nh ng cũng đ ng th i đòi hỏi máy quét có thiết kế v i đ ph c tạp cao hơn t ơng ng v i từng ph ơng pháp.
Do tính th ơng mại toàn cầu hóa, các sản phẩm đ c phân phối đến các quốc gia khác nhau, vì vậy mư số hàng hóa cần đ c mư hóa theo chuẩn nhất đ nh.
Nguyên lý hoạt đ ng c a ph ơng pháp mư vạch đ c mô tả hình 4.2. Vật thể có dán tem đ c in mư vạch, đầu đ c laser dựa vào nguyên lý phản xạ để thu nhận đ c mư vạch, và đ c giải mư nh thiết b đ c, thiết b đ c truyền dữ liệu đ c giải mư về máy tính để l u trữ, mư vạch trên tem đ c mư hóa b i máy tính và đ c in qua máy in.
Thiết b đ c (bao g m đầu đ c laser) có khả năng đ c đ c mư vạch v i khoảng cách vài cm đến 50 cm và đ c lắp đặt cố đ nh hoặc di chuyển linh đ ng. Thiết b đ c đ c lựa ch n phù h p cho từng ng dụng cụ thể.
Hình 4.2: Nguyên lý hoạt động của phương pháp mã vạch
Đầu đ c laser Thiết b đ c Phần mềm ng dụng Máy in mư vạch Mư vạch Tia laser
83 Dữliệu Năng l ng
b) Radio freqency identification ( RFID )
Hình 4.3: Tem dán RFDI
Ph ơng pháp xác đ nh vật thể qua vô tuyến điện (RFID) xuất pháp từ trong quân đ i dùng để cảnh báo máy bay tấn công từ khoảng cách từ vài kilometer, đ c khám phá b i nhà vật lý Alexander Watson -Watt. Nh ng bản quyền Mỹ đầu tiên đ c công nhận là ông Mario W. Carddullo v i dạng Tag ch đ ng và ông Charler Walton v i dạng Tag b đ ng (bảng 4.1) và thực sự phát triển mạnh trong công nghiệp từ năm 1999.
Ph ơng pháp RFID đ c chia ra nhiều loại dựa vào loại Tag, tần số phù h p v i từng tr ng h p cụ thể.
Đối v i những ng dụng mang tính toàn cầu thì mư số c a mỗi vật thể đ c quy đ nh chung dựa vào ngành nghề, vùng quốc gia. Hiện nay, có dạng chuẩn nh Electronic product Code (EPC), Global Standard 1 (GS1), European Article Number (EAN).
Hình 4.4: Nguyên lý hoạt động của phương pháp RFID.
Thiết b đ c Phần mềm ng dụng Microchip c a Transponder Anten c a thiết b đ c Anten c a Transponder
84
Hình 4.4 mô tả nguyên lý hoạt đ ng c a RFID. Transponder (bao g m microchip, angten) đ c dán vào vật cần xác đ nh, khi đ c đ a đến angten c a thiết b đ c v i m t khoảng cách nhất đ nh sẽ có m t điện từ tr ng đ c tạo ra cấp ngu n cho Transponder (hay còn g i là Tag) và thực hiện trao đ i dữ liệu. Thiết b đ c sẽ giải mư thông số và l u vào máy tính qua phần mềm ng dụng và khi truyền dữ liệu thì thiết b đ c nhận dữ liệu từ máy tính, mư hóa và truyền đến transponder.
Cũng giống nh hệ thống barcode, hệ thống RFID nh hình 4.4 đ c xem nh m t trạm truy xuất, v i nhiều trạm đơn kết nối về trạm l u trữ để xử lý dữ liệu, từ đó kiểm tra đ c hàng hóa đ c l u/xuất.
4.1.3 So sánh, lựa ch n h th ng tự đ ng nh n d ng cho AS/RS
Việc lựa ch n hệ thống tự đ ng xác đ nh vật thể cần dựa vào đặc tính hệ thống lắp đặt cùng v i tính chất u/nh c điểm c a từng ph ơng pháp để có thể xác đ nh ph ơng pháp phù h p nhất.
M t số đặc tính c a kho hàng tự đ ng AS/RS đ c mô tả trong bảng 4.1.
B ng 4.1: Đặc tính c a AS/RS
STT Mô t Thông s Đ n v
1 Tốc đ nâng 60 m/phut
2 Tốc đ chạy d c 100 m/phut
3 Tốc đ ra/vào 60 m/phut
4 Khối l ng nâng tối đa 400 kg
5 Số l ng ô ch a trong kệ 48 Ô
6 Số l ng pallet l u trữ 192 pallet gỗ
7 Sóng vô tuyến điều khiển robot S/R 433 MHz
8 Đ chính xác lặp lại v trí ±2 mm
9 Đ chính xác v trí ±3 mm
Các u/nh c điểm t ơng ng c a 2 ph ơng pháp Barcode và RFID đ c mô tả trong bảng 4.2.
