Znakowanie i oznaczanie w elektronice odpowiedzią na ciągły wzrost wymagań klientów

Coraz więcej firm chce nanosić na gotowe wyroby i komponenty kody kreskowe, numery seryjne i informacje o produkcie, bo na rynku światowym jest to dzisiaj standard bez względu na to, czy chodzi o urządzenia konsumenckie, czy przemysłowe.

Można pokusić się o tezę, że w ostatniej dekadzie to właśnie standardy wypracowane na rynkach masowych przenoszą się do branż profesjonalnych, z uwagi na większy potencjał wynikający ze skali, w jakiej działają. Oznakowanie jest też konsekwencją inwestycji w automatykę produkcji, systemy magazynowe i lepszą kontrolę produkcji i logistyki.

Zapewnienie identyfikowalności produktów odbywa się poprzez etykietowanie, a więc z wykorzystaniem naklejki samoprzylepnej lub za pomocą znakowania, czyli poprzez naniesienie informacji bezpośrednio na powierzchnię produktu. Za oboma tymi pojęciami kryją się dziesiątki różnych wariantów i dostępnych opcji, zarówno jeśli chodzi o urządzenia jak i materiały eksploatacyjne.

WIĘCEJ POTRZEB W ZAKRESIE IDENTYFIKACJI

Coraz częściej producenci oznaczają każdy produkt unikatowym kodem, który jednoznacznie definiuje urządzenie, w tym jego konfigurację sprzętową oraz okres gwarancyjny i prawa klienta wynikające np. z wykupienia dodatkowych płatnych elementów ochrony. Taki kod wystarczy wpisać na witrynie internetowej, aby dostać się do odpowiednich plików lub też podać obsłudze podczas zgłaszania awarii.

Wydaje się to dzisiaj naturalne i proste, ale mimo to takie podejście dopiero się popularyzuje na rynku, bo wymaga wielu przygotowań w zakresie IT. Identyfikacja produktu za pomocą kodu cyfrowego lub kreskowego jest tutaj kluczowym elementem procesu.

Kryteria brane pod uwagę przy kupowaniu urządzeń i materiałów do drukowania i oznaczania
 
Zestawienie najbardziej istotnych cech oferty branych pod uwagę przez kupujących sprzęt i materiały do znakowania i oznaczania w zakresie trzech pierwszych pozycji jest typowe dla obszaru przemysłu i obejmuje cenę, parametry oraz jakość produktów. Ta trójka kryteriów zawsze lokuje się na szczycie takich zestawień, stanowiąc uniwersalną oś selekcji. Poza nią wysoko oceniono funkcjonalność oprogramowania oraz zdolność do integracji tych produktów w ramach linii produkcyjnej. Sporo wskazań padło też na markę i renomę producenta, która zapewne jest synonimem jakości, a także na kompetencje techniczne sprzedawcy, bo przedmiotowa tematyka jest dość złożona i opisuje ją wiele szczegółów, nierzadko trudnych do uchwycenia. Najsłabiej została oceniona możliwość wynajmu zamiast kupna. Mimo że na rynku coraz więcej produktów można otrzymać jako usługę (…as a service), jednak w zakresie infrastruktury produkcyjnej to się na razie nie upowszechnia, zapewne z uwagi na popularność leasingu.

W podobnym zakresie dotyczy to kodu dostępu do ustawień, hasła do sieci bezprzewodowej, adresu IP, numeru wersji oprogramowania, adresu strony i podobnych danych. Jest ich coraz więcej i coraz więcej urządzeń wymaga ich podania. Z takich przyczyn w przyszłości znaczenie znakowania będzie się powiększać.

NIEŁATWY WYBÓR

 
Dostawcy materiałów i urządzeń do znakowania i oznaczania

Wybór urządzenia, a więc także pośrednio metody nanoszenia informacji na wyroby, to z pewnością wielowymiarowy problem, w którego rozwiązaniu trzeba uwzględnić koszt inwestycji i późniejszej eksploatacji, wymagania co do jakości oznaczeń, ich wielkości, a więc pośrednio ilości niezbędnych informacji, jakie wymagane są do umieszczenia, a także szybkości działania urządzenia oraz tego jakiej obsługi ze strony pracowników wymaga jego działanie.

