Новое слово в маркировке

Что такое Data Matrix и как работает

Основная концепция двумерной символики

Data Matrix представляет собой двумерную матричную символику, которая спроектирована таким образом, чтобы вместить как можно больше информации на ограниченное пространство. Звучит просто, но за этим стоит серьезная инженерная работа.

Быстрое и точное считывание Data Matrix гарантировано внедренной системой исправления ошибок и избыточности данных — кодом Рида-Соломона. Это не просто маркетинговый ход, а реальная технология, которая позволяет восстанавливать информацию даже при частичном повреждении метки.

Сколько данных можно закодировать? Маркировка может содержать от одного до 3116 цифровых или 2335 буквенно-цифровых символов. Впечатляет, правда?

Масштабируемость и реальные размеры

Хотя масштаб Data Matrix и может легко изменяться от площади 0,001 до 14 дюймов, реальные размеры зависят от точности маркирующего устройства и оптики считывателя.

Возьмем конкретный пример. Маркировка Data Matrix на рисунке содержит интернет-адрес НПЦ «Интелком» — российского разработчика программного обеспечения для кодирования/декодирования меток на основе технологии Data Matrix.

При печати на принтере 600 dpi при размере площади маркировки 0,3 дюйма² (примерно размер ногтя на пальце) маркировка может быть надежно декодирована любым считывателем. Это факт.

Технологии нанесения матричных кодов

Иглоударная маркировка

Этот метод основан на механическом воздействии острой конусообразной иглы на поверхность материала. Что это дает? Метод показывает большую стойкость к абразивному и химическому воздействию, а также экстремальным температурам.

Существуют пневматические и электромагнитные устройства. Выбор зависит от конкретных задач производства.

Маркировка прочерчиванием

Технология основана на перемещении острого резца по заданной траектории на поверхности детали. Метод обеспечивает высокую точность и четкость изображения.

Лазерная маркировка

А вот это уже интересно. Лазерная маркировка основана на изменении цвета поверхности материала при ее нагреве под воздействием луча лазера. Предварительно на поверхность может быть нанесен тончайший слой краски для контрастности изображения.

Этот метод обладает высокой производительностью в сочетании с достаточной стойкостью к неблагоприятным воздействиям (абразивному и температурному).

Считывание Data Matrix: возможности и ограничения

Технология считывания

Матричные коды Data Matrix обычно считываются видеокамерой ПЗС (прибором с зарядовой связью). Это стандартное решение, которое работает надежно.

Типичные маркировки от 1/8 до 7 дюймов² могут считываться на минимальном расстоянии (вплотную) и с расстояния до 36 миль при выборе подходящего объектива для считывателя. Да-да, вы не ослышались — до 36 миль!

Конечно, такие расстояния требуют специального оборудования. Но для большинства промышленных задач достаточно стандартных решений.

Универсальность применения

Программно-технические решения нанесения и считывания маркировки отработаны практически на всех типах поверхностей. Это важно, потому что в реальном производстве встречаются самые разные материалы.

Ключевые преимущества символики

Стандартизация и емкость

Data Matrix — это не чья-то проприетарная технология. Символика стандартизирована (ISO/IEC 16022) и может использоваться кем угодно без каких-либо лицензионных платежей.

Большая информационная емкость (более 2000 букв или 3000 цифр) позволяет закодировать практически любую необходимую информацию об изделии.

Компактность и скорость

Компактность символа поражает — на микросхемах размер может составлять до 2 мм. При этом высокая скорость распознавания и декодирования обеспечивает эффективность производственных процессов.

Универсальность считывания

Распознавание не зависит от того, нанесено ли темное изображение на светлом фоне или наоборот — светлое изображение на темном фоне. Это существенно упрощает применение технологии.

Символы в поле зрения сканера могут быть ориентированы произвольным образом. Не нужно специально позиционировать изделие — система сама распознает код.

