バーコード管理システム：製品の品質を確保する

バーコード管理システムの概要

バーコード管理システムは、識別コード、バーコード読取装置、管理ソフトウェアを組み合わせ、生産、保管、出荷の各工程における製品情報の収集、照合、更新を行うためのシステムです。各工程でコードを読み取ることで、対象となる製品、ロット、管理単位などを識別し、あらかじめ登録されたデータと紐付けることができます。運用要件に応じて、製品の状態管理、工程管理、情報の追跡、入出庫管理、品質検査などに活用できます。

製造現場では、バーコード管理システムをラベルプリンタ、バーコードリーダー、カメラ、産業用コンピュータ、PLC、HMI、コンベヤ、ロボットなどと組み合わせることで、製品の自動認識からデータ処理までを一連の流れとして構築できます。バーコードから取得したデータは、データベースに登録された製品情報と照合したうえで、次工程への搬送や処理条件の判定などに利用できます。これにより、手入力によるデータ登録作業を削減するとともに、生産ラインにおける工程管理や製品履歴のトレーサビリティを支援します。

バーコード管理システムとは？

バーコード管理システムとは、バーコードを利用して製品を識別し、それに紐付くデータを処理・管理するための機器とソフトウェアを組み合わせたシステムです。基本的な構成として、製品に印字または貼付されたバーコード、バーコード読取装置、データを処理するコントローラまたはコンピュータ、管理ソフトウェアなどが挙げられます。生産ラインの要件に応じて、ラベルプリンタ、バーコード読取カメラ、コンベヤ、仕分け機構、ロボットなどの自動化設備を追加することもできます。バーコードには、一定の規則に基づいて識別情報が符号化されています。読取装置でバーコードを読み取ると、符号化されたデータがデコードされ、システムへ送信されます。その後、登録されている対応情報と照合することで、製品の識別や各種処理に利用できます。バーコードには、製品番号、品番、ロット番号、シリアル番号など、企業のデータ管理方式に応じたさまざまな情報を紐付けることができます。

バーコード読取装置、管理ソフトウェア、自動化設備を連携させることで、バーコード管理システムは生産、検査、包装、入庫、出庫、製品トレーサビリティなど、さまざまな工程に導入できます。システム構成は、使用するバーコードの種類、読取距離、ライン速度、設置環境、管理するデータの内容など、各用途の要件を考慮して選定する必要があります。

バーコード認識・読取装置

バーコードリーダー

バーコードリーダー（Barcode Scanner / Barcode Reader）は、バーコードに符号化されたデータを読み取り、製品などを識別するための装置です。構成に応じて、光源とセンサ、または画像処理システムを使用してバーコードを読み取り、データをデコードしたうえで、コンピュータ、PLC、管理システムなどへ読み取り結果を送信します。バーコード管理システムでは、生産工程、検査工程、包装ライン、倉庫の入出庫口、入荷・出荷ポイントなど、さまざまな場所にバーコードリーダーを設置できます。製品が読取位置を通過すると、装置が識別情報を取得し、そのデータをシステムへ送信します。送信されたデータは、データベースに登録された情報との照合や、後工程の処理指示などに利用できます。

読取距離、生産ラインの速度、バーコードの種類、設置環境などの条件に応じて、ハンディタイプ、固定式、カメラシステムと一体化したバーコード読取装置などから適切な機器を選定できます。装置を選定する際には、バーコードのサイズや印字品質、貼付位置、製品の搬送速度、制御システムとの接続要件などを考慮する必要があります。

データ処理・制御機器

バーコードリーダーによってバーコードが認識・デコードされた後、そのデータはコンピュータ、産業用コンピュータ、PLC、または管理システムへ送信され、あらかじめ設定されたプログラムに従って処理されます。システム構成に応じて、バーコードと製品情報の照合、関連情報の表示、製品ステータスの更新、生産履歴の記録、製品トレーサビリティなどに活用できます。自動化された生産ラインでは、バーコード読取装置から取得したデータを後工程の制御にも利用できます。例えば、製品が正常に認識されたことを確認してから次工程への搬送を許可したり、仕分け機構を作動させたり、ロボットやその他の関連設備へ信号を送信したりすることが可能です。データの通信方法や処理方式は、管理要件、制御機器、各システムの構成に応じて決定されます。

