Метода коррекции ошибок ecc 200

В нашей стране активно внедряется проект по маркировке и прослеживаемости товаров «Честный Знак». Каждый товар, подлежащий маркировке, получает свой индивидуальный номер, по которому можно проследить весь его путь от импортера или производителя до потребителя.

Самым распространенным вариантом нанесения этого уникального номера на упаковку с товаром является штрихкодирование в формате DataMatrix. Это так называемый «двухмерный» штрих код, который способен содержать в себе большое количество данных при относительно некрупном размере. С задачей массовой печати этого кода сейчас столкнулись тысячи производителей и импортеров товаров в нашей стране. Способов печати кода DataMatrix множество, но очень важно, чтобы напечатанный код в дальнейшем могли бы свободно прочитать и использовать все участники оборота – оптовики, дистрибьюторы, логистические операторы и ритейлеры.

Сегодня мы рассмотрим, какие требования к нанесению и качеству печати кода определяет оператор маркировки компания ЦРПТ и как проверить код на соответствие этим требованиям.

Требования к формату кода маркировки

Формат кода маркировки и состав его данных сильно отличается в зависимости от товарной категории. Например, на табак в такой код включают МРЦ (минимальную розничную цену), по одежде и обуви – часть кода ТН ВЭД товарной категории, по молочной продукции – дату выпуска и срок годности. Также сильно варьируется размерность кода, которая зависит от состава данных в коде и от разрешения принтера, на котором будет вестись печать.  Все эти требования прописаны в Постановления о правилах маркировки той или иной товарной категории.

Требования к штрих коду при этом, как правило, остаются неизменными:

средство идентификации наносится в виде двухмерного штрихового кода в соответствии с требованиями национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix».

К качеству маркировки товаров предъявляются следующие требования:

нанесение печатью с использованием метода коррекции ошибок ECC-200 в соответствии с требованиями национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix»;

использование ASCII кодирования на основе национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix».

Метод коррекции ошибок ECC-200 – это новейшая версия штрих кода DataMatrix, в которой информация кодируется таким образом, что ее возможно восстановить даже при разрушении до 20% поверхности кода. Это достигается добавлением избыточных кодовых слов, располагаемых в разных местах по площади штрих кода.

Но даже такой метод не дает полной гарантии успешного считывания штрих кода DataMatrix в реальном применении. Причина в том, что он может быть неидеального качества еще на этапе печати. А затем, в условиях движения товара по цепочке поставки, этот код может быть дополнительно поврежден – смазан, помят, поцарапан и т.д. В результате он может оказаться нечитаемым, а для системы маркировки товар с нечитаемым кодом идентификации приравнивается к товару без маркировки.

Требования к качеству кода маркировки

Товар, код маркировки на котором невозможно считать, является немаркированным и запрещается к дальнейшей продаже. Его необходимо вернуть поставщику или перемаркировать самостоятельно и за свой счет. И если для одежды или обуви — это сделать не так сложно, то для таких массовых категорий, как молочная продукция и табак практически нереально из-за больших объемов такой продукции. Некоторые ритейлеры уже оценили затраты на контроль, отбраковку и возврат маркировки в 5% от ее оборота, что является колоссальной суммой.

Выше мы говорили о том, что штрих код может быть неидеальным еще на этапе печати. На качество печати кода влияет множество факторов – влажность, качество краски, температура окружающего воздуха, скорость нанесения, условия хранения нанесенного кода, качество этикетки, степень нагрева и уровень прижимания термоголовки принтера и т.д. За всеми этими параметрами при печати нужно постоянно следить и корректировать их.

Далее, на качество кода повлияют условия транспортировки и хранения продукции – конденсат, влажность, заморозка и разморозка могут привести к повреждению кода, в котором вы будете не виноваты.  У кого-то ваши коды могут считываться отлично, а у кого-то из-за настроек сканера или его модели – не будут считываться совсем.

