Автоматические системы идентификации
Кен Никсон
АО «Товарищество Томпкинса», г. Роли, штат Северная Каролина
Введение
Штрих-кодирование становится сегодня совершенно необходимым для склада, это самая распространенная технология автоматической идентификации из используемых на складах.
Автоматическая идентификация – это предоставление дискретной информации без человеческого вмешательства или с небольшим вмешательством человека. За последние 30 лет непрерывное снижение стоимости обработки информации с помощью компьютеров привело к огромному увеличению спроса на дискретную информацию. В свою очередь, большее использование компьютеров в отрасли потребовало, чтобы собиралась точная информация. Эти факторы значительно расширили использование автоматической идентификации; сначала основным обоснованием применения этих систем было сокращение стоимости труда, а сейчас – точность и своевременность информации. Самое большое ограничение в применении автоматической идентификации сегодня – это способность использовать всю информацию, предоставляемую системой.
Историческая справка
В 1933, в Швейцарии, были выданы первые патенты на использование оптических датчиков для автоматической сортировки упаковок. 20 октября 1949 Норман Вудланд и Бернард Силвер запатентовали в США первую оптическую штрих-кодовую символику, а также автоматический сканер, способный считывать эти коды. Однако до середины 1960 гг. основным применением идентификационных технологий была сфера непосредственного управления машинами — от конвейерных линий сортировки, до автоматического пополнения катушек на текстильных фабриках. Обоснованием применения таких систем всегда было сокращение затрат на оплату труда.
|
|
|
В начале 1960 гг., ж/д компании по всему миру начали применять оптические системы для автоматической идентификации ж/д вагонов, а в торговле продовольствием была запущена программа, которая привела к автоматизации работы супермаркетов. Хотя экономия трудовых затрат бала основным обоснованием этих усилий, но компании-первопроходцы увидели также значительный дополнительный потенциал этих систем, которые, впервые, позволяли идентифицировать изделия по их уникальному, многозначному номеру. Программа ж/д отрасли была направлена на улучшение использования имеющегося парка вагонов благодаря наглядному представлению об их местоположении. В торговле продовольствием стремились улучшить управление товарными запасами, контроль над их пополнением и сохранностью.
В 1969 компания «Фольксваген» установила у себя сканер с движущимся лучом белого света для подсчета автомобильных деталей на подвесной конвейерной линии. В 1971 подразделение «Бьюик» компании «Дженерал моторс» установило у себя первую лазерную систему сканирования для подсчета разных типов трансмиссии при их перемещении от участков производства к участкам отгрузки. Снова, сокращение затрат на оплату труда было обоснованием для применения в обоих случаях, но значительно улучшились также наглядность, дисциплина и управление операциями.
|
|
|
В этих системах использовались белый свет или маломощные, гелий-неоновые лазеры для обнаружения, считывания и декодирования миниатюрных изображений с высоким содержанием данных, находящихся в поле видимости, затем – на участках два фута в высоту и два фута в глубину. Осматривая это поле видимости со скоростью до 360 просмотров в секунду, эти ранние устройства несколько раз осматривали каждый код при его прохождении и сравнивали и подтверждали его, прежде чем сообщать результат. Кроме того, при соответствующем рисунке кодов, считывающие устройства могли распознавать коды с разных сторон и при разном направлении движения. Это был огромный шаг вперед в автоматическом сборе данных.
