01.06.2011
По материалам, предоставленным компанией RRC

Потребности бизнеса и развитие технологии вызывают взрывной рост в использовании двумерных кодов

Краткое содержание

Двумерные коды полностью преобразили многие процессы в области производства, отслеживания активов и технического обслуживания. В настоящее время двумерное кодирование претерпевает революционные изменения благодаря важнейшим достижениям в области сканирования и расширению использования этой технологии во многих отраслях. В соответствии с результатами исследования рынка, проведенного компанией Frost & Sullivan, рост применения двумерных кодов в два раза превышает тот же показатель в отношении обычных линейных кодов.

Применение двумерных кодов расширяется, так как компании пытаются здраво оценить, каким образом эти коды могут удовлетворить их потребности в области хранения информации, идентификации и отслеживания продукции. Аналитические показатели, касающиеся возможностей двумерных кодов, их недостатков и совместимости с наследуемыми процессами, использующими штрихкод, изменились, и следует отметить, что эти изменения произошли быстрее, чем пересмотр представлений об этой технологии. Компании, которые изменили свой подход к возможностям двумерных кодов, уже получают преимущества от их использования.

Настоящий экспертный доклад определяет основные и новые нарождающиеся области применения двумерных кодов и их преимущества, объясняет, почему некоторые широко распространенные представления о технологиях двумерного сканирования более не соответствуют действительности, а также демонстрирует, каким образом стандарты, нормативные требования, потребности отрасли и развитие технологий способствуют внедрению двумерных кодов в цепи поставок.

Введение

Использование двумерных кодов для различных организаций всегда являлось надежным способом сбора информации о поставках, продукции, ее деталях или компонентах и часто оказывается единственным практически осуществимым методом точной идентификации объектов небольшого размера. Двумерные символики способны содержать достаточное количество «умной» информации, которая может быть использована в процессе принятия решений и обеспечении процессов в таких средах, где не могут применяться традиционные информационные системы. В действительности, их иногда называют «портативными базами данных» или «портативными массивами данных». Двумерные коды начинают все шире использоваться в тех случаях, когда для обеспечения определенных процессов или работы сотрудников требуется более подробная информация. В настоящее время, когда новые усовершенствованные технологии обработки информации устранили большую часть функциональных и практических ограничений в области использования двумерных кодов, эти коды начнут привносить радикальные изменения во многие виды коммерческой деятельности.

Для того, чтобы понять, каким образом произойдут эти изменения, сравните, как обычно используются двумерные и одномерные технологии. В большинстве традиционных одномерных решений символ штрихкода используется как своего рода «номерной знак» для кодирования идентификационного номера с целью получения доступа к информации, содержащейся в базе данных. Номерные знаки на автомобилях ничего не говорят о их марке и модели, а также не содержат информацию об их владельце. Номерные знаки лишь указывают уникальный номер, связанный с определенной информацией в базе данных.

Большая часть решений с использованием одномерных штрихкодов основаны на том же принципе, что означает, что данные, закодированные в штрихкоде, бесполезны и не имеют никакой ценности, если их невозможно связать с записью в базе данных.

Одним из наиважнейших преимуществ двумерных символик является тот факт, что они могут кодировать больший объем информации, что позволяет использовать их без обязательного доступа к базе данных. Например, при техническом обслуживании в полевых условиях техническому персоналу, не имеющему доступа к удаленной базе данных, достаточно просто сканировать двумерный код на оборудовании, чтобы получить всю идентификационную информацию и данные о конфигурации, необходимые для осуществления соответствующих работ.

Основная информация о двумерных кодах

С помощью двумерных символик можно кодировать большие объемы информации, чем с использованием одномерных штрихкодов того же размера, а также можно кодировать тот же объем информации на значительно меньшей площади. Существуют две основные категории двумерных кодов - многоуровневые и матричные, охватывающие множество отдельных символик. Основное различие между многоуровневыми и матричными символиками состоит в способе их кодирования и считывания.

Многоуровневые символики состоят из двух или более рядов линейных штрихов и пробелов между ними. Они получили это название, так как напоминают серии небольших линейных штрихкодов, размещенных один над другим. К основным многоуровневым символикам относятся PDF417, Code 16K, Code 49 и версия GS1 DataBar, ранее известная как RSS Composite.

