Зачем нужен штрих-код?

Г. Фролова

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.

Для эффективного управления производством, качеством и процессами учета требуется своевременный и точный контроль продукции. Действенным механизмом, позволяющим проследить путь изделия от склада до реализации, является идентификация. Это установление характера и назначения изделия на основе набора упорядоченной информации, которая используется для выяснения всех существующих характеристик, определяющих уникальность изделия, т. е. его отличия от всех других. В последние годы самое широкое распространение получили технологии автоматической идентификации на базе компьютерной техники, предназначенные прежде всего для повышения производительности труда и существенного снижения затрат. В настоящее время известны 15 технологий, а основными можно считать штриховое кодирование, радиочастотную идентификацию (RFID), оптическое распознавание знаков, машинное зрение (вычислительные методы обработки изображения), голосовой ввод данных. В международной практике производства и торговли наиболее широкое применение получил способ штрихового кодирования изделий.

История

Штриховое кодирование изобрел молодой инженер Давид Коллинз. По окончании в 1950-х годах инженерного факультета Массачусетского технологического института он поступил работать на Пенсильванскую железную дорогу, где ему пришлось столкнуться с кропотливой, рутинной работой – сортировкой вагонов. Их надо было пересчитать, оперативно выяснить номера, справиться по ним в документации, определить, куда каждый вагон должен проследовать... Процедура длительная, не гарантирующая безошибочности выполнения. Тогда и пришла идея освещать номера вагонов прожекторами и считывать их с помощью фотоэлементов. Инженер-изобретатель, чтобы упростить распознавание, 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. Однако на этом Коллинз не успокоился. Успех начинания подтолкнул его к дальнейшему совершенствованию системы. В 1968 году он использовал вместо прожекторов, расходовавших много энергии, жестко сфокусированный лазерный луч. Размеры сканирующей установки стали намного меньше, уменьшилась и сама кодовая маркировка, что навело Коллинза на мысль использовать придуманный им штриховой код не только на железной дороге, но и в качестве товарного кода.

Всего примерно за сорок лет эта технология шагнула так далеко, что сегодня удается считывать код с помощью светового пятна диаметром всего в четверть миллиметра. Штриховой код позволяет считывать в ПЭВМ информацию о номере товара практически мгновенно и абсолютно точно – не более одной ошибки на 10 млн. считываний.

Применение

Штриховой код выполняет примерно ту же роль, что и почтовый индекс, который мы пишем стилизованными цифрами в углу конверта. Он представляет собой индивидуальный символ, состоящий из четкого рисунка полос и пространства между ними, иллюстрирующий машинный код букв и чисел в двоичной системе, который закрепляется за каждым товаром. Самое главное преимущество штрих-кода в том, что он легко «прочитывается» электроникой путем измерения интенсивности отражения света от черных и белых полос и может автоматически обрабатываться ЭВМ. Это дает возможность решить одну из самых сложных компьютерных проблем – ввод данных, почти полностью исключив ошибки. Это связано с тем, что ЭВМ легче считывает широкие и узкие штрихи и промежутки между ними, чем буквы и цифры.

Самый простой способ ввода информации в ЭВМ осуществляется с помощью клавиатуры. Однако этот способ не очень эффективен, так как даже самая высокая квалификация оператора не позволяет ввести информацию достаточно быстро. Кроме того, очень много времени требуется на поиск и исправление ошибок (установлено, что оператор допускает в среднем одну ошибку на каждые 300 печатных знаков). Все это привело к необходимо­сти поиска способов автоматизированного считывания информации, к числу которых относится штриховое кодирование. Машинным способом информация считывается с большой скоростью и достоверно­стью – на два порядка выше, чем при клавиатурном вводе информации.

