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智慧工厂用智慧无线方案发现漏水
 

【作者: Jeremy Corrreale】2019年03月21日 星期四

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汽车业往往引领制造业技术,因为汽车制造的规模和竞争力体现了透过自动化提高产量、品质和持续性而最隹化生产。


现在,随着制造业自动化的下一次进展智慧工厂的出现,汽车业再次成为领跑者之一。智慧工厂透过工业物联网(IIoT)联接,带来在生产计画、生产工程、生产执行和测试/检测方面的机遇。


一直困扰汽车制造商的一个领域是侦测和处理进入车辆中的水分。这是个重大的品质问题,如果没有在生产阶段侦测和纠正,下游成本就会很高。而且,虽然整顿的成本可能很高,但运送漏水的产品给客户,对品牌声誉的损失要高得多,而且很难纠正。


视觉检测法,虽然有点「老派」,依赖人类对细节的关注,可以发现显着的漏水处,但小的漏水处,往往在难以接近的区域,是很难甚至是不可能发现的。


透过把漏水侦测的流程自动化,解决了与人类视觉检测的不一致,并收集了有价值的资料,可改进设计和制造技术。


在本文中,安森美半导体将着眼於使这成为可能的感知技术,并谈谈它如何适用於许多智慧工厂,而不仅仅是那些制造的车辆。


漏水测试的挑战

虽然电子世界正在发生很大的变化,但有一件事永远不会改变:水和电子产品不是好夥伴。然而,在许多应用中,特别是在远端户外使用的电气柜等设备中,唯一阻止气候影响电子元件的是包装电子产品的箱子或柜子,对於汽车就是车身和密封条。


电子系统的包装通常在开发周期内进行正式测试和评判合格,以确保其密封足以满足电子系统严酷的使用环境。但是,也有必要在生产过程中测试是否漏水,特别是如果添加了按钮、指示器或显示幕,需要在箱子中开孔,然後密封。


对於较小的模组,一种常见的方法是侵入测试,然後视觉检测有无气泡,有气泡表示有漏水处。对於较大的物品,如户外使用的电子设备、车辆,或例如铁路车辆,通常不进行侵入而是用喷水来测试。这一般涉及用机器人控制的高压喷射器从多个角度喷水,以探测任何和所有潜在的漏水处,并加速侵入。


在几??所有的情况下,该产品将通过喷淋区或侵入区,然後检测是否漏水。最常见的检测方法是让生产线操作人员在测试後对产品进行目视检测。在某些情况下,可用遇水指示胶带,当有水时指示胶带改变颜色,以使流程简便。无论如何,这种检测方法很容易出错操作人员总是处於时间压力下,在检测的同时也可能有其他无关的任务要执行,他们也容易分心,也可能很难在难以进入的区域看到产品的小漏水处。


这种检测方法也很昂贵。视产品的尺寸和复杂度,需要操作人员的时间,成本昂贵,并延迟生产过程。而且,更昂贵的是,若有一个漏水处没看到,有缺陷的产品到达一个业务使用者或消费者那里,随後被发现有缺陷。在这种情况下,费用可能包括退货和更换,由漏水造成的後续损害,最终对制造商的声誉造成严重损害。


「智慧」无线方案

一种创新、「智慧」的方案RFM5126水分入侵侦测系统已经开发出来。该一站式解决方案(turnkey solution)不仅支援智慧工厂的制造商确定水是否已经渗透,还可以提供更多关於漏水如何发生和在何处的资料,为产品或技术改进提供有价值的资料。


该整合系统的核心是安森美半导体的无电池无线水分感测器,品牌名为智慧无源感测器(Smart Passive Sensing或SPS)。


图一 : SPS水分标签有多种不同的尺寸,便於贴在产品上,由Axzon的Magnus积体电路供电
图一 : SPS水分标签有多种不同的尺寸,便於贴在产品上,由Axzon的Magnus积体电路供电

这些雨量/超高频(UHF)感测器有背胶使其在装配时被牢固地贴在产品内,并提供一个吸水「尾巴」的选项配置,支援覆盖更大的区域。少至0.05 ml水(白话地说就是「一滴水」 )都能被读出。


在喷淋後,透过一个装有固定读取器的区域或手动地用掌上型读取器来读出标签。该无源感测器无需电池电源,因为它们运用从探测信号中采集的能量来传输是否有水的资讯。



图二 : RFM5126系统适用於各类生产线
图二 : RFM5126系统适用於各类生产线

在生产工厂,RF读卡机可以立即指出特定产品中是否存在漏水,甚至可以根据哪个感测器有水而指出漏水的位置。在智慧工厂,终端产品在输送带上移动,存在漏水的产品将被转移到另一个输送带,将产品带到工厂的另一个区域,以便在返回主生产线之前进行调整以解决漏水。


透过收集漏水资料一段时间,可有多种方式提供和剖析极有价值的回??。这些资料可以在本地进行分析,也可以由连接的智慧工厂透过IIoT将资料中继到其他地点,如总部或研发中心,这些部门可能需要根据这些资料采取行动。简单的分析一段时间後,将指出某一特定产品模型或装配技术是否存在问题。



图三 : 资料可直接在生产工厂进行分析
图三 : 资料可直接在生产工厂进行分析

系统还可以深入追查到个别轮值人员甚或操作人员,可能发现持续的人为错误区域。研发部门也可使用整合资料,以发现设计缺陷,升级产品设计以及避免在未来产品中出问题。


总结

智慧工厂概念的核心是透过使用智慧系统和资料分析,通常透过IIoT共用和合并多个制造点的资料,来改进产品和流程。RFM5126水分入侵侦测系统提供一种现代化和智慧化的侦测漏水方案,消除了检测过程中的操作员错误,并提供了有价值的资料,以便分析和改进装配技术,及发现产品本身可能存在的缺陷,甚或是持续的操作员错误。


透过运用该系统,几??完全无需人工检测工作,使检测更准确,不再发现不了漏水,降低了修护费用,提高了客户满意度,保护了品牌声誉。


这是真正「智慧的」方案,解决一个由来已久的挑战,将漏水侦测带入智慧工厂的时代。


(本文作者Jeremy Corrrealeb任职於安森美半导体)


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