RFID信息技术在柔性装封箱系统中的应用

本文主要介绍了RFID信息技术在红河卷烟厂易地技术改造项目下柔性装封箱系统中的应用情况。该技术在装封箱生产工艺中的应用，改变了传统的装封箱工艺模式，由单一机组转变为系统性操作模式，不仅减少装封箱设备数量，更有效解决了原有的成品烟箱内条烟混装的产品信息追溯问题，便于成品卷烟的质量追踪和控制，有力保障卷烟的产品质量。

一、引言

当前烟草行业的装封箱工艺多采用传统的条烟集中装箱的工艺模式，该模式下一台装封箱机组对接多台包装机组，造成每件成品烟箱混装有多台包装机组的条烟。当对某台包装机组进行质量追溯时，需检查装封箱机组对应的所有包装机组的件烟，造成工作量大、准确性低、人工成本高等问题。

为了解决以上问题，红河卷烟厂异地技改项目装封箱系统采用了RFID技术。RFID技术作为一种通过无线电波传输，不接触快速信息交换和存储的自动识别技术，在物流过程中的货物追踪、信息自动采集、仓储管理应用、港口应用、邮政包裹、快递等领域有着广泛的应用。

本文介绍的装封箱工艺环节中，通过RFID技术对物料信息进行校验，保障了卷烟生产信息传递的准确性以及产品质量信息的快速追溯，实现了可靠、稳定、柔性的新型装封箱生产。

二、RFID通信及标签信息

1. RFID系统的组成

RFID射频识别系统由读写器、总线模块和载码体组成，读写器选用带PROFINET总线接口的型号，连接到PROFINET总线上与主控制器进行通信。

图1 RFID读写器

图2 封箱机入口工位布局

如图1、图2所示，读写器设置在条烟堆垛机的堆垛工位，烟垛输送主通道前一工位，装封箱机入口的第一、三工位，以及人工装箱工位。

如图3所示，RFID总线模块设置在每个烟垛输送子站，每组条烟堆垛机出口线盒，以及装封箱机控制柜内。

图3 RFID总线模块

如图4所示，RFID载码体设置在每个烟垛模盒的底部，每个载码体与烟垛模盒为一对一绑定的关系。

图4 烟垛模盒及RFID载码体

2. RFID电子标签信息

装封箱系统中RFID电子标签信息共26字节，其中第1字节为班次；第2字节为包装机号；第3字节为堆垛机号；第4-9字节为生产时间；第10-22字节为品牌代码；第23字节为包装机区域号；第24-26字节为模盒编号。电子标签信息配置情况如表1所示：

表1 RFID电子标签信息配置

三、RFID信息在装封箱系统中的传递

1. 装封箱工艺的RFID信息流转过程

图5 RFID信息在装封箱系统中的流转

装封箱工艺的RFID信息流转过程如图5所示，在每台条烟堆垛机工位均设置有RFID读写器，空模盒到位后读写器把该烟垛相关信息（班次、包装机号、生产时间、品牌信息、模盒编号等）写入模盒底部的载码体，并复核正确后，烟垛才能装入模盒。如3次读写均有误时，系统判断该模盒载码体损坏，系统报警并将该模盒通过实模盒通道由人工处理站点排出。

装入烟垛的模盒进入实模盒通道，在实模盒主通道前装有读写器，读写器读取该烟垛模盒的信息，主控制器根据设置好的装封箱机组生产品牌情况，控制烟垛模盒选择进入不同的装封箱机组。

烟垛模盒输送到封箱机推垛前时，第三工位的RFID读写器读取该烟垛模盒的品牌信息，自动上纸箱装置根据烟垛的信息内容，到相应的纸箱库抓取烟箱。纸箱装置在抓取纸箱时自动进行品牌检测，并和烟垛RFID码进行比对，如果抓取的纸箱不是对应烟垛品牌的纸箱，则自动剔除。

烟垛模盒输送到封箱机推垛工位（即第一工位）时，RFID读写器再读取该烟垛模盒的相关信息，并与装封箱机控制系统生产信息核对无误后进行装封箱。

装封箱机出口设置有扫码装置，扫描已贴好的一号工程码或内部码，并与该件烟的RFID码信息进行绑定。

2. 人工装箱环节的RFID信息处理

在每组烟垛存储装置一侧均设置有人工装箱装置，装箱工位设置有RFID码读写头，用于读取RFID信息。需人工装封箱处理的烟箱，应预先人工贴好一号工程码或内部码。人工装箱时，该件烟RFID信息可显示于设置在该工位的操作屏，并配置有手持式扫码器，用于扫描纸箱上预先贴好的一号工程码或内部码，与件烟RFID码信息进行绑定。

四、RFID信息在质量追溯中的作用

柔性装封箱系统采用单一机组的条烟单独堆垛装入烟垛模盒，烟垛模盒输送分配至每一台装封箱机的进烟方式，单件烟箱包装单一包装机组条烟的新型装封箱模式。

该模式下，RFID读写器在条烟堆垛机处将RFID信息写入载码体，由模盒携带电子标签信息经过后续输送、封箱环节，并在装封箱机出口或人工装箱工位将RFID信息与件烟一号工程码信息绑定。装封箱系统建立了单独的数据库表单，将复核工位读取的一号工程码和RFID码信息进行绑定，并存储到数据库中，从而实现件烟信息追溯到包装机组，有利于件烟质量追溯和批次管理。

五、结束语

柔性装封箱系统立足于生产实际需求，将RFID技术融入装封箱工艺的各环节，不仅保证了装封箱过程中产品信息的准确性，更实现了卷烟生产信息的快速、准确追踪，有效增强了系统的灵活性，更好地适应当前小规格、定单化的生产模式。

本论文课题由红云红河烟草（集团）有限责任公司新型柔性装封箱系统的集成与研发科技项目（HYHH2018XX06）资助。