В зарубежной практике штриховое кодирование информации широко применяется в коммерческой деятельности, транспортных и складских системах, сфере учета материальных запасов, в технологических процессах и др. В настоящее время в США около 90% основных производимых в стране товаров снабжено штриховым кодом, в Германии – около 80%, во Франции – более 70%, в Швеции – около 45%. Если учесть, что в странах СНГ насчитывается более 200 тысяч предприятий, производящих товары промышленного назначения и товары народного потребления, более тысячи оптовых баз и более 3 тысяч оптовых магазинов, 14 тысяч складов, а общая номенклатура продукции превышает 10 миллионов наименований, нетрудно представить, насколько эффективно применение штрихового кодирования товаров.

Системы штрихового кодирования могут быть полезны и предприятиям-изготовителям, и распределяющим организациям (оптовым торговым фирмам и предприятиям), и потребителям. Штрих-код присутствует во всех документах, фиксирующих товарные операции, что позволяет, в частности, в сфере розничной торговли сократить время на суммирование цен, вероятность допустить ошибки на контрольно-кассовом пункте, сократить время обслуживания покупателя. Торговая компания может использовать штриховые коды на получаемой ею продукции для регистрации, сортировки, контроля хранения, поиска и проверки изделий перед отгрузкой. Наличие штрихового кода на товаре или на его упаковке поднимает престиж фирмы, играет роль рекламы товара и самого предприятия.

Использование штрих-кодов в системе торговли упрощает труд кассира, приблизительно на 30% сокращает время получения покупателем чека за купленный товар и ввода данных в ЭВМ. Для этого кассиру достаточно провести специальным электронно-оптическим датчиком над наклейкой, и на табло сразу высвечивается цена товара. Одновременно информация о том, что товар продан, поступает в центральный компьютер, который подсчитает количество оставшегося товара и при необходимости затребует со склада новую партию. Поиск нужного товара на полках также осуществляется с помощью штрихового кода. Как следствие объем продаж увеличивается.

Автоматизированный учет проданных товаров можно провести в любое время, что позволяет по мере надобности подавать со склада необходимый товар. Это дает возможность прогнозировать поступление в розничную торговлю (что особенно важно для скоропортящихся продуктов), упрощает инвентаризацию товаров на складах и в магазинах, предоставляет информацию персоналу о наиболее ходовых товарах. С помощью штрих-кода контролируется и качество продукции, и ее соответствие первоначально заданному образцу.

Виды штрих-кода

Если в 1960-е годы штриховое кодирование стали впервые применять в США для идентификации железнодорожных вагонов, то уже в 1973 году появился «Универсальный товарный код» (UPC – Universal Product Code) для использования в промышленности и торговле. С 1977 года для идентификации потребительских товаров в Западной Европе стали применять аналогичную систему «Европейский артикул» (EAN – European Article Numbering), которая является разновидностью UPC. Код EAN представляет собой набор цифр от 0 до 9. Все кодовое обозначение может выражаться восемью (EAN-8) или тринадцатью (EAN-13) цифрами. Сокращенный символ (EAN-8) используется для маркировки товаров небольших размеров. Американ­ский и западноевропейский коды совместимы, разница между ними лишь в том, что код UPC содержит 12 знаков, а код EAN – 13 знаков. Широко известна также западногерманская система кодирования BAN (Bunaeseinheitliche Artikelnummer).

Сегодня существует более 50 систем штрихового кодирования. Активно применяются четыре из них: UPC; код 39 (Code 39) высокой, средней и низкой плотности; код «2 из 5» (Interleaved 2-of-5); Codabar. Однако в международной практике наибольшее распространение получили коды EAN, которые в зависимости от применения делятся на три группы – международные, национальные и локальные.

Рис.1.

Международные коды применяют как внутри страны, так и за ее пределами. При этом коды, нанесенные на упаковку товара одной страной, понятны и могут быть расшифрованы и в другой стране. Национальные коды допускается использовать только в пределах одной страны, например, для развесного товара, хотя при необходимо­сти они могут быть прочитаны и в другой стране. Локальные коды преследуют вполне определенные цели, их использует торговое предприятие только в системе управления данного предприятия. Использование международных кодов сокращает время обработки грузопотоков за счет машинной обработки информации, считанной с использованием ручных или стационарных устройств.