85
B ng 4.2:So sánh barcode và RFID ng dụng vào hệ thống AS/RS
Y u t Barcode RFID
L ng l u trữ thông số 1.100 Byte 16,64,kByte
Đ bảo mật Thấp Cao
Khả năng đ c từ máy Tốt Tốt
Khả năng đ c từ ng i Có thể Không thể
̉nh h ng do vết bẩn, t Dễ b Không b ảnh h ng
̉nh h ng do b che đậy Khả năng hoạt
đ ng không còn Không b ảnh h ng ̉nh h ng do v trí, h ng Có khả năng Không b ảnh h ng
̉nh h ng do hao mòn Có khả năng Không b ảnh h ng
Tốc đ đ c mư ~4s ~1s
Khoảng cách đ c 0÷5cm 0÷5m
Máy in Cần có Không cần
Giá cho 1 Tag 125 VNĐ 1250÷5500 VNĐ
Giá thiếtb đ c Rẻ Rất cao
Khả năng đ nh v Tag lên vật
thể (pallet) Đơn giản
- Palett gỗ: điện từ tr ng b hấp thụ b i gỗ ng v i đ ẩm khác nhau, khả năng hoạt đ ng b giảm nhiều
- Palett nhựa: chi phí cao do đ c cấy vào palett trong quá trình sản xuất pallet
̉nh h ng nhiễu điện từ Không thể Có thể
Từ bảng đặc tính c a hệ thống AS/RS và bảng so sánh Barcode và RFID nhận thấy rằng:
- Số l ng pallet gỗ ít vì vậy thông số l u trữ c a hai ph ơng pháp đều đ l u trữ. - Đ bảo mật, ảnh h ng do tác đ ng c a con ng i đ c bỏ qua, do hệ thống nhận dạng tự đ ng hóa không có t ơng tác trực tiếp c a con ng i.
86
- ̉nh h ng do bẩn, b che đậy, v trí, hao mòn có thể xảy ra khi dùng Barcode. - Tốc đ đ c, khoảng cách đ c chấp nhận đ c cho cả hai ph ơng pháp. - Cần có máy in khi dùng Barcode.
- Giá tem dán và thiết b đ c c a Barcode rẻ hơn nhiều so v i RFID.
- Pallet gỗ đ c dùng trong hệ thống AS/RS, nên chi phí Barcode rẻ hơn nhiều so v i RFID.
- Khi dùng RFID, nhiễu sóng trong hệ thống vô tuyến có thể xảy ra, do hệ thống sử dụng sóng vô tuyến để điều khiển Robot S/R, khó xác đ nh đ c lỗi khi b nhiễu.
Ph ơng pháp RFID mặc dù có những tính chất tốt hơn Barcode, nh ng để ng dụng vào hệ thống AS/RS ta đang nghiên c u thì ph ơng pháp Barcode khả thi hơn trong điều kiện nhà máy Vikyno hiện đang quản lý bằng mư vạch.
4.1.4 Lựa ch n h th ng nh n d ng mƣ v ch.
a) Yêu cầu thiết bị.
- Có khả năng đ c/in chuẩn code 39/ EAN13 - Khoảng cách đ c từ 2,5÷35 cm.
- Đ phân giải 640 x 480
- Giao tiếp v i máy tính qua c ng USB hoặc PS/2
- Làm việc trong môi tr ng công nghiệp (nhiệt đ cao, tiếng n, bụi bặm …) - Không b nhiễu do từ tr ng trong môi tr ng công nghiệp.
b) Thiết bị đọc.
Nhằm đảm bảo tính năng và thông số kỹ thuật phù h p v i hệ thống AS/RS, thiết b đ c Symbol LS2208 đ c xem là t ơng thích nhất dùng trong hệ thống AS/RS (hình 4.5).
Thông số kỹ thuật Symbol LS2208: công nghệ laser diode 650, tốc đ 100 scan/s, quét tự đ ng hoặc bấm nút, khoảng cách đ c 2,5÷35 cm, liên kết v i máy tính qua RS232 hoặc USB, ch u đ c nhiệt đ 0 ÷ 50 C, hỗ tr driver giúp cho việc t ơng thích v i phần mềm quản lý hàng hóa nhanh và chính xác, cũng nh có thể linh đ ng cho việc lựa ch n chuẩn mư vạch code 39, EAN, …
87
Hình 4.5: Thiết bị đọc mã vạch Symbol LS2208 (Motorola)
c) Thiết bị in mã vạch.
