Решения по автоматической идентификации

Технологии / Штриховое кодирование

Содержание раздела

Описание технологии

Штриховой код был разработан еще в 1932г., задолго до появления вычислительных машин. Но востребован тогда не был. Практическое применение идея штрихового кодирования получила с появлением и широким распространением вычислительной техники. В Великобритании первой отраслью, широко применившей штриховое кодирование, стала пищевая промышленность. Здесь была опробована система штриховых кодов "point of sale". Вслед за пищевиками к использованию штриховых кодов активно подключились книгоиздатели, розничная и оптовая торговля, упаковочное и тарное производство.

Это дало заметный положительный эффект. Например, в торговле резко повысилась производительность труда кассиров, снизились расходы на расфасовку и подготовку товаров к продаже, уменьшились затраты на бухгалтерию. По оценкам специалистов, в результате применения этого новшества прибыль предприятий розничной торговли повысилась в пределах 50-200%, а общая экономия одного супермаркета оценивалась в 1% от общей суммы его товарооборота.

Сейчас штриховой код наноситься на 98-99% продукции, выпускаемой за рубежом. В целом это заметно сказалось на развитии производства. Резко повысился уровень информированности руководителей и специалистов, задействованных в цепочке производитель - потребитель, уменьшились товарные запасы сырья и полуфабрикатов (их наличие колеблется в зависимости от спроса), заметно снизилась трудоемкость учетных операций с одновременным уменьшением численности персонала. Но самое главное - производитель постоянно держит руку на пульсе спроса на свои товары.

Широкое использование штриховых кодов было обусловлено необходимостью обеспечить автоматизированный ввод информации в компьютерные системы управления, который отличался бы высокой надежностью, простотой и экономичностью. Штриховой код - это элемент системы управления. В отрыве от компьютерной системы управления, вне связи с ее информационной базой он не имеет никакого смысла. Технология штрихового кодирования применяется во многих сферах деятельности, но наиболее широко и эффективно она используется в оптовой и розничной торговле, учете материальных запасов, перевозок. Штрих код используется для идентификации и отслеживания багажа в аэропортах, товаров в магазинах и т.д.

Штриховые коды вышли на первое место среди множества известных способов идентификации и получили преимущество в большинстве практических приложений перед другими оптическими методами. Достоинства технологии штрихового кодирования можно оценить с точки зрения надежности, простоты применения и экономичности. Штриховые коды характеризуются высокой надежностью. К ним применимы те методы защиты от ошибок, которые широко используются в связи и компьютерном деле. Простота применения штрихового кода определяется его природой: его наличие или отсутствие сразу видно (в отличие от магнитных или радиочастотных методов, которые применяются, прежде всего, там, где содержание и даже присутствие кода желательно скрыть), он легко наносится на упаковку изделия или на бумажный ярлык, хорошо считывается устройствами, соединенными с компьютером. При этом такие устройства не являются чем-то сверхъестественным в проектировании и производстве, будучи разновидностью обычных сканеров.

По экономичности технология штрихового кодирования не имеет себе равных, даже в производстве дешевых товаров массового спроса изготовление штриховых кодов не оказывает заметного влияния на себестоимость товара для производителя, а благодаря совершенствованию процессов хранения, транспортировки и продажи товаров достигается значительный экономический эффект на всех этапах продвижения товара к потребителю.

Наличие штриховых кодов на товарах позволяет реализовать технологию управления товарными потоками на складе предприятия и оптовой базе, дающую возможность в любой момент времени знать, какой товар имеется в наличии и где он находится. Достигается это благодаря идентификации товаров, мест хранения, групповой тары. рабочих мест операторов. Любое перемещение предметов на складе сопровождается считыванием штриховых кодов и регистрацией происходящих изменений. Это позволяет автоматизировать различные функции управления и обеспечивать управление в реальном масштабе времени. Повышается эффективность всех операций, связанных с приемом, размещением, отбором и отгрузкой готовой продукции. В автоматическом режиме осуществляется подготовка комплектовочных и отгрузочных документов, форм материального учета и отчетности. Экономический эффект от внедрения технологий штрихового кодирования достигается благодаря ускорению оборачиваемости оборотных средств, обеспечению оперативного управления производственными запасами, снижению внутрискладских издержек, уменьшению потерь товаров и т.д.