В стандарте GS1, по которому работает маркировка «Честный Знак», есть четкие рекомендации, какого качества («класса», по терминологии ГОСТ) должен быть штрих код на этапе печати, чтобы он в дальнейшем гарантированно оставался бы читаемым во всех звеньях логистической цепи.

Класс качества печати должен быть не менее «С». Что же это означает?

Требования к качеству печати кода маркировки

Обычно, качество отпечатанного штрих кода проверяют просто сканером. Если код считывается, то он считается «годным». Но такой способ не является достоверным признаком качества, он говорит лишь о том, что данный сканер считал данный штрих код. И все. Другой сканер – другого производителя, другой модели и ценового диапазона – может этот код и не прочитать.  Сканер не проверяет соответствие штрих кода стандарту, не оценивает «запас» по качеству на предмет возможных повреждений и не дает оценку качества печати.

Для определения качества печати под требования ЦРПТ необходим другой прибор – верификатор штрих кода. Именно верификатор способен, в виде буквенной и цифровой оценок, показать, насколько хорошим получился штрих код. Шкала оценок (Классов) получается следующей: *

• А (4.0): высший класс качества исходной печати, к которому надо стремиться; наибольший запас по качеству на случай повреждений.
• В (3.0): очень хороший класс качества, обеспечивающий надежное сканирование;
• С (2.0): удовлетворительный, приемлемый класс качества;
• D (1.0): велика вероятность отказа при считывании символа штрихового кода. Символы такого качества неприемлемы для использования в цепи поставки т.к. запаса на случай повреждения при логистике товара практически нет;
• F (0.0): брак – символы штрихового кода указанного класса являются непригодными, их нельзя «выпускать» с предприятия – даже если такой код прочитался сканером!

---

* Для 2D штрих кода Datamatrix. Для линейного штрих кода (в данной статье не рассматривается) шкала будет немного иной.

Верификатор присваивает штрих коду тот или иной Класс качества на основе измеренных параметров, список которых определен в международных стандартах ISO и российских ГОСТ-ах. Детальное описание этих параметров выходит за рамки данной статьи, но при желании вы всегда можете обратиться к нам за консультацией по качеству штрих кода.

Результаты верификации выводятся в виде инструментальных отчетов, кроме того, их можно сохранять в виде файлов изображения штрих кода для целей последующих проверок или аудита.

Таким образом, на качество считывания кода в точке продажи будут оказывать влияние несколько факторов: условия транспортировки и хранения товаров, особенности сканера, которым будут пользоваться ваши клиенты. При этом исходной базой, залогом успешного считывания кода является качество его печати. Ибо все рассмотренные выше факторы способны лишь ухудшить его.

Чтобы избежать конфликтов, и привести качество печати штрих кода в соответствие с требованиями ЦРПТ производителям маркированного товара необходимо проводить выборочную верификацию наносимых кодов, и делать это регулярно, по каждой партии продукции. Это поможет не только избежать споров с вашими партнерами в цепочке поставок, но и вам самим быть уверенными, что выпускаемая вами продукция соответствует всем требования ЦРПТ и товар не вернется из за невозможности считывания штрих кода на каком-нибудь из этапов движения продукции.

Как проводить верификацию штрих кода маркировки

Самый простой способ проводить регулярную верификацию – приобрести оборудование, стоимость которого гораздо ниже, чем возможные затраты на возврат и перемаркировку продукции.

Наша компания сертифицирована на продажу и обслуживание верификаторов компании Axicon Auto ID — мирового лидера в области верификации штрих кодов, разрабатывающий и выпускающий собственную линейку устройств, предназначенных для проверки качества как линейных, так и двумерных штрих кодов.

Также мы можем выполнить такую верификацию кода для вас. Это может быть удобно, если вы работаете с небольшими партиями маркированной продукции.

Наша компания оказывает весь комплекс услуг по нанесению, настройке оборудованию и верификации кодов маркировки.

