Белое и черное

http://offline.cio-world.ru/2003/15/26748/index.html

Автор: Елена Некрасова Опубликовано в журнале "CIO" №5 от 11 июня 2003 года

По данным исследований западных аналитиков, современный человек в среднем трудится на 25% интенсивнее, чем его коллега полвека назад. Темп современной жизни требует получения точной и оперативной информации и принятия решений в сжатые сроки во всех сферах человеческой деятельности. Поэтому в последнее время наблюдается всплеск развития технологий, призванных оптимизировать сбор и обработку информации.

Технология сбора и обработки данных с использованием штрих-кодов основана на методах автоматической идентификации. Системы, построенные по этой технологии, обеспечивают управление на основе точной, детализированной и оперативно обновляемой информации по ключевым аспектам бизнеса и позволяют быстро принимать обоснованные управленческие решения.

Ц епочки поставок выстраиваются примерно одинаково на любом производстве, в торговле и в сфере услуг. Обобщенная условная схема такой цепочки выглядит следующим образом: комплектующие или товары, поступившие на склад — использование и переработка — отгрузка готовой продукции.

Стандартной задачей является задача управления движением маркированных деталей, изделий и товаров. Наиболее простым и дешевым способом маркировки является маркировка с помощью штрих-кодов. Штрих-кодирование используются на всех этапах цепочки поставок.

Пишем и читаем

Оборудование, поддерживающее технологию штрихового кодирования, делится на устройства для нанесения меток и устройства их считывания.

К устройствам нанесения штрих-кодов относятся принтеры прямой термопечати и термотрансферные принтеры. Принтер прямой термопечати — это этикеточный принтер, который печатает этикетки, используя метод нагрева для формирования изображения на чувствительном слое специально подготовленной этикетки. Изображения, отпечатанные по этой технологии, чувствительны к нагреву, солнечному свету, ультрафиолетовым лучам и приложенному давлению. Напечатанные наклейки имеют недолгий срок жизни (около 2–3 лет), так как они теряют качество изображения с течением времени.

Термотрансферный принтер печатает изображения, используя нагрев до «расплава» специального красящего слоя на ленте и переноса его на этикетку. Существуют разные типы термолент, которые позволяют использовать термотрансферную печать практически в любом приложении, требующем долговечности, включая агрессивные среды. Для считывания информации, заключенной в штрих-коде, используются сканеры и интегрированные терминалы.

Сканеры делятся на однолинейные (одна сканирующая линия) и многоплоскостные (несколько сканирующих линий, находящихся в разных плоскостях). Многоплоскостные, в свою очередь, делятся на ручные и стационарные. При работе с ручным сканером пользователь подносит сканер к штрих-коду и либо нажимает клавишу включения, либо сканер включается самостоятельно, реагируя на изменение интенсивности светового потока. Если сканер стационарный, то пользователю необходимо пронести предмет над сканером так, чтобы штриховой код попал в область считывания.

Лазерные сканеры обычно считывают штрих-код с расстояния (примерно 25–30 см, а некоторые модели с расстояния до полутора метров), хорошо справляются со считыванием штрих-кодов с дефектами печати и считыванием с неровных поверхностей.

Интегрированный терминал — это портативный терминал со встроенным сканером штрихового кода (обычно лазерным). Одни устройства способны накапливать данные в течение определенного промежутка времени с последующей передачей этих данных в корпоративную информационную систему; другие передают данные в режиме реального времени. Некоторые терминалы способны работать с радиометками (RFID).

В последнее десятилетие, наряду с привычными одномерными штрих-кодами, стали активно использоваться двухмерные коды. Благодаря своим техническим свойствам такой код очень устойчив к подделке и повреждениям. Кроме того, соответствующая маркировка позволяет кодировать достаточно большой объем данных: так, например, с полоски размером 2,5х1,5 см можно считать более 1 Кбайт информации.

Жизнь в полоску

Применение технологий штрихового кодирования началось с розничной торговли, где они используются с 70-х годов прошлого века. На сегодняшний день эти технологии являются ведущей технологией автоматической идентификации, применяемой практически во всех сферах человеческой деятельности.

