Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка __ страниц, 28 рисунков, 6 таблиц, 15 литературных источников, 7 приложений.

автоматизированная система, контроль качества, C# framework 4.0, штрих-код, учет продукции, контуры, графический анализ, терминал, удаленное управление, БАЗА ДАННЫХ, СУБД MS SQL.

Целью проекта является разработка автоматизированной системы управления оценки качества полиграфической продукции

В первом разделе дипломного проекта проведены теоретические исследования по разработке комплекса оценки качества и учета продукции, произведён обзор существующих технологий и программных средств.

Во втором разделе приведено описание процесса разработки программного обеспечения портала.

Во втором разделе описаны выбранные программные средства и технологии.

В третьем разделе приводится расчет экономических параметров и себестоимость программного средства.

В четвертом разделе дипломного проекта содержатся требования по охране труда и безопасности жизнедеятельности.

В пятом разделе приведено руководство пользователя.

В заключении приведены результаты проделанной работы.

Содержание

• Введение
• 1. Теоретические исследования
• 1.1 Аналитический обзор литературы
• 1.2 Обзор способов контроля качества при печати
• 1.2.1 Применение системы видеоконтроля
• 1.2.2 Позиционирование
• 1.2.3 Управление
• 1.2.4 Контроль качества оттисков
• 1.2.5 Требования к качеству полиграфического исполнения
• 1.3 Штриховое кодирование
• 1.3.1 Штриховой код
• 1.3.2 Виды штриховых кодов
• 1.3.3 Структура штрихового кода EAN
• 1.4 Сканеры штрих-кодов
• 1.5 Патентный поиск
• 1.6 Вывод
• 2. Разработка программной системы
• 2.1 Общая схема работы
• 2.2 Краткий обзор технических характеристик терминала Cipher 8371
• 2.3 Модуль обработки информации пришедшей с терминал сбора данных
• 2.4 Модуль обработки изображения
• 2.5 Общий алгоритм распознавания
• 2.6 Модуль работы с базой данных
• 2.7 Интерфейс системы управления
• 2.8 Вывод
• 3. Экономический раздел
• 3.1 Общая характеристика программного средства
• 3.2 Исходные данные
• 3.3 Определение объема программного средства
• 3.4 Расчет трудоемкости выполняемой работы
• 3.5 Расчет основной заработной платы
• 3.6 Расчет дополнительной заработной платы
• 3.7 Расчет отчислений в Фонд социальной защиты населения
• 3.8 Расчет отчислений по обязательному страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний
• 3.9 Расчет расходов на спецоборудование
• 3.10 Расчет расходов на материалы
• 3.11 Расчет расходов на оплату машинного времени
• 3.12 Расчет прочих прямых затрат
• 3.13 Расчет накладных расходов
• 3.15 Расчет расходов на сопровождение и адаптацию
• 3.16 Расчет полной себестоимости разработки ПС ВТ
• 3.17 Определение отпускной цены на ПС ВТ
• 3.18 Результаты и выводы по расчетам
• 3.19 Вывод
• 4. Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности
• 4.1 Особенности труда пользователя ПЭВМ
• 4.2 Обеспечение санитарных условий при использовании ПЭВМ
• 4.2.1 Освещение
• 4.2.2 Параметры микроклимата
• 4.2.3 Шум и вибрация
• 4.2.4 Электромагнитное и ионизирующее излучения
• 4.2.5 Эргономические требования к рабочему месту
• 4.2.6 Режим труда
• 4.3 Эргономика пользовательских интерфейсов
• 4.3.1 Основные принципы проектирования интерфейсов
• 4.4 Вывод
• 5. Руководство пользователя системой
• 5.1 Описание интерфейса
• 5.2 Вывод
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Использование системы видеоконтроля качества печати дает возможность оператору печатной машины дистанционно наблюдать изображение запечатываемой продукции в реальном времени, причем с гораздо большей детализированностью, чем невооруженным глазом. Видеоконтроль существенно сокращает отходы бумаги, повышает качество продукции, позволяет увеличить скорость печатной машины, сокращает время подготовки к печати. Наиболее мощные системы видеоконтроля могут автоматически находить различные дефекты печати и подавать сигнал оператору о сбое печатного оборудования. Это делает процесс печати почти полностью автоматизированным.