バーコードラベルプリンタ

バーコードラベルプリンタは、製品、包装、または梱包単位に貼り付けるラベルへ、バーコードや識別情報を印字するための装置です。ラベルには、製品コード、ロット番号、シリアル番号、製造日など、管理要件に応じたさまざまな情報を印字できます。印字品質は、運用時におけるバーコードの読み取り性能に直接影響します。そのため、プリンタや印字材料を選定する際には、バーコードの種類、ラベルサイズ、印字解像度、印字速度、使用環境、バーコードの読み取り要件などを考慮する必要があります。自動化された生産ラインでは、ラベルプリンタを管理ソフトウェア、PLC、その他の自動化設備と連携させ、製品ごとのデータに基づいてバーコードを生成・印字することができます。ラベル貼付工程まで自動化する場合は、ラベル貼付機構、コンベヤ、センサ、ロボットなどをプリンタと組み合わせることで、印字からラベル貼付までを自動化したシステムを構築できます。

バーコード管理システムのソフトウェア

データ検索・管理ソフトウェア

生産量の増加に伴って製品数や生産工程で発生するデータ量が増えると、情報を手作業で記録・照合することは時間や管理負担の増加につながります。データ管理ソフトウェアを使用することで、バーコード読取装置から取得した情報を受信し、データを保存するとともに、識別コードと製品、ロット、シリアル番号などの対応情報を紐付けることができます。システム構成に応じて、製品履歴の検索、各工程におけるステータスの更新、入出庫データの管理、必要な情報の検索などに対応できます。ERP、MES、WMSなどのシステムと連携することで、バーコードから取得したデータを生産工程、倉庫管理、製品管理などの間で共有・同期することも可能です。

品質管理ソフトウェア

品質管理ソフトウェアは、バーコードシステムと連携させることで、検査結果を個々の製品、ロット、シリアル番号などと紐付けて管理できます。検査工程でバーコードを読み取ると、システムが対象製品を識別し、検査結果を記録するとともに、あらかじめ設定された工程に従って製品ステータスを更新できます。

このような管理方法により、検査履歴の検索や各工程における製品の状態確認が容易になります。要求仕様に応じて、収集したデータをもとに製品を合格品、不合格品、再検査が必要な製品などに分類し、次工程への移行条件として利用することもできます。

レポート・分析ツール

バーコード管理システムで収集したデータは、生産管理や品質管理に活用するためのレポートとして集計できます。レポートには、処理した製品数、製品ステータス、検査結果、トレーサビリティ履歴、ロット別・期間別のデータなどを含めることができます。分析ツールを活用することで、運用データを確認し、さらに調査が必要な問題を把握することができます。レポートや分析機能の構成は、収集するデータの種類や企業が使用している管理システムに応じて選定する必要があります。

バーコード管理システムのメリット

製品の識別・トレーサビリティの向上

バーコードは、企業の管理要件に応じて、製品、ロット、シリアル番号、梱包単位、その他の管理対象を識別するために使用できます。各工程でバーコードを読み取ることで、システム内の対応データと紐付けることができ、製品履歴の管理や情報の追跡を支援します。製造現場では、原材料の受入れから生産、検査、包装、入庫、出荷まで、さまざまな工程で識別データを活用できます。

手作業によるデータ入力の削減

バーコードを読み取ることで、製品の識別情報を手入力する作業を削減できます。読み取ったデータは、ソフトウェアや制御システムへ直接送信し、あらかじめ設定されたプログラムに従って照合・処理することが可能です。手入力の作業を減らすことで、コードや情報の入力間違いによるエラーを抑制するとともに、製品の識別が必要な工程での処理時間の短縮にもつながります。

工程間のデータ管理を支援

生産ライン全体でバーコードを使用することで、各工程における製品情報を更新・管理できます。システムには、どの工程まで完了しているか、検査結果はどうなっているか、現在の製品ステータスがどうなっているかなどを記録できます。これにより、生産履歴を確認する場合や製品のトレーサビリティが必要な場合にも、必要な情報を容易に検索できます。

自動化システムとの連携

バーコード管理システムは、PLC、産業用コンピュータ、コンベヤ、ロボット、仕分け装置、その他の管理システムなどと接続できます。バーコードから取得したデータを後工程の動作条件として利用し、製品の仕分け、指定位置への搬送、次工程へ移行する前の条件確認などを行うことができます。

