Lösungen für die Herausforderungen bei der Implementierung von robusten Rückverfolgbarkeitslösungen

Die Rückverfolgbarkeit einzelner Komponenten und Produkte über die gesamte Lieferkette hinweg ist oft keine Option, aber wenn sie möglich ist, kann sie eine anspruchsvolle Aufgabe darstellen. Wenn Sie an der Entwicklung und Implementierung von Fertigungs- oder Lieferkettensystemen beteiligt sind, sehen Sie sich möglicherweise mit behördlichen Auflagen, Normenanforderungen und rechtlichen Verpflichtungen konfrontiert. All dies macht den Einsatz von robusten Rückverfolgbarkeitslösungen in einer Vielzahl von Branchen erforderlich, z. B. in der Konsumgüter-, Automobil- und Medizinprodukteherstellung sowie in der Produktion und Verpackung von Lebensmitteln, Getränken, biomedizinischen und pharmazeutischen Produkten.

Die Rückverfolgbarkeit beinhaltet die Kennzeichnung einzelner Komponenten und Produkte mit eindeutigen Identifikatoren wie eindimensionalen (1D) und zweidimensionalen (2D) Barcodes, die schnell und automatisch gelesen werden können. Verbesserungen in der Rückverfolgbarkeit helfen nicht nur bei der Einhaltung gesetzlicher Standards und Anforderungen, wie dem „Drug Supply Chain and Security Act“ (DSCSA) und dem UDI-Mandat der US Food and Drug Administration (FDA), sondern können auch zu einer höheren Produktivität und Qualität führen. Leider können in den heutigen Highspeed-Produktionsumgebungen und Verpackungslinien sowie beim Transport der Produkte Rückverfolgbarkeitsmarkierungen beschädigt werden. Daher wird eine zuverlässige Methode benötigt, um auch beschädigte Markierungen schnell und genau zu lesen.

Dieser Blog gibt einen Überblick über die Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit und die Herausforderungen bei der Implementierung robuster Lösungen. Anschließend werden leistungsstarke 1D- und 2D-Barcode-Lesegeräte von Omron vorgestellt, die beschädigte Barcodes schnell lesen können, um diese Lösungen zu unterstützen.

Anforderungen und Optionen für Barcode-Lesegeräte

Es gibt Barcode-Formate für fast jeden Bedarf, den Sie im Zusammenhang mit der Rückverfolgbarkeit haben könnten. Wenn Sie beispielsweise in der Lieferkette der Automobilindustrie tätig sind, sind Sie möglicherweise für die Durchführung von Rückrufaktionen verantwortlich, wie sie von der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) gefordert werden. In diesem Fall hat die Automotive Industry Action Group (AIAG) einen Leitfaden zur Rückverfolgbarkeit veröffentlicht.

Weitere Beispiele für die Notwendigkeit der Rückverfolgbarkeit sind das DSCSA der FDA, das Schritte zur interoperablen elektronischen Rückverfolgung von Produkten auf Packungsebene vorsieht, um bestimmte verschreibungspflichtige Arzneimittel in der gesamten Vertriebskette zu identifizieren und zu verfolgen. Es gibt auch UDIs, die die Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten von der Herstellung über den Vertrieb bis zur Anwendung am Patienten ermöglichen. Je nach Anforderung können Sie aus einer Vielzahl von Barcodeformaten wählen, darunter lineare 1D-Barcodes, gestapelte Symbole und 2D (Abbildung 1).

Abbildung 1: Beispiele für Strichcodeformate und -arten (nicht maßstabsgetreu). (Bildquelle: Omron)

Den Anforderungen gerecht werden und die Norm erfüllen

Natürlich werden nicht alle Barcodes in der gleichen Weise erstellt (gedruckt). Es gibt branchenspezifische und internationale Standards, die Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie feststellen wollen, ob ein bestimmter Barcode ordnungsgemäß gedruckt ist. Einige der in den Normen enthaltenen Faktoren sind:

• Kontrastverhältnis zwischen weißen und schwarzen Flächen
• Reflexionsgrad der schwarzen Balken
• Kantenkontrastschwankungen zwischen Balken und Zwischenräumen
• Variation oder Modulation der Dichte des schwarzen Drucks auf dem Barcode
• Defekte wie schwarze Flecken in den weißen Zwischenräumen oder weiße Flecken in den schwarzen Balken
• Präziser Druck der unterschiedlichen Breiten verschiedener Balken und Zwischenräume

