2D-Barcodes. Klaus Spindler Geschäftsführer Rasterpunkt GmbH

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1 2D-Barcodes Klaus Spindler Geschäftsführer Rasterpunkt GmbH

2 Agenda Warum Identifikation? Welche Arten von Strichcodes gibt es? Beispiele von 1D und 2D Barcodes Unterschiede/Verwendung von 1D und 2D Barcodes Applikationen zum Erstellen von Barcodes Drucken von Barcodes Entscheidungskriterien Anwendungsbeispiel SwissCom Fazit Seite 2

3 Warum Identifikation? Moderne automatische Lager-, Förder- und Produktionssysteme fordern in zunehmendem Maße den Einsatz von Identifikationssystemen. Das wesentliche Merkmal neuer Produktionskonzepte ist die Verknüpfung des Informationsflusses mit dem Materialfluss. So können zu jedem Zeitpunkt und an jedem beliebigen Ort die Fördereinheiten erkannt und flexibel auf jeden Produktionsabschnitt Einfluss genommen werden. Von allen heute im Einsatz befindlichen Identifikationssystemen beträgt der Anteil an optischen Systemen etwa 75%. Der Strichcode, auch Balken- oder Barcode genannt, ermöglicht es auf einfachem Wege, gedruckte Daten maschinelle zu lesen. Zum Einsatz kommt der Strichcode in fast allen Bereichen der Industrie, des Handels, der Behörden und des täglichen Lebens. Seite 3

4 Warum Identifikation? Parallel dazu haben sich eine Reihe von Codes entwickelt, die nicht mehr als Strichcodes bezeichnet werden können, sondern als Matrixcodes. Diese 2D-Codes werden im Bereich der Logistik eingesetzt. Die im Strichcode verschlüsselte Information wird mit Hilfe spezieller Lesegeräte optisch abgetastet, wobei Umwelt- und Betriebseinflüsse maßgebend das Lesen und das sichere Erkennen beeinflussen. Durch das automatische Lesen der Strichcodes mit einem Laser- Scanner oder einer CCD-Kamera kann man die Codierung aus einer bestimmten Entfernung in Bewegung oder im Stillstand erfassen. Dadurch erhält die Industrie bessere Möglichkeiten zur Betriebsdatenerfassung und zur Steuerung ihrer Förder-, Fertigungs- und Lagersysteme. Seite 4

5 Arten von Strichcodes Seite 5

6 Arten von Strichcodes 1D-Code ( ) 2D-Code ( ) Standard Code Stapel Code Matrix Code n mal 4711 Eine Dimension kann nur eine beschränkte Anzahl von Zeichen aufnehmen. Der Lesevorgang muss in horizontaler Richtung ablaufen. Etabliert als Standard haben sich vor allem: 1.EN 797 EAN/UPC (Handel) 2.EN 799 Code 128 (Materialfluß, Logistik, Lager) Seite 6

7 Arten von Strichcodes 1D-Code ( ) 2D-Code ( ) Standard Code Stapel Code Matrix Code n mal 4711 Verkettung einzelner Strichcodes (Stapelung), dabei erhöht sich die mögliche Anzahl der Daten erheblich. Eine Prüfziffer über die gesamte Codeanordnung gewährleistet die Datensicherheit. Der Einsatz der Lesetechnik ist im Vergleich zu Standard Strichcodes nur mit geringen Mehraufwand verbunden. Als Standard hat sich PDF417 entwickelt. Seite 7

8 Arten von Strichcodes 1D-Code ( ) 2D-Code ( ) Standard Code Stapel Code Matrix Code n mal 4711 Diese Codes können eigentlich nicht mehr als Strichcodes bezeichnet werden. Eine selbstkorrigierender Fehlerkorrekturalgorithmus gewährleistet die Datensicherheit. Es können eine Vielzahl von Zeichen codiert werden. Einige Codes erlauben sogar die omnidirektionale Lesbarkeit. Diese Lesbarkeit und die Fehlerkorrektur erhöhen die Toleranz gegenüber störenden Einflüssen im Produktionsablauf erheblich. Seite 8