B-SX6T (hình 4.6) là thiết b in mư vạch theo chuẩn code 39, ch u đ c môi tr ng công nghiệp. Thiết b in mư vạch B - SX6T hỗ tr liên kết v i máy tính qua các c ng giao tiếp thông dụng, in trên ribbon chuẩn, cũng nh có khả năng in v i các dạng mư vạch khác nhau code39, EAN, …
B ng 4.3:Đặc tính kỹ thuật thiết b đ c mư vạch
Model B - SX6
Technology Thermal transfer / Direct thermal Printhead Edge type
Resolution 12 dots/mm (305 dpi) Print Width Maximum 170.6 mm Print Length Maximum 1705 mm
Print Speed Up to 203 mm/s Ribbon Save Option
Interfaces Bidirectional parallel port, USB 2.0, LAN (100BASE), serial port*, wireless LAN*
Barcodes
UPC/ EAN/ JAN, Code 39, Code 93, Code 128, EAN 128, NW7, MSI, Industrial 2 of 5, ITF, Postnet, RM4SCC, KIX-code, GS1 Databar, Customer Bar Code
2D Codes Data Matrix, PDF 417, Maxicode, QR code, Micro PDF 417, CP Code
88
Fonts Bitmap font (21 fonts), Outline font (4 types), Price font (3 types)
Optional
Cutter module, strip module, ribbon save module (standard on B - SX8), wireless LAN module, serial interface board, expansion I/O board, RTC (real time clock), metal cover**, RFID kit**
Dimensions 416 (W) x 289 (D) x 395 (H) mm Weight 25 kg (without media and ribbon)
Hình 4.6: Thiết bị in mã vạch B-SX6T d) Máy tính kết nối, phần mềm quản lý.
Theo sơ đ nguyên lý hoạt đ ng c a Barcode (hình 4.2), hệ thống nhận dạng và phân loại ngoài thiết b đ c mư vạch, thiết b in mư vạch thì cần có b máy tính cũng nh phần mềm quản lý hệ thống. V i sự phát triển v t bậc về công nghệ thông tin, máy tính tr nên thông dụng và có nhiều tính năng khác nhau ng v i từng nhu cầu sử dụng, ng v i hệ thống nhận dạng, máy tính cần phải t ơng thích v i thiết b đ c, thiết b in mư vạch, phần mềm quản lý thông dụng, cũng nh hoạt đ ng tốt trong môi tr ng công nghiệp, vì vậy yêu cầu tối thiểu c a máy tính đ c mô tả trong bảng 4.4.
89
B ng 4.4: Thông số kỹ thuật c a máy tính kết nối
Thông s kỹ thu t Giá tr
Tốc đ sử lý 2.4GHz
c ng 320G
B nh 2G
Card màn hình 512MB
đ c đĩa CD/DVD R
C ng giao tiếp RS232, USB, LTPT
C ng giao tiếp mạng RS485 (10/100 Mps)
Keyboard, mouse USB, USB
Màn hình LCD 17”
Đ rung đ ng 5-19 Hz/ 1.2mm 19-200 Hz/ 1.2g
Shock 15g gia tốc, ch u đ c 11ms
Hệ điều hành Windown
4.2 Thi t k tr m thu nh n
4.2.1 Tr m thu nh n vƠ phơn lo i (Pick and Deposit Station ậ DPS)
Trạm thu nhận và phân loại có ch c năng xác đ nh hàng hóa đ c mư hóa nhập vào hay xuất ra từ kho quản lý. Việc nhận diện mư số đ c b tr từ công nghệ tự đ ng xác đ nh vật thể (Automatic Indentification – AutoId). Thông tin về sản phẩm đ c cập nhật và l u trữ tại PDS chính xác. Tùy thu c vào các loại hệ thống AS/RS có thể phân loại PDS thành hai loại nhập/xuất sản phẩm chung trạm hoặc trạm nhập/xuất đ c tách riêng lẻ cũng nh có ng i hay không có ng i thao tác tại PDS. Ngoài ra, ng dụng công nghệ AutoId cho PDS có hai loại thông dụng nhất là Barcode và RFDI (Radio Frequency Identification).
