Opublikowano: 22 grudnia 2024 / Aktualizacja z: 22 grudnia 2024 - Autor: Konrad Wolfenstein
Kod Data Matrix (DMC) w Przemyśle 4.0 i 5.0 – Przemysł techniczny przechodzi głębokie zmiany – Zdjęcie: Xpert.Digital
Rola kodu GS1 Data Matrix w przemyśle technicznym
Rosnące wymagania Przemysłu 4.0 i 5.0
Przemysł techniczny przechodzi głębokie zmiany, które w dużej mierze napędzane są innowacjami, takimi jak GS1 Data Matrix Code (DMC). W czasach Przemysłu 4.0 i wyłaniającej się koncepcji Przemysłu 5.0 wymagania stawiane przedsiębiorstwom stale rosną, ponieważ rośnie zapotrzebowanie na wysoce cyfrowe, bezpieczne i niezawodne procesy. Produkty powinny być nie tylko łatwe do zidentyfikowania, ale w idealnym przypadku powinny umożliwiać integrację ze złożonymi systemami informatycznymi, aby umożliwić szeroko zakrojoną ocenę danych, inteligentną automatyzację i nowe modele biznesowe. Kodeks GS1 Data Matrix wnosi niezastąpiony wkład, ponieważ otwiera przed przedsiębiorstwami – niezależnie od ich wielkości i branży, liczne możliwości – w zakresie długoterminowego zabezpieczenia i wzmocnienia własnej konkurencyjności.
Kod GS1 Data Matrix Code jako podstawa cyfrowej transformacji
„Zastosowanie kodu GS1 Data Matrix w branży technicznej odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu konkurencyjności w kontekście cyfrowych bliźniaków, IoT, Przemysłu 4.0 i 5.0. To stwierdzenie ilustruje ogromny wpływ, jaki uzyskało obecnie DMC, wyjaśnia, dlaczego więcej coraz więcej firm ma odwagę odpowiednio dostosować swoje procesy. Kod Data Matrix nie jest używany tylko do etykietowania produktów. Zamiast tego tworzona jest podstawa do spójnej cyfryzacji i połączenia w sieć wszystkich informacji wymaganych do produkcji, dostawy, użytkowania i konserwacji.
Kompaktowe przechowywanie danych na najmniejszej przestrzeni
Kluczowym czynnikiem popularności kodu GS1 Data Matrix Code jest jego format, który pozwala na przechowywanie dużej ilości informacji na małej przestrzeni. W przypadku skomplikowanych zespołów lub bardzo małych części, takich jak śruby lub elementy elektroniczne, wszystkie istotne dane można uwzględnić bez większych problemów. W przemyśle technicznym często zdarza się, że pojedynczy produkt składa się z niezliczonej liczby pojedynczych komponentów. Jeśli każdy z tych komponentów jest wyraźnie oznakowany i identyfikowalny, można szybko ustalić, kiedy i gdzie został wyprodukowany, która partia lub partia została użyta i na przykład kiedy przypada termin następnej wizyty konserwacyjnej. Dostęp do danych z czujników można również uzyskać w dowolnym momencie i przypisać je w systemie wyższego poziomu, po prostu czytając kod i łącząc dane ze sobą.
Solidność i niezawodność w trudnych warunkach
Ważną właściwością kodu Data Matrix jest to, że jest on solidny i nadal można go poprawnie odczytać, nawet jeśli jest lekko uszkodzony. Jest to szczególnie ważne w środowiskach, w których występują zanieczyszczenia, ścieranie lub inne obciążenia. Dlatego w przemyśle metalowym lub w zastosowaniach zewnętrznych wyraźną zaletą jest posiadanie kodu, który działa niezawodnie nawet w warunkach odbiegających od idealnych. Jeśli komponenty zostaną wystawione na działanie wysokich temperatur, wilgoci lub substancji chemicznych, szybko mogą pojawić się zarysowania lub inne oznaki zużycia. Dzięki specjalnym mechanizmom korekcji błędów kod GS1 Data Matrix Code zapewnia, że w większości przypadków odczyt pozostaje możliwy. Oznacza to, że komponenty nie muszą być pracochłonnie ponownie etykietowane ani wymieniane, co zarówno oszczędza koszty, jak i usprawnia procesy.