Однако использование росло медленно. Основным ограничением роста было первоначальное нежелание поставщиков совместно работать над стандартами кодов или символов для промышленных применений. Ситуация начала меняться в конце 1970 гг., когда требования о необходимости стандартов пошли от пользователей. Сегодня официальные стандарты приняты Министерством обороны, Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и такими отраслевыми организациями как Рабочая группа автотракторной промышленности (AIAG), Совет по деловым коммуникациям системы здравоохранения (HIBC), Форум телекоммуникационной отрасли (TIF), и множеством других организаций в США и за рубежом. Т.е. появление стандартизации предоставило пользователям критерии, которые были определены и приняты. Это в дальнейшем привело к большему использованию штрих-кодов. Однако потребовалось, чтобы основные розничные торговцы и другие крупные участники рынка начали их использовать, и только тогда произошел бурный рост применения штрих-кодовых систем.
|
|
|
Штрих-кодовые символики
Каждая отраслевая организация предложила своим членам набор своих собственных штрих-кодовых символик. Так множество символик стали отраслевыми стандартами. Но когда одна отрасль начинала применять какую-то символику, то и другие отрасли могли также ее использовать. Если это не вполне понятно, то подумайте о конкретном отраслевом штрих-кодовом стандарте (например, Совета по деловым коммуникациям системы здравоохранения) как стране. Каждую конкретную символику можно сравнить с языком, на котором говорят внутри стандарта или страны. Как мы все знаем, люди внутри страны могут разговаривать на разных языках, например, в США основными языками являются английский и испанский. Однако у США нет исключительных прав на английский язык, и на нем говорят во многих других странах.
|
|
|
Если мы продолжим эту аналогию, то штрих-кодовые символики можно рассматривать как другую форму языка. Они предназначены для того, чтобы машины могли считывать и переводить информацию. Можно сравнить штрих-коды с азбукой Морзе. Но если в азбуке Морзе вместо букв и цифр используются точки и тире, то в штрих-кодах вместо них используются параллельные темные полосы и просветы. От кода к коду методы могут варьироваться, но принципы остаются теми же самыми. Свет отражается от светлой поверхности и поглощается темной поверхностью. Темные полосы поглощают свет; белые просветы отражают свет. Штрих-код освещается и фотодатчик "видит" разницу в отражении между полосами и просветами и генерирует пропорциональный электронный сигнал, обусловленный («Вкл.» иди «Выкл.») и декодируемый системой.
Содержащиеся в штрих-коде данные могут быть напрямую связаны с номером детали, заказом на покупку или же содержать информацию, которая как номерной знак машины имеет отношение к некоторой дополнительной информации на наклейке или ярлыке.
Есть несколько ключевых компонентов в любом штрих-коде. Один из важнейших компонентов любой символики – это самая узкая минимальная допустимая ширина линии или полосы, известная как «размер по оси "x"». Это важно, потому что многие варианты печати будут неприемлемы, когда размер по оси "x" или самая узкая полоса становится меньше. Очень жесткие допуски размера по оси "x" делают невозможным использование некоторого печатного оборудования. Соотношение между самой узкой полосой или линией и самой широкой полосой или линией также важно с точки зрения печати. В одной из символик, Код 39, соотношение 3 - l, позволяет использовать очень широкий диапазон печатного оборудования. Соотношение 3 - l означает, что самая широкая полоса в три раза шире самой узкой полосы.
Есть два других ключевых компонента любого штрих-кода. Первый – это высота полосы, т.е. действительная длина полосы. Когда смотрим на штрих-код с множеством параллельных полос, напоминающих штакетник, то высота штрих-кода – это высота одной из этих отдельных полос. Высота полос важна при ручном сканировании, потому что человеческая рука при сканировании движется по дуге, а не по прямой линии. Чем больше высота полос, тем легче можно считать штрих-код. Как правило, высота штрих-кода должна быть минимум 15% от длины всего штрих-кода при использовании контактных сканеров и минимум 25% при использовании бесконтактных сканеров. Второй ключевой компонент штрих-кода – это зона отсутствия сигнала. Это белые просветы с обеих сторон штрих-кода. Ведущая и замыкающая зоны отсутствия сигнала должны быть 0,25 дюйма или в 10 раз больше размера по оси "x", какая из величин будет больше. Когда проектируете свой штрих-код, обратите особое внимание на эти компоненты: размер по оси "x", соотношение между самой широкой и самой узкой полосой, высота штрих-кода и зоны отсутствия сигнала.