PDF 417 – обычная многоуровневая символика

GS 1 DataBar Composite использует сочетание одномерных и двумерных элементов в одном символе штрихкода

Лазерные сканеры, линейные и матричные имиджеры способны считывать многоуровневые символики, хотя далеко не все сканеры могут обработать символы всех размеров.

Матричные двумерные коды кодируют информацию с использованием темных и светлых геометрических элементов, расположенных в виде решетки. Положение каждого элемента по отношению к центру символа является ключевой переменной для кодирования. Матричные символики наиболее часто используются для маркировки объектов небольшого размера, а также для высокоскоростного считывания в автоматическом режиме. Наиболее распространенные из них - Data Matrix, MaxiCode, Aztec Code, Code One и QR Code.

Data Matrix – наиболее распространенная матричная символика

Матричные символики декодируются с помощью обработки всего изображения с целью определения положения каждого элемента относительно других элементов штрихкода. Лазерные сканеры не могут считывать матричные коды, так как они не способны охватывать изображение в целом, поэтому их можно сканировать только с использованием матричных имиджеров. Основным преимуществом использования матричных имиджеров является то, что они могут считывать матричные и прочие кодовые символики при любом положении кодов.

Для получения всесторонней информации о технологии двумерного сканирования, включая описание основных символик, рекомендации по их выбору и информацию по стандартам в отношении использования двумерных кодов в различных отраслях, следует ознакомиться с экспертным докладом Intermec “Sizing Applications for 2D Barcode Symbols”, который можно скачать бесплатно на сайте www.intermec.com .

“Ожидается, что двумерные коды будут наиболее широко применяться в отраслях производства, требующих повышенной прозрачности при отслеживании отдельных элементов оборудования, а также в автоматизированных процессах сборки. Двумерные символики с высокой информационной плотностью также могут использоваться при работе с продукцией, требующей ведения строгой документации во время ее движения в цепи поставок”.

– Прийанка Гоутаман (Priyanka Gouthaman), аналитик Frost & Sullivan 1

Производители товаров широкого потребления и фармацевтической продукции также могут воспользоваться преимуществами двумерного кодирования в качестве альтернативы обеспечению доступа к базе данных. Многие производители товаров широкого потребления и фармацевтической продукции используют двумерные коды для того, чтобы разместить на идентифицирующих этикетках информацию о коде партии и сроке хранения товара. Эта информация используется на протяжении всей цепи поставок для поддержки принятия решений и процессов, обеспечивающих правильный оборот товарных запасов, ускорения поставок, изъятия товаров, не находящих сбыта, со склада, а также обеспечения эффективного отслеживания и возврата товаров. Так как информация перемещается вместе с товаром, для выполнения этих задач не требуется доступ к информационным системам производителя. Поставщики логистических услуг, предприятия оптовой торговли, магазины розничной торговли и прочие организации, задействованные в цепях поставок, в случае необходимости могут незамедлительно идентифицировать товар или получить информацию о сроке хранения.

Основные направления в области двумерного кодирования

Эти примеры демонстрируют преимущества двумерных кодов, а также показывают, почему широко распространенные представления о кодах более не соответствуют действительности. До настоящего времени считалось, что двумерное кодирование представляет собой узкоспециализированную технологию, подходящую лишь для некоторых отраслей и процессов. Эта точка зрения уже устарела, так как сегодня двумерные коды начинают все шире применяться во многих областях. Двумерные коды все чаще используются в таких отраслях, как промышленной производство, техническое обслуживание, фармацевтическая промышленность, розничная торговля, а также в управлении производственным процессом и техническим обслуживанием, определении подлинности продукции, управлении распределением и материально-техническим снабжением, поэтому едва ли могут считаться узкоспециализированной технологией. Ежемесячно тысячи единиц новой продукции маркируются двумерными кодами в результате инициатив в области фармацевтической и оборонной промышленности, и формирующийся в настоящее время стандарт подготовил почву для того, чтобы миллионы единиц товаров широкого потребления маркировались двумерными символами. В следующих разделах будут рассмотрены последствия этих и других процессов.

