Babylon ist anderswo

Dipl. Wirtsch.-Ing. (BA) Steffen Nübling

Ständig steigende rechtliche Anforderungen – allen voran die gesetzliche Kennzeichnungspflicht von Medizinprodukten nach Richtlinie 93/42/EWG – erfordern auch hierzulande eine lückenlose Kennzeichnung und Identifikation von Medizinprodukten, Instrumenten, Hilfsmitteln und Medikamenten. Tracking & Tracing wird daher im medizinischen Umfeld immer mehr zum Alltag und zur Herausforderung für die Automatisierungstechnik. Aus verschiedenen Gründen kommt dem Data-Matrix-Code und geeigneten Lesesystemen wie dem 2D-Codescanner ICR840 dabei besondere Bedeutung zu.

Während es sich bei linearen Barcodes um eine horizontale oder vertikale Abfolge von Strichen und Lücken handelt, können sogenannte 2D-Codes Informationen in beiden Dimensionen speichern und erreichen dadurch eine größere Datendichte. Das sogenannte „Finder Pattern“ innerhalb des Codes ermöglicht es, den Code in seinem Umfeld, z. B. auf einer Verpackung, zu finden und seine Größe zu ermitteln. Durch den zweidimensionalen Aufbau sind 2D-Codes wie z. B. der Data-Matrix-Code in der Lage, eine höhere Informationsdichte zu erzielen bzw. mit weniger Platz für die Kennzeichnung auszukommen. Praktisch bedeutet das, dass ein Barcode, der einen Platzbedarf z. B. von 3,6 cm² benötigt, durch einen Data-Matrix-Code mit dem gleichen Inhalt ersetzt werden kann, der nur 1/10 der Anbringungsfläche benötigt. Ein weiterer Vorteil von 2D-Codes ist ihre hohe Daten- und Lesesicherheit auch bei geringem Kontrast. In die Symbologie integrierte Algorithmen zur Fehlererkennung und -korrektur machen die Rekonstruktion der Nutzdaten möglich für den Fall, dass Teile des Codes zerstört oder verschmutzt sind. Im Gegensatz zur Identifikation eindimensionaler Barcodes ist beim Data-Matrix-Code das Auslesen falscher Istdaten nahezu unmöglich. Häufig ist eine weitere Eigenschaft von entscheidender Bedeutung: die omnidirektionale Lesbarkeit. Der Code kann in jeder Drehlage identifiziert werden. Objekte müssen also nicht mehr positioniert bzw. gedreht werden – solange sich der Code im Lesefenster befindet, wird er erkannt.

Der Data Matrix ECC 200 (ECC: für Error Checking and Correction) ist in dieser Form seit 1995 in der ISO/IEC 16022 weltweit standardisiert und kommt weltweit in vielen Branchen zum Einsatz. Im Medizin- und Pharma-Umfeld ist der 2D-Code derzeit eine der gefragtesten Kennzeichnungstechnologien und wird es Experten zufolge trotz des derzeitigen RFID-Hypes auch bleiben.

Weltweit tätige Pharmahersteller produzieren in ihren Werken in der Regel Produkte für länderübergreifende Regionen oder sogar für den gesamten Weltmarkt. Das gilt auch für dieses Unternehmen, dessen Werk in Thailand mehrere Länder im südostasiatischen Raum versorgt. Lange Zeit wurden die Produkte lediglich anhand ihres Barcodes logistisch gesteuert und verfolgt. Aber: Der verwendete EAN 13- Barcode enthielt keine länderspezifische Unterscheidung – es konnte also immer wieder passieren, dass Produkte mit sprachlich unterschiedlicher Verpackung miteinander vermischt wurden und deshalb im Zielland Philippinen der Endkunde ein für Taiwan bestimmtes Produkt erhielt. Die Folge waren – abgesehen vom negativen Qualitätsimage -– Reklamationen und kostspielige Rückholaktionen. Folglich dachte man an eine zusätzliche, länder- bzw. sprachspezifische Kennzeichnung. Die Idee eines zweiten Länder-Barcodes wurde jedoch aus Platz-, Kosten- und Designgründen schnell verworfen. Statt dessen entschied man sich für die zusätzliche Aufbringung eines kleinen Data-Matrix-Codes mit einer Gesamtgröße von nur 4 x 4 mm², für den auf den Verpackungen ausreichend Platz vorhanden war und welcher das Design der Verpackung oder des Etiketts nicht beeinträchtigte. Jetzt galt es nur noch, ein geeignetes, einfach zu bedienendes Lesesystem zu finden, dass die Codes bei einer Geschwindigkeit von 0,4 m/s auf einem Transportsystem lesen kann. Weiterhin musste der Codescanner in der Lage sein, mit der kritischen, hochglänzenden Verpackungsoberfläche zurechtzukommen.

Für die Applikation ausgiebig getestet und für gut befunden wurde der 2D-Codeleser ICR840 von Sick. Ein ortsansässiger Integrator band das Gerät mit 1,3 Megapixel CMOS Matrix Sensor in eine Gesamtlösung aus PC, SPS und Kontrolleinheit ein. Durch die integrierten Software-Assistenten waren die Ethernet-Anbindung und das Einlernen des zu erkennenden Codes einfach zu erledigen. Die Bildwiederholrate des ICR840 beträgt 25 Hz bei einem Bildfeld von 40 x 32 mm und einer Auflösung von 0,2 mm. Da aufgrund prozesstechnischer Bedingungen bekannt war, an welcher Stelle sich die zu lesenden Codes auf dem Objekt befinden, konnte das Lesefeld begrenzt und so die Bildwiederholrate auf über 100 Hz erhöht werden. Diese Erhöhung der Bildwiederholrate führte zu gewollten Mehrfachlesungen jedes Codes und dadurch zur Steigerung der Prozesssicherheit. Diese Anpassung sowie eine applikationsoptimierte Montage ermöglichten die zuverlässige Codelesung trotz der glänzenden Verpackungsoberfläche. Zur Parametrierung ist der ICR840 per Ethernet an einen PC angebunden. Über das Anschlussmodul CDM420 kommuniziert das Lesegerät mit der Steuerung. Diese triggert im Falle einer falschsprachigen Verpackung die Auswurf-einheit, die die Verpackung dann aus dem laufenden Produktstrom aussondert.

Nach den ersten positiven Einsatzerfahrungen stattete der Health Care Konzern die Produktionslinien mit Lesestationen aus. Seitdem ist es vorbei mit der Vermischung von Produkten – und mit der babylonischen bzw. asiatischen Sprachverwirrung.

cav 492

2D-Code-Leser im Detail

Allgemeines zum DataMatrix-Code