9 Arten von Strichcodes 1D-Code ( ) 2D-Code ( ) Standard Code Stapel Code Matrix Code n mal 4711 Speziell für die Aufgaben der omnidirektionalen Paketsortierung wurde der MaxiCode entwickelt, um schnell und sicher sortieren zu können (z.b. UPS). Der DataMatrix Code wurde vor allem in Richtung des kleinen Platzbedarf hin entwickelt. Er ist sehr kompakt, sicher und erlaubt eine Vielzahl unterschiedlicher Zeichen und Schriftsätze. Seite 9

10 Beispiele Standard-Codes UPC Stapelcodes PDF 417 Code 16K Codabar Code 128 Code 39 Code 49 Matrixcodes MaxiCode QR-Code Code 2/5 Data Matrix Seite 10

11 Unterschiede/Verwendung Der 2D Barcode kann zwar eine viel größere Menge von Daten speichern, wird jedoch den 1D Barcode nicht ersetzten. Die Barcode-Technologien werden parallel existieren. Die 1D Barcodes werden vor allem im Handel eingesetzt, wie der UPC (Universal Product Code). Die 2D Codes spielen vor allem in der Logistik eine große Rolle. Seite 11

12 Unterschiede/Verwendung Produktion Paketdienste Konsumgüter Elektrotechnischer Handel Elektronik Indiustrie Automobil Industrie Stahl Industrie Chemie Industrie Medizin/ Pharma Bereic h Spedition 1D-Codes Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja 2/5 Interleaved Code Code EAN EAN D-Codes Ja Ja Nein Nein Ja Nein Nein Nein Ja Ja Stapelcodes Nein Nein - - Nein Ja Ja Code 16k Code Codablock PDF Matrixcodes Ja Ja - - Ja Ja Ja Data Matrix MaxiCode Quelle: Seite 12

13 Applikationen Barcodes lassen sich auf verschiedene Arten erstellen: 1. Images Mit Grafischen Oberflächen wie z.b. BarTender zum Anfertigen von Grafiken. Diverse andere Techniken, wie Programmierkomponenten (z.b. ActiveX), um Barcodes zu erstellen und in verschiedenen Dokumenten einzufügen. 2. Fonts (Herunterladen von Fonts zum Drucker) Mit Fonteditoren wie z.b. Elixir zum kreieren von Barcode Fonts (z.b. AFP-Fonts oder PCL Truetyp-Fonts), die vom Datenstrom aus referenziert werden. 3. Firmware des Druckers (AFP) Mit PPFA zum Erstellen von BCOCA (Bar Code Object Content Architecture) -AFP-Objekten im AFPDS Datenstrom. Aufbau des Barcodes durch den Drucker. Seite 13

14 Applikationen Die Grafiken lassen sich in verschiedenste Formate exportieren und können somit in verschiedene Dokumente eingebunden werden (Beispiel: BarTender). Seite 14

15 Applikationen Mit Elixir ist es möglich, Barcode-Fonts zu erstellen. Seite 15

16 Applikationen Die AFP-Architektur bietet die Möglichkeit mittels PPFA Barcodes zu erstellen Frau Stumpf 3Lieferschein Freiburg, den Zeitloses Maß in maßloser,meves,christa 5 0,00 0,00 0,00 0,00 DM 0,00... Zeilendaten field start 23 length 10 /* Rechn 4. pos (Barcode links) */ position /* absolut */ barcode bc39 type CODE39 HRI on height 15 modwidth 8 SSASTERISK on; Das Pagedef wird mittels BCOCA in den AFP-Datenstrom eingebunden. Die AFP-Drucker erstellen mit diesen Informationen den Barcode. Pagedef Seite 16

17 Applikationen Images + Druckerunabhängig + leicht verifizierbar mit Grafikprogrammen - Kosten für das Barcode-Programm -Datenstromgröße - Performance - Auflösungsabhängig Barcode-Fonts + Wenn Sie heruntergeladen sind recht schnell + In fast jede Umgebung integrierbar (Betriebssystemunabhängig) - Fonts müssen gekauft werden - Drucker muss das Herunterladen der Fonts unterstützten Seite 17