W dalszej kolejności rozważyć trzeba trwałość oznaczeń w czasie i odporność na czynniki środowiskowe, niepodatność na manipulację, a nawet to, czy przygotowanie do pracy, połączenie w system z wykorzystywaną w firmie infrastrukturą informatyczną będzie możliwe i łatwe w przeprowadzeniu. Poza wymienionymi czynnikami jest jeszcze wiele innych mniej lub bardziej ważnych kryteriów, które jednak mogą znacząco wpłynąć na to, czy znakowanie będzie łatwe i bezproblemowe, czy też dla pracowników stanie się udręką.

Duże skomplikowanie, wiele szczegółów i niuansów technicznych oraz to, że na rynku jest wiele typów takich urządzeń różniących się klasą, a więc wydajnością, przeznaczeniem, możliwościami technicznymi, stopniem zaawansowania i podobnymi parametrami, powodują, że niewiele osób na rynku ma przekrojową wiedzę na temat takich zagadnień, czyli taką, która wykracza poza ogólne rozeznanie bez wnikania w szczegóły.

Taka sytuacja zmusza dostawców do przekazywania wiedzy klientom poprzez spełnianie często funkcji konsultantów technicznych oraz ekspertów oceniających koncepcje i pomysły klientów, ale także jest sporą przeszkodą w rozwoju rynku hamującą wzrosty sprzedaży. Niestety inżynierowie zaliczają się do takiej grupy zawodowej, która w działaniach jest często bardzo ostrożna. Specjaliści unikają rozwiązań, które w ich rozumieniu stanową potencjalne źródło problemów, takich, co do których nie są całkowicie przekonani lub nie są w stanie wskazać przykładów, że inne, (najlepiej konkurencyjne) firmy korzystają z takich rozwiązań.

W wielu firmach w procesie zakupów urządzeń kadra inżynieryjna jest naturalnie włączona w proces podejmowania decyzji i oceny na temat tego co wybrać. Nierzadko jej zadaniem jest też prowadzenie rozmów z dostawcami i opiniowanie dla zarządu ofert. To zrozumiałe, gdyż wynika z posiadanych kompetencji i doświadczenia. Ale jednocześnie zły wybór oznacza obarczenie odpowiedzialnością, przez co niestety ostrożność w działaniach się zwiększa.

W biznesie nikt nie chce być testerem nowych technologii i mniej typowych rozwiązań, bo niestety ryzyko trafienia na nieperspektywiczną technologię istnieje i musi być kalkulowane. Historia techniki uczy, że wiele niezłych od strony technicznej rozwiązań i standardów trafiło na śmietnik, bo nie osiągnęły one wystarczającej skali penetracji rynku, lub twórcy nie przekonali do ich zalet klientów, zostali kupieni przez silniejszego gracza lub nawet zbankrutowali.

Z takich przyczyn akceptacja nowości wymaga czasu, zaufania do dostawcy oraz orientacji w technologii. Dla najnowszych rozwiązań urządzeń laserowych ważna jest też cena. Znakowarki laserowe przeznaczone do zastosowań w produkcji kosztują mniej więcej tyle, ile każde duże urządzenie procesowe, a więc kilkadziesiąt tysięcy euro.

OCHRONA PRODUKTU OCHRONĄ MARKI

Identyfikacja produktów to proces, który w istotnej części chroni przed podróbkami lub korzystaniem z nieautoryzowanych kanałów sprzedaży i serwisu. Jest to coraz większy problem świata elektroniki konsumenckiej i tych, którzy produkują w krajach azjatyckich.

Oznaczenie unikalnym identyfikatorem naniesionym za pomocą systemu laserowego każdej sztuki urządzenia może nie wydaje się zabezpieczeniem utrudniającym życie, ale jest w stanie zdjąć odpowiedzialność gwarancyjną z producenta za obsługę podrobionego produktu. W ten sposób wytwórca może też kontrolować łańcuch obsługi posprzedażnej, proces zaopatrzenia w części zamienne i podobne aspekty związane z obsługą klienta. Dla pewnych produktów, takich jak materiały eksploatacyjne, ochrona przez kopiowaniem staje się nierzadko być albo nie być w biznesie.

