Autor: Josef Černý, konzultant a vedoucí oddělení logistických aplikací, ICZ a.s.

Neduhy výrobních podniků, které současná ekonomická krize ještě zvýrazňuje, jsou všeobecně známé: nedostatečná pružnost reakce na požadavky zákazníků, dlouhá průběžná doba výroby, velká rozpracovanost, vysoké skladové zásoby, značný podíl neproduktivních činností. Snahy podnikového managementu o jejich řešení však často narážejí na nedostatek informací. V podnikových informačních systémech (ERP), které jsou dnes již běžným nástrojem podnikového řízení, totiž ve většině případů chybí aktuální, věrohodná a v potřebné míře také agregovaná data z výrobních provozů, na jejichž základě by bylo možné výrobní procesy sledovat, vyhodnocovat, řídit a také zlepšovat.

K překonání této informační bariéry mezi technologickou a podnikovou úrovní řízení slouží výrobní informační systémy (Manufacturing Execution Systems, MES). Vznikaly postupně od 90. let minulého století z koncepcí počítačem integrované výroby (Computer Integrated Manufacturing, CIM) a v současné době jsou považovány za jeden z velice perspektivních směrů rozvoje podnikové informatiky.

Jedním ze základních úkolů systémů MES je zajistit plynulý sběr informací z průběhu vnitropodnikových výrobních a logistických procesů a umožnit využití těchto informací jak pro provozní, tak podnikovou úroveň řízení. Proto, aby byla potřebná data získávána efektivně a nebyla zatížena chybami, je vhodné proces jejich pořizování co nejvíce automatizovat a využít toho, že řadu prvků, které se účastní výrobního procesu, lze „vybavit“ takovou informací, kterou lze v zakódovaném tvaru konkrétnímu prvku na začátku procesu přiřadit a v průběhu procesu opakovaně automaticky číst, případně i přepisovat. Takto zakódovanou informaci lze využít jak pro jednoznačnou identifikaci daného prvku (což je nejčastější případ), tak pro přenos dalších případných údajů, které jsou buď statické (zakódovanou informaci nelze změnit) nebo dynamické (zakódované údaje lze během procesu přepisovat).

Dnes již klasickou a zejména v logistice všeobecně užívanou technologií kódování a automatického čtení statické informace je čárový kód, resp. jeho tzv. lineární (jednorozměrná, 1D) varianta, tvořená sekvencí čar a mezer s různou šířkou, které jsou při čtení transformovány podle své sytosti na posloupnost elektrických impulsů. Při shodě získané kombinace s některou přípustnou kombinací je výsledkem čtení odpovídající znakový řetězec, při neshodě je čteni chybné. Nositelem informace je nejenom tištěná čára, ale i mezera mezi jednotlivými dílčími čarami. Krajní skupiny čar mají specifický význam -  slouží pro synchronizaci čtecího zařízení, které podle nich generuje signál Start/Stop. Před a za těmito synchronizačními čarami je pak vyžadováno ochranné světlé pásmo bez potisku.

Výše uvedený princip kódováni informace byl patentován již v roce 1949 a v současné době je známo více než 200 různých typů (standardů) čárových kódů, z nichž pro oblast logistiky (zejména spotřebního zboží) jsou nejužívanější kódy mezinárodního standardu GS1, dříve UCC/EAN. Protože jednorozměrné čárové kódy mají z principu omezenou datovou kapacitu, je nezbytné v případě požadavku na kódování většího množství údajů (jako například kód výrobku, šarže, datum spotřeby, výrobní číslo, apod.) použít několika čárových kódů, což proces čtení poněkud komplikuje. Běžné typy snímačů jednorozměrných čárových kódů jsou založeny na laserovém nebo optickém principu čtení a vyžadují dostatečný kontrast mezi čarami a mezerami (tedy mezi světlými a tmavými částmi kódu) -  laserová technologie navíc použití některých barev (např. červené) vylučuje. V distribuci je nejčastějším nosičem čárového kódu obal výrobku vytvořený hromadným tiskem v polygrafickém podniku nebo etiketa vytvořená potiskem na laserové nebo termotransferové tiskárně a nalepená na výrobek nebo jeho obchodní či logistickou jednotku.

Ve výrobě lze kromě již zmíněné etikety využít například výrobní dokumentaci, která výrobek nebo skupinu výrobků umístěných v jedné nebo několika logistických jednotkách (výrobní či transportní dávka) výrobním procesem doprovází, a potřebné údaje v ní zakódovat. Je zřejmé, že životnost takovéhoto označení je poměrně malá a jeho použitelnost zejména ve výrobě je často omezená. V případě logistických jednotek pohybujících se v uzavřeném cyklu (technologické nosiče, přepravky, kontejnery, apod.) je samozřejmě možné použít pro čárový kód nosič s vyšší odolností a trvanlivostí (plast, kov), avšak za cenu toho, že zakódovaná informace je neměnná a její využití tudíž vyžaduje propojení s úložištěm dalších informací (například aktuální obsah takto identifikované logistické jednotky není dostupný přímým načtením zakódované informace, ale vyhledáním v datech odpovídajícího informačního systému -—vyhledávacím klíčem je přitom načtené číslo logistické jednotky).

