據(jù)統(tǒng)計，全球貨運行業(yè)，每天約有 170 萬個包裹丟失或被盜。傳統(tǒng)追蹤方式依賴條形碼或二維碼，僅能在特定節(jié)點進行掃描，但在運輸途中的各站點間幾乎無法實現(xiàn)有效追蹤。英國初創(chuàng)公司 Reelables 憑借其藍牙與 5G 智能標(biāo)簽，實現(xiàn)了從倉庫到客戶家門口的全程實時包裹追蹤。面對持續(xù)攀升且日益旺盛的市場需求，Reelables 迫切需要提升生產(chǎn)速度，這正是倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制技術(shù)的用武之地。

　　新型 Reelables 標(biāo)簽生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為緊湊，且可通過倍福多點觸控控制面板便捷操作

　　Reelables 公司創(chuàng)始人 Brian Krejcarek 的創(chuàng)業(yè)靈感源于一個特別的時刻：他在爬山時突然發(fā)現(xiàn)自己忘了帶潤唇膏。這一想法逐漸演變成了一個更宏大的愿景：要是能有一種方法可以主動追蹤物品，讓你在出門前就知道自己遺漏了什么，那該多好？Reelables 最初設(shè)想的企業(yè)對消費者（B2C）模式最終轉(zhuǎn)向了企業(yè)對企業(yè)（B2B）模式，因為他們認(rèn)識到，在貨運代理、物流和倉儲等領(lǐng)域蘊藏著更大的商機。

　　該公司的目標(biāo)是打造一款成本極低且可規(guī)?；a(chǎn)的追蹤標(biāo)簽，這種標(biāo)簽可以附著在幾乎任何物品上，最終用持續(xù)廣播位置信息的主動追蹤器取代傳統(tǒng)的條形碼或二維碼。目前 Reelables 生產(chǎn)兩種類型的智能標(biāo)簽：

　　藍牙追蹤標(biāo)簽：適用于各行業(yè)的資產(chǎn)追蹤，尤其適用于延誤成本高昂的高價值物流場景

　　熱敏標(biāo)簽：精度可達 ±0.5°C，應(yīng)用于海鮮運輸?shù)壤滏湋?yīng)用場景

　　據(jù) Reelables 公司介紹，物流企業(yè)與終端客戶都能從實時追蹤技術(shù)中獲益。這些標(biāo)簽形狀和尺寸與信用卡相仿，做成卷筒形式，可直接集成到自動化貼標(biāo)流程中，從而完全取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)或塑料標(biāo)簽。

　　與自動化專家的合作

　　Oliver Boswall-Perks 于 2019 年加入 Reelables 公司，擔(dān)任機電一體化工程師，負(fù)責(zé)提升公司的生產(chǎn)能力：“Reelables 是唯一一家生產(chǎn)印刷電池標(biāo)簽的企業(yè)。這帶來了諸多優(yōu)勢：首先，我們的智能標(biāo)簽被歸類為包裝材料，因此無需海關(guān)申報；其次，這些標(biāo)簽可通過標(biāo)準(zhǔn)廢棄物處理流程進行處理，符合我們客戶的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。”

　　搭載 TwinCAT 軟件的 C6930 控制柜式工業(yè) PC 構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的高性能控制核心

　　Oliver Boswall-Perks 曾在之前的工作中與倍福有過合作，因此他聯(lián)系了倍福英國分公司的業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理 Bradley McEwan。“Reelables 公司帶著一個極具說服力的驗證成果找到我們 — 一款在業(yè)內(nèi)逐漸風(fēng)靡的智能藍牙標(biāo)簽 — 但他們早期的生產(chǎn)設(shè)備并不具備規(guī)?；a(chǎn)的能力。”McEwan解釋道，“他們需要將使用非工業(yè)硬件的手動生產(chǎn)流程轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣拥母咚佼a(chǎn)線。”

　　在與倍福合作之前，Reelables 團隊在十小時的班次內(nèi)僅能生產(chǎn)數(shù)千枚標(biāo)簽。隨著需求不斷增長，團隊對生產(chǎn)系統(tǒng)進行逐步升級，層層優(yōu)化，始終致力于提高生產(chǎn)速度、產(chǎn)量以及產(chǎn)品質(zhì)量。“這就像是一個先有雞還是先有蛋的經(jīng)典難題。”Bradley McEwan 補充道，“你得有產(chǎn)品推向市場，但在有市場需求之前，又無法在生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施上投入大量資金。隨著公司標(biāo)簽開始熱銷，他們迫切需要一套能夠契合公司業(yè)務(wù)發(fā)展節(jié)奏的全自動化系統(tǒng)。”

　　雙方的合作始于在 Reelables 位于倫敦的場地舉行的一次面對面會議。倍福實地考察了該公司的現(xiàn)有生產(chǎn)配置，并與 Oliver Boswall-Perks 及其團隊深入交流，了解他們期望達成的目標(biāo)。基于此，倍福利用一系列離散制造模塊構(gòu)建了一個新系統(tǒng)，并將自身的 TwinCAT 自動化軟件集成其中。