Технологии штрихового кодирования весьма эффективно применяются в розничной торговле. Наличие штриховых кодов на товарах позволяет полностью автоматизировать процесс управления движением товаров от момента их поступления в магазин до продажи покупателю. Любые операции с каждой единицей товара оперативно учитываются в центральном компьютере магазина, обеспечивая возможность автоматически контролировать динамику продажи товаров, изменение товарных запасов. На основе этого производится дозаказ товаров и эффективное управление ценообразованием, автоматизация бухгалтерской деятельности, создаются комфортные условия для проведения аналитической работы в ассортиментных подразделениях, а следовательно, существенно улучшается вся финансово-коммерческая деятельность торгового предприятия.

Штриховое кодирование

Это метод автоматизированного сбора данных самого различного характера. С его помощью можно быстро и точно собирать и передавать информацию в учетную систему. К тому же он надежен и не столь дорог по сравнению с другими методами сбора статистических данных. Источником информации при этом является штриховой код, представляющий собой чередование штрихов и промежутков разной ширины. Такими штрихами закодирована либо цифровая, либо буквенная информация. Для расшифровки штриховых кодов пользуются специальным приспособлением - сканером. Луч от светового карандаша или от подвижного лазерного устройства, направляется на штрихи и отражаясь от линий, передается в устройство для считывания. Отраженный луч преобразуется в электрические сигналы разной силы (в зависимости от ширины штрихов и промежутков), которые затем и расшифровываются в виде цифр и букв.

Разновидности штриховых кодов

В Глоссарии Международной ассоциации производителей оборудования штрихового кодирования (AIM) понятие СИМВОЛИКА ШТРИХОВОГО КОДА имеет следующее определение: "...любая из стандартных систем представления данных в виде темных штрихов и светлых пробелов между ними, каждая из которых имеет свои собственные правила построения символов из принятого набора". Символика определяет набор входящих в нее символов, коды начала и конца, длину штрихового кода и т.д.

Информация в символе штрихового кода определяется шириной штрихов и пробелов (точнее говоря, их соотношением). Высота не содержит информационною смысла и выбирается из соображений легкости считывания - она должна обеспечить пересечение лучом сканера всех штрихов кода. Линейные поперечные размеры штрихов и пробелов кратны целому количеству линейных элементов, называемых "модулями". Для конкретного штрихового кода (символа) значение модуля постоянно, хотя в одной и той же символике могут применяться различные по размеру модули. Например, в символике EAN-13 модуль может варьироваться от 0,264 до 0,66 мм.

Штриховые коды можно условно разделить на два типа: товарные коды и технологические. Товарные коды были созданы специально для однозначной идентификации производимых товаров, учета их при транспортировке и управления складскими и торговыми процессами. К ним относятся код UPC применяемый в США и Канаде, и код EAN-13, созданный в Европе на основе кода UPC и используемый в 87 странах на всех континентах. Этот цифровой код широко распространен в пищевой промышленности. В основном он используется в розничной и оптовой торговле и является комплексным кодом с точки зрения печатания и считывания. Наряду с ним используется код групповой упаковки товаров ITF-14.

CODE 39 Самый распространенный промышленный код, который может содержать не только цифровую информацию, но и алфавитную. Во многих странах мира он стал промышленным стандартом. Используя этот код можно закодировать 42 характеристики. INTERLEAVED 2 of 5 Этот код ограничивается только цифровой информацией. Он является идеальным для кодирования большого объема информации на малых площадях, поскольку, применяя линии для кодирования одной цифры, кодирует следующую цифру в промежутках. Таким образом, площадь, необходимая для размещения кода, сокращается на половину.

ODEBAR Данный код отличается высокой надежностью и широко применяется в медицинской промышленности, особенно при переливании крови. Это тоже цифровой код, но он имеет и несколько алфавитных вариантов.