Trwałe znakowanie poprzez bezpośrednie znakowanie części (DPM)
Kolejną istotną kwestią jest możliwość bezpośredniego znakowania części (DPM). Kod jest trwale nanoszony na sam element, np. poprzez grawerowanie, znakowanie laserowe lub tłoczenie igłowe. W ten sposób oznaczenie zostaje zachowane przez cały okres użytkowania produktu. Jest to szczególnie ważne, jeśli chodzi o elementy, które są narażone na duże obciążenia lub muszą wytrzymywać długie okresy użytkowania. Takie rozwiązania zwiększają przejrzystość i identyfikowalność w całym cyklu życia produktu, co ma ogromne znaczenie nie tylko z punktu widzenia produkcji i logistyki, ale także utrzymania ruchu i zarządzania reklamacjami.
Standardy i efektywność w produkcji sieciowej
Jednak możliwość niezawodnego rejestrowania i przechowywania danych to tylko jedna strona medalu. Aby proces ten mógł zostać osadzony w spójnie powiązanym kontekście sieciowym, potrzebne są otwarte i ustalone standardy. „Kod GS1 Data Matrix charakteryzuje się wydajnością przestrzenną, wszechstronnością, solidnością i bezpośrednim znakowaniem”. Cechy te przyczyniły się do tego, że DMC stało się quasi-standardem w wielu obszarach technicznych. Dzięki zastosowaniu systemu GS1 dane są wyraźnie przypisane i można je wyraźnie zidentyfikować na całym świecie, bez nakładania się. W tym celu w kodzie zapisywany jest GTIN (Globalny Numer Jednostki Handlowej) lub numer seryjny, który pozwala na jednoznaczną identyfikację każdego produktu lub komponentu.
Cyfrowe bliźniaki: integracja i optymalizacja
DMC staje się szczególnie cenne, gdy zostanie zintegrowane z bardziej kompleksowymi koncepcjami, takimi jak cyfrowy bliźniak. Cyfrowy bliźniak to wirtualny obraz prawdziwego produktu, który zawiera wszystkie istotne informacje o właściwościach, stanie i historii tego produktu. Dane te można na przykład przechowywać w chmurze i łączyć w sieć z innymi systemami. „Unikalna identyfikacja przez DMC stanowi podstawę do tworzenia cyfrowych bliźniaków produktów i komponentów”. Firmy, które dostarczają swoim komponentom indywidualny kod data matrix, mają tę zdecydowaną przewagę, że mogą uzyskać dostęp do aktualnych informacji w dowolnym momencie. Informacje te można z kolei włączyć do analiz, aby na przykład zoptymalizować okresy konserwacji lub móc przewidzieć, kiedy podzespół będzie prawdopodobnie wymagał wymiany (konserwacja predykcyjna).
Digitalizacja poprzez kod DataMatrix
Kod DataMatrix służy jako przejrzysty i unikalny identyfikator produktu, który kładzie podwaliny pod rozwój cyfrowego łańcucha dostaw. W firmie Schaeffler każde łożysko toczne jest oznaczone indywidualnym numerem DMC , co umożliwia pełną identyfikowalność od producenta do operatora.
Tworzenie cyfrowych bliźniaków
Korzystając z DMC, firmy mogą tworzyć cyfrowe bliźniaki swoich produktów. Te wirtualne reprezentacje łączą dane z różnych źródeł:
- Dane konstrukcyjne: modele CAD i parametry użytkowe
- Dane produkcyjne: zmierzone wartości i informacje produkcyjne
- Dane logistyczne: lokalizacja i status dostawy produktów
Te kompleksowe modele danych umożliwiają klientom całkowicie cyfrowe mapowanie i symulowanie maszyn.
Zalety integracji
Integracja produktów w cyfrowe bliźniaki oferuje kilka korzyści:
- Zoptymalizowana konserwacja: Można obniżyć koszty konserwacji i zwiększyć niezawodność systemów.
- Zwiększona wydajność: klienci mogą szybko ocenić różne konfiguracje i zoptymalizować wydajność.
- Lepsza identyfikowalność: można śledzić cały cykl życia produktu, co jest szczególnie przydatne w przypadku konserwacji i wymiany komponentów.
- Decyzje oparte na danych: Obszerne dane umożliwiają podejmowanie uzasadnionych decyzji w zakresie rozwoju, produkcji i eksploatacji.
Standardy GS1 i IoT
Zastosowanie standardów GS1 takich jak DataMatrix Code jest kluczowe przy wdrażaniu rozwiązań IoT:
- Jednolita identyfikacja: Numery identyfikacyjne GS1 umożliwiają jednoznaczną identyfikację przedmiotów, maszyn i ludzi.
