Зачем нужен штрихкод?

Опубликовано: 26.04.2010
Версия текста: 1.0
История создания
Применение
Виды штрихкода
Печать штрихкода
Считывание штрихкода
Основные параметры штрих-кодовых символик
Пять преимуществ штрихкодов

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 учёта 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 создания

Штриховое кодирование изобрёл 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, жёстко 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 удаётся считывать код с помощью светового пятна диаметром всего в четверть миллиметра. Штриховой код позволяет считывать в ПК 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 чёткого рисунка полос и пространства между ними, иллюстрирующий машинный код букв и чисел в двоичной системе, который закрепляется за каждым товаром. Самое главное преимущество штрихкода в том, что он легко "прочитывается" электроникой путём измерения интенсивности отражения света от чёрных и белых полос и может автоматически обрабатываться компьютером. Это даёт возможность решить одну из самых сложных компьютерных проблем – ввод данных, почти полностью исключив ошибки. Это связано с тем, что ПК легче считывает широкие и узкие штрихи и промежутки между ними, чем буквы и цифры.

Самый простой способ ввода информации в ПК 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. 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.

ПРИМЕЧАНИЕ
Установлено, что оператор допускает при ручном вводе данных в среднем одну ошибку на каждые 300 печатных знаков.

В настоящее штриховое кодирование информации широко применяется в коммерческой деятельности, транспортных и складских системах, сфере учёта материальных запасов, в технологических процессах и др. Системы штрихового кодирования очень эффективны и предприятиям-изготовителям, и распределяющим центрам товаров (оптовым торговым фирмам и предприятиям), и потребителям. Штрихкод присутствует во всех документах, фиксирующих товарные операции, что позволяет, в частности, в сфере розничной торговли сократить время на формирование цен, уменьшить вероятность допустить ошибки на контрольно-кассовом месте, 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.

Использование штрихкодов в системе торговли упрощает труд кассира, приблизительно на 30% сокращает время получения покупателем чека за купленный товар и ввода данных в компьютер. Для этого кассиру достаточно провести сканером штрихкода над наклейкой с изображением штрихкода, и на табло сразу высвечивается цена товара и его название. 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 объём продаж увеличивается, а товарные остатки в любой момент можно проконтролировать.

Автоматизированный учёт проданных товаров можно провести в любое время, что позволяет по мере надобности подавать со склада необходимый товар. Это даёт 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 штрихкода контролируется и качество продукции, и ее соответствие первоначально заданному образцу.

Виды штрихкода

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. Сокращённый 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.

Международные коды применяют как внутри страны, так и за ее пределами. При этом коды, нанесённые 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 весового товара, хотя при необходимости они могут быть прочитаны и в другой стране. Локальные коды преследуют вполне определённые цели, их использует торговое предприятие только в системе управления данного предприятия. Использование международных кодов сокращает время обработки грузопотоков за счёт компьютерной обработки информации, считанной с использованием ручных или стационарных сканирующих устройств.

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

В одномерном штриховом коде каждая цифра кодируется определённым числом штрихов и пробелов, которые имеют соответствующую ширину и расположение в отведённом 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 рисунке 1.

Рисунок 1.

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.

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 штрихкодом), встроенное программное обеспечение специализированного принтера для печати штрихкодов (информация в явном виде посылается в принтер, который имеет встроенные функции преобразования в штрихкод и соответственно печати).

Печать штрихкода

Для того чтобы нанести штриховой код на ту или иную бумажную упаковку, есть два принципиально разных пути. В первом случае штриховой код наносят в типографии, где изготавливается сама упаковка с нанесённым штрихкодом. 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 затрат в оборудование и программное обеспечение для печати этикеток, поэтому стоимость такой этикетки будет несколько выше, чем этикетки, напечатанной в типографии. Но зато Вы получаете гибкость в решении вопросов печати этикеток.

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, рассечённых на этикетки необходимого размера. Этим способом легко напечатать штриховой код практически из любого Windows-приложения (Word, Excel, CorelDRAW и др.), причём некоторые из них, например CorelDRAW, имеют встроенные механизмы для работы со штриховым кодом. Другие программы, лишённые встроенных механизмов работы со штрихкодом, следует настроить соответствующим образом (или установить соответствующий шрифт, запрограммировать макрос в VBA).

Использование обычных принтеров имеет свои сложности. Во-первых, для генерации в них штрих-кода понадобятся TrueType-шрифты, о которых также надо позаботиться заранее. Во-вторых, генерация штрихового кода с помощью TrueType-шрифта требует от пользователя определённой подготовки, а в самой печати его на обычном принтере есть определённые нюансы. Расстояние между чёрными 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, рассечённые на этикетки. Спрашивайте в ИКС-Маркет. 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 (отделители): 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 штрихкода 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 штрихкода

Основная задача в нашей отрасли идентификации продукции – быстро и качественно считать штрихкод и ввести данные в компьютер, решается по разному. Существует несколько технологий считывания кода, основанные, впрочем, на едином базовом принципе – подсветка штрихкода и сбор отражённого света для обработки процессором. Одна из подобных технологий, световое перо, уже давно практически не используется, другие застыли в своём развитии и совершенствуются только качественно, третьи, появившись недавно имеют хорошие перспективы благодаря использованию технических достижений сегодняшнего дня.