Большинство распространенных символик являются общедоступными, т.е. ни одна компания не обладает правами на символику. Поэтому любая компания может изготавливать продукты, которые печатают и считывают эти символики или языки. Свыше 50 символик находятся сегодня в пользовании. Из них только несколько широко используются в системах распределения. Ниже обсуждается каждая из этих символик.
Перемежающийся код 2 из 5
|
|
Одна из штрих-кодовых символик, распространенная в автомобильной отрасли, а также в других отраслях, это Перемежающийся код 2 из 5. Он также широко используется на складах для идентификации продукции. Группа по изучению символик в распределении рекомендовала Перемежающийся код 2 из 5 как стандарт для числовой маркировки гофрированных отгрузочных контейнеров. Он также принят Советом по унифицированным кодам продукции как стандартная символика для внешних отгрузочных контейнеров в торговле продовольствием. Знак перемежающегося кода 2 из 5 состоят из пяти элементов, двух широких и трех узких. Знак кодируется и в полосах и в просветах. Нечетные позиции кодируются
Рис. 26.1 Число 3852 закодировано в символике 2 из 5
полосами, а четные позиции - просветами. Рис. 26.1 – это пример числа 3852, закодированного в символике 2 из 5.
«Три» закодировано в первых пяти полосах после знака начала, а «восемь» - в первых пяти просветах после знака начала. Т.е. знаки перемежаются, что создает большую плотность кода. В перемежающемся коде 2 из 5 также используется специальный элемент начала (две узких полосы и два узких просвета) и элемент конца (широкая и узкая полосы с узким просветом между ними). Нужно сказать, что в символике 2 из 5 количество цифр в штрих-коде должно быть четным. Это из-за того, что знаки перемежаются (одна нечетная цифра на каждую четную цифру). Поэтому иногда нужно добавлять цифру «ноль» в начале штрих-кода, чтобы общее количество цифр стало четным. Элементы начала/конца Кода 2 из 5 идентичны при неполном сканировании нескольким цифрам этого кода. Одним из способов минимизации ошибок при распознавании является использование штрих-кодов фиксированной длины.
Тогда щтрих-коды только правильной длины будут считываться сканирующими устройствами. Вот характеристики символики 2 из 5:
1. Только числа,
2. Различная длина кода, но должно быть четное количество знаков («0» добавляется к нечетному числу),
3. Возможно сканирование в двух направлениях,
4. Нет проверки цифр, самопроверки,
5. Максимальная плотность будет 17,8 знаков на дюйм.
Код 39
|
|
Код 39 – это еще одна символика, распространенная в автомобильной отрасли и других отраслях промышленности. Министерство обороны США приняло Код 39 как свою стандартную символику. Группа по изучению символик в распределении также рекомендовала Код 39 как буквенно-численный стандарт для маркировки гофрированных контейнеров. Код 39 – изменяемой длины, дискретный, считываемый в двух направлениях, с самопроверкой буквенно-численный штрих-код, в котором используются девять элементов (пять полос, четыре просвета) при создании знака (символа). Две из пяти полос и один из четырех
Рис. 26.2 Число закодировано в символике 3 из 9 (Код 39)
просветов являются широкими. Остальные шесть элементов – узкие. На Рис. 26.2 представлено число 3852 в символике Кода 39.
Из-за дополнительных модулей, необходимых для отображения каждого знака, весь символ получается гораздо больше, чем такая же наклейка Кода 2 из 5, которую можно увидеть на Рис. 1. В Коде 39 используется штрих-кодовый знак начала и конца, чтобы сигнализировать о начале и конце кода. Этот знак представлен в виде звездочки. Есть также просвет между знаками. Этот заданный просвет позволяет считывающему устройству различать разные знаки. Со своим полным набором букв и цифр и будучи переменной длины, Код 39 – это наиболее разносторонняя штрих-кодовая символика. Благодаря этому и хорошим возможностям самопроверки, Код 39 – это наиболее широко используемый и принятый промышленный штрих-код. Другие свойства Кода 39:
1. Включает в себя буквенно-численные знаки,
2. Переменная длина,
3. Сканирование в двух направлениях,
4. Плотность 3 – 9,4 символа на дюйм,
5. Зона отсутствия сигнала в десять раз шире узкой полосы.
