汽車(chē)業(yè)往往引領(lǐng)制造業(yè)技術(shù)，因?yàn)槠?chē)制造的規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)了通過(guò)自動(dòng)化提高產(chǎn)量、質(zhì)量和持續(xù)性而優(yōu)化生產(chǎn)。

現(xiàn)在，隨著制造業(yè)自動(dòng)化的下一次飛躍-智能工廠的出現(xiàn)-汽車(chē)業(yè)再次成為領(lǐng)跑者之一。智能工廠通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)聯(lián)接，帶來(lái)在生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)執(zhí)行和測(cè)試/檢測(cè)方面的機(jī)遇。

一直困擾汽車(chē)制造商的一個(gè)領(lǐng)域是檢測(cè)和處理進(jìn)入車(chē)輛中的水分。這是個(gè)重大的質(zhì)量問(wèn)題，如果沒(méi)有在生產(chǎn)階段檢測(cè)和糾正，下游成本就會(huì)很高。而且，雖然整改的成本可能很高，但付運(yùn)漏水的產(chǎn)品給客戶，對(duì)品牌聲譽(yù)的損失要高得多，而且很難糾正。

視覺(jué)檢查法，雖然有點(diǎn)“老派”，依賴于人類對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注，可以發(fā)現(xiàn)顯著的漏水處，但小的漏水處，往往在難以接近的區(qū)域，是很難甚至是不可能發(fā)現(xiàn)的。

通過(guò)把漏水檢測(cè)的流程自動(dòng)化，解決了與人類視覺(jué)檢查的不一致，并收集了有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝。

在本文中，安森美半導(dǎo)體將著眼于使這成為可能的感知技術(shù)，并談?wù)勊绾芜m用于許多智能工廠，而不僅僅是那些制造的車(chē)輛。

漏水測(cè)試的挑戰(zhàn)

雖然電子世界正在發(fā)生很大的變化，但有一件事永遠(yuǎn)不會(huì)改變：水和電子產(chǎn)品不是好伙伴。然而，在許多應(yīng)用中，特別是在遠(yuǎn)程戶外使用的電器柜等設(shè)備中，唯一阻止氣候影響電子器件的是包裝電子產(chǎn)品的箱子或柜子，或?qū)τ谄?chē)就是車(chē)身和密封條。

電子系統(tǒng)的包裝通常在開(kāi)發(fā)周期內(nèi)進(jìn)行正式測(cè)試和評(píng)判合格，以確保其密封足以滿足電子系統(tǒng)嚴(yán)酷的使用環(huán)境。但是，也有必要在生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)試是否漏水，特別是如果添加了按鈕、指示器或顯示屏，需要在箱子中開(kāi)孔，然后密封。

對(duì)于較小的模塊，一種常見(jiàn)的方法是水侵測(cè)試，然后視覺(jué)檢查有無(wú)氣泡，有氣泡表明有漏水處。對(duì)于較大的項(xiàng)目，如戶外使用的電子設(shè)備、車(chē)輛，或例如鐵路車(chē)輛，通常不進(jìn)行水侵而是用噴水來(lái)測(cè)試。這一般涉及用機(jī)器人控制的高壓噴射器從多個(gè)角度噴水，以探測(cè)任何和所有潛在的漏水處，并加速水侵。

在幾乎所有的情況下，該產(chǎn)品將通過(guò)噴淋區(qū)或水侵區(qū)，然后檢查是否漏水。最常見(jiàn)的檢查方法是讓生產(chǎn)線操作人員在測(cè)試后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行目視檢查。在某些情況下，可用水接觸指示器帶，當(dāng)有水時(shí)指示器帶改變顏色，以使流程簡(jiǎn)便。無(wú)論如何，這種檢查方法很容易出錯(cuò)-操作人員總是處于時(shí)間壓力下，在檢查的同時(shí)也可能有其他無(wú)關(guān)的任務(wù)要執(zhí)行，他們也容易分心，也可能很難在難以進(jìn)入的區(qū)域看到產(chǎn)品的小漏水處。

這種檢查方法也很昂貴。視乎產(chǎn)品的尺寸和復(fù)雜度，需要操作人員的時(shí)間，成本昂貴，并減緩生產(chǎn)進(jìn)程。而且，更昂貴的是，若有一個(gè)漏水處沒(méi)看到，有缺陷的產(chǎn)品到達(dá)一個(gè)業(yè)務(wù)用戶或消費(fèi)者那里，隨后被發(fā)現(xiàn)有缺陷。在這種情況下，費(fèi)用可能包括返回和更換，由漏水造成的后續(xù)損害，最終對(duì)制造商的聲譽(yù)造成嚴(yán)重?fù)p害。