Читайте еще по теме

В связи с введением единой национальной системы маркировки Федеральным законом от 31.12.2017 № 487-ФЗ возникла необходимость проверки качества печати средств идентификации в соответствии с государственными стандартами. Средство идентификации присваивается каждой единице продукции, подлежащей обязательной маркировке: по нему осуществляется ее прослеживание на протяжении всего пути от производителя (или импортера) до потребителя.

Средство идентификации наносится в виде двумерного штрихового кода Data Matrix, формат и состав данных которого зависят от товарной категории. Например, код маркировки табачной продукции должен содержать минимальную розничную цену, а код молочной продукции — дату выпуска и срок годности. При этом требования к качеству печати средства идентификации в большинстве случаев одинаковы для всех товарных категорий:

• нанесение печатью с использованием метода коррекции ошибок ECC-200 в соответствии с требованиями национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix»;
• использование кодирования ASCII на основе национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix».

В методических рекомендациях для каждой товарной группы дополнительно содержится еще одно требование: нанесение с уровнем класса качества C или выше в соответствии со стандартом ИСО 15415 (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15415-2012).

Процесс определения класса качества (грейда) называется верификацией. Она выполняется специализированными устройствами — верификаторами, которые присваивают коду общий грейд на основе измерений нескольких параметров, оказывающих влияние на способность считывателей идентифицировать и декодировать код.

Основные требования к проведению измерений

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15415-2012 строго регламентирует оптическую схему и параметры устройств для верификации.

Согласно стандарту осветитель, применяемый в процессе верификации, должен состоять из четырех источников освещения, размещенных через 90° по кругу. Световой пучок должен падать на центр зоны контроля под углом 45° к ее плоскости. При этом важно соблюдать равномерность освещения в пределах зоны контроля.

Двумерные матричные коды сканируют при различных вариантах освещения, как правило, используя белый свет. В некоторых ручных устройствах считывания применяют освещение в красной части видимой области спектра.

Оптическая ось датчика (камеры и т. п.) должна быть перпендикулярна зоне контроля и проходить через ее центр (рис. 1). Зона контроля должна включать сам код и прилегающие к нему свободные зоны. При этом центр области проверки должен быть как можно ближе к центру зоны контроля. Важно следить за тем, чтобы изображение кода всегда было в фокусе.

Измерительная апертура обычно указывается в спецификации по применению исходя из размера кода и требований к условиям сканирования. Размер апертуры должен быть указан в отчете о проведенных испытаниях наряду с классом символа и характеристикой излучения — с целью обозначения условий, при которых проводились измерения.

Эффективная разрешающая способность должна быть достаточной для того, чтобы результаты оценки параметров были постоянными независимо от поворота кода. В базовой оптической схеме эффективная разрешающая способность должна быть не менее десяти пикселей по ширине и высоте модуля.

Определение грейда

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15415-2012 устанавливает количественную основу для представления классов качества по нисходящей шкале с обозначением от 4 до 0, где 4 соответствует наивысшему классу качества.

Класс качества определяется путем анализа нескольких параметров изображения. Классы отдельных параметров могут быть также представлены по эквивалентной шкале с буквенными обозначениями классов от A до F, где F — класс качества, соответствующий браку (рис. 2).

Если сканирование показало, что средство идентификации имеет несоответствующий формат, то полный класс качества кода, независимо от отдельных параметров оценки, равен 0. В противном случае полный класс качества равен наименьшему из классов качества отдельных параметров.

В табл. 1 приведены параметры, по которым выполняется оценка грейда кода, и возможные причины низких значений классов или брака для указанных параметров.