Zur Quantifizierung der Qualität des Barcodedrucks gibt es Prüfstandards. Die ISO-Normen geben den Barcodes eine Qualitätsstufe von 0 bis 4,0. Der beste Barcode ist 4,0, 1,5 ist in der Regel die untere akzeptable Grenze, und 0 ist unbrauchbar. Beispiele für 1D- und 2D-Druckqualitäts- und Symbologiestandards sind:

• ISO/IEC 15416 - Norm für 1D-Druckqualität
• ISO/IEC 15415 - Norm für 2D-Druckqualität
• ISO/IEC 15434 - Syntax des Symboldatenformats
• ISO/IEC 16022 - Spezifikation der internationalen Symbologie
• ISO/IEC TR 29158:2020 - Qualitätsleitfaden für DPM (Direct Part Mark)
• AIAG B-4 - Teilekennzeichnung und -verfolgung
• AUTO2-A2 - Clinical/Laboratory Standards Institute, Barcodes für die Identifizierung von Probenbehältern
• CEA-706 - Verband der Elektronikindustrie, Kennzeichnung von Bauteilen
• IUID MIL-STD-130 - U.S. Department of Defense, Permanente und eindeutige Artikelidentifikation

Was ist so schwer am Lesen von Barcodes?

Unabhängig von der Art und der ursprünglichen Qualität des von Ihnen verwendeten Barcodes können Leseprobleme auftreten. Selbst bei hochwertigen Tinten und präzisem Druck können raue Umgebungsbedingungen und unsachgemäße Handhabung dazu führen, dass die Barcodes im Laufe der Zeit beschädigt werden (Abbildung 2).

Abbildung 2: Beispiel für einen beschädigten Barcode, der von einigen Barcode-Lesegeräten noch entziffert werden kann. (Bildquelle: Omron)

Neben nicht ganz einwandfreien Barcodes können auch unterschiedliche Lichtverhältnisse das Lesen erschweren. Wenn Sie mit einem dieser Probleme konfrontiert sind, können Sie ein Lesegerät mit einem fortschrittlichen Dekodieralgorithmus wie X-Mode von Omron verwenden, das die diskontinuierlichen Symboldaten aus mehreren Scanlinien rekonstruieren kann, um Informationen abzurufen.

Hochzuverlässige Barcodeleser

Das Modell V430-F000L12M-SRX von Omron verwendet den X-Mode-Dekodieralgorithmus. Außerdem verfügt es über Autofokus (75 bis 1200 Millimeter (mm)), einen 1,2-Megapixel-Bildsensor, ein breites Sichtfeld (FoV) von 23 bis 417 mm und eine integrierte rote LED-Beleuchtung (Abbildung 3). Alternative LED-Konfigurationen sind erhältlich.

Abbildung 3: Der Barcodeleser V430-F000L12M-SRX verwendet den X-Mode-Algorithmus, verfügt über ein Weitwinkelobjektiv, eine integrierte rote LED-Beleuchtung und einen Sensor mit 1,2 Megapixel. (Bildquelle: Omron)

Für weniger anspruchsvolle Anwendungen können Sie ein Lesegerät ohne den X-Mode-Algorithmus wählen, z. B. den V430-F000W12M-SRP von Omron. Andere Modelle bieten Sensoren von 0,3 bis 5 Megapixel, und alle verfügen über eine doppelte Frontscheibe, um die Kondensation von Feuchtigkeit im Gerät zu minimieren. Je nach Modell sind Anschlussmöglichkeiten für Ethernet/IP, Ethernet TCP/IP und PROFINET vorhanden.

Fazit

Die Auswahl des richtigen Barcodeformats ist nur der erste Schritt bei der Implementierung einer robusten Rückverfolgbarkeitslösung, die den gesetzlichen Anforderungen, Normen und rechtlichen Notwendigkeiten wie Produktrückrufen gerecht wird. Zahlreiche Faktoren können das Lesen von Barcodes erschweren und erfordern einen leistungsstarken Barcodeleser, der für Ihre spezifischen Betriebsbedingungen optimiert ist.