Hình 4.7: Hai PDS nhập/xuất bố trí riêng trạm trong hệ thống AS/RS
Sản phẩm PDS Nhập Hệ thống AS/RS Cửa kho PDS Xuất
90
Hình 4.8: Một PDS nhập/xuất bố trí chung trạm trong hệ thống AS/RS
4.2.2 PDS cho h th ng mini load AS/RS
Hệ thống miniload AS/RS sử dụng ph ơng pháp barcode nhận dạng hàng hóa nên tại v trí PDS có công nhân phụ trách thao tác v i hệ thống nhận dạng mã vạch đ c lắp đặt tại PDS. Vì vậy, thiết b lắp đặt PDS g m có: thiết b đ c barcode, máy tính kết nối mạng trung tâm, máy in mư vạch và m t công nhân.
Đối v i tr ng h p nhận hàng: Hàng nhập vào đ c hệ thống nhận diện qua mư vạch và đ c so sánh v i cơ s dữ liệu hệ thống để xác nhận loại hàng và số l ng (do ng i ng i công nhân tại trạm kiểm tra trực tiếp và xác nhận v i hệ thống), phần mềm chuyên dùng sẽ phân tích và điều khiển Robot S/R vận chuyển hàng vào ô ch a dưy kệ, phần mềm sẽ cập nhật cơ s dữ liệu sau khi hoàn thành việc l u trữ.
Đối v i tr ng h p xuất hàng: Ng i công nhân nhận lệnh xuất theo yêu cầu và điều khiển phần mềm xuất hàng. Phần mềm phân tích, điều khiển Robot S/R vận chuyển hàng từ ô ch a ra băng tải xuất, phần mềm sẽ cập nhật cơ s dữ liệu ngay sau khi hoàn tất.
4.2.3 V trí l p đặt vƠ các yêu cầu c b n tr m thu nh n.
Trạm nhập sản phẩm cần đ c lắp đặt tại ngõ nhập c a hệ thống, cách dưy kệ 1,7 m, cách c ng nhập sản phẩm 1,7 m. Trạm nhập bao g m máy tính PC, máy in mư vạch, thiết b đ c mư vạch code 39 và việc kiểm soát thông tin, số l ng sản phẩm nhập đ c thực hiện b i ng i công nhân th ng trực tại trạm nhập. Do đó, yêu cầu trạm nhập sản phẩm cần có là:
- V trí lắp đặt thuận tiện, không gian đ l n cho ng i công nhân thao tác kiểm soát sản phẩm.
- Thiết b đ c mư vạch linh hoạt, ng i công nhân có thể cầm và thao tác đ c.
Sản phẩm PDS
Nhập/xuất
Hệ thống AS/RS
91
- Cáp mạng truyền tải thông tin kết nối n đ nh, không b nhiễu.
- Ngu n điện cung cấp n đ nh, duy trì đ c ngu n điện cung cấp khi xảy ra sự cố mất điện.
- Bảo trì hệ thống dễ dàng.
- Thông thoáng tỏa nhiệt cho thiết b , tránh bụi.
Đối v i trạm xuất hàng thì v trí lắp đặt tại ngõ xuất c a hệ thống. Tại v trí này, pallet ch a xuất đi đ c xác nhận và đ c kiểm tra tự đ ng qua mư vạch. Vì vậy, trạm xuất chỉ cần thiết b đ c mư vạch đ c lắp đặt cố đ nh để có thể xác đ nh đ c pallet l u và yêu cầu đặt ra:
- Trạm xuất hàng bao g m máy tính, thiết b nhập mư vạch đ c lắp cố đ nh, không có ng i công nhân thao tác trừ tr ng h p bảo d ng. Do đó, b máy tính cần đ c ch a trong h p v i kích th c 0,5 x 0,5 x 0,5 m đ c nâng cao 1m.
- Thiết b đ c kết nối v i máy tính v i đ cao t ơng ng v i vi trí mư vạch trên sản phẩm và khoảng cách giữa thiết b đ c và mư vạch không quá 20 cm.
- V trí lắp đặt có không gian nhỏ g n, không làm ảnh h ng đến hoạt đ ng c a robot.
- Thiết b đ c mư vạch lắp đặt cố đ nh và đ c đ c mư vạch đ c đ nh v trên sản phẩm.
- Cáp mạng kết nối thông tin n đ nh, không b nhiễu.
- Ngu n điện cung cấp n đ nh, duy trì đ c ngu n điện cung cấp khi xảy ra sự cốmất điện.
- Để đảm bảo dữ liệu đ c sao l u, hệ thống ngừng đúng quy đ nh khi ngu n điện b cắt đ t ng t, trạm cần có b l u dữ liệu UPS tối thiểu 10”, cáp mạng kết nối server đ c ch n theo tiêu chuẩn quốc tế theo dạng vật lý RS485 và khoảng cách tối đa giữa mạng và trung tâm xử lý dữ liệu là 100m.