Крючков Основы учёта,контроля 2007

Проверочный знак вычисляется в зависимости от данных в символе и кодируется во время печати слова. Алгоритм получения проверочных знаков зависит от символики. Рассмотрим простейший пример: имеется сообщение, представленное словом – 73594. Сумма цифр в этом слове равна 28. В качестве контрольного символа оставляем остаток деления этого числа на 10. Тогда сообщение с контрольным символом будет – 735948. При считывании проверочный знак декодируется и сопоставляется со значением, вычисленным по прочитанным знакам слова. В случае несовпадения сообщение не выдается. Таким образом, баркоды представляют собой надежное средство автоматизированного сбора данных.

Некоторые типичные баркодные символики

На сегодняшний день известно более сотни баркодных символик. Некоторые из них широко распространены в силу своих положительных качеств.

Символика кода 39 (современная версия – Mod.43) имеет 43 знака (первоначально было 39 знаков) и является одной из простейших. Этот баркодный стандарт довольно широко используется у нас в промышленности, вооруженных силах, здравоохранении. Код 39 является алфавитно–цифровым, дискретным, со знаками начала и конца слов. Версия Mod.43 предусматривает возможность добавления проверочного знака в словах. На рис. 9.1 и 9.2 приведен пример баркодной метки 39–го стандарта и схема кодирования символов. Видно, что для кодирования букв, цифр и других символов используется всего 9 элементов: 5 полос и 4 пробела, каждый из которых может быть широким и узким. Знаком начала и конца слова является звездочка.

Простота в кодировании обеспечивает высокую вероятность разрешения меток при усложненных обстоятельствах (нечеткое изображение меток). При использовании этой символики в среднем наблюдается менее одной ошибки на 3 миллиона считываний даже без проверочного знака. Версия Mod.43 имеет повышенную надежность символики за счет добавления проверочного знака в словах.

461

Код 39

Код 39

Код 39

yЗнак кода 39 содержит в общей сложности 9 элементов, в том числе 5 полос и 4 пробела;

y3 элемента из 9 - широкие, в том числе 2 широкие полосы и 1 широкий пробел.

Рис. 9.1. Пример кода 39 стандарта

462

Код UPC/EAN (UPC – Uniform Product Code, EAN – European Article Code). Очень широко применяется во всех видах розничной торговли, а также международной торговли. Имеется несколько версий этого кода. В основных версиях это цифровой, непрерывный код с фиксированным числом знаков (в основной версии 12, включая проверочный знак). Максимальная плотность записи – 5,5 знака на сантиметр.

Символ кода состоит из двух половин. Левая половина содержит номер производителя, который определяется Единым торгово– коммерческим производителем (UCC), а правая – номер товара, присваиваемый производителем. Код включает самопроверку по проверочному знаку и по четности. Левая половина символа проверяется на нечетность, а правая – на четность. На рис. 9.3 показана структура правых знаков кода UPC–A. В правой половине символа знаки начинаются с полосы и заканчиваются пробелом и, наоборот, в левой половине символа каждый знак начинается с пробела и кончается полосой.

Код UPC–A

•Длина знака – 7Х

•Знак включает 2 полосы и 2 пробела

•Ширина полосы или пробела кратна Х

•и может быть равной Х, 2Х, 3Х, 4Х.

Рис. 9.3. Структура правых знаков кода UPC–A

Код PDF417 – штриховой код с высокой плотностью информации, превышающей примерно в 100 обычную. Код PDF417 является общедоступным стандартным баркодом, который дает возможность записи сравнительно большого объема данных. Включает полный набор ASCII–кодов. Используется как компактный файл

464

данных, с товарной документацией, медицинскими данными и пр. Символы размещаются на ярлыках и этикетках. Максимальная плотность записи – 360 знаков на сантиметр. Сообщение может содержать до 1850 знаков.

Печать и чтение баркодных символов

Баркодные символы можно наносить на самые разные материалы: бумагу, пластик, метал, стекло, дерево и пр. Для нанесения символов требуются печатающие устройства с соответствующим программным обеспечением. Символы могут наноситься как на предметы, так и на специальные этикетки и ярлыки, которые прикрепляются к предметам. Например, на рис. 9.4 показана конструкция стандартной этикетки, которая наклеивается на предметы. Она представляет собой многослойный бутерброд, состоящий, по крайней мере, из 3 слоев.

покрытие

лицевой

материал

клеящийся

материал

защитная

прокладка

Рис. 9.4. Составные слои стандартной баркодной этикетки

Для печати баркодных символов используют различные технологии: обычная печать (офсетная литография), матричная, термическая и др. Технология офсетной литографии наиболее подходит для изготовления больших количеств одного символа, так как требуется изготовить печатающую матрицу, а потом перенести изображение с этой матрицы на барабан. Все этикетки получаются одинаковыми, но их стоимость невысокая.

