Технологии автоматизированного сбора данных. Штриховое кодирование (Часть 1)

История появления и типы технологий штрихового кодирования
С. Голышев

Для эффективного управления производством, качеством и процессами учета требуется своевременный и точный контроль за продукцией. Действенным средством, позволяющим прослеживать путь изделия от его производства до реализации, является идентификация. Под идентификацией понимают установление характера и назначения изделия на основе набора упорядоченной информации, которая используется для выяснения всех его существующих характеристик, определяющих уникальность, т. е. отличающих его от всех других изделий.

В последние десятилетия широкое распространение получили технологии, которые обеспечивают автоматическую идентификацию изделий с использованием компьютерной техники, направленные прежде всего на повышение производительности труда и снижение затрат. В настоящее время известны 15 технологий автоматической идентификации, из которых популярность приобрели штриховое кодирование, использование радиочастотных устройств, оптическое распознавание знаков, машинное зрение (вычислительные методы обработки изображения), речевой ввод данных (голосовые технологии). Несмотря на то, что в последнее время многие технологии очень интенсивно развиваются, наиболее распространенным способом для сбора информации в цепи поставок по-прежнему остается штриховое кодирование.

Штриховые коды недороги в печати и поэтому вполне доступны, точно отображают информацию и достаточно хорошо выдерживают механические повреждения. Они могут оптически считываться многими сканирующими устройствами и производятся с помощью разнообразных технологий печати и маркировки. Штриховое кодирование является достаточно простой технологией и не требует при работе от персонала высокой квалификации. Доказано, что скорость ввода информации при считывании штриховых кодов в 100 раз больше и точнее традиционного ручного ввода, что приводит к значительному увеличению эффективности и продуктивности любых операций.

Основными преимуществами использования штрихового кода являются:

  • высокая точность в идентификации объектов;
  • резкое сокращение ошибок при автоматической идентификации товаров по сравнению с ручной;
  • сокращение персонала для проведения идентификационных операций и более экономичное использование его рабочего времени;
  • сокращение времени обслуживания покупателей;
  • обеспечение точного учета складируемых или проданных товаров;
  • сокращение времени при пополнении складских запасов за счет улучшения информированности.

Сегодня технология штрихового кодирования применяется во многих сферах человеческой деятельности, но наиболее широко и эффективно она используется в оптовой и розничной торговле, управлении материальными запасами, перевозками. Мы сталкиваемся со штрих-кодами буквально каждый день, покупая товары в магазинах, билеты на транспорт, сдавая багаж в аэропортах... Этот список можно продолжить, но уже приведенных примеров достаточно, чтобы убедиться, что потребность в их использовании значительна. Понимать язык штриховых кодов и уметь им пользоваться – это значит освоить еще одну ступеньку на пути к цивилизованному рынку и взаимовыгодному международному сотрудничеству. На складе или заводе штриховой код может также применяться для других целей, например, для идентификации местоположения ячейки хранения в стеллажной системе. В основе любого такого решения прежде всего лежит правильный выбор типа используемого штрихового кода и устройства его просмотра.

Первое устройство для просмотра коммерческих штриховых кодов впервые было применено в США в 1960-е гг. для идентификации железнодорожных вагонов, а в 1973 г. появился «Универсальный товарный код» (UPC – Universal Product Code) для использования в промышленности и торговле. В Западной Европе для идентификации потребительских товаров с 1977 г. стала применяться аналогичная система под названием «Европейский артикул» (EAN – European Article Numbering).

Как возникла технология штрихового кодирования

Штриховое кодирование было изобретено молодым инженером Давидом Коллинзом. В 50-х гг. прошлого века после окончания инженерного факультета Массачусетского технологического института он поступил работать на Пенсильванскую железную дорогу, где ему пришлось столкнуться с кропотливой, приносящей мало радости работой – сортировкой вагонов. Их надо было пересчитать, оперативно выяснить номера, справиться по ним в документации, определить, куда каждый должен следовать... Процедура довольно длительная и не гарантирующая безошибочности выполнения. И тогда Давиду пришла в голову идея освещать номера вагонов прожекторами и считывать их с помощью фотоэлементов. Чтобы упростить распознавание, инженер-изобретатель предложил записывать номера не только обычными цифрами, но и специальным кодом, состоящим из красных и синих полос, расположенных на стенке вагона в прямоугольнике длиной до полуметра.

