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二维码技术在中国汽车制造业的应用 |
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| 2007-12-26 |
随着我国经济的快速发展、人民消费水平的不断提升，汽车市场越来越大，汽车产量大幅度提高，汽车的安全性问题也越来越被关注。一方面，如何在主机的生产装配现场，完整记录各种零件号、零件的生产批次、生产日期等大量信息，对于保障汽车安全性至关重要；同时，随着中国汽车召回法的出台，当汽车企业发现产品存在某种缺陷而需要召回时，需要准确界定汽车产品的召回范围。在此背景之下，作为一种信息存储传递及自动识别的先进技术，二维码技术能解决生产装配及召回过程中的种种零件追溯问题，帮助众多汽车厂商成功实现零件追溯，由此成为众多汽车厂商的安全保障利器。
与其他自动识别技术相比，二维码具有信息容量大、成本低、编码范围广、纠错能力强等独特优势，尤其是近两年，二维码已开始被国内很多行业应用，而在诸如工业生产、金融、医药卫生、商业、交通运输、物流等领域的应用更是广泛而成熟。由于时代的发展，二维码技术应用领域也不断扩大，如何在更多材质上准确快速对它进行识读，正是摆在众多专家及业内人士面前的一道难题，而机器视觉就像一道曙光，为二维码技术带来了新的希望，指引了新的方向。
作为一家从事产品自动在线打标、识读系统工程的专业公司，本公司自动化科技有限公司两年多来在汽车制造业中成功实施了多项二维码应用案例，均获得良好反响，近日，中国视觉网记者特采访了该公司教授级工程师张国夫先生，希望他的观点能为业界带来更多宝贵的经验与启示。
机器视觉助力二维码技术发展
采访之初，张国夫首先向记者详细阐释了二维码技术的概念与特色。据他介绍，二维码技术是在一维码技术基础上发展起来的，其在我国的研究还处于起步阶段。相比较一维码而言，在同样的面积上二维码可包含的信息量比一维码多几十倍，而且具有更可靠、抗损坏（破损25%仍可识读）的特色，同时用条码标签打印机打在纸上有100%的对比度，识读效果非常好，甚至可达到一秒钟读取50个二维码的速度。正是由于二维码所独具的以上优势，国内对二维条码这一新技术的需求与日俱增。
正如大家所知，目前国际上最常用的DATAMATRIX二维码由于用点阵的方法组成数据，可在一个数据矩阵里包含2300个数据信息，所以十年前一经发表就引起全球轰动，但是十年来它的应用和推广却进展缓慢，究其原因，正是因为DATAMATRIX二维码的应用需跨越二个技术障碍：首先，如何高效、准确的将其打印出来；其次，如何高效、准确的识读它。为了解决这两个关键问题，作为一种智能图像识别技术，机器视觉由此显示出其独一无二的重要性。
“目前，在白纸上用条码标签打印机打出DATAMATRIX二维码后再进行识读，已经不存在任何技术问题了，同时，在光洁的金属表面用激光或浮针也能获得优良的品质。但是，遇到毛坯或深色金属时，用激光或浮针打出的DATAMATRIX二维码是人眼极难识别的，此时就必须借助智能图像识别技术，也就是机器视觉技术。也正因此，国外几家著名的条码扫描器公司及光学识别设备公司都分别推出了自己的机器视觉产品，例如Motorola-Symbol 公司、Microscan公司、 Cognex公司以及 Datalogic公司等。”
谈到二维码技术的发展态势，张国夫表示，如今美国及欧洲等国已在DATAMATRIX二维码技术基础上开发出“直接金属零部件打刻技术（Direct Parts Marking）”，也就是DPM，目前被广泛应用于汽车、航空航天、电子、医药及军工产品等多个行业。直接金属零部件打刻（DPM）的最大优点就是能从产品的毛坯打刻，一直跟踪产品的全加工过程，现在在国内被大力推广的企业资源计划系统（ERP）、SAP系统等都离不开二维码技术，特别是离不开直接金属零部件打刻（DPM）。