По способу кодирования информации различают линейные (одномерные) и двумерные символики (кодировки) штрих-кодов (рис. 1). Линейными (одномерными) в отличие от двумерных называются штрих-коды, читаемые в одном направлении (по горизонтали). Наиболее распространены: EAN, UPC, Code 39, Code 128, Codabar, Interleaved 2 of 5. Линейные символики позволяют кодировать небольшой объем информации (до 20...30 символов – обычно цифр) с помощью несложных штрих-кодов, читаемых недорогими сканерами. Двумерные штрих-коды – символики, разработанные для кодирования большого объема информации (до нескольких страниц текста). Такой код считывается с помощью специального сканера и позволяет быстро и безошибочно вводить большой объем информации, а его расшифровка проводится в двух измерениях – по горизонтали и по вертикали.

В одномерном штриховом коде каждая цифра кодируется определенным числом штрихов и пробелов, которые имеют соответствующую ширину и расположение в отведенном для них месте, которое называется цифровым знаком и является основной единицей информации штрихового кода. Все цифровые знаки, как правило, имеют одинаковую ширину и состоят из модулей – самых узких элементов кода. Ширина штрихов и пробелов всегда кратна модулю, что видно из рис. 2.

Для того чтобы было удобно записывать штриховой код каждой цифры, применяют двоичную систему записи, хорошо знакомую программистам, которая очень удачно сочетается со штриховым изображением. Для этого штрихи обозначают цифрой 1, а пробелы – 0. К примеру, штриховой код цифры 5 в системе EAN записывается в двоичной системе так: 0110001.

Рис.2.

Кодирование информации (преобразование из цифробуквенного представления в штриховой код) выполняется по правилам, определяемым спецификацией символики штрихового кода. Процессы кодирования выполняются по достаточно сложным алгоритмам, и для формирования кода применяются следующие средства: специальное программное обеспечение (программное обеспечение выполняет кодирование информации пользователя с выдачей готового рисунка штрихового кода для последующего изготовления этикеток со штрих-кодом), встроенное программное обеспечение специализированного принтера для печати штрих-кодов (информация в явном виде посылается в принтер, который имеет встроенные функции преобразования в штрих-код и соответственно печати).

Печать

Для того чтобы нанести штриховой код на ту или иную упаковку, есть два принципиально разных пути. В первом случае штриховой код наносят в типографии, где изготавливается сама упаковка или наклейка на нее. Для тиражей в миллионы экземпляров альтернативы, пожалуй, и не найти. Однако как быть, если нужны десятки или сотни тысяч, или даже просто – десятки, сотни, единицы различных этикеток с кодом? Для этих нужд значительно удобнее печатать штриховой код самостоятельно. Во-первых, этикетки можно напечатать в любом количестве и закодировать самую разнообразную информацию. Во-вторых, этикетки можно печатать непосредственно там, где их наклеивают: на складе, в магазине, на конвейере и т. п. Понятно, что это потребует инвестиций в оборудование и программное обеспечение для печати этикеток, поэтому стоимость такой этикетки будет несколько выше, чем этикетки, напечатанной в типографии.

Для печати этикетки собственными силами существует несколько принципиально разных возможностей. Если вы не планируете печатать этикетки часто и относительно много, задачу вполне решит обыкновенный принтер (матричный, лазерный или струйный), надо лишь заранее позаботиться о специальных расходных материалах – листах формата А4, рассеченных на этикетки необходимого размера. Этим способом легко напечатать штриховой код практически из любого Windows-приложения (Word, Excel, CorelDRAW и др.), причем некоторые из них, например CorelDRAW, имеют встроенные механизмы для работы со штриховым кодом. Другие программы, лишенные встроенных механизмов работы со штрих-кодом, следует применять осторожно.