Медицина

По статистике, около трети летальных исходов в больницах США вызвано ошибочными действиями младшего медицинского персонала — пациентам дают не то лекарство, которое было прописано. Поэтому медики приходят к выводу, что им не просто необходима, а жизненно необходима система, которая позволяла бы считывать штрих-коды с упаковок лекарств и сверять их с рекомендациями для данного пациента.

Нефтегазовая отрасль

К ак правило, производственное оборудование оснащено набором датчиков, которые являются индикаторами работы буровой, скважин и т. д. Подобные датчики контролируют работу оборудования в энергетике, в коммунальном хозяйстве и т. д. Корректная работа оборудования характеризуется некоторым диапазоном показателей, которые снимают с датчиков операторы. На деле же иногда оператор выполняет свою работу нерегулярно. Исключению таких ситуаций способствует штрих-кодирование датчиков, и теперь оператор «дозором обходит владенья свои» уже с мобильным терминалом. Терминал считывает номер датчика, и сразу же программное приложение, работающее в терминале, открывает в учетной системе нужную ячейку, в которую должны вноситься показатели именно этого датчика. Таким образом, решаются две задачи. Первая — исключаются ошибки ввода данных; вторая — производится постоянный контроль работы оператора, поскольку показатели данного датчика можно внести в систему, только побывав возле него.

Аэропорты и авиакомпании

Одна из основных задач в сфере авиаперевозок — точный и оперативный учет пассажиров и грузов. Штрих-кодирование билетов, посадочных талонов и багажа — от чемоданов до контейнеров — существенно облегчает ее решение. Другая, не менее важная задача — обеспечение безопасности пассажиров и грузов. Например, в стандартную практику некоторых авиакомпаний вошли пересадочные талоны, снабженные моментальной фотографией пассажира. Теперь эта фотография не наклеивается на талон, а наносится на него в виде двухмерного штрих-кода. Это дает гарантию от «подмены» пассажира в точках пересадок. Но штрих-кодирование помогает создавать не только системы учета пассажиров и грузов. Например, авиакомпания «Боинг» постоянно несла неадекватные затраты на приобретение инструментов для ремонта — они с завидным постоянством «терялись». Штрих-кодирование каждого инструмента позволило отслеживать его принадлежность рабочему, и число хищений уменьшилось в разы.

Госструктуры и банки

На Западе большинство документов, удостоверяющих личность владельца, имеет двухмерный штрих-код. На штрих-коде помещается вся информация, которая есть в самом документе, плюс фотография его владельца. На основе этих данных с помощью считывающего устройства в базу передается запрос, ответом являются дополнительные сведения, позволяющие идентифицировать личность владельца документа. Это дает практически стопроцентную защиту от подделки документов: какие бы несанкционированные изменения не были внесены в документ — от переклеенной фотографии до искусно подделанных сведений — при проверке документов база данных, ориентируясь на штрих-код, пошлет на терминал представителя контролирующих органов исходный образ документа, сведя на нет все усилия злоумышленников.

Такая система паспортного контроля уже создана в Азербайджане, подобные проекты ведутся и в других странах СНГ. Возможно, недалек тот день, когда и в паспортах российских граждан появится пестрая полоска.

Если штрих-кодовый «портрет» человека для России — пока технология будущего, то «портрет» товара — сегодняшний день. Масштабный проект по созданию системы штрих-кодирования акцизных марок успешно реализован, что позволило значительно снизить объемы «подпольного» производства и увеличить отчисления в бюджет.

Штрих-коды помогают создать «портреты» платежных и налоговых документов. Такие системы позволяют повысить оперативность обмена документами и, что очень важно, практически исключить искажение сведений, содержащихся в этих документах. Кроме того, схема обмена документами с помощью штрих-кодов значительно усложняет возможность подделки документов, поскольку штрих-код — это набор цифр, и, следовательно, его можно шифровать, защищать от потери информации.