- Interoperacyjność: standardy GS1 stanowią wspólny język wymiany danych pomiędzy różnymi systemami i firmami.
- Łączenie z cyfrowymi bliźniakami: Łącze cyfrowe GS1 umożliwia łączenie obiektów fizycznych z ich cyfrowymi reprezentacjami.
Korzystając z tych standardów, firmy takie jak Schaeffler mogą bezproblemowo integrować swoje produkty z ekosystemami cyfrowymi i w ten sposób korzystać z zalet Przemysłu 4.0.
Bezproblemowa integracja z systemami IoT
Spojrzenie na aplikacje IoT ujawnia inny istotny aspekt. Internet rzeczy (IoT) odnosi się do urządzeń i maszyn połączonych w sieć, które mogą niezależnie wymieniać dane lub inicjować działania. Jeśli produkt jest zintegrowany z takim systemem IoT za pomocą kodu matrycy danych, informacje o tym produkcie mogą być rejestrowane lub aktualizowane automatycznie. Na przykład maszyna w produkcji może rozpoznać, który komponent jest aktualnie instalowany i odpowiednio dostosować proces produkcyjny. „Kod umożliwia bezproblemową integrację produktów z Internetem rzeczy, działając jako interfejs między światem fizycznym i cyfrowym”. Nazywa się to „systemami cyberfizycznymi”, które stanowią centralną podstawę Przemysłu 4.0 i 5.0.
Nadaje się do:
Zalety kodu GS1 Data Matrix w łańcuchu dostaw
Równie ważna jest przewaga w łańcuchu dostaw, czyli w całym łańcuchu dostaw. Produkty można skanować za pomocą DMC na każdym etapie łańcucha wartości, aby określić, gdzie aktualnie się znajdują, kiedy dotrą i jakie etapy przetwarzania już miały miejsce. W branżach o szczególnie wysokich wymaganiach bezpieczeństwa, takich jak przemysł motoryzacyjny czy sektor medyczny, kod w znaczący sposób przyczynia się do ochrony przed fałszerstwami.
„Szczególnie na rynku motoryzacyjnych części zamiennych matryca GS1 Data Matrix jest używana jako kod MAPP (Manufacturers Against Product Piracy) w celu ochrony przed podrabianiem”. do obiegu. Jednocześnie pozytywnie wpływa na wizerunek marki, jeżeli można wykazać autentyczność produktów.
Schaeffler jako udany przykład kodu GS1 Data Matrix
Wyraźnym przykładem udanego zastosowania kodu GS1 Data Matrix Code jest firma Schaeffler, która jest znana na całym świecie, szczególnie w dziedzinie łożysk tocznych. Schaeffler opiera się na standardach GS1, aby wyraźnie i trwale oznakować swoje produkty.
„Oznaczając komponenty łożysk unikalnym DMC, Schaeffler stwarza warunki wstępne do stworzenia cyfrowego bliźniaka dla swoich produktów kolejowych”. model Przemysłu 4.0. Ponadto oznakowanie znacznie upraszcza wymianę informacji pomiędzy dostawcami części, producentami pojazdów i operatorami. Jeśli w łożyskach zintegrowane są czujniki i systemy telemetryczne, można w czasie rzeczywistym sprawdzić, czy element jest nadal w idealnym stanie i czy wykazuje oznaki zużycia.
Nadaje się do:
Przemysł 5.0: Synergia między ludźmi i maszynami
To podejście, które łączy w sobie etykietowanie produktów, cyfrowy bliźniak, IoT i przetwarzanie danych w chmurze, jest nie tylko przyszłościowe, ale także ważne dla wizji Przemysłu 5.0. Podczas gdy Przemysł 4.0 ma na celu przede wszystkim połączenie w sieć i automatyzację produkcji, Przemysł 5.0 ponownie stawia ludzi w centrum uwagi. Chodzi o to, żeby ludzie i maszyny uzupełniały się i wspierały. Ludzie podejmują się zadań kreatywnych, planujących czy kontrolnych, podczas gdy maszyny wykonują rutynową pracę.
Kod matrycy danych GS1 działa jak „pomost” pomiędzy dwoma światami. Dzięki przejrzystemu oznakowaniu i przejrzystemu zarządzaniu danymi ludzie – na przykład technicy serwisowi lub operatorzy instalacji – mogą efektywnie współdziałać z wysoce zautomatyzowanymi systemami, nie tracąc kontroli nad złożonymi procesami.