Использование обычных принтеров имеет свои сложности. Во-первых, для генерации в них штрих-кода понадобятся True Type-шрифты, о которых также надо позаботиться заранее. Во-вторых, генерация штрихового кода с помощью True Type-шрифта требует от пользователя определенной подготовки, а в самой печати его на обычном принтере есть определенные нюансы. Расстояние между черными штрихами и их толщина – параметры не терпящие произвольного представления. К сожалению, красящая лента матричного принтера, картриджи лазерных и струйных устройств весьма переменчивы. Следует быть очень внимательным к степени их износа, чтобы штрихи не получились излишне жирными, иначе они просто сольются, или слишком бледными, и тогда код невозможно будет считать сканером. Наконец, вам потребуются листы формата А4, рассеченные на этикетки. Недостаток этого носителя заключается в неудобстве отклеивания этикеток от подложки. Самым простым и самым медленным приспособлением для отклеивания таких этикеток являются человеческие руки. Альтернатива им – так называемые диспенсеры: автоматические устройства, которые отклеивают этикетки рядами и удерживают их на выходе клеящим слоем вверх или вниз. Скорость работы с использованием автоматического диспенсера возрастает примерно в 3...4 раза.

Более широкие возможности для печати этикеток дают специализированные термо- и термотрансферные принтеры. Они специально адаптированы для печати штрихового кода, т. е. имеют встроенные механизмы для создания штрих-кода самых различных символик, используют рулоны этикеток и имеют огромное число дополнительных опций или приспособлений, что позволяет использовать один и тот же принтер в самых разных условиях.

Считывание

Считывание кода производится различными оптическими системами, принцип действия которых основан на измерении интенсивности отраженного света от черных и белых полос кода. Для этого используется самая разнообразная по сложно­сти и техническим возможностям аппаратура в ручном (переносном) и стационарном исполнении. Стационарные устройства предполагают движение изделия со штриховым кодом относительно луча, сканирующего вдоль последовательности символов, а ручные устройства – движение самого устрой­ства относительно изделия.

Ручные сканирующие устройства по принципу работы делятся на контактные и дистанционные. Рабочий элемент контакт­ного устройства представляет собой световой луч, передвигающийся непосредст­венно по поверхности штрихового кода. Этот способ считается более дешевым, и хотя техника, которая его осуществляет, достаточно сложная, оператора можно обучить обращаться с ней за несколько минут. В дистанционных устройствах используется лазерный или другой оптический луч, который считывает код с расстояния до 1 м, а также через прозрачную упаковку.

Устройства считывания штрих-кодов обычно подразделяются следующим образом:

• контактные;

• сканер «световое перо»;

• лазерные;

• многоплоскостные;

• необслуживаемые (автоматические);

• сканеры двумерных (2-D) штрих-кодов;

• терминалы сбора данных.

Разрешающая способность некоторых из выпускаемых устройств очень высокая, с их помощью можно считывать миниатюрный штриховой код большой плотности.



Основные параметры штрих-кодовых символик

• Единицы измерения штрихового кода: для выражения плотности штрих-кода обычно применяется mil (миль) дюймовой системы. Соотношение: 1 mil = 1/1000 inch, при переводе в метрическую систему 1 мм = 39,37 mils. При этом толщина наиболее узкого элемента кода определяет разрешение штрихового кода.

• Плотность штрихового кода (для линейных кодов): очень высокая плотность (до 3 mils), высокая плотность (до 6 mils), средняя плотность (до 13 mils), низкая плотность (до 20 mils).

• Ширина штрихового кода: при выборе ширины кода необходимо учитывать, что чем выше плотность печати штрих-кода, тем ближе он должен располагаться к сканеру при считывании. Так, для приложений, требующих сканирования с большого расстояния, штрих-код должен быть низкой плотности, что предполагает большую ширину штрих-кода.

• Высота штрихового кода: для линейных символик направление по высоте не содержит информации, и высота кода определяется только удобством сканирования. Для двумерных матричных штрих-кодов высота символа определяется выбранным разрешением печати, количеством кодируемых данных и другими параметрами.