Głównie problemy rynku drukowania i oznaczania
 
Za największe problemy rynku znakowania i oznaczania uznano silną konkurencję wynikającą z obecności wielu firm zajmujących się tą tematyką oraz relatywnie dużego portfolio produktowego w zakresie drukowania i oznaczania. Na drugim miejscu znalazło się kryterium związane z brakiem dostatecznej orientacji klientów w dostępnych na rynku możliwościach technicznych urządzeń, korzyściach w produkcji i podobnych zagadnieniach związanych z włączeniem tych urządzeń w proces produkcyjny. Brak takiej orientacji skutkuje tym, że wybór urządzenia nierzadko jest nieoptymalny w stosunku do pełnionego zadania, a nowości przebijają się na rynku znacznie trudniej, niż wynikałoby to z ich funkcjonalności i potencjału technicznego. Niedostateczna świadomość dotyczy też zagadnień związanych z całościowym patrzeniem na znakowanie, a więc nie tylko przez pryzmat inwestycji, ale także kosztów integracji, eksploatacji, materiałów oraz korzyści wynikających z posiadania systemu identyfikacji produktów.

Numer seryjny pozwala bardzo małym kosztem stworzyć zalążek zabezpieczeń potwierdzających autentyczność. Oczywiście nieporównywalnie mniej wydajny od np. bezpiecznych chipów, ale znakowanie i grawerowanie, a zwłaszcza metodami laserowymi o wysokiej rozdzielczości, które pozwala nanosić miniaturowe kody i obrazy (logotypy), z pewnością zalicza się do metod prewencji.

W praktyce nawet zwykłe etykiety się sprawdzają, zwłaszcza jeśli zawierają unikalne kody pozwalające na sprawdzenie danych w bazach online zgromadzonych przy produkcji za pomocą narzędzi traceability, bo kod można powiązać z sygnaturami zaszytymi w oprogramowaniu firmware mikrokontrolera, w module komunikacji bezprzewodowej, z adresem MAC interfejsu sieciowego i informacjami dostępnymi w rejestrach układu zarządzania zasilaniem, chipie gas-gauge akumulatora i innych komponentach.

DRUKOWANIE

Mówiąc o sprzęcie do drukowania i etykietowania, trzeba pamiętać, że pod tymi nazwami kryje się wiele produktów o różnym przeznaczeniu, klasie i możliwościach. Największe zróżnicowanie widać w drukarkach, które można kupić w postaci samego mechanizmu do wbudowania do wnętrza projektowanej aplikacji oraz w obudowie (małej przenośnej i dużej stacjonarnej), z mniej lub bardziej rozbudowanym kontrolerem, interfejsami, także bezprzewodowymi, czujnikami oraz całym zestawem akcesoriów, jak skaner.

Dalszy podział wynika z technologii druku: najpopularniejsza termiczna wymaga specjalnego papieru, który się zaczernia w podwyższonej temperaturze, oraz poza nią są drukarki igłowe, atramentowe, termotransferowe, a nawet laserowe. Technologia determinuje większość właściwości tych urządzeń, głównie ceny, typ i szerokość nośnika, trwałość wydruku i mechanizmu, a także szybkość wydruku.

Patrząc na rynek z perspektywy, widzimy, że najpopularniejsze są rozwiązania bazujące na metodzie termicznej, bo takie drukarki pracują szybko, cicho, zapewniają dobrą rozdzielczość i są niedrogie. Ich wadą jest słaba trwałość wydruków.

Najważniejsze trendy pozytywne dla rozwoju rynku
 
Najbardziej istotny czynnik sprzyjający rozwojowi rynku znakowania i oznaczania to widoczny w branży trend poprawy jakości procesów, w tym także rosnące zaawansowanie techniczne produktów. Duże znaczenie kolejnych dwóch kategorii na wykresie, a więc tego, że w warunkach krajowych serie produkcyjne są raczej krótkie, urządzenia złożone, a także nierzadko tworzone na zamówienie na podstawie indywidualnej specyfikacji. Oba te czynniki znajdujące się na szczycie wykresu to sygnał, że znakowanie staje się dzisiaj niezbędne do panowania nad asortymentem przez producenta, a dla użytkownika stanowi coraz bardziej użyteczną informację. Unikalny numer produktu, tabliczka znamionowa z pełną specyfikacją, data produkcji, kod serwisowy, głęboki link do strony z instrukcją i plikami pomocy technicznej, hasło do ustawień konfiguracyjnych to przykłady informacji, które coraz częściej pojawiają się na obudowach urządzeń i potwierdzają, że identyfikacja staje się niezbędną częścią procesów wytwórczych.