Nedostatek datové kapacity jednorozměrných čárových kódů řeší kódy dvourozměrné (plošné, všesměrové, 2D), u kterých je informace zakódována do malé plochy čtvercového nebo šestiúhelníkového tvaru. Dvourozměrné kódy se dělí na skládané (stacked) a maticové (matrix). Skládaný kód je složen z několika jednorozměrných kódů poskládaných ve vrstvách pod sebou, maticový kód je tvořen malými světlými a tmavými elementy uspořádanými do jakési matice. 2D kódy umožňují zakódovat větší množství informací (na poměrně malém prostoru) a snesou vyšší opotřebení než ID kódy. Nejznámějším představitelem 2D maticových kódů je kód Data Matrix vyvinutý v roce 1989, jehož tzv. rozptýlený způsob kódování zajišťuje přečtení kódu i v případě, že je jeho část zničena, a který umožňuje zakódovat na malé ploše poměrně velké množství dat (například ve čtverci o straně 3 mm lze uložit až 50 znaků). Kód je čitelný i při relativně malém kontrastním poměru tmavých a světlých částí (20 %) bez závislosti na orientaci kódu vůči snímači (čtení je vždy optické, tj. na bázi CCD technologie).

Nosičem 2D kódu může být (stejně jako u 1D kódu) etiketa. V případě, že odolnost (trvanlivost) etikety je v podmínkách dané výroby nedostatečná, lze využít technologie přímého značení (Direct Part Marking, DPM), kdy čárový 2D kód není na identifikovaný objekt umísťován prostřednictvím nosiče (etikety), ale přímo - nejčastěji metodou mikrobodového ražení nebo „vypáleni“ laserovým paprskem, případně vyleptání.

Mikrobodová technologie značení spočívá ve vyrážení malých (micro) bodů do materiálu pomoci hrotu ovládaného značící hlavou. Toto značení je plně programovatelné a disponuje značně širokými možnostmi počínaje alfanumerickými znaky nebo grafickými symboly a konče 2D Data Matrix kódy. Obdobně možnosti poskytuje i technologie laserová, kterou lze aplikovat na širokou škálu materiálů od gumy po titan a dosáhnout vynikající čitelnosti, stálosti i estetického dojmu. Laserový popis je prováděn bezdotykově a lze jej umístit i na obtížně přístupná místa. Při výběru nejvhodnější metody je třeba zohlednit nejen značený materiál, ale také požadovanou životnost a odolnost značení, způsob čtení zakódované informace a především celkové náklady na zavedení a provozování celého systému automatické identifikace (které rozhodně nejsou zanedbatelné) a porovnat je s očekávanými přínosy. Čtení čárových kódů aplikovaných metodou přímého značení totiž vyžaduje podstatně sofistikovanější (a tedy i dražší) snímače, které si musí poradiť‘ s minimálním kontrastem tmavých a světlých ploch, různými snímacími úhly a vzdálenostmi i dostatečnou rychlostí, se kterou musí být načtená informace dekódována.
 
Jednou z hlavních výhod technologie přímého značení je trvalé spojení identifikačních údajů s označeným předmětem, který tak může být v průběhu svého životního cyklu téměř vždy prokazatelně identifikován. Tato vlastnost nabývá v poslední době na stále větším významu v souvislosti se zaváděním systémů dosledovatelnosti výroby do podrobnosti jednotlivých výrobků. Možnost jednoznačně identifikovat každý výrobek od jeho vzniku či vstupu do výroby až po jeho balení a expedici umožňuje tok výrobků výrobou nejen sledovat a řídit, ale data získaná z výrobních a kontrolních operací jednoznačně přiřazovat jednotlivým výrobkům nebo jejich skupinám.

Při typických realizacích výrobních informačních systémů jsou čárové kódy využívány pro
• identifikaci zakázek a výrobních operací (kódy jsou uvedeny nejčastěji na výrobní dokumentaci)
• transportních dávek (jednoznačný kód logistické jednotky je klíčem pro přístup k jejímu stavu a obsahu)
• jednotlivých výrobků (jednoznačný kód výrobku je umístěn přímo na výrobku a je klíčem pro přístup ke všem údajům, které byly s výrobkem asociovány)
• dalších prvků účastnících se výrobního procesu (nástroje, výrobní a manipulační prostředky, pracovníci) 

Využití čárových kódů při sběru dat z výroby je významným krokem k zajištění plynulého toku informací podél vnitropodnikových výrobních a logistických procesů. Omezení vlivu lidského činitele přitom zásadním způsobem zlepšuje kvalitu a aktuálnost získaných dat a zvyšuje jejich použitelnost jak pro provozní, tak podnikovou úroveň řízení.