バーコード管理システム導入時の課題

設備・ソフトウェアの初期導入

バーコードシステムを導入する際には、システム構成に応じて、バーコードリーダー、ラベルプリンタ、コンピュータまたはコントローラ、管理ソフトウェアなどの設備・機器が必要になります。自動化された生産ラインでは、カメラ、コンベヤ、ロボット、既存設備との通信・連携に必要な機器などを追加する場合もあります。導入費用は、システム規模、読取ポイント数、使用する機器の種類、ソフトウェアの要件、生産ラインとの連携レベルなどによって異なります。そのため、単純に設備台数だけで判断するのではなく、実際の運用要件に基づいてシステム構成を選定することが重要です。

データと識別コードの標準化

システムを安定して運用するためには、コードの発行ルール、データ構造、コードと製品または管理対象との紐付け方法をあらかじめ定める必要があります。バーコードの情報とデータベースの情報が適切に同期されていない場合、データの検索や照合において不整合が発生する可能性があります。また、印字品質、バーコードの貼付位置、読取環境なども適切に管理し、運用中にバーコードを安定して読み取れる状態を維持する必要があります。

教育・運用体制の整備

必要な教育内容は、利用者の役割やシステムの複雑さによって異なります。バーコードの読み取りやデータ確認などの基本操作については、ユーザーインターフェースや操作手順書を整備することで、作業手順を標準化できます。一方、システム管理、機器設定、トラブル対応などを担当するスタッフには、ソフトウェア、バーコード読取装置、制御システムに関する適切な知識が求められます。さらに、担当者への教育だけでなく、バーコード読取装置の点検・保守や、読み取りできないバーコード・損傷したバーコードが発生した場合の対応手順を整備し、システムを安定して運用できる体制を構築することが重要です。

バーコード読取装置の保守・点検

定期的な点検・保守を行うことで、バーコード読取装置の安定した認識性能を維持できます。センサ周辺や光学面の清掃、接続状態や電源の確認、バーコードの読取性能、装置全体の動作状態などについて、メーカーの取扱説明書や推奨手順に従って点検する必要があります。バーコードプリンタや関連機器についても、印字品質、印字材料、プリントヘッド、その他バーコードの読み取り性能に影響する部品の状態を確認する必要があります。ほこり、温度、湿度などの影響を受ける製造環境で使用する場合は、実際の使用環境に応じて適切な保守・点検計画を設定することが重要です。バーコードの品質検査や特定の規格に基づく測定が求められるシステムでは、適切な検査機器と検査方法を使用する必要があります。また、適用される技術要件に従って、機器の校正または検証を実施することが求められる場合があります。

規格およびシステム要件への適合

バーコード管理システムを構築する際には、対象となる製品、業界、対象市場に応じて、使用するバーコードの種類、データ構造、トレーサビリティ要件などを明確にする必要があります。用途によっては、バーコードの符号化、コード品質、読み取り性能、業界固有のデータトレーサビリティなどに関する規格や要件への対応が必要になります。

バーコードそのものだけでなく、データの保存方法、データのやり取り、既存の管理システムとの連携方法についても検討する必要があります。設計段階で必要な要件を明確にしておくことで、システム稼働後に機器やソフトウェアを変更する必要が生じるリスクを抑えることができます。

バーコード管理システムは、生産、倉庫管理、物流、製品管理など、さまざまな工程に導入できる識別・データ収集ソリューションです。バーコードをバーコード読取装置、管理ソフトウェア、自動化設備などと組み合わせることで、各工程における製品情報の管理、データのトレーサビリティ、手入力作業の削減などを支援できます。

システムの運用性や認識性能は、使用するバーコードの種類、印字品質、読取装置、管理ソフトウェア、通信方式、生産ラインごとの要求仕様など、さまざまな要素によって左右されます。そのため、システム構成を選定する際には、対象製品、運用速度、作業環境、管理するデータの内容、既存設備との連携レベルなどを総合的に考慮する必要があります。CNC VINAは、自動化システムの設計・構築・統合に関する経験を活かし、各生産工程の要件に応じたバーコード認識・管理システムを提案できます。実際の要求仕様に応じて、バーコードリーダー、ラベルプリンタ、カメラ、PLC、コンベヤ、ロボットなど、さまざまな自動化設備との連携にも対応できます。製品仕様、運用工程、システム連携などについて、バーコード管理システムの導入をご検討の企業様はCNC VINAまでお問い合わせください。

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