Barcodes heute und in Zukunft

« Wo kommt welche Technik zum Einsatz? »

Barcodes sind vielfältig einsetzbar und kommen auf unterschiedlichen Gebieten zum Tragen. Sie organisieren die Klinik, das Warenlager und den Laden um die Ecke. Wir versuchen zu klären, wo welche Art von Barcode Sinn macht und wagen einen Ausblick auf die Zukunft des praktischen Informationsmediums.

Die meisten von uns denken beim Begriff Barcode an die verschieden dicken Striche, die auf praktisch allen Produkten, die wir kaufen, aufgedruckt sind. Damit kann das Produkt mit dem Scanner an der Einzelhandelskasse eindeutig identifiziert werden, und dahinter liegt der Preis, der dafür zu bezahlen ist. Mittlerweile ist dem einen oder anderen sicher auch schon der 2D-Barcode aufgefallen. Besonders der sogenannte QR-Code, der zu diesem Typ gehört, taucht immer öfter auf gedruckten Plakaten und überall dort auf, wo es um Marketing oder Werbung geht.

Mit dem QR-Code werden häufig Adressen von Internetseiten codiert. Man scannt ihn einfach mit dem Smartphone ein und gelangt so direkt zur entsprechenden Web-Adresse. Das ist aber noch längst nicht das Ende der Entwicklung. Der 3D-Barcode ist bereits in einigen Bereichen verbreitet, wenn auch nicht sichtbar für den normalen Konsumenten. Und die Menge an Informationen, die so auf einer kleinen Fläche gespeichert werden kann, ist absolut erstaunlich. Die Entwicklung von den bekannten und überall präsenten Strichen hin zu 3-dimensionalen Informationsträgern ist der Weg von ein paar Ziffern hin zu Bildern, Musikschnipseln und kurzen Videosequenzen. Video auf einem Barcode? Demjenigen, der jetzt die Stirn runzelt, sei gesagt: Das ist noch nicht alles.

Begriffserklärung

Es gibt in der Literatur und besonders im Internet unterschiedliche Definitionen der Begriffe 2D- und 3D-Barcode. Manchmal wird der „übliche“, lineare Strichcode, bei dem es nur auf die Dicke der Linien und die Abstände zwischen ihnen ankommt, als 2D-Barcode bezeichnet und alles, was auf einer Fläche abgebildet wird, dementsprechend als 3D bezeichnet. In diesem Text hier wird der normale Strichcode als linearer oder 1D-Barcode, der als Rechteck abgebildete als 2D-Barcode, und alles, was darüber hinausgeht, als 3D-Barcode definiert.

Kurze Geschichte

1952 wurde die Technik erstmals patentiert. Insbesondere große Handelsunternehmen in Nordamerika und Europa hatten Interesse an der Einführung dieser Technologie. 1974 wurde das erste Mal ein Produkt an einer Kasse per Barcode-Scanner in den USA erfasst und verkauft.

Im Laufe der Jahre wurden zahlreiche Standards für die verschiedensten Anwendungen entwickelt. Die bekanntesten sind die Handels-Barcodes GS1 (früher EAN) und UPC.

In den siebziger Jahren wurden die ersten 2D- Varianten entwickelt, unter anderem von der Firma Intermec (heute Honeywell Intermec).

Das „D“ steht übrigens für Dimension. Daher sind 2D-Codes nicht mehr linear, sondern eine Fläche, auf der Information gespeichert wird. Naturgemäß ist das mit einer höheren Speicherdichte verbunden. Dazu ist die Codierung nicht mehr an verschieden dicke Linien und Abstände gebunden, sondern kann unterschiedliche geometrische Formen annehmen. Daher gibt es eine große Zahl an Typen wie den Stapelcode, bei dem lineare Barcodes übereinander „gestapelt“ werden, den Matrix-Code oder den Punkt-Code in verschiedenen Ausführungen. Der mittlerweile bekannteste unter den 2D-Typen ist der QR-Code, der in Japan entwickelt wurde.

Für den 3D-Barcode braucht es logischerweise zusätzlich zu Länge und Breite eine dritte Dimension. Das wird durch zwei unterschiedliche Techniken erreicht. Die einfachere ist das Hinzufügen von Farbe. Wenn ein 2D-Barcode mit Farbinformationen von 8 Bit ausgestattet wird, hat er 256 zusätzliche Variationen. Ein „echter“ 3D-Barcode verwendet tatsächlich Tiefeninformationen, ist also so etwas wie ein Hologramm. Was die mobile Datenerfassung angeht, werden solche Informationsträger bisher aber noch nicht wirklich benutzt.

Welcher Typ für welche Anwendung?