При термическом способе печати используют матрицу из нагревающихся элементов. Эти элементы выборочно включаются и выключаются для создания изображения. Термопринтер Zebra S–500

465

(Zebra Technologies Corporation) удобен при изготовлении само-

клеющихся этикеток с высоким качеством печати. Обеспечивает печать баркодов 15 символик, в том числе PDF–417. Скорость печати 5÷15 см в секунду с разрешением 8 точек/мм. Относительно низкая стоимость этикеток при небольшом их количестве в партии. Однако требует специального основания для печати.

Баркодные символы, наносимые непосредственно на предметы – более долговечные, и их труднее подделать по сравнению с этикетками и ярлыками. Однако при таком способе нанесения меток возможны технологические сложности. При выборе технологии нанесения баркодов на предметы учитываются условия их дальнейшей эксплуатации. В том числе, возможности повреждений и износа оболочки, на которую наносится баркод, необходимость дезактивации, ограничения по внесению дополнительных веществ с вредным влиянием и пр. Например, в практике нанесения баркодов на предварительно подготовленные металлические поверхности используется:

•обработка поверхности лазерным лучом;

•струйный принтер;

•выдавливание;

•травление и пр.

Струйная технология, являясь бесконтактной, может использоваться для нанесения меток на разные поверхности включая абразивные, хрупкие и неровные. Например, каплеструйный принтер Willet 3940 наносит изображение посредством электронно– управляемой струи чернил, направляемой на поверхность. Сложность системы управления струей ограничивает применение Willet 3040 случаями не доступными для других принтеров.

Таким образом, существует ряд технологий и соответствующих устройств для нанесения баркодных символов на объекты. Требования по качеству, условия дальнейшей эксплуатации объектов во многом определяют выбор способа нанесения символа на объект. Развитое программное сопровождение устройств печати обеспечивает автоматизацию этого процесса.

Чтение баркодов производится с помощью считывателей и передается в компьютер посредством интерфейса. Считыватели – приборы, получающие стандартный электрический сигнал, соответствующий во времени пространственному образу символа и

466

преобразующие этот сигнал в слова ASCII–кодов. Считыватели состоят из двух устройств:

•cканер – устройство, испускающее управляемый световой поток, принимающее и измеряющее отраженный свет и выдающее электрический сигнал;

•декодер – устройство, анализирующее электрический сигнал сканера и преобразующее сигнал в форму ASCII–кодов.

К настоящему времени разработано множество устройств считывания баркодов: от простейших сканеров до многоканальных, высокоскоростных терминалов сбора и обработки данных.

Сканеры различаются по источнику света (светодиодные, лазерные), по перемещению луча (сканирующие и с неподвижным лучом), по контакту с баркодным символом (контактные, бесконтактные), по типу установки (ручные, стационарные).

Декодер выполняет следующие функции:

•определяет, является ли сканируемый объект баркодом;

•определяет отношения ширины широких полос к узким;

•контролирует наличие зон покоя с обеих сторон баркодного символа;

•определяет тип символа, анализируя несколько первых и последних полос;

•сравнивает сигнал с образцами в памяти и преобразует его в коды ASCII;

•производит проверочные вычисления;

•выдает данные в компьютер.

Обмен данными между считывателем (либо терминалом сбора данных) и персональным компьютером производится посредством интерфейса – устройства, обеспечивающего электрическое и логическое сопряжение считывателя с компьютером.

Обмен данными между баркодным оборудованием и РС осуществляется через:

•COM порт (RS 232С);

•LPT порт (Centronics);

•Net порт (Ethernet).

RS 232C (RS 422/485) – рекомендованный стандарт последовательной передачи данных и устройств связи. Он является наиболее популярным, относительно простым, независим от систем и поддерживается всеми поставщиками оборудования. Однако RS 232C

467

имеет низкую помехозащищенность, а при связи на дальние расстояния требует дополнительное оборудование (модемы).

Centronics Parallel – стандарт параллельной передачи данных. Данные передаются побайтно.

Ethernet – является стандартом передачи данных в сетях. Рассмотрим характеристики некоторых считывателей баркодной

символики.

Trakker Reader 9445 (фирма INTERMEC) – портативное автономное программируемое устройство для считывания баркодов, предварительной обработки и временного хранения информации. Прибор снабжен светодиодным излучателем, жидкокристаллическим дисплеем, стандартным интерфейсом RS 232 и имеет память для программ и данных – 64 Кb.

Trakker ANTARES 2420 (фирма INTERMEC) – автономный пе-

реносный считыватель баркодов. Прибор снабжен лазерным сканером, жидкокристаллическим дисплеем, стандартным интерфейсом RS 232 и имеет память для программ и данных – 2 Мb.