Прежде всего хотелось бы отметить, что неправильно судить о качестве работы сканера по его названию. Говорить о том, что "лазерный" сканер круче "светодиодного" только потому, что он "лазерный" не зная о технических и конструктивных особенностях каждого их этих способов это все равно, что говорить о том, что карандаш это круче, чем ручка. И тем и тем мы пользуемся, чтобы писать, а подсвечивать штрихкод все равно чем-нибудь да нужно.

На самом деле название "лазерный" и "светодиодный" говорит только об одном – о типе источника подсветки, используемого в соответствующей технологии – и не является исчерпывающей качественной характеристикой. На самом деле у каждого их этих способов есть свои преимущества и недостатки, краткое описание существующих на сегодня технологий и их особенностях и предлагается вашему вниманию.

CCD (светодиодный) сканер

Один из самых первых способов сканирования. Для подсветки штрихкода используются светодиоды, они дают неяркий размытый луч; отражённый свет собирается стеклянным зеркалом и проецируется на ПЗС матрицу. Расстояние считывания – от контакта до 2-3 см. от штрихкода, при этом сам код должен быть весьма хорошего качества и контраста. Также, возникают трудности при считывании штрихкода с криволинейных поверхностей. В настоящее время CCD технология используется только в дешёвых сканерах, тем не менее данный тип сканера от серьёзного производителя является тем выбором, который вполне оправдывает себя при небольших объёмах сканирования.

Лазерный сканер

Технология изобретена в начале 70-х годов, с тех пор практически не изменилась. Для подсветки штрихкода используется лазерный диод, луч развёртывается механическим элементом – качающимся зеркалом. Главное достоинство лазерной технологии – расстояние считывания штрихкода. Оно, в зависимости от модели, может достигать нескольких метров. Лазерный сканер работает, по сути, по узкой линии, которая "вырезается" для анализа тонким лазерным лучом. В связи с этим возникают проблемы при считывании плохо-пропечатанных кодов – испорченный участок кода может попасться как раз на пути лазерного луча. Наличие подвижных механических элементов в конструкции лазерного сканера ведет к их возможным поломкам при падениях, что не является гарантийным случаем и может повлечь за собой дорогостоящий ремонт.

Linear imager (линейный фотосканер)

Самая современная на сегодняшний день технология считывания линейного штрихкода. Первые модели появились в 1999 г. Объединяет в себе достоинства светодиодной и лазерной технологий – считывание штрихкода с расстояния и отсутствие движущихся частей в конструкции. Благодаря широкой и чётко сфокусированной подсветке и отсутствию ограничений со стороны механики сканер – imager захватывает более широкую полосу на штрихкоде и лучше остальных справляется с низкоконтрастными и повреждёнными кодами, имеет более высокую скорость считывания и более прочную конструкцию.

ПРИМЕЧАНИЕ
В линейном фото устройстве (linear imager) сложились такие достоинства светодиодных и лазерных технологий как высокая механическая прочность, отсутствие движущихся частей, считывание кода на расстоянии, высокая скорость сканирования и декодирования. Такая универсальность, практически полное отсутствие каких-либо недостатков и отличные характеристики по считыванию штрихкода привели к тому, что линейные фото сканеры успешно вытесняют светодиодные и лазерные сканеры из наиболее широкой области использования – надёжное считывание кода в диапазоне расстояний от 3 до 90 см независимо от области применения.

Area imaging (матричный фотосканер)

Технология будущего. Основана на использовании цифрового фотоаппарата в качестве сканирующего элемента. Штрихкод фотографируется, затем обрабатывается и декодируется внутри сканера. Это позволяет увеличить возможности по сравнению с другими технологиями сканирования. Фотосканер может считывать  –обычные линейные, 2-х мерные, композитные и почтовые штрихкоды, считывать несколько штрихкодов одним нажатием кнопки, считывать штрихкод независимо от его ориентации относительно луча подсветки. Имеется возможность захвата и обработки подписей, фотографирования изображений. Никаких движущихся частей в конструкции.

ПРИМЕЧАНИЕ
В отличие от CCD и лазерной технологий, матричная image технология основана на том, что штрихкод изначально рассматривается не как собственно закодированная в штрихах и промежутках между ними информация, а как изображение, картинка, которую можно, например, сфотографировать. Мощный процессор и продвинутые алгоритмы распознавания и декодирования обрабатывают сфотографированное мини-камерой изображение, благодаря чему возможности матричных фото сканеров намного превышают возможности привычных светодиодных и лазерных сканеров, при этом имея стоимость качественного лазерного сканера.