Nowe drukarki i etykieciarki wchodzące na rynek wyróżniają się coraz większą rozdzielczością pracy, pozwalającą na wykonywanie mniejszych oraz czytelniejszych oznaczeń. Ma to znaczenie w przypadku kodów kreskowych odczytywanych automatycznie, bo poprawia pewność i szybkość odczytu. Dotyczy to wszystkich technologii drukowania, także atramentowych.

Wiele modeli pozwala na tworzenie wydruków na materiałach innych niż papier, głównie na tworzywach sztucznych (np. na kartach plastikowych) oraz na nierównych kształtach. Drukarki różnią się też funkcjonalnością kontrolera, który ma duży wpływ na możliwość integracji drukarki w danej aplikacji.

Najnowsze rozwiązania mają rozbudowaną opcję komunikacji bezprzewodowej, współpracują ze smartfonami, a ich oprogramowanie pozwala na stworzenie i zapamiętanie w pamięci całego wzoru etykiety, który potem drukarka może wydrukować po otrzymaniu kodu z bazy danych, np. numeru seryjnego.

ZNAKOWANIE

Znakowarki różnią się typem obsługiwanego materiału, rozdzielczością i wielkością pola roboczego. W porównaniu do drukarek etykiet jest to sprzęt znacznie droższy, jeśli chodzi o koszty inwestycyjne, ale równocześnie niewymagający stałego ponoszenia wydatków na materiały. Bazują na różnych technologiach, np. mikroudarowej, ink-jet (atramentowej), mechanicznej (grawerskiej) oraz laserowej.

Technologie te wybierane są pod kątem materiału, na który oznaczenie ma być naniesione, w tym jego twardości, wymaganej trwałości oznaczenia, wielkości nadruku, wydajności procesu, rozdzielczości i podobnych czynników. Jest ich dość dużo, przez co wybór danej technologii musi zostać gruntownie przemyślany.

Podobnie duża rozpiętość cech dotyczy wykonania znakowarek, które mogą być dużymi urządzeniami przeznaczonymi do integracji z linią produkcyjną i infrastrukturą IT przedsiębiorstwa, a więc sprzętem o dużej wydajności i działającymi automatycznie. Drugą kategorię tworzą urządzenia o wielkości pozwalającej na postawienie ich na biurku, często półautomatyczne lub wymagające obsługi ręcznej. Jest też sprzęt przenośny umożliwiający nanoszenie oznaczeń na duże elementy.

Z racji specyfiki rozwiązań stosowanych w elektronice, a więc tego, że nadruki są zwykle małej wielkości, w tym obszarze wykorzystywane są głównie znakowarki laserowe lub identyfikację zapewniają etykiety.

Znakowarki laserowe bazują na laserach półprzewodnikowych. Ich atutem jest prostota, trwałość i wysoka precyzja zapewniająca możliwość skupienia wiązki i osiągnięcie wysokiej rozdzielczości. Wysoką moc emisji zapewnia połączenie emitera diodowego z rezonatorem światłowodowym (tzw. laser światłowodowy lub włóknowy). Lasery takie są znakomitym źródłem promieniowania pracującym impulsowo, co ułatwia tworzenie sprzętu o niewielkich wymiarach, np. do postawienia na stanowisku roboczym.

Lasery światłowodowe zapewniają przy pracy impulsowej dużą moc, a więc także wydajność nanoszenia oznaczeń. Szybko zdobywają rynek, bo zapewniają dobrą jakość i trwałość oraz nie wymagają kupowania materiałów eksploatacyjnych. Jedyną barierą, z jaką urządzenia te się muszą zmierzyć, jest dość wysoka cena, wymagająca od producenta działania w odpowiednio dużej skali, aby kupno się opłaciło.

URZĄDZENIA MOBILNE

Ważną częścią rynku jest też sprzęt mobilny, a więc głównie drukarki przeznaczone do tworzenia etykiet dla przewodów, szafek instalacyjnych, komponentów i innych urządzeń, które są montowane w miejscu docelowym. Są one też wykorzystywane przez pracowników serwisu i służby utrzymania ruchu.