JANUS J2020 (фирма INTERMEC) – портативный автономный считыватель баркодов. Имеет в своем составе миниатюрный DOS компьютер на 386 процессоре. Память размещена на нескольких дисках, один из которых (1 Мb) выделен для приложений и данных. Прибор снабжен лазерным сканером, жидкокристаллическим и виртуальным дисплеями и имеет стандартный интерфейс RS 232.

Среди средств программирования считывателей баркодов отметим три.

PictoRL (Pictorial Reader Language) – является генератором при-

кладных программ для чтения баркодов. Для этого в составе пакета программ PictoRL имеется рисуночный язык для считывателей. Программный пакет PictoRL позволяет составлять прикладные программы пользователям баркодного оборудования без специального обучения. Пакет PictoRL включает приложение ICW, которое обеспечивает обмен данными между считывателем и компьютером. Программный пакет PictoRL ориентирован на считыватели фирмы

Intermec, в том числе, Trakker Reader 9445, Trakker ANTARES 2420 и JANUS J2020.

EZBuilder – представляет простой и наглядный инструмент создания прикладных программ для считывателей фирмы Intermec. Ориентирован на определенные типы считывателей: Trakker

468

ANTARES, JANUS. Его можно использовать для создания меню, экранов, полей данных, этикеток и др. Имеет встроенные средства обмена данными между РС и считывателем. Не требует умения программировать на СИ. Имеется мощный HELP–файл для быстрого самостоятельного обучения пользователя. Пользователь просто должен выбрать некоторые опции, задать систему параметров, и EZBuilder сам создаст программу–приложение для считывателей отмеченных выше типов. При этом встроенный симулятор позволяет проверить работу приложения без загрузки в считыватель.

LabelView – пакет прикладных программ, позволяющий пользователям конструировать этикетки и ярлыки различных видов. Сконструированные с помощью LabelView этикетки могут включать текст, баркодные символы, графические изображения, поля и др.

Эффективность использования баркодной технологии при физических инвентаризациях ЯМ

Баркодная технология позволяет автоматизировать процесс сличения меток и, тем самым, радикальным образом снизить затраты труда при проведении периодических инвентаризаций и контроле ядерных материалов.

В РНЦ «Курчатовский институт» были проведены эксперименты, целью которых было идентифицировать разные ядерные материалы, находящиеся в контейнерах или в тепловыделяющих сборках, в виде отдельных образцов и отдельных твэлов. Идентифицировать, сравнив их наименования с тем, что написано в паспортных данных. Это стандартная процедура проверки во время физической инвентаризации.

Оказалось, что визуальные сравнения сопровождаются следующей статистикой ошибок персонала: на тысячу операций сравнения меток обученный, квалифицированный, грамотный, мотивированный персонал делает в среднем одну ошибку. При этом, конечно, диапазон неопределенности весьма большой – 10 раз в меньшую и большую стороны. То есть кто–то делает одну ошибку на 100 регламентированных действий, кто–то делает на 10000 действий. Но в среднем одна ошибка на тысячу контролируемых изделий. То есть, если конкретному человеку дается задача сличить тысячу меток, то, по крайней мере, в одном случае, когда он утверждает – да, метки

469

идентичны, они, на самом деле, различны. Тысяча меток проходит и в одном случае (в среднем) метки различны, а он утверждает, что они совершенно идентичные.

Теперь, надо иметь в виду, что если объектами инвентаризации являются тысячи поименованных изделий и их надо сличать визуально (при проведении физической инвентаризации сверяют конкретные изделия с паспортными данными), то можно себе представить, сколько ошибок будет при этом сделано.

Эффект от применения баркодов. Надо отметить, что сличе-

ние относительно длительная процедура. На сличение меток, имеющих десять символов (паспортные данные и изделие), требуется примерно 30 секунд. Это связано с подготовкой изделия, развертыванием его в определенном положении, чтобы можно было метку считать и двух– или трехкратным считыванием, поскольку метки длинные и они человеком сразу не запоминаются. То есть он должен их сравнивать посимвольно.

В результате оказалось, что при использовании баркодных меток с соответствующей компьютерной поддержкой вероятность неправильного считывания метки оценивается по экспериментам, проведенным в РНЦ КИ, примерно на уровне 10–6. Ориентировочно, на миллион меток может быть одна такого рода ошибка. Но самое главное, что вместо 30 с, требуемых человеку (да еще с определенной вероятностью ошибки), здесь сравнение осуществляется в пределах 1,5 – 2 с.

Вывод. Баркодные технологии позволяют радикально решить проблему сличения конкретных изделий с документальными данными при проведении физических инвентаризаций.

9.2. Автоматизация процессов измерения ЯМ

Одна из важных проблем, связанная с автоматизацией учета ЯМ, – это автоматизация измерений ядерных материалов. Здесь надо отметить один отрадный факт: на сегодняшний день львиная доля (если не все) оборудования, применяемого для измерения и контроля ядерных материалов – это оборудование, которое компьютеризировано, либо предусматривает выход на компьютерные системы обработки информации.

470