Маркировка двухмерным кодом Data Matrix

Одним из важнейших элементов системы управления бизнес-процессами, во многом определяющим эффективность ее функционирования, является механизм идентификаций.

Проблема идентификации - процедуры маркировки и этикетирования, многогранна и распространяется, в соответствии с идеологией стандартов ИСО серии 9000, на материалы, комплектующие изделия, готовую продукцию, документацию, контрольно-измерительные приборы и т.д.

В соответствии с международными стандартами можно выделить три бизнес-процесса, реализуемых посредством механизма идентификаций:

Прослеживаемость - это возможность отслеживания движения, местонахождения и происхождения изделия на всех стадиях производства, обработки и распределения. Для внедрения прослеживаемости необходимо на всех этапах цепи поставки внедрять решения, дающие возможность определить происхождение, местоположение, маршрут движения изделия. Эффективная система прослеживания должна позволять отследить изделия вниз или вверх по цепи поставки, т.е. ответить на вопросы «Где?» находится интересующий Вас объект и «Откуда?» он пришел, т.е. определить происхождение объекта.

Отслеживание движения и местонахождения (трекинг) - комплекс мер, позволяющий идентифицировать изделие по всей цепи поставки в соответствии с одним или несколькими критериями (например – артикул изделия в каталоге производителя и т.д.). Трекинг используется на практике при необходимости отзыва изделия. Другими словами, трекинг дает возможность отследить маршрут перемещения искомого изделия по мере их перемещения «вниз» по цепи поставок. Трекинг используется для определения наличия изделий, управления товарно-материальными запасами и для материально-технического обеспечения. Основное внимание обращается на отслеживание перемещения изделия от пункта его происхождения до пункта использования.    

Отслеживание происхождения (трейсинг) позволяет по нескольким поисковым критериям определить место происхождения и связанные с этим характеристики конкретного изделия на любом этапе цепи поставки. Трейсинг применяется  для идентификации происхождения каких-либо проблем, связанных с качеством изделия. Другими словами, трейсинг обеспечивает возможность идентификации происхождения данного изделия в направлении «вверх» по цепи поставок по записям, сделанным на предыдущих этапах движения.

При этом, подавляющее большинство российских компаний (вне зависимости от отрасли, в которой они осуществляют свою деятельность) рассматривают маркировку собственных активов (основных средств, инструмента и оборудования, материалов, средств автотранспорта, и т.п.) только лишь в контексте решения задач инвентаризации на объектах компании.

В то же время, совершенно игнорируются важнейшие и, очевидные, аспекты применения идентификации (маркировки):

• возможность идентифицировать материальные активы с целью противодействия их хищениям;
• возможность доказать права собственности, в случае, если похищенные активы обнаружены.

Data Matrix - эффективный инструмент контроля активов и предотвращения хищений

Ошибочно полагать, что сам факт наличия маркировки предотвратит хищения материальных активов.

Маркировка – первый и обязательный, но не единственный инструмент в борьбе с хищениями.

При этом, от правильно выбранной технологии идентификации, методики её выполнения и управления информацией будет зависеть эффективность применения маркировки в тех или иных случаях.

Существующее положение дел

Тот факт, что в мире маркировка изделий является важнейшим механизмом контроля правильности выполнения множества производственных процессов не может являться гарантией предотвращения хищений материальных активов компаний. А широкое использование во многих отраслях российской промышленности примитивной, ручной технологии маркировки клеймами, в силу крайне низкой производительности и ограничений применения, и вовсе не может рассматриваться как полноценная маркировка.

Данная маркировка называется «открытой», наносится в удобном (открытом), для быстрого её обнаружения месте и как правило содержит минимум (зачастую – в сокращённой форме) информации.

Она наносится единожды – в одном месте; может наноситься непосредственно на изделие, или на устанавливаемую на изделие информационную табличку.

Главная цель такой маркировки - идентификация производителя (реже - собственника) и изделия как такового (наименование или артикул, краткие данные, и т.п.).

Найти и уничтожить такую маркировку не составляет ни какого труда, тем более, что глубина ручного клеймения твёрдых металлических сплавов очень маленькая а информационные таблички изготавливаются из мягких материалов – алюминиевые сплавы или оцинкованная сталь – толщиной 1-2 мм.

Методы повышения надёжности маркировки:

Маркировка с использованием двухмерного (2D) кода Data Matrix

Рис.1 - Пример кода Data Matrix

Двухмерные коды начинают все шире использоваться в тех случаях, когда для обеспечения определенных процессов или работы персонала требуется более подробная информация. 

Например, при техническом обслуживании в полевых условиях персоналу, не имеющему доступа к удаленной базе данных, достаточно сканировать двухмерный код, размещённый на оборудовании, чтобы получить информацию, необходимую для выполнения соответствующих работ.

Рис. 2 - Пример использования двухмерного кода для идентификации бурильного долота

1. Считывание ручным сканером кода Data Matrix
2. Передача изображения со сканера в портативный компьютер (КПК) по радиоканалу (Bluetooth)
3. Декодирование кода Data Matrix - получение идентификатора долота.
4. Передача идентификатора долота на сервер Компании:
   - в зоне действия беспроводной вычислительной сети Компании – по Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n/d/h/i/k/r); вне зоны Wi-Fi сети Компании
   - по каналам сотовой связи (LTE, UMTS/HSPA/HSPA+, GSM/GPRS/EDGE).
5. Получение на КПК информации о долоте.