Испытания подтвердили: сканирующее устройство способно правильно считывать коды даже при скорости движения вагона около 100 км/ч. Но Коллинз на этом не успокоился, достигнутый успех подтолкнул его к дальнейшему совершенствованию системы. В 1968 г. он заменил свет прожекторов, требовавших изрядного расхода энергии, на жестко сфокусированный лазерный луч. В итоге размеры сканирующей установки резко сократились, меньше стала и сама кодовая маркировка.

Это в свою очередь натолкнуло Коллинза на мысль, что придуманный штриховой код можно использовать не только на железной дороге. Он вспомнил, как 14-летним мальчиком подрабатывал по выходным на складе одного супермаркета. Сколько времени уходило на поиск нужного товара! Именно здесь и получил новое применение штриховой код в виде кода товара.

Сегодня удается считывать код с помощью светового пятна диаметром всего в четверть миллиметра. Штриховой код позволяет считывать в компьютер информацию о номере товара практически мгновенно и абсолютно точно (не более одной ошибки на 10 млн. считываний ).

В настоящее время существует много различных символик или типов штрихового кода. Все их многообразие различается как по способу отображения, так и по характеру данных, которые могут быть внесены в код. Некоторые отображают только цифровые характеристики, другие несут в себе цифровые, буквенные и некоторые специальные символы, а есть и такие, которые позволяют закодировать до 256 символов полного набора ASCII (American Standard Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией). Современные типы штриховых кодов также обеспечивают возможность использования сразу нескольких символик – это так называемые составные (композитные) штрих-коды, которые позволяют кодировать специальную и дополнительную информацию, а также реконструировать и восстанавливать данные в случае частичного повреждения кода.

В настоящее время промышленное применение нашли по крайней мере три типа технологий штрихового кодирования.

Структура кода EAN-13

  • Первые 3 цифры (префикс) обозначают Национальную организацию.
  • Следующие 6 цифр – код предприятия.
  • Далее 3 цифры – код товара.
  • В конце штрихового кода ставится контрольное число, которое вычисляется по определенному алгоритму и подтверждает, что весь штрих-код был декодирован правильно.

1D (одномерные), или линейные штрих-коды – знакомая всем линейка черно-белых полосок, общепринятая в мировой практике система маркировки товаров и продукции. Штрихи и пробелы между ними, выстроенные в определенной последовательности, обозначают цифры в кодах ЭВМ, а кодирование информации основано на их ширине. Таким образом, каждый товар получает индивидуальный знак, который легко «прочитывается» посредством специального устройства (сканера) и используется при обработке данных компьютером. При движении сканирующего светового луча по штриховому коду в одном направлении (по горизонтали) анализируется интенсивность отражения света от черных и белых полос и определяется ширина штрихов и пробелов для того, чтобы извлечь первоначально закодированные данные. Чем больше ширина штриха, тем легче считывается штриховой код. Однако легкость считывания означает и увеличение его длины, и как следствие стоимости, поэтому более крупные этикетки стоят дороже.

Наиболее распространенными линейными символиками являются EAN, UPC, Code39, Code128, Codabar, Interleaved 2 of 5. Они позволяют кодировать небольшой объем информации (до 20–30 символов, обычно цифр) с помощью несложных штрих-кодов, читаемых недорогими сканерами. В нем закодированы необходимые сведения о стране-производителе, предприятии-изготовителе и самом изделии.

2D, или двумерные штриховые коды имеют разнообразные формы исполнения, но во всех таких символиках информация кодируется и по вертикали, и по горизонтали.

Двумерный штриховой код обычно используется в тех случаях, когда есть необходимость в записи и передаче большего количества данных (до нескольких страниц текста), чем может содержать код UPC, и на меньшей площади. Например, предприятиям фармацевтической промышленности часто бывает нужно в дополнение к коду изделия указать дату изготовления и код партии. Там, где традиционные одномерные (1D) штриховые коды работают как номерной знак у автомобиля, обеспечивая ссылку на информацию, хранящуюся в базе данных, двумерные коды могут выполнять те же функции, занимая в то же время меньше места, или работать непосредственно как самостоятельные источники полной информации о промаркированных изделиях. Это устраняет необходимость обращения к базам данных, уменьшает количество сопроводительной документации и увеличивает гибкость обращения с изделиями в ходе поставок. Такие преимущества двумерных штриховых кодов, как удобство и функциональность, привели к их стандартизации, а области применения этих символик продолжают непрерывно расширяться.