В распоряжении пользователей имеется и ряд других символик, например код 128, код 93, код 460, код 469, код 978, ISBN. ISSN и т.д.

Штриховые коды применяются в разных сферах деловой жизни, особенно широко в торговле, промышленности, складском учете, библиотечном деле, издательско - книготорговой деятельности и т.д.

Способы кодирования информации

Линейные

Линейными называются штрихкоды, читаемые в одном направлении (по горизонтали).
В подобном коде символ представлен последовательностью знаков, выстроенных в одну линию. Линейные символики позволяют кодировать небольшой объём информации
(до 20—30 символов, обычно цифр).

Двухмерные

Двумерный Штрих-код

Двухмерными называются символики, разработанные для кодирования большого объёма информации. Расшифровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). В настоящее время наиболее распространён вид двухмерного штрихкода Aztec. В каждом символе можно выделить область мишени и область данных. Мишень представляет собой набор концентрических квадратов и служит для определения геометрического центра символа в процессе его  декодирования. Символ состоит из двух и более смежных по вертикали строк-знаков символа штрихового кода. В двумерных кодах можно закодировать существенно больший объем информации.

Этапы технологии штрихового кодирования

Создание штрихового кода
  • Для создания штрихового кода необходимо специальное программное обеспечение, которое поставляется вместе с принтерами этикеток.
Печать и маркировка товара штриховым кодом
Штриховой код можно напечатать различными способами.
  • На предприятиях с большим объемом производства выгоднее печатать штрих-код типографским способом вместе с ярлыком или упаковкой товара.
  • Для печати этикеток в количестве от десяти до десяти тысяч (для единичного и серийного производства) оправдано использование принтеров этикеток. Также эти принтеры применяются, если штрих-код должен быть уникальным или приходится  часто менять информацию на этикетке.
  • Если планируется печатать немного, например, до десяти штук в день, то этикетки можно напечатать на обычном лазерном принтере.

Чтение штрихового кода
Для чтения штрихового кода используются различные устройства, в том числе сканеры штрих-кода и терминалы сбора данных. Чтение штрихового кода возможно с любой поверхности, затем полученная информация может быть перенесена в компьютер для последующего анализа. Применение терминалов сбора данных позволяет использовать процессор и внутреннюю память устройства для, в случае необходимости, проведения промежуточной обработки полученных данных.

Аппаратура и методы нанесения штриховых кодов

При нанесении штрихового кода необходимо выполнить следующие правила:
  • добиться максимума контрастности между штрихом и пробелом;
  • строго соблюсти стандартное соотношение ширины штрихов и пробелов между ними;
  • добиться максимально четкой границы между штрихом и пробелом.

При необходимости нанести один и тот же символ на большое количество объектов лучше всего применить один из традиционных полиграфических процессов. На компьютере может быть изготовлен промежуточный образ символа - пленочный оригинал-макет, который «штриховики» обычно называют мастер-фильмом. Для этой цели применяются специальные программные средства или дополнения к известным издательским пакетам, а из оборудования потребуется фотонаборный автомат. С мастер-фильма изображение переносится на печатную форму, которая затем используется для печати тиража.

Необходимо отметить, что при любом полиграфическом процессе геометрические размеры напечатанного образа несколько отличаются от оригинальных. Это связано с процессами растаскивания и впитывания краски в поверхность материала, на котором производится печать. Конкретные размеры искажений зависят от многих факторов и индивидуальны для каждого типа полиграфического процесса, применяемого оборудования и т.д. Для печати штриховых кодов эти искажения особенно опасны, так как при превышении допуска на геометрические характеристики кода (а допуск здесь, понятно, невелик) код становится нечитаемым со всеми вытекающими отсюда проблемами. Для компенсации систематической ошибки применяется метод BWR (bar width reduction) - редукции ширин штрихов штрихового кода, внесение поправок по которому предусмотрено в используемых программах.

Вторая, также часто возникающая ситуация имеет место тогда, когда содержимое кода заранее неизвестно и определяется текущей информацией (например, номер партии товара, вес, идентификатор получателя и т.д.). В таких случаях применяется одна из технологий изготовления носителя с нанесенным штриховым кодом "на месте".

