非接觸IC卡生產信息數據采集與應用

馬成

公安部第一研究所 北京 100048

前言

（1）研究背景

作為國內某大型非接觸IC卡的生產單位，在生產追溯方面，各個生產環節涉及的信息僅靠人工填寫紙質記錄，當檢驗出某批次物料存在問題時，為了鎖定問題物料具體為哪幾個批次、日期、生產該物料的機器和人員，需要人工對現有的大量的紙質的產品流轉單、物料單等信息展開過濾、清查，往往浪費大量人力及時間，或者由于在生產過程中人為填寫錯誤，字跡模糊不清等問題根本查詢不到相關信息，造成質量異常發生后不能對具體發生問題的原因快速響應，隨著投入市場的證件不斷累積、增加，手工紙面產品追溯效率及準確性問題日益顯現。目前食品藥品行業追溯系統最為先進成熟，應用范圍較廣的非接觸IC卡，僅靠人工紙質數據記錄實現產品的追溯的弊端已經日益顯現，迫切需要將產品生產信息數據化。

（2）研究意義

將紙質數據電子化、搭建數據庫有以下幾方面優點：

1）簡化生產流程，各工位操作員只需要專心生產、關注質量。

2）需要時，可根據個性化條件查詢到所需信息。

3）產量實時統計、質量問題實時反饋并糾正，有利于管理人員生產狀況實時監測。

1 建立追溯系統

1.1 追溯系統電子化的必要性

料單保存最長期限為三年。但非接觸IC卡本身并無有效期，因此若出現問題想追溯生產信息只能依靠人工排查料單數據或面臨料單已銷毀無法找到原始數據的情況。綜上所述，項目組通過搭建數據庫，使用數據采集設備對生產信息數據進行采集并回傳至數據庫，實現生產信息電子化，并可利用采集到的數據對質量問題進行分析糾正，達到生產信息永久保存、實時可追溯的目的[1]。

1.2 各種數據的采集方法

下面我們分別說明采取何種方式來采集上述信息。綜合場地、設備布局及生產流程等因素，項目組決定采用掃碼加無線傳輸的模式來采集數據，目前條碼和二維碼已經在現代社會中廣泛運用，但是用于追溯的二維碼和條碼都是印在商品本身的包裝上，如飲料瓶、藥瓶等，非接觸IC卡因其產品特殊性，是不可能在卡體上附加任何條碼或二維碼等標識的，那么如何有效將紙質化生產信息讀取入數據庫成為項目需要克服的關鍵問題，在不更改現有工藝情況下，項目組提出通過條碼打印機打印出含有齊套號（基材信息編號）和件號（物料編號）的條碼粘貼在物料流轉單空白處，由各工位物流員利用手持數據采集器在完成物流工作時掃描料單上的條碼，掃描后收集的信息通過無線傳輸到數據庫中，采取這種數據采集方式的優點有以下幾個方面：

（1）最大限度保留現有工藝，不用工藝大量而對工人進行重新培訓，只需對物流崗位物流操作員進行培訓。

（2）采用無線數據傳輸，避免了因車間布線而需要改變車間布局影響生產的情況。

（3）仍保留紙質料單，實現了電子化紙質化雙保險，保障了數據安全性。

（4）條形碼對硬件掃描設備要求不高，有助于降低成本。

通過以上方式可將的齊套號和件號采集到數據庫中。將現有操作人員姓名、所在部門及工位班組等信息導入數據庫中，將人員姓名簡寫為漢語拼音首字母如張三即簡寫為“ZS”，將現有設備按工序進行編號如填裝工位1-1設備即將其簡寫為“*TZ1-1”（第一位加*用來區分人員姓名），并將所有設備信息導入數據庫中，將以上兩種簡寫生成條形碼（除設備編號應用CODE128碼外，其余信息應用CODE39條形碼），物流員通過數據采集器掃碼后數據庫中相對應的設備全稱及人員姓名顯示在采集器上，物流員確認無誤后開始掃描該設備及該人員所做物料的齊套號和件號條碼，通過以上方法，即使遇到設備故障或者人員更替的情況，我們也能通過掃描變更后的設備及人員條碼采集對應信息。至此，我們需要采集的信息只剩下卡體SN號和生產日期，卡體SN號是串聯所有信息的唯一標識，它的作用有些類似于食品藥品行業外包裝上的追溯碼，是唯一的，項目組充分考慮生產現場情況后，在不增加專門讀SN的工序和人員的情況下，通過優化利用卡體現有生產環節來實現讀取卡體SN號的目的，并通過設置XY坐標軸能夠精確定位到卡體的位置，如圖所示：

X軸8卡對應數字1到8，Y軸4卡對應字母ABCD，那么每卡的位置就可以用“數字+字母”的形式表現出來，如：1A、2B等。

至于生產日期我們利用服務器時間同步即可。到此，我們實現了六種生產信息數據的采集。

1.3 大數據應用

項目組初步設想利用所收集的數據實現以下功能：通過SN查詢卡體生產信息、通過齊套號、設備號等進行條件查詢、產量統計、不合格品分類統計。

（1）通過SN查詢卡體信息：

通過輸入卡體SN號查詢到該卡體所有環節生產信息，該功能實現了卡體的生產信息追溯，

（2）產量統計：

可按日周月年統計個人產量、班組產量，按齊套號統計產量，便于精細化管理。

（3）條件查詢：

可按齊套號、設備號、人員姓名等查詢日周月年產量，便于提高生產效率。

（4）不合格品分類統計：

我們已經采集數據的卡體并不是100%的合格品，在后續環節還需要成品檢驗人員對產品進行篩選，不合格的產品要標記并篩選出來，要實現質量分析和質量追溯的目的，這些不合格產品也需要將相關信息讀寫入數據庫，那么我們怎么和之前的生產信息關聯起來呢？還是通過讀取SN同時給這張卡標記上具體的不合格項的方式將這張卡體和之前的生產信息關聯起來，這樣我們就實現了不合格品的數據統計與分析，舉例說明：本周統計的產品合格率突然大幅降低，通過數據庫統計數據我們發現某操作員操作的某臺設備生產的物料不合格率高于其他人和設備，我們就可以及時反饋給相關人員查看具體原因并糾正以杜絕不良品率的提高。到此，我們可以將各類不合格卡體歸入數據庫，我們還設置不合格品警戒線，當不合格品達到或超過警戒線時提示管理人員及時糾錯。

2 追溯系統應用

上文我們介紹了非接觸IC卡產品追溯系統，但非接觸IC卡多種多樣，這套系統對其他產品同樣適用嗎？答案是肯定的，非接觸IC卡內部都封裝有芯片，只要是芯片就有相應的序列號（SN），我們利用芯片序列號串聯起整個生產流程，無論該產品生產工藝流程更復雜或者更簡單[2]。

3 結束語

非接觸IC卡追溯系統的建立，標志著非接觸IC卡行業也可以對產品實行有效地追溯，該系統可以應用到其他證件證卡的生產環節中，隨著5G網絡的建立與完善，該系統后期可考慮拓展至手機APP應用，以手機作為客戶端聯網便于管理人員實時監測生產信息，隨著自動化程度的提高，更可以通過APP與5G網絡對生產任務實時下達或調整，實現證件證卡的流水線式生產。