Почта

Стандартная задача почтовых служб — управление потоком корреспонденции. Штрих-кодирование каждой единицы пересылки в отдельности (будь то конверт с письмом, бандероль или посылка) и партий почтовых отправлений позволяет отследить ее путь от места отправки до места назначения и снизить количество «нештатных ситуаций», возникающих из-за ошибок операторов. Система по штрих-кодовому «паспорту» фиксирует партию почтовых отправлений в каждой точке передачи, что дает возможность отслеживать их движение в режиме on-line.

Розничная торговля

Э то одна из самых перспективных областей применения систем штрих-кодирования. Маркировка товаров в магазинах позволяет значительно повысить эффективность управления отдельными торговыми точками и их сетями с большим ассортиментом товаров.

Технологии штрихового кодирования в промышленности

Любые производственные процессы предполагают получение комплектующих, сам процесс производства и отгрузку готовой продукции заказчику. Понятно, что на каждом из этапов производства необходим оперативный учет и контроль. На базе технологии штрихового кодирования могут решаться основные и вспомогательные задачи промышленных систем: > складской учет исходных материалов и комплектующих; > учет товародвижения в процессе производства (учет продукции на конвейерах, пооперационный учет и др.); > маркировка готовой весовой и штучной продукции; > учет готовой продукции на складе; > учет основных средств; > автоматизированная проходная; > автоматизированный учет въезда/выезда транспорта; > учет документооборота. Системы, построенные на базе технологии штрихового кодирования, поддерживают следующие базовые функции промышленных систем: > измерение параметров объекта; > нанесение информации об объекте на этикетку/карту; > нанесение этикетки на объект; > считывание информации с этикетки/карты, предварительная обработка и передача данных в компьютерную систему; > обработка полученной информации.

Автоматическое измерение параметров объекта

Одним из важнейших параметров объекта является его вес. На сегодняшний момент созданы как автономные, так и компьютерные весовые комплексы, которые включают в себя специализированные весы для объектов разного масштаба, весовые платформы для транспортных средств, паллеты, торговые весы и т. п.

Измерение размеров объекта и расстояния до него может производиться, в зависимости от специфики производства, посредством фотодатчиков, автоматических сканеров штриховых кодов, автоматических лазерных измерителей, позволяющих определять расстояние, линейные размеры объекта и его объем, или автоматических измерителей длины ткани.

Автоматическое определение параметров объекта с последующей автоматической их передачей в учетную систему исключает ошибки оператора, возникающие при измерении и вводе.

Нанесение информации об объекте на этикетку или карту

Автоматически определенные параметры объекта могут быть представлены и нанесены на этикетку в виде штрих-кода. Этот процесс поддерживают термо- и термотрансферные принтеры, а также карточные принтеры.

Нанесение этикетки на объект

Этикетка с нанесенным на нее штрих-кодом крепится на маркируемый объект с помощью ручных и автоматических аппликаторов. Этикетки наносятся либо на само изделие, либо на его упаковку. На один объект может быть нанесено несколько этикеток, каждая из которых содержит определенную информацию, поскольку аппликаторы сопряжены с системой автоматической идентификации и, следовательно, получают из нее информацию. Некоторые устройства обладают функцией печати этикеток.

Считывание информации с этикетки или карты

О бъект, последовательно проходящий все стадии технологического процесса, должен быть контролируемым в любой момент производственного цикла. Так, например, в системах въезда-выезда штрих-код наносится на партию груза, которую вывозит каждый автомобиль, а водителю выдается пластиковая карта со штрих-кодом. Считывание этой карты позволяет оператору идентифицировать груз, транспортное средство и личность водителя.

Считывание производится ручными щелевыми сканерами, стационарными сканерами и портативными терминалами. Последние к процессу считывания добавляют еще и процесс предварительной обработки информации, поскольку эти устройства представляют собой мини-компьютеры. Проводные терминалы позволяют считывать, обрабатывать, накапливать данные и обмениваться ими с хост-системой. Мобильные терминалы, работающие на радиоканалах, обладают меньшим набором функций.