Konserwacja predykcyjna poprzez integrację danych z czujników
„Konserwacja predykcyjna: łączenie danych DMC z danymi z czujników pozwala na konserwację predykcyjną i optymalizację procesów operacyjnych.” Zasada ta pokazuje ogromny potencjał, jaki wynika z powszechnego stosowania takich technologii.
Na przykład planowaną konserwację można dokładnie zaplanować, jeśli dane z czujników sugerują, że niektóre części wkrótce osiągną swoje granice tolerancji. Pozwala to zminimalizować nieplanowane przestoje i zmaksymalizować wykorzystanie produkcji. Ponadto często można wykorzystać informacje w czasie rzeczywistym do ustalenia z wyprzedzeniem, czy optymalizacja procesu lub dostosowanie produktu ma sens, zanim wystąpią kosztowne awarie.
Potencjał dla firm dzięki kodowi GS1 Data Matrix
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie kodu GS1 Data Matrix w połączeniu z Digital Twins, IoT i zasadami Przemysłu 4.0 i 5.0 skutkuje licznymi korzyściami dla firm z wielu branż. Zaczyna się to od lepszej identyfikowalności i przeciwdziałania podrabianiu, a kończy na opracowaniu nowych modeli biznesowych. Na przykład usługodawcy mogą oferować ciągłe monitorowanie produktów w oparciu o obszerne analizy i wystawianie klientowi rachunków wyłącznie za faktyczne wykorzystanie – tzw. model płatności za użycie. Ta elastyczność i zdolność dostosowywania się do zmieniających się warunków rynkowych okazuje się niezbędna, aby wyprzedzić konkurencję.
Znaczenie dla dużych i małych firm
Duzi producenci, tacy jak Schaeffler, udowadniają, że standardy te zostały sprawdzone w praktyce i pomyślnie zastosowane. Zaleca się jednak również, aby małe i średnie firmy zajęły się tematem GS1 Data Matrix Code już na wczesnym etapie. Firmy te często integrują się jako dostawcy w globalnych łańcuchach dostaw, które działają według jednolitych standardów. Każdy, kto nie nadąża, naraża się na ryzyko utraty ważnych zamówień lub wykluczenia z niektórych rynków.
Jednak dzięki rosnącej standaryzacji i dostępności profesjonalnych rozwiązań do znakowania znakowanie własnych produktów kodem Data Matrix i konfigurowanie odpowiednich procesów nie jest już nauką o rakietach.
Elastyczność i innowacyjność poprzez standaryzację
W dążeniu do cyfryzacji i konkurencyjności przemysł techniczny nie może obejść się bez narzędzia takiego jak GS1 Data Matrix Code. Dzięki kompaktowemu, solidnemu i wszechstronnemu rozwiązaniu do etykietowania wszechstronne informacje są dostępne dla wszystkich uczestników łańcucha wartości – od producenta, przez dostawcę usług logistycznych, po personel konserwacyjny.
Informacje te można z kolei zintegrować z inteligentnymi systemami w celu realizacji bardziej wydajnych procesów, lepszego zapewniania jakości i innowacyjnych modeli biznesowych. „Wykorzystując kod GS1 Data Matrix Code w połączeniu z cyfrowymi bliźniakami i technologiami IoT, firmy z branży technicznej mogą w sposób zrównoważony zabezpieczyć swoją konkurencyjność i optymalnie pozycjonować się na wyzwania Przemysłu 4.0 i 5.0.”
Przykład Schaefflera szczególnie imponująco pokazuje, jak przemyślana i konsekwentnie stosowana koncepcja znakowania może zapoczątkować nowy poziom cyfryzacji, a jednocześnie otworzyć nowy potencjał tworzenia wartości.
Przyszłość należy do firm, które dostrzegają te możliwości i w pełni je wykorzystują – a kod GS1 Data Matrix Code to coś więcej niż tylko mały kod na komponencie. Jest kluczem do nowego poziomu tworzenia wartości w sieci i motorem dalszego postępu industrializacji, w centrum którego ludzie, maszyny i dane działają w wysoce wydajnej i inteligentnej interakcji.
Nadaje się do:
- Zapewnienie konkurencyjności: Zastosowanie GS Data Matrix Code (DMC) w przemyśle technicznym – cyfrowe bliźniaki, IoT, Przemysł 4.0 i 5.0
- Wskazówki dotyczące kodów 2D Matrix: Stworzyć samodzielnie kod GS1 DataMatrix czy zlecić go firmie zewnętrznej? Kompleksowy przewodnik dotyczący podejmowania decyzji