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如何应对实施可靠可追溯性解决方案所面临的挑战

作者： Jeff Shepard 2023-05-30

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在整个供应链中追溯单个部件和产品通常并不可取，但如果有可能，这会是一项具有挑战性的任务。在参与制造或供应链系统的设计和实施时，可能需要满足监管要求、标准要求和法律义务。鉴于这些原因，有必要在消费品、汽车和医疗器械制造以及食品、饮料、生物医学和药品生产和包装等各种行业中部署可靠的可追溯性解决方案。

可追溯性涉及使用唯一标识符标记单个部件和产品，例如可以快速自动读取的一维 (1D) 和二维 (2D) 条码。除了有助于满足监管标准和法律要求，例如《药品供应链安全保障法案》(DSCSA) 以及美国食品药品监督管理局 (FDA) 的医疗器械唯一标识符 (UDI) 规则，可追溯性的改进还可以提高生产率和质量。遗憾的是，在当今的高速生产环境和包装线中以及当产品到现场时，可追溯性标记可能会损坏。因此，需要一种可靠的方法来快速准确地读取标记，即使其已经损坏。

本篇博客回顾了可追溯性的要求以及实施可靠解决方案所面临的挑战。随后介绍了 Omron 的高性能一维和二维条码读取器，它们可以快速读取损坏的条码，以支持这些解决方案。

条码读取器要求和选择

条码格式几乎可以满足与可追溯性相关的任何需求。例如，在汽车行业供应链中，您可能会负责依照美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的要求实施召回。针对此种情况，汽车工业行动小组 (AIAG) 发布了《可追溯性指南》。

其他可追溯性需求的实例包括 FDA 的 DSCSA，其中概述了在包装级别实现产品可互操作电子追踪的步骤，以在整个分销链中识别和追踪某些处方药。还有一些 UDI 可以实现医疗器械从制造到分销再到患者使用的可追溯性。您可以根据需求选择多种条码格式，包括一维线性条码、堆叠符号和二维条码（图 1）。

图 1：条码格式和样式示例（不按比例）。（图片来源：Omron）

合乎标准

当然，并非所有条码都采用相同方式来创建（印刷）。在确定特定条码是否印刷正确时，需要考虑行业特定标准和国际标准。这些标准包含下列因素：

黑白区域之间的对比度
黑条的反射率
条与空白之间的边缘对比变化
整个条码上黑色印刷密度的变化或调节
白区中的黑点或黑条中的白色痕迹等缺陷
准确印刷不同宽度的各种条和空白

测试标准可用于确定条码的印刷质量。ISO 标准提供了从 0 到 4.0 的条码质量等级。最好的条码是 4.0 级，1.5 级通常是可接受的下限，0 级则不可用。一维和二维印刷质量和符号标准示例包括：

ISO/IEC 15416 一维印刷质量标准
ISO/IEC 15415 二维印刷质量标准
ISO/IEC 15434 符号数据格式语法
ISO/IEC 16022 国际符号表示规范
ISO/IEC 29158:2020 直接零件标记质量指南
AIAG B-4 零件识别和追踪
临床/实验室标准协会，用于样本容器识别的 AUTO2-A2 条码
电子工业协会，CEA-706 元器件标记
美国国防部，IUID MIL-STD-130 永久和唯一物品标识

读取条码有哪些困难？

无论使用哪种条码样式和初始等级，都可能出现读取问题。即使使用高质量油墨和精确印刷，但恶劣的环境和处理不当仍会导致条码随着时间的推移而损毁（图 2）。

图 2：部分条码读取器仍可解码的损坏条码示例。（图片来源：Omron）

除了不完整的条码外，光线变化也会使其难以读取。如果您正面临这些问题，可以使用具有高级解码算法的读取器，例如 Omron 的 X-Mode，它可以从多条扫描线重建不连续的符号数据以检索信息。

高度可靠的条码读取器

Omron 的 V430-F000L12M-SRX 型号包含 X-Mode 解码算法。该读取器还具有自动对焦功能（75 至 1200 mm）、120 万像素图像传感器、23 至 417 mm 宽视场 (FoV) 以及集成红色 LED 照明（图 3）。并且提供备选 LED 配置。

图 3：V430-F000L12M-SRX 条码读取器采用 X-Mode 算法，具有宽 FoV 镜头、集成红色 LED 照明和 120 万像素传感器。（图片来源：Omron）

对于不那么难读取的应用，可以选择未采用 X-Mode 算法的读取器，例如 Omron 的 V430-F000W12M-SRP。其他型号配有 30 至 500 万像素的传感器，并且都采用双前窗结构，以最大限度减少设备中的湿气凝结。连接选项包括以太网/IP、以太网 TCP/IP 和 PROFINET，因型号而异。

总结

选择正确的条码格式只是实施可靠的可追溯性解决方案以满足监管要求、标准要求和产品召回等法律要求的第一步。导致条码难以读取的因素有很多，因此需要能够针对特定工作条件进行优化的高性能条码读取器。

关于此作者

Jeff 从事电力电子、电子元件和其它技术主题写作 30 余载。在其于 EETimes 任职高级编辑期间，他开始了电力电子写作。后来，他创立了一份叫《Powertechniques》的电力电子杂志，再后来又创立了一家全球性的研究和出版公司 Darnell Group。在开展各项业务的同时，Darnell Group 还发布了 PowerPulse.net，专门针对全球电力电子工程社区提供每日新闻。他是一本名为《Power Supplies》的开关模式电源教课书的作者，该书由 Prentice Hall 旗下 Reston 分部出版。

Jeff 还是 Jeta Power Systems 共同创始人，这是一家高功率开关电源制造商，后来被 Computer Products 收购。Jeff 也是一个发明家，其名下拥有 17 项热能收集和光学超材料美国专利，同时他也是掌握电力电子行业全球趋势的专家和网红发言人。他拥有加利福尼亚大学定量方法和数学硕士学位。