Die mobile Datenerfassung in Logistik und Handel beruht heute zum überwiegenden Teil auf dem linearen Barcode. Die Scannersysteme aller großen Hersteller, wie zum Beispiel Honeywell, können diesen Typen in praktisch allen Ausprägungen decodieren und verarbeiten. Bei der Lieferung einer Palette (mit nur einem Produkt) an den Großhandel erzeugt der Hersteller ein Etikett, das mehrere Barcodes enthalten und bis zu DIN A4 groß sein kann. Auf diesem Etikett sind Produktinformationen wie zum Beispiel Artikelnummer, Charge, Mindesthaltbarkeitsdatum, Gewicht, Preis als Barcode und in der Regel auch in Klarschrift aufgedruckt. Durch die von der GS1 standardisierten Datenstrukturen sind diese Codes für jeden Scanner und die dahinter liegende Software decodierbar. Auch bei der Sendungsverfolgung und der Empfangsbestätigung im KEP-Bereich ist 1D in der Regel ausreichend, da eine eindeutige Identifikation eines Paketes mittels Informationen mit 18 Zeichen möglich ist.

Damit wird aber auch schon eine wesentliche Beschränkung des linearen Barcodes deutlich. Sollen mehr als je nach Typ 30-50 druckbare Zeichen dargestellt werden, wird der Code zu lang, um vom herkömmlichen Scanner erfasst zu werden. Der 1D-Barcode ist hervorragend zur Identifikation geeignet, wenn kurze Informationen übermittelt werden sollen. Wenn aber eine größere Menge codiert werden soll, muss es 2-dimensional sein.

Mehr Information speichern

Mit einem 2D-Barcode können auf einem etwa 2 mal 2 cm großen Rechteck etwa 1.800 Zeichen abgelegt werden. In der Industrie wird diese Technik beispielsweise genutzt, um Informationen über kleine elektronische Bauteile zu speichern. Detaillierte Informationen über den Flug stehen als 2D-Barcode auf dem Boarding-Pass.

Die Deutsche Bahn verwendet den Aztec-Code für ihre online-Tickets. Weil alle wesentlichen Informationen über das Ticket darauf gespeichert sind, ist die mobile Datenerfassung im Zug nicht auf eine Verbindung zu einem Server angewiesen.

Auch im Healthcare-Bereich ist 2D weit verbreitet. Durch die höhere Informationsdichte des 2D Barcodes können auch kleine Gegenstände wie Ampullen oder Probenbehälter sicher identifiziert werden. Die Scanner, die hier im Einsatz sind, können in der Regel sowohl lineare wie auch 2D-Medien lesen.

Geräte wie der Enhanced Xenon 1902h von Honeywell sind sogar mit einer Color-Imaging-Funktion ausgerüstet, die auch farbige 2D-Codes – und damit eigentlich schon 3-dimensional – erfassen kann.

Ein 2D-Imager wird heute von den führenden Herstellern wie etwa Honeywell für fast alle Scanner angeboten. Spezielle Fernbereichs-Scanner, wie etwa der Honeywell Intermec SR61 können 2D-Barcodes aus einer Entfernung von bis zu 15 Metern lesen.

3D für spezielle Anwendungen

Mit einem einfachen QR-Code kann die Internetadresse eines Bildes codiert werden. Mit einem 3D Barcode, wie etwa dem PM-Code, der ein mehrfarbiger QR-Code ist, das Bild selbst. Solche Codes können außerdem bereits mit „enhanced“ 2D-Imagern gelesen werden, wie dem oben bereits beschriebenen Xenon von Honeywell. „Echte“ 3D-Barcodes haben als dritte Dimension die Tiefe. In der Industrie werden sie häufig dort eingesetzt, wo wegen Hitze- oder Säure-Einwirkung ein aufgebrachtes Etikett nicht möglich ist. Sie werden dazu in der Regel direkt in die Oberfläche des zu etikettierenden Teils „eingraviert“. Es versteht sich, dass diese Technik aufwendig und teuer ist. Mobile Datenerfassung als alltäglicher Prozess, wie in vielen Bereichen üblich, ist mit 3D-Barcodes aktuell noch nicht vorstellbar.

Wird der gute alte Strichcode verschwinden?

Sicher nicht, denn die verschiedenen Barcode-Typen ergänzen sich. Der bekannte Strichcode ist einfach zu handeln, preiswert und vollkommen ausreichend für alle Anwendungen, bei denen es nur um Identifikation geht. Sollen und müssen mehr Informationen direkt gespeichert werden, ist ein 2D-Barcode die richtige Lösung. Details zu Transporten oder Patienteninformationen sind Beispiele für die Anwendung dieses Typs.

Der Anteil der 2D-Barcodes wird in Zukunft sicher größer werden, aber vollständig verdrängen wird er das lineare System nicht. Von den 3D-Barcodes können wir noch viel erwarten. 1,8 MB Daten auf einem kleinen Stück Papier sind jetzt schon mit einem PM-Code heute möglich. Durchaus denkbar, dass wir in ein paar Jahren einen ganzen Film von einem Barcode scannen.