Таблица 1. Оценка грейда кода

Оборудование для оценки качества печати кода

Во многих решениях для оценки качества печати применяются считыватели кодов или камеры машинного зрения. При этом анализ параметров для определения грейда выполняется с помощью специализированного программного обеспечения, интегрированного в само устройство чтения кодов или устанавливаемого на ПК. Наиболее распространенным алгоритмом оценки качества печати кодов являются метрики контроля процессов (PCM). Данный — безусловно, полезный — инструмент не позволяет выполнить полноценную верификацию. Хотя он проверяет те же параметры качества, что и верификатор, но результаты на выходе уникальны для конкретных установок считывателя, в первую очередь для подсветки. Метрики контроля процессов настраиваются под определенный процесс, при этом некоторые параметры могут быть пропущены или модифицированы, то есть вполне могут отклоняться от стандартов. Верификатор же, в свою очередь, проверяет все параметры качества, использует специфическую настройку подсветки и требует регулярной калибровки, что обеспечивает очень высокую точность оценки.

Недавно компания Cognex анонсировала возможность обновления некоторых считывателей кода новым инструментом — классификацией на основе стандартов (SBG). Этот инструмент позволяет осуществлять дополнительные проверки качества печати кодов. Однако считыватели с функцией SBG все равно не являются полноценными верификаторами.

Ключевые особенности верификатора по сравнению с другим оборудованием для оценки качества печати кодов:

• Имеет встроенную калибровку.
• Подсветка верификатора выполнена по стандартам ISO29158 (AIMDPM), ISO15415 или ISO15416. В формируемом отчете о верификации содержится информация о типе использованной подсветки и углах падения светового пучка к плоскости кода.
• Генерирует отчет, присваивающий кодам не только грейд, но и оптическую характеристику, включающую угол подсветки, длину световой волны и размер диафрагмы.
• Проверяет корректность форматирования данных в коде.
• Выдает воспроизводимые результаты.

В табл. 2 представлены возможности разных устройств и инструментов, используемых для оценки качества печати кодов.

Верификаторы, в отличие от считывателей с инструментами РСМ или SBG, выдают абсолютную оценку качества маркировки в соответствии с отраслевыми стандартами качества. Верификаторы полностью гарантируют правильность полученной оценки, поскольку нормализуют все условия при анализе изображения кода.

Следует понимать, что процесс верификации сильно отличается от простого считывания. Верификатору требуется больше времени на анализ кода и выдачу данных, чем считывателю. Для поддержания скорости производства многие производители верифицируют только выборочные коды в любой партии либо делают это в лаборатории. Анализ образцов определяется внутренними требованиями контроля качества производителя.

Подавляющее большинство верификаторов, представленных на рынке, способно выполнять лишь выборочную проверку образцов при статических испытаниях. Произвести верификацию непосредственно на производственной линии стало возможно после выхода нового продукта компании Cognex — DataMan 475V, который позволяет осуществлять полноценную верификацию кодов со скоростью до 10 кодов/с (в случае с 2D-кодами) при максимальной скорости линии 1,1 м/с.

Тем не менее возможностей данного верификатора может быть недостаточно в условиях высокоскоростных широкоформатных типографических производственных линий. Для таких случаев компания «Малленом Системс» предлагает использовать решение с применением инструмента РСМ (или SBG, где это возможно) непосредственно на линии и с выборочной верификацией продукции на выходе. По оценке технических специалистов «Малленом Системс», значения грейда кода, полученные в результате использования инструмента PCM в оборудовании и программном обеспечении Cognex, в большинстве случаев совпадают или незначительно (на 1 уровень) отличаются от значений, полученных в результате верификации на выходе. Таким образом, использование данного решения позволит значительно снизить уровень брака непосредственно в процессе производства и уменьшить число претензий со стороны потребителей. При необходимости в решение можно добавить дополнительные функции, например контроль дубликатов кодов.

Мы видим двухмерные штрих коды повсюду, они прочно вошли в нашу повседневную жизнь.

Но на самом деле  привыкли мы только к одному из них – к коду с названием QR.  Именно QR кодом мы уверенно назовем любой из двухмерных кодов, который попадется нам на глаза на отпечатанных билетах, документах, рекламных материалах и т.д. И чаще всего будем правы.

