工厂半成品中转箱电子墨水屏信息传递系统的研究

肖 波，白继雨，代金峰

（吉林烟草工业有限责任公司长春卷烟厂，吉林 长春 130000）

制造工厂车间在制造成品前，有许多半成品零件的预加工制造过程，半成品需要通过中转箱放置并转运到产线进行生产，同时在每箱中转箱上需要根据订单信息，粘贴不同的半成品信息和零件信息，供产线追溯比对信息使用，从而确保半成品零件信息的准确性，并确保成品的质量。

随着数字信息技术和无线通信技术的不断发展，各种数字化技术应用在深入推广，尤其在现今低碳绿色发展理念的大背景之下，为了提升数字化，以及替代纸质标签，并进一步提升质量信息把控，于是在工厂半成品中转箱上灵活应用电子墨水屏数字化技术，替代纸质标签，在降低纸质标签应用的同时，还能进一步提升数字化信息传递的稳定可靠性。

同时，通过电子墨水屏等数字化技术，获得了数字化应用的高可靠、高稳定的质量保证，从而更加确保最终成品的质量，在节省降耗的同时进一步提升产品的质量。

1 电子墨水屏技术介绍

电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”，封装了带有负电的黑色颗粒和带有正电的白色颗粒，通过改变电荷使不同颜色的颗粒有序排列，从而呈现出黑白分明的可视化效果，见图1。

图1 电子墨水屏功能示意图

电子墨水屏具有易读性、柔性、易廉价制造和低功耗等优势，不耗费任何额外的电能，就能停留显示。

2 电子墨水屏在工厂半成品中转箱信息系统中的应用

2.1 硬件架构

电子墨水屏信息系统硬件架构主要由软件平台，电子墨水屏，更新基站，RFID 通道，扫码枪，RFID，无线网络等硬件构成。

（1）软件平台：信息的管理控制，负责信息的输入，信息的分析管理，更新信息的输出；同时信息的输入可通过扫码枪或者直接对接相应软件层面获取；软件平台还具备数据存储分析等功能，供进一步数据的利用分析。

（2）更新基站：通过私密通信协议接收软件平台信息，然后更新下发到相应的电子墨水屏；更新基站通过网络连接通信软件系统，实时刷新跟踪电子墨水屏，一旦接收到更新信息需求，无线通信电子墨水屏及时更新信息；同时为了防止无线信号被干扰，更新基站采用无线跳频技术，让无线通信更加顺畅。

（3）RFID 通道：电子墨水屏绑定相应的RFID，中转箱通过该识别通道，会自动清空相应电子墨水屏信息；考虑到产线回空箱时，防止半成品区域没有更新新的信息，就直接将下一批次的半成品发送到产线，特在电子墨水屏上绑定RFID 芯片，一旦空箱回到半成品区域，RFID感应通道感应到RFID，就会直接清空相应的电子墨水屏信息，进一步提升质量的把控。

（4）无线通信平台：软件平台、更新基站、对接软件等平台系统之间通过无线网络对接通信，在项目开展前，需要确保无线网络的正常通信，以及网络的稳定可靠性。

如图2 所示，信息更新汇集了电子墨水屏，扫码枪，更新基站，后台软件等架构硬件；信息清空汇集了电子墨水屏、RFID 识别通道门、更新基站、后台软件等架构硬件，进而从信息更新到清空，系统都能稳定可靠进行。

图2 信息更新与清空硬件架构

2.2 信息更新与清空软件流程架构

工厂半成品生产区域完成半成品后装箱，通过扫码枪或者软件系统获取需要更新的信息，电子墨水屏软件系统通过网络得到需要更新的信息和任务请求，在汇总分析管理数据后，发送信息到更新基站，通过通信协议更新相应的电子墨水屏，电子墨水屏更新后将半成品信息传递到生产线。

当空箱返回时，经过RFID 识别通道门，会自动识别RFID 绑定的电子墨水屏，后台软件获取信息后，自动清空相应的电子墨水屏信息，供别的半成品件号使用。

图3 是电子墨水屏信息更新与清空软件流程。

图3 电子墨水屏信息更新与清空流程图

2.3 电子墨水屏供电系统

电子墨水屏消耗品是供电电池，同时供电电池也是关键点位，会涉及电子墨水屏的信息显示以及电池更换。

为了降低电子墨水屏的耗电，延长电池寿命，系统中采用低心跳技术，在保证电子墨水屏刷新情况下，可靠降低心跳频率以及心跳通信时长，来降低功耗；同时采用无线漫游技术，当电子墨水屏离开更新基站刷新范围内时，电子墨水屏会处于无线漫游状态，不会高频心跳连接通信基站，这样会进一步降低功耗。

通过以上技术，在降低功耗的同时也节省了更换电池的频率，提高了产品的使用时长，提升了效率。

2.4 电子墨水屏系统的实际使用

电子墨水屏系统在工厂半成品集中区域被广泛应用后，能有效替代纸质标签传递零件件号信息到产线，同时能提升质量把控。以往纸质标签不能传递准确的信息，如今可更加灵活高效地实现数字信息的无缝对接。

同时，降低了操作时间成本，进一步提升了更新效率，体现了数字化无线无纸化通信技术的优势，见图4。

3 结束语

随着数字化技术以及无线通信技术的深入发展，能有效实现低碳绿色发展的环保理念，实现数字化信息的无缝对接，让操作和工作更加高效可靠。

图4 电子墨水屏现场使用效果图

以前，制造型工厂在半成品区域会在中转箱上使用纸质标签来传递各种信息，如在一些没有打印机的区域只能通过人工手工填写，效率低下，而且成本较高，对质量把控也不是很好。

现在，其可通过电子墨水屏技术，替代纸质标签来实现高效重复数字信息的无缝对接传递，在降低纸质标签消耗的同时，还能实现数字化无缝对接各种系统，通过网络就能把控各种质量要求，能有效满足工厂质量工艺的高质量要求。