W ostatnich latach taki sprzęt stał się bardzo przystępny cenowo, a możliwości techniczne w zakresie drukowania są zaawansowane. Bazują one na kasetach z taśmą oznacznikową o różnych właściwościach lub etykietach w postaci pasków, co jest cechą charakterystyczną tych rozwiązań. Takie drukarki znaleźć można w ofertach producentów złączy, komponentów automatyki przemysłowej, a także u specjalizowanych producentów drukarek.

MATERIAŁY

Poza urządzeniami ważną część rynku tworzą materiały eksploatacyjne niezbędne dla drukarek, takie jak papier w rolkach, etykiety samoprzylepne, tusze, taśmy barwiące. Są one sprzedawane przez wiele firm handlowych, a dodatkowo wielu producentów przyjmuje w biznesie strategię dostarczania tanich urządzeń, nierzadko bez zysku i odbijania sobie marży w wysokich cenach materiałów.

Swobodę wyboru użytkownika ogranicza się za pomocą metod technicznych, czego przykładem może być chip zliczająco-autoryzujący, wysokimi parametrami technicznymi materiałów, takich jak tusze, których nie da się łatwo zastąpić zamiennikami lub poprzez umowy handlowe.

Potencjał rynkowy grup produktów z obszaru znakowania i etykietowania
 
Specjaliści wyraźnie wskazali na wysoki potencjał znakowarek laserowych w zakresie identyfikacji produktów z obszaru elektroniki przemysłowej i rozwiązań specjalistycznych. Rozwiązania laserowe zapewniają wysoką rozdzielczość oznaczeń, trwałość i niski koszt eksploatacji, a także to, że nie wymagają dodatkowej pracy ręcznej związanej z naklejaniem etykiet. W produkcji elektroniki liczy się też to, że tworzone przez taki sprzęt oznaczenia są odporne na mycie, a znakowarkę można zintegrować w całość z linią produkcyjną. Znakowanie laserowe dla elektroników zapewnia także dużą rozdzielczość, a więc pozwala na nanoszenie małych oznaczeń.

Asortyment etykiet przeznaczonych do znakowania produktów jest ogromny. Różnią się one wielkością, kształtem i kolorem, rodzajem materiału (a więc i odpornością na narażenia). Są też wersje specjalizowane pod kątem oznaczania kabli, rozdzielnic elektrycznych, a więc miejsc instalacji oraz o określonej funkcjonalności, np. odporne na manipulację.

OPROGRAMOWANIE

Można uogólnić, że każda znakowarka i drukarka etykiet jest dostarczana z oprogramowaniem ułatwiającym tworzenie wydruków, niemniej jego możliwości, wbudowanego w urządzenie i pracującego na pececie, potrafią znacznie się różnić. Funkcje takiego oprogramowania zależą od stopnia samodzielności urządzenia drukującego.

Te najprostsze wymagają połączenia z komputerem i on odpowiada za cały proces tworzenia oznaczeń. Pracują wyłącznie w trybie graficznym, tym samym wymagają stałej współpracy z komputerem tworzącym graficzny obraz całej etykiety. Druga grupa to urządzenia półautonomiczne pozwalające na współdziałanie z komputerem bądź pracę autonomiczną po wstępnym zaprogramowaniu z poziomu peceta.

Zwykle sprzęt taki wyposażony jest w klawiaturę, czasem też w wyświetlacz. Trzecia grupa to drukarki całkowicie autonomiczne często bez możliwości współpracy z komputerem, pozwalające dodatkowo na pełną edycję treści etykiety za pomocą własnej klawiatury i wyświetlacza. Mają najczęściej własny język programowania umożliwiający opis treści etykiety ciągiem rozkazów (np. kod paskowy opisywany jest poprzez określenie typu kodu, treści kodu, wymiarów kodu i lokalizacji na etykiecie).

Dają też dodatkowo możliwość zaprogramowania szablonów etykiet zawierających definicje stałych i zmiennych elementów wydruku. Integracja takich urządzeń w linii produkcyjnej i powiązanie z systemem bazodanowym jest tu najprostsza, bo oprogramowanie produkcyjne wysyła do drukarki jedynie skrypt ze zmiennymi danymi, a etykiety są następnie drukowane bezpośrednio przez drukarkę w oparciu o zaprogramowany wcześniej szablon.

Najlepsi w branży