二维码技术在汽车行业的应用广泛而深入
具体到二维码在汽车行业的应用，张国夫表示，DPM二维码技术现已在美国的汽车行业得到广泛应用，美国汽车制造业协会（AIAG）还专门制订了相关标准，而我国的部分合资汽车厂商也已开始了应用步伐。基于自己丰富的专业知识和实践经验，张国夫指出，二维码技术在汽车行业的应用已经十分普遍而深入，从发动机的钢体、钢盖、曲轴、连杆、凸轮轴到变速箱的阀体、阀座、阀盖，再到离合器的许多关键零部件以及电子点火器和安全气囊，二维码的应用比比皆是。
作为一家专司国外先进的打标、识读技术应用开发的公司，本公司自2005年以来已经为9个汽车行业客户成功实现了DPM的二维码应用，分别包括上海通用汽车动力总成工厂、亚新科（仪怔）凸轮轴有限公司、买特达因（苏州）汽车部件有限公司、德尔福（上海）有限公司、利钠马汽车系统（无锡）有限公司、中国集装箱大连分公司、劳斯莱斯（西安）加工厂、劳斯莱斯（成都）加工厂、上汽通用五菱（柳州）动力总成工厂等，均获得了客户的一致赞誉和肯定。
通过这些应用实例，本公司公司开发的DPM二维码的优势也进一步凸显：由于生产加工质量得以全过程跟踪，提高了加工质量，同时由于跟踪了生产过程中的加工设备，可以自由操作工人的状态，而且使得其原生产线变成了柔性生产线，可生产多品种产品。更为重要的是，二维码的成功引入还为产品的防假冒提供了有力的手段，也为产品的售后服务提供了有说服力的保障，并为MES（制造执行系统）的实现提供了完整的数据平台。
张国夫告诉记者，相比较同类企业而言，本公司的DPM二维码产品有着无可比拟的技术优势与特色，在将DATAMATRIX二维码用于制造业的MES系统方面，他们拥有三个利器：首先，能在金属上用激光或气动浮针打出可靠清晰的二维点阵码DATAMATRIX；其次，能准确识读出金属上的二维点阵码；最后，还能将读到的数据直接输送到上一层管理系统，而这些也正是本公司能在汽车行业的二维码实施领域取得如此大成功的关键因素。
打刻和识读仍是二维码技术的瓶颈
尽管今天的二维码技术已经有了许多根本性的突破，但张国夫也承认，在打刻和识读方面存在的技术局限性也正是二维码技术发展的瓶颈之所在。
据他介绍，金属有黑色金属及有色金属二种，有色金属又分黄色、白色、银灰色等，同时，金属的表面分为加工面及毛坯面，而加工面也分为多种加工等级。在这种复杂的加工条件之下，对打刻就提出了非常个性化的要求，打刻机不仅要求质量稳定，而且需要逐个调整打刻参数。根据美国条码管理委员会（AIM）及美国汽车协会（AIAG）的规定，直接金属零部件打刻二维码后必须评定打刻的质量级别，分别为A、B、C、D、E、F或1、2、3、4、5、6，只有A、B、C级的质量才能流到下一步工序，在某些对质量要求严格的公司甚至只有A、B级才可以放行。
“正是上述看似严苛的要求才保证了加工工序的识读效率，因为在加工过程中，工件表面会遇到机油、冷却水甚至划伤，部分磨损又会增加识读的难度，因此，只有选用最优质的识读器才能保证最佳的效果和品质。”
至于部分业内人士比较关心的关于二维码的编码产权之争问题，张国夫也提出了自己的观点。“现在DATAMATRIX二维码的编码方法已过了专利保护期，所以大家在使用它时已经没有任何问题了。据我所知，国内目前也已出现了自主知识产权的二维码产品，但无论国内或国外产品，其实用性和普及性应该是最为关键的，同时，各项相关的后续配套环节也要能跟上，否则，即使是自主知识产权的产品，如果不易被广泛普及且应用效果欠佳，最后也只能被用户放弃。”
最后，张国夫满怀信心地表示，凭借中国如此之大的市场需求，依托机器视觉技术突飞猛进的发展，二维码技术，特别是DPM，未来必将在我国诸多领域结出更丰富的硕果。
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