Идентификация продукции

Матричные коды иногда появляются на упаковке товаров широкого потребления в качестве дополнения к символам U.P.C./EAN для указания кода партии товара, а также подтверждения его подлинности. В настоящее время GS1, международная организация по разработке стандартов, создавшая эту символику и руководящая системой U.P.C./EAN, занимается массовым внедрением двумерных кодов в розничную торговлю.

GS1 установил 1 января 2010 г., в качестве минимального требования к используемым на кассовых узлах сканерам, их способность считывать кодовую символику GS1 DataBar. В семейство кодов GS1 DataBar включены как многоуровневые, так и композитные двумерные коды, которые могут использоваться для кодирования стандартизированных идентификаторов приложений (AIs), в том числе кодов партий товара и сроков хранения, а также прочей информации, обеспечивающей высокий уровень безопасности благодаря определению подлинности товара и его отслеживанию.

GS1 приняла решение рекомендовать использование DataBar после того, как получила обширную информацию от производителей и предприятий розничной торговли, по мнению которых символы U.P.C./EAN имеют слишком большие размеры и плохо адаптируются для кодирования необходимой информации. В своем анализе деловой ситуации в отношении использования DataBar (представленном на сайте www.gs1.org), представители организации утверждают, что пользователи могут получить достаточную прибыль от капиталовложений с помощью уменьшения упаковки, улучшения идентификации небольших и неупакованных товаров, а также товаров с изменяющимся весом и размером, повышения уровня категорийного менеджмента и использования преимуществ более эффективного отслеживания, что стало возможным благодаря кодированию дополнительной информации.

Фармацевтическая промышленность и здравоохранение

Фармацевтическая промышленность и здравоохранение могут даже раньше других отраслей приступить к широкому использованию двумерных кодов для идентификации продукции. В США, например, уже приняты или в настоящее время рассматриваются многочисленные государственные и федеральные требования в отношении проверки происхождения лекарственных средств. Эти требования, как правило, предполагают отслеживание в цепи поставок такой продукции, как рецептурные препараты с учетом номера партии и/или серийного номера. В качестве решения для таких случаев часто предлагается использовать технологии RFID, однако двумерные коды также могут обеспечить соответствие требованиям, предъявляемым к информации, и часто легче интегрируются в существующие системы и процессы во всей цепи поставок. Европейская ассоциация фармацевтических дистрибьюторов широкого ассортимента фармацевтических препаратов (European Association of Pharmaceutical Full-line Wholesalers) (известная под французской аббревиатурой GIRP) рекомендовала использование двумерных символик Data Matrix 2D для кодирования идентификационного номера, кода партии и сроков хранения с целью идентификации и отслеживания фармацевтической продукции.

Двумерные символики используются также на браслетах пациентов и ожидается, что их применение в этой области будет быстро расти по мере того, как все большее число учреждений здравоохранения начнут применять системы сканирования для того, чтобы воспользоваться преимуществами этих кодов. Коды чрезвычайно эффективны для идентификации пациентов, однако, использование линейных штрихкодов на браслетах пациентов представляется довольно сложным, так как символы слишком длинны, чтобы на них не влиял изгиб браслета. Это обстоятельство затрудняет точное считывание штрихкода, так как сканер не всегда может различить край символа, скрытый изгибом браслета. Компактные двумерные символики позволяют решить эту проблему и к тому же могут кодировать дополнительную информацию помимо идентификационного номера пациента.

Промышленное производство

Одной из причин выбора двумерных матричных кодов для маркировки и отслеживания промышленной продукции является их надежность при эксплуатации на искривленных поверхностях. Data Matrix и другие двумерные символики способны кодировать уникальный серийный номер, код партии, данные о конфигурации, штемпель времени и прочую информацию о промышленной продукции, даже если речь идет о символах очень малых размеров, используемых для маркировки деталей электронных приборов и других мелких предметов. Небольшие двумерные символы могут с высокой степенью надежности считываться с помощью ручных или автоматизированных стационарных имиджеров в процессах промышленного производства, включая автоматизированные поточные процессы и сборку, отслеживание производственных процессов, учет данных для контроля качества, а также отслеживание происхождения и эксплуатационного ресурса продукции.

¹ Frost & Sullivan. “Migration of 1D to 2D Barcode Scanners Market in North America,” November 2, 2006.