Универсальный код продукции
Наиболее видимая штрих-кодовая символика сегодня – это универсальный код продукции (UPC). Универсальный код продукции сперва использовался в продовольственных магазинах, а затем был принят в нескольких отраслях розничной торговли. Универсальный код продукции больше всего подходит для кодов с фиксированной длиной для конкретного изготовителя и только для идентификации изделий. Знаки построены из двух полос и двух просветов, состоящих из семи модулей. Есть четыре конфигурации полос и просветов для каждой цифры. Знак может быть в нечетной или четной позиции символа и в правой или левой стороне символа. У знаков, занимающих нечетные просветы, будет по три или пять темных модуля, у четных знаков будет по два или четыре темных модуля. Символ универсального кода продукции разделен пополам двумя более длинными полосами. Каждая половина символа содержит шесть цифр. У знаков в левой половине символа есть просвет в первом модуле каждого знака. У знаков в правой половине символа есть просвет в последнем модуле каждого знака. Знаки в левой и правой половине служат двум целям. Во-первых, они помогают сканеру определить, в каком направлении код сканируется. Во-вторых, они являются дополнительной проверкой. Если все шесть знаков в правой половине символа являются неправильными знаками, то декодер знает, что произошла ошибка при считывании. Основная проверка – это двенадцатый знак. Это вычисленный знак, основанный на 11 предыдущих знаках. Вот некоторые характеристики универсального кода продукции:
1. Только цифры,
2. Содержит 12 знаков,
3. Позволяет сканировать в двух направлениях,
1. Знак проверки встроен в код,
2. Зона отсутствия сигнала в 11 раз шире узкой полосы слева, и в 7 раз шире узкой полосы справа.
После сканирования наклейка универсального кода продукции декодируется в двенадцатизначное число:
1 Категория продукции
2 3 4 5 6 Идентификационный номер продавца
7 8 9 10 11 Номер детали
12 Знак проверки
Код 128
Код 128 становится все более популярной штрих-кодовой символикой. У Кода 128 высокая плотность кодирования полного набора 128 знаков ASCII. Каждый знак отображается тремя темными полосами и тремя просветами. У Кода 128 переменная длина штрих-кода, как и у Кода 39. Разница между Кодом 39 и Кодом 128 в том, что в Коде 128 используется изменяемая ширина элементов, в то время как в Коде 39 используется только две разных ширины. Одно из важных достоинств Кода 128 в том, что он обеспечивает качественную познаковую проверку и правильность всего символа целиком. Код 128 сегодня широко используется для идентификации и отслеживания транспортировочных контейнеров.
Codabar
Codabar был одним из первых стандартных штрих-кодов, разработанных и все еще широко используемых в библиотеках, банках крови и плазмы, на конвертах и полетных листах. Американская комиссия по крови приняла Codabar в 1977 как свой стандарт для маркировки емкостей с кровью. Codabar – это код с самопроверкой, в котором цифры используются для кодирования информации, а четыре буквы – как индикаторы начала/конца. Каждый знак отображается в виде отдельной группы из четырех полос и трех просветов. У каждого знака-цифры есть одна широкая полоса и один широкий просвет в группе из четырех полос и трех просветов. Буквенные знаки построены с одной широкой полосой и двумя широкими просветами.
Характеристики Codabar:
1. Знаки-цифры (кроме начала/конца),
2. Переменная длина (до 32 знаков),
3. Сканирование в двух направлениях,
4. Нет знака проверки,
5. Плотность 3,6 - 10 знаков на дюйм,
6. Зона отсутствия сигнала в 10 раз шире узкой полосы.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!