Обработка полученной информации

Итак, данные прочитаны с помощью считывающего устройства и переданы в программную систему, которая может обработать этот сигнал и принять решение. Исполнительными механизмами являются конвейеры, сортировочные устройства, турникеты, шлагбаумы, замки и др. Например, автоматический сканер установлен на конвейере. Информация, прочитанная сканером, попадает в программу, и на основе полученных данных программа может, например, принять решение об остановке конвейера. По тому же принципу строится система «автоматической проходной» или система въезда-выезда транспорта. Данные с карточки, идентифицирующей человека или транспортное средство, передаются в программный комплекс, который, в соответствии с заранее определенным регламентом, принимает решение. Например, если сотрудники имеют право входа на предприятие в четко установленном временном диапазоне, система проверяет права сотрудника на данный момент и дает команду автоматическому турникету.

Конечно, это достаточно упрощенная схема. Более сложные решения могут быть выстроены, например, для оптимизации доставки комплектующих к определенным участкам конвейера: имеется плановое задание, маршрутная технология, график движения объектов по конвейеру, и в зависимости от его исполнения система координирует доставку.

Методы интеграции различных типов оборудования в промышленных системах

Компоненты системы идентификации интегрируются посредством > проводных сетей; > беспроводных сетей, или радиосетей. Одни устройства способны накапливать данные в течение определенного промежутка времени с последующим сбросом этих данных в корпоративную информационную систему; другие передают данные в режиме реального времени. Некоторые устройства способны работать с радиометками (RFID). Эти технологии не конкурируют друг с другом, а взаимно дополняют. В одних решениях более эффективны проводные средства коммуникаций, другие могут быть построены только по беспроводной технологии.

Проводные сети

Термо- и термотрансферные принтеры могут быть подключены к компьютеру либо непосредственно (по параллельному или последовательному порту), либо через локальную сеть.

Промышленные сканеры штрих-кодов, как правило, оснащаются интерфейсом RS-485 для подключения к мультиплексору. Мультиплексор синхронизирует работу сканеров и передает считываемые ими данные в информационную систему предприятия. Такая сеть сканеров покрывает достаточно большую территорию (расстояние между сканером и мультиплексором может достигать 1,2 км).

На базе оборудования для автоматической идентификации можно создавать автономные комплексы для работы на тех производственных участках, где функционирование компьютеров невозможно — в литейном цехе, на химическом складе и т. п. Мощный процессор, встроенный в промышленный принтер, позволяет программировать принтер и настраивать его не только на управление процессом печати, но и на получение внешнего потока данных и преобразование этого потока во внутренний язык управления принтером. Эта же программа может организовать процесс передачи данных либо непосредственно в компьютерную сеть, либо в Интернет, либо в радиосеть.

Наиболее универсальным решением является объединение всех компонентов системы автоматической идентификации в единую сеть с помощью радиоканалов передачи данных. Центром такой системы служит хост-компьютер, к которому подсоединены точки доступа, образующие радиополе, а на периферии находятся различные устройства, реализующие базовые функции системы автоматической идентификации: принтеры, промышленные компьютеры, мобильные терминалы, автоматические сканеры, весы, аппликаторы.

Беспроводные сети

Устройства радиосвязи ближнего действия осуществляют беспроводную связь между мобильными принтерами и портативными устройствами считывания данных. Эти устройства обеспечивают беспроводную связь «точка-точка» и «точка-группа точек». При использовании технологии Bluetooth радиус действия устройств достигает 9 м, а при использовании технологии SRRF — 3 м (при этом тело пользователя помехой не является).

Радиометки

Радиометки используются на складах, занимающих большую площадь. По периметру склада/комплекса складов устанавливаются антенны, позволяющие с большой точностью определить местоположение радиометки и, соответственно, единиц хранения (например контейнеров), помеченных этими метками. Такая система позволяет не только быстро находить необходимые единицы хранения, но и контролировать топологию склада, получать сведения о его загрузке, о наличии и местоположении свободных мест и т. п. Эта задача актуальна и для автозаводов, имеющих километровые площадки-«накопители» готовых автомобилей.

17