Существуют многочисленные стандарты в отношении использования двумерных кодов для поддержки отслеживания оборудования и автоматизации производственных процессов в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении, оборонной, электронной, полупроводниковой и телекоммуникационной промышленности. Некоторыми из наиболее известных примеров являются SPEC 2000 в аэрокосмической промышленности, AIAG B-11 в автомобилестроении, а также многочисленные стандарты в области электроники, внедряемые Ассоциацией электронной промышленности (EIA) и Институтом Международной ассоциации производителей полупроводникового оборудования (SEMI).

Многие из этих стандартов и инициатив в области маркировки продукции мотивированы желанием обеспечить отслеживание деталей, узлов и компонентов оборудования на протяжении всего производственного цикла. При изготовлении оборудования на заказ при определенной последовательности операций требуется более детальная информация, чем просто идентификационные данные, и часто возникает необходимость в маркировке продукции с указанием серийного номера, технологической последовательности и информации по конфигурации. Организации, участвующие в цепи поставок, включая поставщиков, производителей продукции, поставщиков услуг, изготовителей упаковок и дистрибьюторов, могут пользоваться преимуществами стандартизированной информации для обмена данными и создания собственных приложений для управления документооборотом – без обязательного доступа к центральной базе данных. Например, поставщик, которому необходимо поставить определенные уникальные детали заказчику-производителю, может сканировать двумерный идентификационный код детали для проверки правильности подбора и упаковки единиц оборудования в процессе выполнения заказа. Часто предпочтение отдается проверке с использованием двумерных кодов, что в этих ситуациях обеспечивает большую точность по сравнению с электронным обменом данными, так как оборудование транспортируется быстрее, чем происходит обмен соответствующими электронными документами.

Вышеупомянутые практическая реализация, стандарты и инициативы, а также постоянно растущая потребность в получении больших объемов информации и отслеживании продукции, тем не менее, не могут до конца объяснить взрывной рост в области использования двумерных кодов. Еще одним фактором, вызывающим рост использования двумерных кодов, является совершенствование технологии считывания.

Развитие технологий

До настоящего времени технологические ограничения, связанные с фотосканированием, во многих случаях делали его не слишком пригодным для перехода от прежних технологий, связанных с использованием линейных штрихкодов, к двумерным символикам. Лазерные сканеры не могут распознавать все двумерные форматы. Имиджеры, прекрасно считывающие двумерные коды, не могут делать это на расстоянии, превышающем длину вытянутой руки. При выборе технологии сканирования для двумерных кодов раньше требовалось идти на компромиссное решение, сочетая различное оборудование, так как ни один сканер не мог обеспечить поддержку всех символик, одновременно обладая достаточной дальностью действия, надежностью и скоростью, необходимыми для функционирования в реальных условиях.

Перед потенциальными пользователями вставал выбор между использованием нескольких технологий сканирования или одной технологии считывания линейного штрихкода. В результате внедрение двумерных кодов замедлялось и их продолжали считать узкоспециализированными технологиями.

“В среднесрочной и краткосрочной перспективе ожидается, что на рынке произойдет значительное слияние и сосуществование технологий с использованием одномерных и двумерных кодов в некоторых областях применения”.

– Прийанка Гоутаман (Priyanka Gouthaman), аналитик Frost & Sullivan ²

Имиджеры считывают коды, захватывая изображение символа целиком и используя программное обеспечения для обработки изображений с целью его декодирования. Они демонстрируют великолепные характеристики распознавания кодов, так как могут считывать обычные линейные, многоуровневые и матричные символики в любом направлении независимо от их положения – что и является их основным отличием от других технологий считывания. Способность сканировать в разных направлениях (независимо от положения) означает, что пользователям для считывания кодов не надо располагать их определенным образом или выравнивать, что обеспечивает успешное считывание с первого раза, высокую скорость обработки информации, снижает утомляемость оператора и предотвращает повреждения.

Имиджеры могут также использоваться для фотографирования и, в действительности, обладают многими характеристиками цифровых камер. Способность обрабатывать изображение отличает их от других видов сканеров кодов и позволяет разрабатывать новые приложения, например, предназначенные для определения состояния доставленного товара, проверки/контроля качества, распознавания подписи, обнаружения дефектов и т.д.