Двумерные штрих-коды могут быть двух видов.

1. Сложенные или стековые символики (Codeblock, PDF417) стали логическим продолжением линейных кодов. Концепция кода заключается в том, что чрезмерно длинная символика была порезана на сегменты, которые были сложены один над другим.

[b]PDF417[/b] (сокращение от англ. Portable Data File – «переносимый файл данных») – двумерная символика, поддерживающая кодирование до 2710 знаков, разработана и введена в 1991 г. компанией Symbol Technologies. В настоящее время PDF417 широко применяется в идентификации личности, при учете товаров, при сдаче отчетности в контролирующие органы и других областях

2. Матричные символики (Data Matrix, QR Code, Aztec, MaxiСode) имеют более высокую плотность записи данных, чем стековые коды. Они составляются из темных и светлых ячеек, которые могут быть квадратными (большинство современных матричных кодов), шестиугольными (MaxiСode) или круглыми по форме.

Двухмерный код считывается с помощью специального сканера двухмерных кодов и позволяет быстро и безошибочно вводить большой объем информации.

[b]Матричный QR-код[/b]  (от англ. Quick Response – «быстрый отклик») разработан и представлен японской компанией Denso-Wave в 1994 г. Легко распознается сканирующим оборудованием (в том числе и фотокамерой мобильного телефона), что дает возможность использовать его в торговле, производстве, логистике. Уже в начале 2000-х гг. QR-коды получили широкое распространение в Японии – стране, где штрих-коды пользовались такой большой популярностью, что объем информации, зашифрованной в коде, вскоре перестал устраивать индустрию. Теперь их можно было встретить на большом количестве плакатов, упаковок и товаров
Матричный QR-код (от англ. Quick Response – «быстрый отклик») разработан и представлен японской компанией Denso-Wave в 1994 г. Легко распознается сканирующим оборудованием (в том числе и фотокамерой мобильного телефона), что дает возможность использовать его в торговле, производстве, логистике. Уже в начале 2000-х гг. QR-коды получили широкое распространение в Японии – стране, где штрих-коды пользовались такой большой популярностью, что объем информации, зашифрованной в коде, вскоре перестал устраивать индустрию. Теперь их можно было встретить на большом количестве плакатов, упаковок и товаров

Прямая идентификация деталей (Direct part marking, DPM) – это технология маркировки, наносимой непосредственно на изделие. DPM является универсальным средством для автоматизированного сбора данных и защиты от ошибок и гарантирует постоянную отслеживаемость товаров.

Зачем нужен штрих-код?
Зачем нужен штрих-код?

Ряд полосок на упаковке почти всех товаров, которые продаются в магазинах, давно не вызывает ни у кого удивления. Черно-белые штрихи – общепринятая в мировой практике система маркировки товаров и продукции, в которой закодированы необходимые сведения о стране-производителе, предприятии-изготовителе и самом изделии. Информация эта настолько важна, что ответственным работникам коммерческих структур – складов, предприятий оптовой и розничной торговли – совершенно необходимо уметь ее читать и использовать эти сведения уже на этапе заключения контрактов и договоров на поставку (продажу) изделий. Это особенно важно в современных условиях, когда появляется все большее число не только конкурирующей между собой продукции, но и подделок.

Технологии автоматизированного сбора данных. Штриховое кодирование (ч. 2) (Способы и оборудование для нанесения и считывание штрих-кода)
Технологии автоматизированного сбора данных. Штриховое кодирование (ч. 2)
Способы и оборудование для нанесения и считывание штрих-кода
Маркировка паллет и крупногабаритных грузов (Паллетные термотрансферные этикетки больших размеров)
Маркировка паллет и крупногабаритных грузов
Паллетные термотрансферные этикетки больших размеров
Новинки на рынке оборудования для штрихового кодирования (Cканеры штрихкодов, терминалы сбора данных и принтеры этикеток)
Новинки на рынке оборудования для штрихового кодирования
Cканеры штрихкодов, терминалы сбора данных и принтеры этикеток