Некоторые рекомендации по выбору сканера

Как уже отмечалось выше не основывайте свой выбор на названии технологии. "Лазер" или "светодиод" это ярлык, имидж, который, как известно, ничто. Это вторичный признак нужного именно вам сканера. При выборе сканера под свои задачи прежде всего определитесь с типом штрихкода, который вы будете считывать. Тип кода напрямую связан с его размером и косвенно с расстоянием считывания. Торговые розничные коды (EAN, UPC) можно считывать при контакте любым сканером, коды, нанесённые на упаковку удобнее и чаще необходимо считывать с расстояния.

Постарайтесь понять насколько вам важна дистанция считывания, удобнее ли вам "тыкать" сканером в штрихкод или вам, например, больше нравится т.н. комфортная зона считывания – расстояние примерно 10-25 сантиметров от кода (обычно когда предмет со штрихкодом для сканирования берётся в руку). Или вы будете считывать коды с больших неподвижных коробок, установленных где – нибудь на втором ярусе от пола.

Обратите внимание на качество ваших штрихкодов. Если они потёрты или низкоконтрастны, или находятся в условиях яркого освещения следует подумать о том, насколько вам важна быстрая и чёткая работа сканера. Удобно ли будет вам, проклиная авторов устройства в ваших руках, вводить штрихкод вручную с клавиатуры. Помните, что к сканеру быстро привыкают и его неспособность вдруг прочитать нужный штрихкод просто потому, что он неидеального качества приводит не только к снижению эффективности работы, но и к естественному раздражению.

Очень важная характеристика – механическая прочность сканера и его степень защиты от условий окружающей среды. Для складских или промышленных применений или если вы допускаете, что сканер будет часто падать задумайтесь, насколько вам поможет многолетняя гарантия если в результате падений выйдет из строя механические подвижные элементы в конструкции лазерного сканера.

Подумайте о фотосканере. Способность считывания штрихкода независимо от ориентации кода относительно сканирующего луча снимает еще одно ограничение для действительно комфортной работы. Фотосканеры на сегодня являются более дорогим решением, но удобство может быть важнее – например для считывания кода в труднодоступных местах. Ну и кроме того, если вам нужно считывать двухмерные коды, то и выбора у вас нет.

И последнее – если Вы серьёзно подходите к выбору сканера под ваши задачи – не поленитесь подержать каждый сканер в руках, сравнить их – это и будет самым надёжным фактором. Оцените, насколько они комфортны и эргономичные, насколько хорошо они выполняют свои функции. Наша компания поставляет все типы сканеров, которые присутствуют на рынке, в то же время мы предоставляем возможность вам самим провести сравнительное тестирование светодиодных, лазерных и image сканеров. Возможность осознанного выбора помогает отсеять "маркетинг" от реалий и облегчает работу по поиску именно того сканера, который считывает нужные именно вам коды в нужных именно вам обстоятельствах.

Основные параметры штрих-кодовых символик

Пять преимуществ штрихкода

Системы штрихового кодирования обеспечивают множество выгод, включая эксплуатационную эффективность, лучшее обслуживание клиентов, и позволяют получить точную ключевую информацию для делового управления.

Скорость

Штрихкод из двенадцати символов вводиться приблизительно со скоростью, которое требуется оператору, чтобы делать два нажатия клавиши на клавиатуре.

Точность

На каждые 1 000 знаков, напечатанных оператором с клавиатуры, в среднем получим около десяти ошибок и опечаток. Для оптического распознавания текста OCR, получим одна ошибку в каждых 10 000 (десять тысяч) знаков. При считывании штрихкода приблизительно получим одну ошибку на каждых 70 000 000 (семьдесят миллионов) знаков.

Корректность данных

Вероятное число ошибок связанное с подменной символов на 3 400 000 знаков.

Метод ввода данных Кол-во ошибок
Ввод с клавиатуры 10 000
Распознавание OCR300
Сканирование штрихкода1

Простота использования

Операторы сканеров штрихкода обучаются использовать оборудование меньше чем за 15 минут. Затраты на систему ниже чем на другие средства входа данных, из-за простой интеграции сканирующего оборудования с компьютером и программным обеспечением. Этикетки штрихкода могут стоить меньше 1 коп. за штуку, легко читаются тысячами доступных устройств, и могут быть напечатаны обычными офисными принтерами.

Возврат инвестиций

Системы штрихкода имеют в среднем период окупаемости от шести –до восемнадцати месяцев, и при этом они обеспечивают самый высокий уровень надёжности в широком разнообразии приложений сбора данных. Системы штрихкодового сканирования создают ценность не только, экономя время, но также и предотвращая дорогостоящие ошибки связанные с человеческим фактором.
Автоматизация магазинов, складов, переучетов