Несмотря на универсальность, имиджеры до настоящего времени находили лишь ограниченное применение вследствие небольшой дальности действия. Сканер, используемый для считывания двумерного знака, не может считать код полки на складе, откуда поступил этот товар. Это ограничение привело к необходимости сочетания технологий, что замедляло внедрение имиджеров.

С развитием нового поколения имиджеров необходимость сочетать технологии постепенно отпадает. В настоящее время на рынок выпущены имиджеры нового поколения, которые могут считывать как линейные, так и двумерные коды на расстоянии от двух дюймов до более 50 футов, что открывает целый ряд новых возможностей.

Имиджеры отличаются лучшими эксплуатационными характеристиками и более низкой ценой в результате применения инновационных технологий, обеспечивающих конкурентные преимущества, а также экономии за счет роста производства, что обусловлено технологическими достижениями в области цифровой фотографии, в частности, взрывным развитием технологий фотографирования с помощью мобильных телефонов. Имиджеры нового поколения оснащены оптимизированной оптической системой, позволяющей использовать камеру мобильного телефона на малом, среднем и большом расстоянии, сравнимым или даже превосходящем дальность действия лазерных сканеров, что обеспечивает поддержку большего числа кодов различного вида. Компания Intermec, давно занимающаяся разработкой инновационных решений в области сканирования, в результате проектных и конструкторских работ выпустила на рынок первый имиджер, способный считывать коды как на близком, так и на дальнем расстоянии.

Имиджер Intellibeam™ EX25 компании Intermec

Intermec Intellibeam EX25 является первым имиджером, способным считывать многоуровневые двумерные коды, а также матричные двумерные и одномерные коды в любом положении как на близком, так и на большом расстоянии. Например, он может считывать двумерный код Data Matrix, используемый для маркировки складской ячейки, на расстоянии 50 футов, линейный штрихкод этикетки продукции на расстоянии шесть дюймов, а также многочисленные прочие символики на любом расстоянии в этих пределах. Для считывания на больших расстояниях даже необязательно использовать дорогие светоотражающие материалы.

Эта особенность приводит к снижению эксплуатационных расходов, так как вместо дорогостоящих светоотражающих материалов позволяет использовать стандартные материалы для изготовления этикеток и меток. На Рис. 1 представлены результаты сравнения Intellibeam EX25 и лазерных сканеров большой дальности действия по характеристикам считывания одномерных и двумерных символов на малом, среднем и большом расстоянии.

Сканирующий модуль Intellibeam EX25 интегрируется непосредственно в портативные компьютеры и ручные сканеры компании. Эта продукция также поддерживает захват не только кодов, но и других изображений, которые могут использоваться для определения состояния поставляемой и получаемой продукции, считывания изображения подписи, необходимой для подтверждения поставки товаров, создания фотографических изображений условий и среды эксплуатации и т.д.

² там же

³ В 1981 г. Intermec изобрела первый портативный бесконтактный фотосканер, не требующий движения кода мимо устройства. Через несколько лет компания также выпустила первую полностью автоматизированную цифровую камеру для бесконтактного захвата изображения, разработала первый ручной сканер двумерной матричной символики и ввела термин «имиджер».

Преимущества, связанные с новыми возможностями сканеров

Эти технические достижения сделали возможным использование одного сканера для операций подбора и идентификации товаров, требующих сканирования на близком и большом расстоянии, независимо от используемой символики. Один и тот же сканер может использоваться в одну смену для отслеживания производственных операций, а в другую - для подбора и размещения продукции на складе.

В настоящее время производители получили возможность размещения кодированной информации о коде партии, серийных номерах, конфигурации и т.д., на продукции во время упаковки, дополняя тем самым обычные одномерные штрихкоды, используемые для складского учета и транспортировки. Например, одна из ведущих компаний-производителей автозапчастей воспользовалась преимуществами сканера Intellibeam EX25 для улучшения отслеживания запчастей при сохранении обычных операций с использованием прежних штрихкодов. Компания перешли от маркировки отдельных частей одномерными штрихкодами к использованию двумерной матричной символики, способной кодировать более конкретные переменные данные.