DataMatrix – не QR!

Однако, когда мы берем в руки промаркированный «Честным ЗНАКОМ» продукт и видим там знакомый код из черных и белых квадратиков, то нужно понимать, что назвать его QR кодом будет не верно. Это другой из мира двухмерных штрих кодов – код DataMatrix, который используется в системе маркировки и прослеживаемости товаров «Честный ЗНАК». И это совсем не QR, у него своя логика и особенности.

Назначение и свойства их (равно как и еще одного брата могучей троицы 2D кодов – кода Aztec) весьма схожи, также, как и внешний вид, а вот структура построения – отличается и очень сильно.

О версиях штрих кода DataMatrix

Существует несколько версий  кода DataMatrix. Более ранние из них (DataMatrix ECC 100 — 140) имеют особенности, которые приводят к заметному ухудшению качества считывания с ростом размера штрих кода. Последняя и закрепившаяся в использовании версия, получившая название DataMatrix ECC 200, иная по структуре и содержит, среди прочего, более совершенный метод коррекции ошибок (коды Рида-Соломона), что позволяет восстановить данные, даже в том случае, если часть кода повреждена.

Одно из требований к коду маркировки – обязательное использование последней версии кода DataMatrix – а именно — ECC200. Внешне, коды DataMatrix более ранней версии ECC140 и современной ECC200 могут быть весьма схожи, как вы думаете, возможно ли визуально отличить один от другого на рисунке ниже?

Оказывается — можно: код ECC140 всегда состоит из нечетного числа составляющих его элементов, в то время как ECC200 – всегда из четного!

Таким образом, если напрячь зрение и аккуратно пересчитать количество модулей в обоих штрих кодах, то вы тоже можете выяснить, какой из двух вышеприведенных кодов «правильный ECC200», а какой — нет.

Всегда ли штрих код маркировки обязан быть квадратным?

Строго говоря — нет. В версии ECC200 допускается возможность построения кода DataMatrix в виде прямоугольника.

Тут важно не путать прямоугольный вариант штрих кода DataMatrix с квадратным, но воспроизведенным с искажениями по одной из сторон. При растягивании элементов кода по одной из сторон качество отпечатанного кода снижается и штрих код может стать нечитаемым. Черно белые элементы, составляющие штрих код, должны оставаться квадратными всегда!

И хотя прямоугольная форма штрих кода DataMatrix может быть удобна для использования в применениях, где крупный квадратный код «не влезает» в  этикетку или удобнее была бы узкая и длинная этикетка, но варианты использования прямоугольного формата ограничены. Это связано с тем, что именно прямоугольная форма (в отличие от квадратной!) может содержать в себе лишь ограниченное количество символов.

В прямоугольном виде может быть представлена только маркировка молока (с учетом формата данных в «Честном ЗНАКЕ» и наличия довольно длинного «криптохвоста»). Ни шины, ни обувь, ни другие товары, подлежащие обязательной маркировке в прямоугольном виде представлены быть не могут.

Что такое «качество кода «выше С» печати штрих кода маркировки?

Требования ЦРПТ к качеству печати кода маркировки говорят о том, что оно должно быть «не ниже класса С». Оценка качества печати кода, именуемая в нашем ГОСТ 15415 термином Класс качества, показывает соответствие отпечатанного штрих кода его стандарту.

Стандарт на код DataMatrix подразумевает, что напечатанный код должен:

• состоять из строго квадратных элементов;
• не иметь искажений общей квадратной формы;
• иметь достаточный контраст межу черными и белыми элементами;
• иметь четко выраженные признаки, по которым, собственно, штрих код изначально и ищется в изображении (напомним, что технология считывания 2D кодов имеет название фотосканирования: штрих код ищется в сфотографированном сканером изображении, затем декодируется. То есть штрих код для начала, неплохо бы в изображении опознать).

