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IT-Lösungen f. d. Industrie

Auto-ID-Technologien

Auf dem Weg zum 2D-Barcode

2D-Barcodes speichern mehr Informationen als ihre eindimensionalen Strichcodeverwandten. Sie eignen sich auch dazu, das Internet auf die Straße, das Intranet ins Lager oder den Flughafen ins Wohnzimmer zu holen.

Gerald Kofler

Jules Vernes Roman "In 80 Tagen um die Welt" vermittelte dem Publikum des 19. Jahrhunderts einen Hauch von Abenteuer und die Freude am Reisen. Ubimark Tours ergänzte den altehrwürdigen Titel um eine völlig neuartige Qualität des Schmökerns im 21. Jahrhundert. Das US-amerikanische Universitätsspinoff erzählt die Geschichte der Online Community. Ein Social Interface ergänzt den Lesestoff um Fotos, Grafiken, Reiseberichte, interaktive Google Landkarten, Video und Audio on demand.

Wer nur Handgepäck hat, kann per Mobile Boarding vom Wohnzimmer direkt zum Securitycheck beim Abfluggate durchgehen (Bild: Lufthansa)

Gleichzeitig wird die Geschichte kapitelweise dem jeweiligen Fixpunkt am interaktiven Globus zugeordnet. Jeder, der sich berufen fühlt, kann seinen Beitrag leisten. In die virtuelle Welt gelangt man per 2D-Barcode. Schon am Cover finden sich die typischen Piktrogramme. Was man braucht, ist ein internetfähiges Handy, das über eine Kamera verfügt, einen 2D-Codereader, den man sich aus dem Internet holt und ab geht's in den Cyberspace von Phileas Fogg und Passpartout.

Das Prozedere gleicht dem Mobile Tagging, einer Marketingform, die sich in Japan schon seit 2003 größter Beliebtheit erfreut. "Was in Asien als längst gelernte Methode gilt, ist hier in der Masse noch als Innovation bekannt. Innovative Branchen erkennen dennoch die Vorteile von Mobile Code Reading und nutzen diese Technologie, um ihre bestehenden Werbemittel interaktiver zu machen", erklärt Dimoco-Marketinglady Margit Anglmaier.

Ein Beispiel: Plakate mit 2D-Codes. Am virtuellen Ende befindet sich zumeist eine so genannte Mobile Landing Page, die punktgenau auf den Werbeträger und dessen Zielgruppe optimiert ist. Wichtigstes Element für den Werbekunden ist die Integration eines Response Elements, das die einfache Interaktion mit dem Besucher sicherstellt.

Weltweite Durchgängigkeit wurde Dank des Barcode Boordingpasses im Flugbetrieb erreicht. Ende 2010 werden die Papierkarten mit Magnetstreifen Geschichte sein. Auf dem Weg in den Transitbereich wird die Bordkarte des Gastes als erstes an der Bordkartenkontrolle überprüft, bevor er zu der Luftsicherheits- und Passkontrolle geleitet wird. Der BCBP Matchmaker, ein kostenfreies Sicherheitswebportal, hilft den Fluglinien und Flughäfen dabei, den Umstieg gemeinsam zu planen und zu synchronisieren. "Die Barcode Boardingpässe verwenden den IATA Industriestandard 2D Barcode", sagt der BCBP Projektmanager Eric Leopold. Da sie von überall abgerufen und auch vom Handy eingelesen werden können, geben sie dem Passagier mehr Bequemlichkeit. Das spart der Flugindustrie bis zu 1,5 Milliarden Dollar jährlich.

Auch die Bahn nutzt 2D-Barcodes. Ein so genannter PDF 417Code am Ausdruck sorgt dafür, dass die zur Validierung des ÖBB Onlinetickets notwendigen Informationen mit dem hierfür vorgesehenen Multifunktionslesegerät abgeglichen werden können.

Eine gewisse Vorreiterrolle bei der Verwendung von 2D-Codes spielte die Automobilindustrie. So kam die Anforderung, den so genannten QR-Code zu entwickeln vom Toyota-Konzern, für den die Entwicklerfirma Denso als Zulieferer auch sämtliche elektrischen und elektronischen Baugruppen liefert. Denso Wave wiederum ist eine Tochter von Denso und entwickelt und produziert unter anderem auch Identifikationssysteme und Geräte zur mobilen Datenerfassung. Bevor Mobile Tagging in Japan hypte, wurde der QR-Code zur Markierung von Baugruppen und Komponenten für die Logistik in der Automobilproduktion eingesetzt.

Strichcode Ablöse aufgrund höherer Informationsanforderungen

Der eindimensionale Barcode und die gebräuchliche Artikelkennzeichnung mit EAN-13-Symbolen wird in vielen Branchen sukzessive durch einen zweidimensionalen Code, den GS1 DataMatrix, ersetzt. Der GS1 DataMatrix geht in der Verschlüsselung über die reine Produktidentifikation hinaus. Dies bedeutet nicht, dass der Strichcode in Pension geschickt wird. Der 2D-Barcode bietet allerdings dort, wo gesteigertes Datenvolumen besteht, Vorteile. Chargennummer und Ablaufdatum werden in der neuen Kennzeichnung schon enthalten sein und damit auch eine etwaige Rückverfolgbarkeit einfacher machen.

