为什么可追溯性是汽车制造的关键

作者：Poornima Apte

投稿人：DigiKey 北美编辑

在汽车行业，制造是一个复杂的过程。庞大的供应商网络根据既定协议及时运送零件进行组装。可追溯性使所有利益相关者能够精确追溯每个零件的确切来源信息，包括零件、序列号、批号、生产时间和日期、制造地点等。

一辆汽车由数以万计的零件组成，出于各种原因，能够追踪每一个零件至关重要。其中包括：

• 装配和质量控制精度 ：在汽车生产中，只有将各类零件按照正确顺序进行组装，才能有效保障产品质量。借助条形码技术搭建可追溯体系，能够确保组装过程中不会出现错误。
• 零件全生命周期追踪 ：提高单个零部件的可追溯性，使制造商能够深入洞察每个细微零件的性能表现。这些数据有助于未来的设计和制造工作，以最大限度地延长每个零部件的使用寿命和净值。
• 供应链可见性 ：汽车产业庞大的供应商生态，本身就给供应链运转带来不小压力与挑战，地缘政治冲突，以及疾病、自然灾害等导致的供应链突然中断，更是雪上加霜。在这种形势下，实现数以万计零件的追踪，是保障制造运营有序开展，打造弹性供应链的必然要求。
• 高效召回 ：召回缺陷零件时，追溯零件至原始供应商，获取批号、零件号等关键区分信息，能带来很大助益。汽车公司不必浪费数百万美元进行大范围召回，借助零件溯源信息，就能精准锁定搭载特定制造商特定批次缺陷零件的车辆，大幅缩小召回范围。这种精细化召回管理，既能减少资源浪费、降低成本，还能维护品牌声誉。
• 避免假冒产品 ：由于汽车制造商依赖众多供应商，如果不加以检查，假冒产品极易混入其中。这些假冒零部件不仅严重损害制造商声誉，还会大幅增加召回的复杂性。构建追溯体系，公司就能轻松验证零件来源，追踪至原始供应商，有效防范假冒产品风险。
• 与数据驱动的工业 4.0 整合 ：借助条形码或 RFID 标签实现可追溯性，是智能工厂建设的关键一环。通过将制造执行系统 (MES) 与追溯流程数据打通，能够有效压缩产品开发和制造周期。实时可追溯性有助于汽车制造商在生产线上追踪零部件时优化离散制造流程。

可扫描的条形码使监控和比较生产线变得容易，使工厂经理能够确定哪些环节更耗时并相应地进行优化。密切跟踪制造过程还可以帮助工厂在问题升级为更大的挑战之前迅速发现并解决问题。这种主动措施尤为重要，因为制造过程中的停机可能会造成数千美元甚至数百万美元的损失。可追溯性有助于公司避免如此高昂的费用。

可追溯的制造数据是机器学习算法的宝贵输入，这些算法可以训练过去的行为以提高未来的洞察力。例如，如果知道某个零件在特定条件下会发生故障，就可以帮助设计出能主动警告未来故障的算法。

• 全生命周期效能优化 ：对汽车零件而言，即便产品售出，持续追踪其状态和性能，依旧极具价值，因为售后市场反馈的数据，能让制造商深入了解产品实际使用状况。凭借这些信息，制造商可提前安排零件更换，主动提供各类增值服务，这既能提升客户满意度，还能借助售后服务协议，开辟新的营收渠道。
• 实现监管合规 ：制造商必须时刻遵守严格的行业标准和法规，以确保安全、质量和可持续性。将可追溯性整合到生产流程中，使公司更容易遵守这些标准并根据需要生成审计文件。

可追溯性的步骤

全面的可追溯性意味着需要对零件进行标记、验证和读取，以便将数据实时传送到 MES。

• 标记 ：为实现零件信息可追溯，一般会通过直接部件标记 (DPM) 技术，将条形码印在零件上。激光技术能在零部件表面创建序列号、条形码等永久性标识符。条形码可以是一维的，也可以是二维的，后者借助水平和垂直双向编码，信息存储量更大。
• 验证 ：高分辨率摄像头可验证标记是否符合尺寸、形状和位置标准。这些摄像头可检查人工和机器可读信息的准确性，并与 MES 集成，以进行实时验证。
• 扫描 ：条形码扫描器在整个制造过程（从原材料到质量保证）中以系统的时间间隔读取有关每个单独零部件的信息。[Omron Automation]的 [V430 工业固定式条形码读取器] （图 1）（MicroHAWK 产品系列）是一款高性能条形码读取器，专为轻松、快速和可靠地解码一维和二维条形码而设计。该条形码读取器可解码各种标签上的一维/二维或 DPM 二维条形码，是制造可追溯性系统不可或缺的一部分。

图 1：Omron Automation 的 V430 工业固定式条形码读取器是一款高性能条形码读取器，专为轻松、快速和可靠地解码一维和二维条形码而设计。（图片来源：Omron Automation）

坚固、紧凑的外壳采用双前窗结构，有助于避免湿气凝结。易于使用、解码性能优异、可选液态镜头自动对焦功能，以及超小的外形尺寸，这些优势使 V430 紧凑型成像仪能灵活应用于汽车、食品加工、商品零售、电子、生命科学、物流和仓储等行业。

克服条形码驱动的可追溯性的挑战

为每个零件生成条形码，是构建可追溯体系的常用手段。这种方法虽行之有效，但在实际应用时，面临诸多难题，在包含数千个零件的产线中，给尺寸极小的零件刻印条形码，操作难度极大。此外，在快速运转的生产车间传送带上，扫描标签同样挑战重重。标签代码不统一、工作区域光线不足、标签粘贴方向多变，以及标签形状不规则等问题相互交织，进一步降低了扫码的成功率与效率。

恶劣的环境也会导致标签磨损。当零件需在制造早期冲压标记时，标签可能会受到高温炙烤、高压软管喷淋，以及腐蚀性化学品侵蚀等因素的影响。

条形码扫描器不仅必须快速读取标签并在恶劣的条件下正常工作，而且还必须经常读取质量不太理想的标签。具有低延迟、高分辨率图像处理能力的读取器可以对损坏或脏污的条形码准确解码。MicroHAWK 产品系列也是一个超紧凑型条形码读取器系列，专为需要将读取器嵌入复杂设备并在恶劣条件下运行的应用而设计。传感器分辨率范围从 0.3 MP 到 5 MP，并且提供多种光学和照明选项（图 2）。

图 2：MicroHAWK V430 系列超紧凑型工业以太网条形码读取器提供多种光学和照明选项。（图片来源：Omron Automation）

这款读取器搭载解码算法、多种传感器配置、以太网/IP 和 Profinet 连接以及液态镜头自动对焦技术。MicroHAWK 中的 X-mode 解码算法尤其关键，它能够重建符号，因此甚至可以读取失真或褪色的条码。

由于这些创新，MicroHAWK 能够在不同距离读取各种条码。不仅如此，MicroHAWK 条形码读取器与基于浏览器的 WebLink 程序无缝适配，用户无需安装任何特定软件，开箱即用。

总结

在工业 4.0 时代，日益复杂的制造业对透明度和可见性的需求与日俱增，这种需求不仅体现在供应链中，而且贯穿产品从设计生产到报废回收的全生命周期。Omron 的条形码扫描器和读取器对可追溯性做出了重要贡献，是现代汽车制造中不可或缺的一部分。