Рис. 3 - Пример использования двухмерного кода для идентификации бурильного долота

1. Ручной ввод идентификатора долота, нанесённого в цифровом виде
2. Передача идентификатора долота на сервер Компании:
   - в зоне действия беспроводной вычислительной сети Компании – по Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n/d/h/i/k/r);
   - вне зоны Wi-Fi сети Компании - по каналам сотовой связи (LTE, UMTS/HSPA/HSPA+, GSM/GPRS/EDGE).
3. Получение по радиоканалу (от сервера Компании) на КПК информации о долоте.

* ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. КОДИРОВАНИЕ ШТРИХОВОЕ. Спецификация символики Data Matrix (Дата Матрикс)».

Кодирование кириллицы с помощью двухмерных (2D) кодов

Технологии прямого нанесения кода Data Matrix

За время жизненного цикла металлического изделия возникают различные явления, такие как абразивные воздействия, коррозия, что сильно влияет на считываемость нанесённого Data MatrixÔ кода. Тем не менее, правильно выбранные параметры маркировки способом гарантируют долговечность и работоспособность кода Data Matrix даже в самых сложных условиях.

Достоинством автоматизированного ударно-точечного метода нанесения Data Matrix являются:

• Сравнительно невысокая стоимость маркировочного оборудования;
• Надёжная технология маркировки - остаточная пластическая деформация верхнего слоя металла не приводит к ухудшению прочностных свойств изделия.

Существенным недостатком нанесения Data Matrix подобным способом является то, что след маркировочной иглы формирует конусное углубление, отражающее падающий свет с разной интенсивностью, которая зависит от угла освещения.

Рис. 4 - Пример нанесения Data Matrix методом ударно-точечной маркировки

Рис. 5 - Пример нанесения Data Matrix методом ударно-точечной маркировки

Преимуществом лазерного метода нанесения Data Matrix являются:

• Возможность нанесения кода размером от 10х10 до 144х144 модуля, при этом – варьируя размер самого модуля (ячейки); для ударной маркировки, как правило, символ Data MatrixÔ ограничен размером 48х48 модулей;
• Возможность наносить код на очень маленькой площади, гарантируя его высокую контрастность и 100%-ю считываемость;
• Возможность выбора метода лазерной маркировки (гравировка, обесцвечивание, и т.п.) в зависимости от типа материала изделия и требуемой глубины маркировки;
• Очень высокая скорость маркировки, обеспечивающая высокую производительность в составе производственного конвейера.

К недостаткам лазерного метода нанесения Data Matrix можно отнести высокую начальную стоимость маркираторов и невозможность получить большую глубину маркировки за минимальное время.

Рис. 6 - Пример нанесения Data Matrix методом лазерной маркировки

Рис. 7 - Пример нанесения Data Matrix методом лазерной маркировки

Рис. 8 - Пример нанесения Data Matrix методом лазерной маркировки

Рис. 9 - Пример нанесения Data Matrix методом лазерной маркировки

Минимальный размер модуля/ячейки кода Data Matrix в зависимости от шероховатости поверхности изделия (при прямой маркировке на изделии из металла)

В случае прямого нанесения кода Data Matrix на поверхность изделия (из металла) рекомендуемая шероховатость поверхности должна быть в пределах от 0,2…6,35 мкм (0,0002032 до 0,00635 мм.).

Чтобы программное обеспечение декодирования Data Matrix различало модуль/ячейку данных и соседние неровности поверхности (чтобы гарантировать успешное декодирование) отдельные модули/ячейки данных в символе Data Matrix должны быть больше размера неровностей поверхности - размер модулей/ячеек символа Data Matrix должен быть прямо пропорционален средней шероховатости поверхности изделия.

Рис. 10 - Минимальный размер модуля/ячейки Data Matrix (мм), в зависимостиот шероховатости маркируемой поверхности

Возможные решения

Прямая постоянная маркировка на изделии штрих-кода с информацией – DPM (Direct Part Marking – Прямая Маркировка на Детали).

В данном случае, под «штрих-кодом» (англ. barcode), в контексте его применения в прямой маркировке на изделии (DPM), подразумеваются исключительно двухмерные (2D) коды.

Одномерные (1D) штрих-коды, в силу их маленькой плотности и невысокой надёжности, практически не используются в прямой маркировке (DPM).

В самом полном смысле термина DPM, к прямой маркировке на изделии можно также отнести нанесение символов (букв, цифр, специальных знаков).

В общепринятой практике, прямая маркировка на изделии должна удовлетворять одному из главных требований – она должна позволять полностью автоматизировать процесс её считывания/распознавания (декодирования).

На сегодняшний день для считывания алфавитно-цифровой маркировки используются сложные и дорогие цифровые камеры и программное обеспечение оптического распознавания символов (англ. OCR). При этом, для получения гарантированных результатов считывания/распознавания требуется использование источников света, строгое позиционирование маркировки относительно объектива камеры.

Современные имиджеры (новое поколение цифровых камер-сканеров) для считывания прямой маркировки в виде двухмерных (2D) кодов имеют встроенные источники света, высокоэффективную оптику и программное обеспечение, что позволяет считывать 2D-код при естественном освещении (недостаточном для считывания алфавитно-цифровых символов) а также в случаях, когда поверхность изделия находится под некоторым углом к оптической оси имиджера.

Единственное общее требование, предъявляемое как для алфавитно-цифровой так и для маркировки 2D-кодами – соответствующее состояние (качество) поверхности изделия в месте нанесения маркировки: невысокая шероховатость, отсутствие коррозии (или её следов) и лакокрасочного покрытия.