Im oberösterreichischen Ersatzteillager der Lenzing-Gruppe wurde die papierlose Warenwirtschaft mittels gemischtem Barcodesystem nahezu verwirklicht (Bild: Lenzing)

"Die Pharmaindustrie in Frankreich, Italien und Deutschland arbeitet intensiv an der flächendeckenden Einführung des DataMatrix-Code. Es ist anzunehmen, dass auch Österreichs Pharmaindustrie hier über kurz oder lang mitziehen wird", sagt Manfred Piller, Bereichsleiter GS1 Standards. "Das bedeutet, dass sowohl in der Produktion als auch im Handel alle für Pharmazeutika eingesetzten Handscanner, Terminals, POS-Scanner oder ähnliche Erfassungsgeräte den DataMatrix-Code erkennen und verarbeiten müssen. Dass diese Symbologie nur von 2D-Bildscannern oder Kamerasystemen gelesen werden kann, ist auf den ersten Blick tatsächlich ein Wermutstropfen und lässt über hohe Investitionen spekulieren. Realistisch wird die Umstellung in Österreich aber noch gut fünf Jahre auf sich warten lassen. In diesem Zeitraum wird so manche Apotheke ihre POS-Systeme modernisieren. Wer also heute schon an morgen denkt, sollte bei längerfristigen Investitionen diesen Aspekt mit berücksichtigen."

Anfang dieses Jahres haben sich auch wesentliche österreichische Unternehmen aus Industrie und Handel organisiert, um gemeinsam eine Strategie zur Einführung der GS1 Standards in der Elektro-Elektronik Branche zu erarbeiten. Durch die Harmonisierung von Geschäftsprozessen und die Nutzung einheitlicher Standards sollen eine Reihe von Zielen erreicht werden wie die Reduktion von Prozesskosten, die Senkung der Fehlerraten, die Erhöhung der Warenverfügbarkeit, schnellere Anbindung neuer Geschäftspartner.

Zur Erreichung der angeführten Ziele wurden Schwerpunkte gesetzt, die entweder als einzelne Technik angewandt oder als umfangreiches Programm im Zuge von Kollaborationsprojekten implementiert werden können:

  • Optimierung und Automatisierung von Geschäftsprozessen zur Reduktion der Transaktionskosten mittels EDI (Electronic Data Interchange),
  • Supply Chain Optimierung durch Nutzung der GS1 Standards (insbesondere Verbreitung der Nutzung von Logistikkennzeichnung zB. SSCC),
  • brancheneinheitliche Prozesse für Stammdatenmanagement und Stammdatenaustausch.

Auto-ID-Technologien verlangen die optimale Lösung

In der Industrie werden Auto-ID-Technologien verschiedenster Art eingesetzt, um entlang der kompletten Supply Chain die Waren zu verfolgen, Abläufe noch effizienter zu machen, den Lieferservice zu verbessern und um das Zusammenspiel zwischen Lieferant, Hersteller und Kunde noch reibungsloser zu gestalten. Dabei geht der Trend eindeutig in Richtung Koexistenz unterschiedlicher Auto-ID-Technologien, also Barcode, 2D-Code und RFID. 2D-Codes bieten dort klare Vorteile, wo eine optische Lesemöglichkeit gegeben ist.

Dass ein Mix unterschiedlicher Kennzeichnungssysteme die praktikabelste Lösung darstellt, beweist die der Zellstoffproduzent Lenzing. Die Lenzing Gruppe, Weltmarktführer bei Cellulosestapelfasern, mit rund 1,3 Mrd Euro Umsatz, modernisierte ihr Ersatzteillager im Stammwerk. Es galt über 20.000 Artikel im Rahmen einer Lager Prozessoptimierung von belegbasierenden Lagerbewegungen auf einen papierlosen Ablauf umzustellen. Manfred Razenberger, zuständiger Projektleiter: "Wir wussten, dass wir für die Realisierung unserer Ideen ein Datenerfassungssystem benötigen, das sowohl die Offline- als auch die Online-Erfassung ermöglicht und in beiden Fällen für eine nahtlose Verbuchung der Warenbewegungen in unserem ERP-System sorgt. Mobilität und Flexibilität war gefragt."

Zuerst interessierte sich das Lenzinger Projektteam für eine RFID-Lösung. Im Zuge dessen entstand der erste Kontakt zu B&M Tricon. Schließlich erkannte man, dass eine RFID-Lösung für das Instandhaltungslager nicht zielführend ist. Im 35.000 m³ großen zentralen Ersatzteillager werden nun 1D-Barcodes verwendet, im Außenlager für die Verpackungsmaschinen wird der 2D DataMatrix-Code eingesetzt. Projektleiter Razenberger: "Das B&M Tricon-System gibt uns hier vollkommene Freiheit. Wir verwenden Intermec-Handterminals, deren Scanner sowohl das Lesen von 1D- als auch 2D-Codes erlaubt."