18 Applikationen AFP + Rechenzeit + Datenstromgröße + Qualität (Auflösungsunabhängig) + Auch Barcode-Fonts nutzbar - Kosten (lohnt sich aufgrund der Hardwarekosten erst ab einer gewissen Stückzahl) Seite 18

19 Drucken - Qualität Je besser die Druckqualität, desto einfacher und sicherer werden die Lesbarkeit des Strichcodes und die Erstleserate und desto geringer ist die Gefahr der Falschlesung durch Substitution einer anderen Strich-Lücken-Sequenz. Die Beispiele zeigen, dass der tatsächlich gedruckte Strichcode (Offsetdruck oder Matrixdruck) sich sehr viel schlechter darstellt als ein Foto-Code. Das heißt, daß die Lesegeräte diese Druckunzulänglichkeiten mit verarbeiten müssen. Seite 19

20 Drucken Qualität - Druckbeispiele Matrix-Drucker Thermotransfer-Dr. Inkjet-Drucker Thermo-Drucker Laserdrucker Fotosatz-Etiketten-Dr. Seite 20

21 Drucken - Techniken Images Barcode-Fonts Barcode SIMM s BCOCA AFP - PCL - PostScript - AFP bietet als einzige Technik die Möglichkeit, auflösungsunabhängige Barcodes herzustellen (BCOCA), was in Bezug auf Qualität, Geschwindigkeit und Flexibilität enorme Vorteile mit sich bringt. Seite 21

22 Entscheidungskriterien Möglichst einen kurzen Strichcode verwenden. Möglichst einfache Strichcodes verwenden. Geeignete Drucktechniken wählen. Die Modulbreite (das schmalste Element in einem Strichcode) muß auf das Auflösungsvermögen des Lesegerätes angepaßt werden (zum Beispiel bei Verschmutzungsgefahr, max. Leseentfernung). Seite 22

23 Beispiel SwissCom Rasterpunkt GmbH realisierte mit AFP einen 2D-Barcodedruck auf den jeweiligen Dokumenten der SwissCom. Der eigentliche Nutzen besteht darin, eine Informationsquelle zu haben, die den Produktionsfluss unbeschadet übersteht und an jeder Stelle im Fluss überprüfbar ist. AFP bietet zwar die Möglichkeit, den Druck genauestens zu verifizieren, jedoch sind auf dem Weg vom Drucker bis hin zur eigentlichen Versendung des Dokumentes noch einige Produktionsschritte erforderlich, die einige Dokumente möglicherweise nicht unbeschadet überstehen. Um die fehlenden Dokumente zu identifizieren, bietet sich das Identifikationssystem 2D-Barcode an. Seite 23

24 Beispiel SwissCom Seite 24

25 Beispiel SwissCom Vorteile des DataMatrix Codes: Es können bis zu 2334 ASCII-Zeichen (7 Bit) oder 3116 Ziffern codiert werden, d.h. alle relevanten Daten wie z.b. Sender/Empfänger, Datum etc. auf der Matrix abgebildet werden. Eine senkrechte und waagrechte Umrandung beschreiben eine Ecke, die als Orientierung für die Lesung dient. Somit muss nicht wie bei 1D-Codes das Lesen in horizontaler Richtung geschehen, es genügt eine Erfassung der Matrix, die Richtung spielt dabei keine Rolle (omnidirektionale Lesbarkeit), was im Produktionsfluss eine größere Toleranz bedeutet. Der Code ist sehr kompakt und sehr sicher, da er mit einem mächtigen Fehlerkorrekturalgorithmus ausgestattet ist (Rekonstruktion bis zu einer Beschädigung von 25%). Nachteil: Es müssen spezielle Lesegeräte verwendet werden, die mit Bildverarbeitungssystemen ausgestattet sind. Seite 25

26 Fazit Im Transaktionsdruck ist die Erstellung von Barcodes mittels AFP die beste Wahl. Die Barcodes können in punkto Art, Größe und Codierung via PPFA (BCOCA) am flexibelsten gestaltet und verändert werden. Für kleinere Anwendungen und Stückzahlen wird sich der Anwender für das Erstellen von Barcode-Images entscheiden. Seite 26