“智能”無(wú)線方案

一種創(chuàng)新的、“智能”的方案RFM5126水侵檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。該交鑰匙解決方案不僅支持智能工廠的制造商確定水是否已經(jīng)滲透，還可以提供更多關(guān)于漏水如何發(fā)生和在何處的數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品或工藝改進(jìn)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

該集成系統(tǒng)的核心是安森美半導(dǎo)體的無(wú)電池?zé)o線水分傳感器，品牌名為智能無(wú)源傳感器(SmartPassiveSensing?或SPS?)。

圖1：SPS?水分標(biāo)簽有多種不同的尺寸，便于貼在產(chǎn)品上，由Axzon的Magnus?集成電路供電

這些雨量/超高頻(UHF)傳感器有背膠使其在裝配時(shí)被牢固地貼在產(chǎn)品內(nèi)，并提供一個(gè)吸水“尾巴”的選項(xiàng)配置，支持覆蓋更大的區(qū)域。少至0.05ml水(通俗地說(shuō)就是“一滴水”)都能被讀出。

在噴淋后，通過(guò)一個(gè)裝有固定讀取器的區(qū)域或手動(dòng)地用手持式讀取器來(lái)讀出標(biāo)簽。該無(wú)源傳感器無(wú)需電池電源，因?yàn)樗鼈兪褂脧奶綔y(cè)信號(hào)中采集的能量來(lái)傳輸是否有水的信息。

圖2：RFM5126系統(tǒng)適用于各類生產(chǎn)線

在生產(chǎn)車(chē)間，RF讀卡器可以立即指示特定產(chǎn)品中是否存在漏水，甚至可以根據(jù)哪個(gè)傳感器有水而指示漏水的位置。在智能工廠，最終產(chǎn)品在傳送帶上移動(dòng)，存在漏水的產(chǎn)品將被轉(zhuǎn)移到另一個(gè)傳送帶，將產(chǎn)品帶到工廠的另一個(gè)區(qū)域，以便在返回主生產(chǎn)線之前進(jìn)行返工以消除漏水。

通過(guò)收集漏水?dāng)?shù)據(jù)一段時(shí)間，可有多種方式提供和剖析極有價(jià)值的反饋。這些數(shù)據(jù)可以在本地進(jìn)行分析，也可以由連接的智能工廠通過(guò)IIoT將數(shù)據(jù)中繼到其他地點(diǎn)，如總部或研發(fā)中心，這些部門(mén)可能需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)采取行動(dòng)。簡(jiǎn)單的分析一段時(shí)間后，將表明某一特定產(chǎn)品模型或裝配工藝是否存在問(wèn)題。

CustomerITApplications：客戶IT應(yīng)用程序

GatewayAPI：網(wǎng)關(guān)應(yīng)用編程接口(API)

ConsoleDisplayApp：控制臺(tái)顯示應(yīng)用程序

RFM5126MoistureintrusionsDetectionSystem：RFM5126水侵檢測(cè)系統(tǒng)

Database：數(shù)據(jù)庫(kù)

RFReaders：RF讀卡器

BarcodeReader：條碼讀卡器

EdgeProcessing：邊緣處理

EndPoints：端點(diǎn)

MoistureSensors：水分傳感器

圖3：數(shù)據(jù)可直接在生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行分析

系統(tǒng)還可以深入追查到個(gè)別輪值人員甚或操作人員，可能發(fā)現(xiàn)持續(xù)的人為錯(cuò)誤區(qū)域。研發(fā)部門(mén)也可使用整合數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，并升級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及避免在未來(lái)產(chǎn)品中出問(wèn)題。

總結(jié)

智能工廠概念的核心是通過(guò)使用智能系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析，通常通過(guò)IIoT共享和合并多個(gè)制造點(diǎn)的數(shù)據(jù)，來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品和流程。RFM5126水分入侵檢測(cè)系統(tǒng)提供一種現(xiàn)代化和智能化的檢測(cè)漏水方案，消除了檢測(cè)過(guò)程中的操作員錯(cuò)誤，并提供了有價(jià)值的數(shù)據(jù)，以便分析和改進(jìn)裝配工藝，及發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品本身可能存在的缺陷，甚或是持續(xù)的操作員錯(cuò)誤。

通過(guò)實(shí)施該系統(tǒng)，幾乎完全無(wú)需人工檢測(cè)工作，使檢測(cè)更準(zhǔn)確，不再發(fā)現(xiàn)不了漏水，降低了保修費(fèi)用，提高了客戶滿意度，保護(hù)了品牌聲譽(yù)。

這是真正“智能的”方案，解決一個(gè)由來(lái)已久的挑戰(zhàn)，將漏水檢測(cè)帶入智能工廠的時(shí)代。

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