Höhere Patientensicherheit durch 2D-Codes

Über 500 Mitarbeiter entwickeln, produzieren und vermarkten die high-tech Hörimplantate des Tiroler Herstellers MED-EL und des Tochterunternehmens Vibrant-Medel. Die medizinischen Produkte unterliegen strengen Vorschriften, zu denen auch die lückenlose Produktdokumentation und Rückverfolgbarkeit jedes einzelnen Teils gehören. Derzeit liegen weit über 6.000 verschiedene Produkte für die Herstellung der MED-EL- Hörimplantate bereit. Dazu kommen noch ein Lagerbereich für die Hilfs- und Betriebsstoffe sowie einer für die Verpackungs- und Marketing-Materialien. Die mobile Datenerfassung beginnt bereits am Wareneingang. MED-EL verwendet für die Kartonkennzeichnung den Code 39.

Verlässt das Implantat die Produktion, hat es bereits eine Seriennummer und eine dokumentierte Fertigungsgeschichte. Die Seriennummer wird vor der Assemblierung eines Hörimplantat-Kundensets durch Scannen erfasst. Allein das Scannen der Seriennummer trägt bereits erheblich zur Minimierung von Dokumentationsfehlern bei.

Bei der Auswahl des Codes für die Kleinteile-Kennzeichung setzte man auf Datamatrix. "Sollte er 2015 nicht Standard werden, müssen wir eben umstellen, können dann aber auf langjähriger Erfahrung und einem funktionierenden System aufbauen" erklärt IT Manager Dr. Walter Fimml. Das Unternehmen setzt dabei auf Handterminals von B&M Tricon, die über die Middleware Datakey direkt an das ERP-System angebunden sind. "Dadurch können sämtliche Tätigkeiten können vor Ort am Terminal ausgeführt werden: Bestellung abrufen, Waren scannen, Mengen korrigieren etc. Das erspart den Mitarbeitern viel Zeit und vermindert Erfassungsfehler."

2D-Barcodes im Überblick

Die Anfänge zweidimensionaler Barcodes gehen auf das Ende der achtziger Jahre zurück. Damals haben sich erste zweidimensionale Barcodes etabliert, wobei man hier zwischen gestapelten Strichcodes (stacked type) und Matrix Codes (matrix type) unterscheidet.

Die Grundidee war, einzelne 1D-Codes zu verketten und mit gestapelten 2D-Codes zu arbeiten, indem man mehrere Barcodes übereinander anordnet. Entsprechende Prüfalgorithmen gewährleisten die geforderte Datensicherheit. Hieraus lässt sich auch der Begriff 2D-Code herleiten, in der X-Achse ist die eigentliche Information, in der Y-Achse die Zeileninformation enthalten.

Ein Vorteil dieser gestapelten Strichcodes liegt im nur geringen Mehraufwand bei Druckverfahren und Lesegeräten, wie sie bei 1D-Codes Verwendung finden. Auch war es möglich, auf bestehende Codefamilien und derer Decoderroutinen aufzusetzen, wodurch die Einbindung in bestehende Anwendungen noch weiter vereinfacht wurde.

Im Gegensatz hierzu hat sich eine völlig andere Art der 2D-Codes, die sogenannten Matrix 2D-Codes entwickelt. Diese haben mit dem klassischen Strichcode nur mehr wenig gemeinsam. Matrix Codes werden in der Regel mit Zeilenkameras und anderen Bildverarbeitungssystemen gelesen, welche die Verarbeitung in beliebiger Lage des Codes erlauben. Derartige Matrix Codes müssen jedoch mit festen Code -Elementen zur Lageerkennung für die Lesegeräte ausgestattet sein.

Die ersten derartigen Codes wurden für die schnelle und sichere Paketsortierung in beliebiger Lage des Barcode-Etiketts entwickelt. Der Vorteil aller derartigen Codes ist die hohe Informationsdichte. Man kann also auf wenig Fläche sehr viel Information darstellen. Die durch eine weitere Informationsebene gewonnene, wesentlich höhere Informationsdichte erlaubt beiden 2D-Codearten die Verwendung von redundanter Information, wodurch auch verschmutze und beschädigte Codes noch gelesen und decodiert werden können. Eine derartige Fehlerkorrektur ist nur bei 2D-Codes möglich. Bei 1D-Codes wird ein Fehler nur erkannt, nicht jedoch korrigiert.

 

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MONITOR-Autoren
Dipl.-Hdl. Ing. Ernst Tiemeyer

bekannt durch zahlreiche Veröffentlichungen, war nach dem Studium der Wirtschafts- wissenschaften, Organisation und Informatik zunächst mehrere Jahre als Gruppen- und Projektleiter an einem Institut für angewandte Informatik beschäftigt. Heute ist er in vielfältiger Form als freiberuflicher Management- und Organisationsberater sowie in der Weiterbildung tätig. Schwerpunktmäßig geht es dabei um die Einführung, Entwicklung und Beratung für den praxisgerechten Computereinsatz. ..mehr..

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