工廠半成品中轉箱電子墨水屏信息傳遞系統的研究

肖 波，白繼雨，代金峰

（吉林煙草工業有限責任公司長春卷煙廠，吉林 長春 130000）

制造工廠車間在制造成品前，有許多半成品零件的預加工制造過程，半成品需要通過中轉箱放置并轉運到產線進行生產，同時在每箱中轉箱上需要根據訂單信息，粘貼不同的半成品信息和零件信息，供產線追溯比對信息使用，從而確保半成品零件信息的準確性，并確保成品的質量。

隨著數字信息技術和無線通信技術的不斷發展，各種數字化技術應用在深入推廣，尤其在現今低碳綠色發展理念的大背景之下，為了提升數字化，以及替代紙質標簽，并進一步提升質量信息把控，于是在工廠半成品中轉箱上靈活應用電子墨水屏數字化技術，替代紙質標簽，在降低紙質標簽應用的同時，還能進一步提升數字化信息傳遞的穩定可靠性。

同時，通過電子墨水屏等數字化技術，獲得了數字化應用的高可靠、高穩定的質量保證，從而更加確保最終成品的質量，在節省降耗的同時進一步提升產品的質量。

1 電子墨水屏技術介紹

電子墨水屏表面附著很多體積很小的“微膠囊”，封裝了帶有負電的黑色顆粒和帶有正電的白色顆粒，通過改變電荷使不同顏色的顆粒有序排列，從而呈現出黑白分明的可視化效果，見圖1。

圖1 電子墨水屏功能示意圖

電子墨水屏具有易讀性、柔性、易廉價制造和低功耗等優勢，不耗費任何額外的電能，就能停留顯示。

2 電子墨水屏在工廠半成品中轉箱信息系統中的應用

2.1 硬件架構

電子墨水屏信息系統硬件架構主要由軟件平臺，電子墨水屏，更新基站，RFID 通道，掃碼槍，RFID，無線網絡等硬件構成。

（1）軟件平臺：信息的管理控制，負責信息的輸入，信息的分析管理，更新信息的輸出；同時信息的輸入可通過掃碼槍或者直接對接相應軟件層面獲?。卉浖脚_還具備數據存儲分析等功能，供進一步數據的利用分析。

（2）更新基站：通過私密通信協議接收軟件平臺信息，然后更新下發到相應的電子墨水屏；更新基站通過網絡連接通信軟件系統，實時刷新跟蹤電子墨水屏，一旦接收到更新信息需求，無線通信電子墨水屏及時更新信息；同時為了防止無線信號被干擾，更新基站采用無線跳頻技術，讓無線通信更加順暢。

（3）RFID 通道：電子墨水屏綁定相應的RFID，中轉箱通過該識別通道，會自動清空相應電子墨水屏信息；考慮到產線回空箱時，防止半成品區域沒有更新新的信息，就直接將下一批次的半成品發送到產線，特在電子墨水屏上綁定RFID 芯片，一旦空箱回到半成品區域，RFID感應通道感應到RFID，就會直接清空相應的電子墨水屏信息，進一步提升質量的把控。

（4）無線通信平臺：軟件平臺、更新基站、對接軟件等平臺系統之間通過無線網絡對接通信，在項目開展前，需要確保無線網絡的正常通信，以及網絡的穩定可靠性。

如圖2 所示，信息更新匯集了電子墨水屏，掃碼槍，更新基站，后臺軟件等架構硬件；信息清空匯集了電子墨水屏、RFID 識別通道門、更新基站、后臺軟件等架構硬件，進而從信息更新到清空，系統都能穩定可靠進行。

圖2 信息更新與清空硬件架構

2.2 信息更新與清空軟件流程架構

工廠半成品生產區域完成半成品后裝箱，通過掃碼槍或者軟件系統獲取需要更新的信息，電子墨水屏軟件系統通過網絡得到需要更新的信息和任務請求，在匯總分析管理數據后，發送信息到更新基站，通過通信協議更新相應的電子墨水屏，電子墨水屏更新后將半成品信息傳遞到生產線。

當空箱返回時，經過RFID 識別通道門，會自動識別RFID 綁定的電子墨水屏，后臺軟件獲取信息后，自動清空相應的電子墨水屏信息，供別的半成品件號使用。

圖3 是電子墨水屏信息更新與清空軟件流程。

圖3 電子墨水屏信息更新與清空流程圖

2.3 電子墨水屏供電系統

電子墨水屏消耗品是供電電池，同時供電電池也是關鍵點位，會涉及電子墨水屏的信息顯示以及電池更換。

為了降低電子墨水屏的耗電，延長電池壽命，系統中采用低心跳技術，在保證電子墨水屏刷新情況下，可靠降低心跳頻率以及心跳通信時長，來降低功耗；同時采用無線漫游技術，當電子墨水屏離開更新基站刷新范圍內時，電子墨水屏會處于無線漫游狀態，不會高頻心跳連接通信基站，這樣會進一步降低功耗。

通過以上技術，在降低功耗的同時也節省了更換電池的頻率，提高了產品的使用時長，提升了效率。

2.4 電子墨水屏系統的實際使用

電子墨水屏系統在工廠半成品集中區域被廣泛應用后，能有效替代紙質標簽傳遞零件件號信息到產線，同時能提升質量把控。以往紙質標簽不能傳遞準確的信息，如今可更加靈活高效地實現數字信息的無縫對接。

同時，降低了操作時間成本，進一步提升了更新效率，體現了數字化無線無紙化通信技術的優勢，見圖4。

3 結束語

隨著數字化技術以及無線通信技術的深入發展，能有效實現低碳綠色發展的環保理念，實現數字化信息的無縫對接，讓操作和工作更加高效可靠。

圖4 電子墨水屏現場使用效果圖

以前，制造型工廠在半成品區域會在中轉箱上使用紙質標簽來傳遞各種信息，如在一些沒有打印機的區域只能通過人工手工填寫，效率低下，而且成本較高，對質量把控也不是很好。

現在，其可通過電子墨水屏技術，替代紙質標簽來實現高效重復數字信息的無縫對接傳遞，在降低紙質標簽消耗的同時，還能實現數字化無縫對接各種系統，通過網絡就能把控各種質量要求，能有效滿足工廠質量工藝的高質量要求。