Надежность и долговечность

Использование математических кодов с исправлением ошибок дает возможность восстановить закодированную информацию при повреждениях до 20% поверхности метки. Это серьезный аргумент в пользу технологии.

Модули матрицы могут быть как прямоугольными, так и округлыми, что дает возможность варьировать методы маркировки.

Может применяться для прямой маркировки изделий, что избавляет от необходимости использования этикеток и затрат/проблем, связанных с ними. Срок жизни метки равен сроку жизни изделия.

Управление жизненным циклом изделия

Электронный паспорт изделия

Применение технологии символьных меток превращает информационную систему в эффективный инструмент управления жизненным циклом изделия в реальном времени.

Как это работает? Изделие маркируется на этапе изготовления. Все данные об изменениях по мере прохождения производственно-технологического цикла (изготовление, склад, испытания, сборка) заносятся в базу данных, образуя электронный паспорт изделия.

Таким образом, любой участник процесса (потребитель, руководитель, технолог, смежник), отсканировав метку, может, обратившись к БД, получить информацию о каждой детали, входящей в состав данного изделия.

Повышение ответственности

Например, при наличии претензий со стороны потребителя можно определить причину выхода из строя той или иной детали и выяснить, кто ее изготовитель — вплоть до конкретного рабочего места.

Что это дает? Повышение персональной ответственности изготовителя изделия. Когда каждый знает, что его работа отслеживается, качество автоматически растет.

Оптимизация процессов

Появляется возможность принимать обоснованные решения:

• ✓ О выбраковке всей партии деталей
• ✓ Об отзыве готовой продукции
• ✓ О смене поставщика комплектующих
• ✓ Оптимизации склада гарантийного ремонта

Затраты на послепродажное обслуживание значительно уменьшаются. Это факт.

Борьба с контрафактом

Маркировка комплектующих и изделий — это реальная основа для борьбы с контрафактной продукцией. Подделать Data Matrix гораздо сложнее, чем обычную этикетку.

Кроме того, появляется возможность автоматизации процессов инвентаризации, что приводит к значительному уменьшению вероятности появления ошибок ввода.

Это особенно актуально в наукоемком и особо точном производстве сложных изделий, работающих в экстремальных условиях. Когда замена детали на аналогичную не из той партии может привести к катастрофическим последствиям, каждая метка на счету.

Области применения технологии

Электроника и микроэлектроника

В настоящее время Data Matrix используется для маркировки микросхем и печатных плат (в том числе Intel и AMD). Когда размеры компонентов измеряются миллиметрами, альтернатив просто нет.

Авиация и автомобилестроение

Двигатели и запасные части летательных аппаратов и автомобилей маркируются для отслеживания на протяжении всего срока службы. Безопасность требует такого подхода.

Фармацевтика и химия

Пробирки и инструменты в фармацевтике и химии маркируются для исключения ошибок. Когда на кону жизнь людей, точность критически важна.

Документооборот

Документы маркируются для защиты от подделок и упрощения обработки.

Электронная коммерция

В электронной коммерции технология используется для автоматизации складских операций и логистики.

Мобильные билеты

Необычное применение технологии Data Matrix нашел сотовый оператор Vodafone, создав приложение для электронной продажи билетов с использованием мобильных телефонов.

Билет, закодированный Data Matrix, присылается на мобильный телефон в виде picture SMS, MMS или EMS сообщения. Удобно, быстро, современно.

Открытость технологии

Data Matrix является общественным достоянием и может использоваться кем угодно без каких-либо лицензионных платежей. Это важный фактор популярности технологии.

Технология Data Matrix продолжает развиваться, находя новые области применения. От микросхем до мобильных билетов — везде, где требуется надежная идентификация и отслеживание, эта технология доказывает свою эффективность.

Д.т.н. Татаринов Михаил Васильевич,
НПЦ «ИНТЕЛКОМ»
email: MTatarinov@intelcom.ru

"