Любой отход напечатанного кода от этих параметров, его деградация ведет к риску того, что сканер может штрих код не прочитать. То есть задачей производителя является безусловное обеспечение того, что он выпускает в обращение товар с качественно нанесенной маркировкой. Иначе – возникают проблемы.

Класс качества кода проверяется специальными устройствами – верификаторами. Согласно стандарту, верификатор проверяет отпечатанный штрих код на соответствие вышеприведенным требованиям и степень соответствия – тот самый Класс символа — выражается буквенной (от A до F в порядке ухудшения качества) и/или цифровой (от 4 до 0 соответственно) оценкой. Любопытно тут то, что ГОСТ 15415, на который ссылается ЦРПТ в своих указаниях, регламентирует именно оценку в цифре. Буквенная же А-F градация оценки содержится в американском стандарте по верификации, который появился первым. Российский ГОСТ является переводом европейского стандарта ISO/IEC и единственным отличием европейско-российского стандарта от американской версии состоит как раз в том, что оценка качества отображается цифровым значением.

Для удобства современные верификаторы, как правило, показывают Класс символа сразу и в буквенном и в цифровом виде следующим образом:

А(4) (наивысшая оценка)

В(3)

С(2) (граничная оценка, при которой гарантируется считываемость кода)

———————————————————————

D(1) (считывание штрих кода не гарантируется)

F(0) (наихудшая оценка, брак)

Таким образом, декларация качества выпускаемого кода маркировки «выше класса С», является достаточным и необходимым условиями того, что все что многообразие существующих сегодня на рынке сканеров штрих кода без труда сможет справиться с этим кодом. Если вы не проверяете код маркировки на качество печати или проверяете просто сканером —  вы рискуете.

Еще один нюанс, связанный с определением качества кода, состоит в том, что на рынке существуют верификаторы, определяющие Класс символа по другому стандарту, а именно — ISO/IEC TR 29158. Очень часто одно и то же устройство верификации способно определять Класс качества по обоим стандартам, при этом оценки будут отличаться! Почему так происходит?

Дело в том, что стандарт ISO/IEC TR 29158 подразумевает оценку качества штрих кодов, относящихся к классу DPM, Direct Print Marking т.е. «прямая маркировка». Под прямой маркировкой подразумевается печать штрих кода непосредственно на предмете (в отличие от, например, печати на этикетке — с последующим нанесением ее на предмет). К DPM относятся такие виды маркировки, как лазерные гравировка и выжигание, ударно-точечное нанесение и такой экзотический способ, как химическое травление.

DPM маркировка гораздо сложнее для сканирования, чем «обычная», поэтому неудивительно, что сканеры, предназначенные для DPM кодов имеют другую конструкцию.

Верификация DPM кодов также осуществляется по другим правилам, в целом можно сказать, что оценка Класса качество по стандарту ISO/IEC TR 29158 более «щадящая». То есть верификатор при переключении в режим DPM верификации даст более высокую оценку, чем в режиме проверки стандартных кодов. Тут кроется некоторая опасность.

Она заключается в том, что такой способ печати как струйная печать на упаковку также может рассматриваться как «прямая маркировка», и для оценки качества получившегося кода вроде бы есть соблазн использовать верификацию по ISO/IEC TR 29158. Ведь так результат будет более высокий!

Однако, наверное, нет смысла обманывать себя, ведь считывать ваш штрих код по ходу его движения к потребителю будут не DPM сканеры штрих кода, с их продвинутыми системами подсветки и алгоритмами декодирования, а обычный, дешевый (ну, согласитесь) 2D сканер. И правило по верификации тут только одно: для достоверного результата качества вашего кода используйте тот стандарт верификации, который рассчитан на конечное устройство считывания. Оставьте DPM верификацию тем применениям, где будет использоваться DPM сканер, и это явно не Маркировка «Честный ЗНАК».