Сотрудники компании-производителя считывают информацию с отдельных запчастей с помощью тех же сканеров, которые они применяют для принятия поступающих материалов, отслеживания производственных операций и сканирования этикеток, используемых во время международных перевозок. В различных приложениях используются многочисленные линейные, многоуровневые и матричные кодовые символики, включая UCC/EAN, Code 39, Code 128, PDF417 и Data Matrix. Размер кодов варьируется от очень маленьких символов, используемых для идентификации товаров на близком расстоянии, до больших этикеток, позволяющих определить местонахождение товара, которые могут считываться на расстоянии до 25 футов. Для считывания этих различных символик на разном расстоянии сотрудникам компании достаточно использовать одно устройство - Intellibeam EX25.

Оптическая система сканера Intellibeam EX25 может эффективно считывать коды даже под небольшим углом в 12°, что обеспечивает пользователям большую степень свободы при считывании символов и повышает показатели считывания кодов с первого раза. При проведении испытаний для определения времени сканирования 50 кодов на упаковках под углом 90°, добровольцы, использовавшие портативный компьютер, оснащенный имиджером Intermec Intellibeam EX25, завершили сканирование на 66 процентов быстрее по сравнению с участниками, использовавшими лазерные сканеры. Целью этого испытания было определить, в какой степени многоплоскостное сканирование влияет на общее время сканирования, так как в реальных условиях расположение и ориентация этикеток отличается на различных единицах товаров. Отсутствие необходимости выравнивать кодовый символ значительно повышает производительность работников.

Возможность многоплоскостного сканирования позволяет очень эффективно преодолеть сложности, связанные с разным положением этикеток, а поддержка сканирования под самыми различными и углами обеспечивает пользователю удобное сканирование кодов без необходимости принимать неудобные позы, дотягиваясь до кода, садясь на корточки или нагибаясь. Например, производитель бумаги и упаковочных материалов выбрал имиджеры с автоматической фокусировкой Intermec , так как они позволяют сотрудникам с высокой степенью надежности сканировать и считывать коды на рулонах бумаги, уложенных в штабель высотой 40 футов, несмотря на то, что этикетки искривлены и покрыты термоусадочной пленкой.

Выводы

Двумерные коды обеспечивают пользователям возможность кодирования большего объема информации и более эффективное отслеживание по сравнению с одномерными штрихкодами, однако устоявшиеся представления о двумерных кодах ограничивают их использование. Эти представления более не соответствуют действительности. Двумерное кодирование уже не является узкоспециализированной технологией и наблюдается взрывной рост его использования, в основном объясняемый недавними научно-техническим достижениями, сделавшими процесс сканирования двумерных кодов более универсальным, удобным и надежным. В настоящее время пользователям не приходится отказываться от сканирования с дальних расстояний и эффективного использования прежних штрихкодов ради преимуществ, предоставляемых двумерными кодами. Имиджеры с автоматической фокусировкой устраняют противоречие, когда ради поддержки различных символик приходилось жертвовать дальностью считывания, с чем ранее сталкивались пользователи. Штрихкодовые технологии коренным образом преобразовали многие операции и внедрение двумерных технологии сильно изменило штрихкодирование, а в настоящий момент технологии фотосканирования дальнего действия в свою очередь производят революцию в области использования двумерных кодов.

Эти разительные изменения способствуют широкому распространению технологий двумерного кодирования. Миллионы товаров и их деталей уже идентифицируются и отслеживаются с помощью двумерных символов, и этот процесс будет продолжаться благодаря новым стандартам, требованиям к ведению коммерческой деятельности и улучшению характеристик двумерных сканеров.

Intermec Inc. (NYSE:IN) разрабатывает, производит и интегрирует технологии, позволяющие идентифицировать и отслеживать товары, а также управлять активами в цепях поставок, и предлагает широкий ассортимент сканеров, включая матричные и линейные имиджеры, лазерные сканеры и сканирующие модули, способные считывать практически все виды кодов. Другими важными технологиями, разрабатываемыми компанией Intermec, являются технологии RFID, мобильные компьютерные среды и системы сбора данных, принтеры штрихкодов и материалы для этикеток. Продукция компании и предоставляемые ею услуги используются клиентами из разных отраслей во многих странах мира для повышения производительности, качества и скорости коммерческих операций.

Для получения дополнительной информации о компании Intermec, посетите сайт www.intermec.com

Рейтинг статьи