　　技術(shù)實施

　　新的生產(chǎn)系統(tǒng)基于倍福自動化平臺構(gòu)建，該平臺與 TwinCAT 和 EtherCAT 實現(xiàn)了全面集成。 除 TwinCAT 軟件外，該系統(tǒng)還配備了工業(yè) PC、驅(qū)動技術(shù)、EtherCAT 端子模塊、實時視覺系統(tǒng)以及用作 HMI 的多點觸控控制面板。Reelables 公司還因率先采用 TwinCAT Vision 與 Motion 集成技術(shù)而獲益匪淺。其系統(tǒng)運行于倍福的 SPT 應(yīng)用框架之上 — 這是該框架在英國的首次應(yīng)用。該架構(gòu)支持未來設(shè)備的輕松擴展與集成，具有極高的可擴展性。該框架為設(shè)備序列控制提供了一種結(jié)構(gòu)化、模塊化的方法，且完全符合 PackML 標(biāo)準(zhǔn)。“真正關(guān)鍵的是倍福不僅僅提供硬件。”Oliver Boswall-Perks 補充道，“其專家團隊還協(xié)助我們打造了機器視覺、運動與邏輯控制協(xié)同工作的完整系統(tǒng)。這種程度的支持非常難得，尤其是對于我們這種規(guī)模的公司而言。”

　　項目專家：倍福產(chǎn)品工程師 Chris Knight 與機電一體化工程師 Oliver Boswall-Perks（從左至右）

　　Reelables 公司還引入了倍福的專業(yè)開發(fā)服務(wù)。倍福產(chǎn)品工程師 Chris Knight 牽頭開展編程工作，與 Reelables 團隊駐場協(xié)作數(shù)月，共同開發(fā)設(shè)備代碼、邏輯控制以及序列控制。“我們團隊規(guī)模很小，只有十個人，Chris Knight 的專業(yè)見解對我們而言無比珍貴。”Oliver Boswall-Perks 補充道，“他帶來了豐富的專業(yè)知識，推動我們加快了項目進度，還幫助團隊迅速熟悉了這套系統(tǒng)。他在指導(dǎo)我們開展工作，以及為我們對接倍福更廣泛的運動與視覺專家網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，極大地加快了整個進程。”

　　通過光學(xué)質(zhì)量控制實現(xiàn)性能提升

　　TwinCAT Vision 系統(tǒng)在質(zhì)量控制環(huán)節(jié)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。當(dāng)每個標(biāo)簽在生產(chǎn)線上移動時，該系統(tǒng)會捕捉其高分辨率圖像，精確計算標(biāo)簽的旋轉(zhuǎn)角度和位置偏差，檢測是否存在缺陷，并確保實現(xiàn)微米級的點膠精度。尤為關(guān)鍵的是，該系統(tǒng)還能識別并跳過后續(xù)工序中可能不合格的標(biāo)簽。

　　如今，該系統(tǒng)能夠同時捕捉多個標(biāo)簽的圖像，實現(xiàn)更快的處理速度和更高的產(chǎn)品一致性。這使得 Reelables 公司能夠在高速生產(chǎn)的同時保證產(chǎn)品質(zhì)量，目前每個班次可生產(chǎn)數(shù)萬枚標(biāo)簽，與之前的系統(tǒng)相比，產(chǎn)量提升了 150%。“改用 TwinCAT 意味著我們能夠?qū)崟r視覺檢測集成到生產(chǎn)流程中，而以往這部分工作只能依賴人工完成。”Oliver Boswall-Perks 表示，“現(xiàn)在，不僅生產(chǎn)速度更快了，而且產(chǎn)品質(zhì)量絲毫沒有下降，實際上，產(chǎn)品一致性還更高了。”

　　展望未來

　　Reelables 公司正在為每一枚標(biāo)簽構(gòu)建完整的數(shù)字記錄，在生產(chǎn)線的多個檢測點采集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將被輸入到一個 AI 驅(qū)動的分析系統(tǒng)中，該系統(tǒng)旨在根據(jù)點膠質(zhì)量、芯片貼裝精度、基材狀態(tài)、環(huán)境因素等參數(shù)預(yù)測故障風(fēng)險。系統(tǒng)能夠?qū)崟r采取糾正措施，例如跳過芯片貼裝或點膠步驟，以節(jié)約資源并提高良率與生產(chǎn)效率。

　　下一代視覺系統(tǒng)也正在研發(fā)中，該系統(tǒng)將在關(guān)鍵檢測站點部署多臺相機，所有相機都由一臺倍福工業(yè) PC 統(tǒng)一管理。這一基礎(chǔ)設(shè)施為機器學(xué)習(xí)模型提供了有力支撐，這些模型在不久的將來將具備對故障進行精準(zhǔn)分類的能力，能夠明確判斷故障是源自生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還是發(fā)生在實際使用場景中，從而在生產(chǎn)過程與實際應(yīng)用表現(xiàn)之間形成閉環(huán)。

　　為滿足標(biāo)簽日益增長的市場需求，Reelables 公司正在擴大生產(chǎn)規(guī)模，新增兩條緊湊型產(chǎn)線和一套高產(chǎn)能的 Stratus R22M 系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)能為每小時生產(chǎn)數(shù)萬枚標(biāo)簽。Stratus R22M 的四臺核心設(shè)備中，已有三臺完成建造或全面設(shè)計，這使得 Reelables 公司能夠大幅提升產(chǎn)能并縮短交付周期。“與倍福的合作，于我們而言，具有深遠的變革意義，徹底改變了我們的發(fā)展軌跡。”Oliver Boswall-Perks 總結(jié)道，“如今，我們已為下一階段的發(fā)展以及更長遠的目標(biāo)，做好了全方位準(zhǔn)備。”

　　關(guān)于德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術(shù)的驅(qū)動者，倍福定義了自動化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和 TwinCAT 自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個國家和地區(qū)。

　　倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領(lǐng)域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽。倍?；?PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動化技術(shù)完美融合在一起，為實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

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