Обычно она состоит в подключении лазерного, струйного или сублимационного (термотрансферного) принтера к компьютеру, установленному на рабочем месте и связанному с компьютерной системой управления. В этом случае можно вывести на печать сформированный в системе документ в виде соответствующего ему штрихового кода. Сам процесс полностью находится под контролем пользователя. Само по себе это выгодно, но связано с рядом проблем. Качество печати зависит только от мер, принимаемых самим пользователем, поэтому он должен заботиться о постоянном соблюдении технических требований к качеству нанесения штрихового кода. Желательно использовать для этой цели специальную верификационную аппаратуру.

Если носителем является обычная бумага, больших проблем не возникает. Однако штриховые коды часто печатают на липких этикетках, когда нагрев носителя, который происходит во время печати в лазерных принтерах, недопустим (клей будет расплавляться и вытекать из-под этикетки, что приведет к выходу принтера из строя). Существуют, правда, этикетки на высокотемпературных клеях, но они стоят гораздо дороже обычных и не всегда применимы по экономическим соображениям. Струйные принтеры не подвержены этой беде, но их производительность заметно ниже и может не обеспечить технологической потребности в печати штриховых кодов при большой нагрузке. Кроме того, из-за фиксированного размера чернильной капли штриховой код может наноситься только с модулем, кратным этому размеру.

Поэтому для оперативной печати большого числа липких этикеток (от тысяч до десятков тысяч штук в день) используются специальные принтеры с печатью, основанной на принципе термопереноса. Они используют термоголовку, состоящую из множества тонких волосков, расположенных в линию перпендикулярно направлению печати. Каждый волосок управляется независимо от остальных и при подаче на него определенного напряжения моментально нагревается до температуры 120-200°С, обеспечивая "взрывной" перенос краски и связующего вещества с расположенного под ним участка красящей ленты на носитель. Вертикальная линия на отпечатке формируется благодаря протаскиванию бумажной ленты с расположенными на ней этикетками.

Эта технология позволяет получить качественную печать при использовании специальных носителей, как на бумажной, так и на различных синтетических основах. Существует также технология печати на термочувствительной бумаге, при которой не требуется красящая лента, но следует иметь в виду, что такая бумага со временем сереет, и штриховой код перестает с нее считываться. Такие этикетки применяют в случаях, когда срок их использования не превышает 2-4 месяцев, они не подвергаются воздействию погодных условий, повышенной температуры, прямых солнечных лучей.

Качество печати при производстве этикеток является критическим параметром всей системы идентифицирования и, как следствие, системы управления, если она основана на автоматической идентификации посредством штриховых кодов. Поэтому особенно нелепо выглядит ситуация, когда установлено дорогостоящее оборудование, потрачены средства на разработку и внедрение сложной технологии, а препятствием к успешной работе становится желание получить грошовую экономию на носителях штриховых кодов.

Преимущества технологии штрихового кодирования

Улучшение точности ввода данных – одна из основных мотиваций для внедрения системы штрихового кодирования. Зачастую, сбор данных, являясь основой всех действий, позволят компании создавать точные отчеты и делать реалистичные прогнозы о будущих действиях и потребностях. Поскольку ввод данных играет такую критическую роль в действиях компании, очень важно определить диапазон погрешностей ошибок при вводе данных, в котором полученные значения будут удовлетворять заданным условиям. Компании, в которых внедрена система штрих кодирования, позволяющая оператору считывать штрих-код сканером, вместо того, чтобы вводить числа с клавиатуры, обычно получают 99% точность при вводе данных. Для компаний, в которых небольшие ошибки при сборе данных не играют большой роли, разница между 85% и 99% может показаться не столь критичной. Но для организаций, у которых небольшая ошибка при вводе данных может привести к катастрофическим последствиям, например, больницы, лаборатории и производственные компании, цель заключается в достижении 100% точности ввода данных. Штриховое кодирование – лучший инструмент для всех этих организаций, дающий уверенность в соответствии вводимых и исходных данных и, таким образом, существенно снижающий влияние человеческих ошибок на процесс сбора данных.