Создание устройств, выполняющих функции распознавания различных объектов, в большинстве случаев обеспечивает возможность замены человека специализированной автоматизированной системой. Благодаря этому, значительно расширяются возможности сложных систем, выполняющих различные информационные, логические, аналитические задачи. Следует отметить, что качество работ, выполняемых человеком на рабочем месте, зависит от многих факторов (квалификации, опыта, добросовестности и т.д.). В то же время исправная автоматизированная система действует однообразно и обеспечивает всегда одинаковое качество. Автоматический контроль сложных систем позволяет вести мониторинг и обеспечивать своевременное обслуживание, идентификацию помех и автоматическое применение соответствующих методов шумоподавления, позволяет повысить качество передачи информации. Также понятно, что использование автоматических систем в ряде задач может обеспечить невозможное для человека быстродействие.

Так же развитием информационной техники, широким внедрением средств вычислительной техники во многие сферы производства и управления все острее встает вопрос быстрого и надежного ввода информации о том или ином изделии или продукте (товаре) в ЭВМ для последующего решения на них многих задач, связанных с фиксацией факта поступления, получения, отгрузки, продажи, передачи на последующие этапы продукции. Ручной ввод кода изделия, позиции или строки документа или предварительная подготовка данных на машинных носителях требуют больших затрат ручного труда, времени, часто приводит к ошибкам, и поэтому такая технология ввода информации в ЭВМ стала узким местом современных автоматизированных систем обработки данных (АСОД).

В настоящее ведутся большие работы по созданию автоматизированных систем обработки данных с применением машиночитаемых документов (МЧД), одной из разновидностей которых являются документы со штриховыми кодами. К машиночитаемым относятся товаросопроводительные документы, ярлыки и упаковки товаров, чековые книжки и пластиковые карточки для оплаты услуг, магнитные носители.

В связи с этим появились термины "электронные ведомости", "электронные деньги". Наибольшее распространение получают графические шрифты, предназначенные для кодирования и регистрации информации в оптическом диапазоне.

В последнее время наиболее перспективным и быстроразвивающимся направлением автоматизации процесса ввода информации в ЭВМ для ряда областей использования вычислительной техники является применение штриховых кодов.

Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины. Информацию несут относительные ширины светлых и темных полос и их сочетания, при этом ширина этих полос строго определена. Темные полосы называют штрихами, а светлые ? пробелами (промежутками). Штриховые коды считываются специальными оптическими считывателями (читающими устройствами) различных типов, включая лазерные, которые, воспринимая штрихи, пробелы и их сочетания, декодируют штриховой код с помощью микропроцессорных устройств, осуществляют заложенные в кодах методы контроля и выдают на табло, в ЭВМ или другие устройства значения этих кодов в определенном алфавите (цифровом, алфавитно-цифровом и пр.). В настоящее время штриховые коды широко используются не только при производстве и в торговле товарами, но и во многих отраслях промышленного производства для идентификации заготовок, изделий, упаковок, обозначения мест хранения, в почтовых ведомствах, транспорте и полиграфии.

Целью дипломного проекта является создания системы, которая будет включать в себя системы видеоконтроля качества продукции и системы учета этой продукции. Данная система является масштабируемой и развертываемой под конкретные задачи предприятия. В данном дипломном проекте будет рассмотрено создание автоматизированной системы.

К основной задаче дипломного проекта относится повышение автоматизации и внедрения новых информационных технологий на предприятиях.

1. Теоретические исследования

1.1 Аналитический обзор литературы

Одной из основных задач решаемых данной системой является анализ качества выпускаемой продукции, с целью повышения конкурентоспособности.

Конкурентоспособность товара - это совокупность характеристик продукта и сопутствующих его продаже и потреблению услуг, отличающих его от продуктов - аналогов по степени удовлетворения потребностей потребителя, по уровню затрат на его приобретение и эксплуатацию. Это способность товара соответствовать ожиданиям потребителей, способность товара быть проданным.

Качество товара является основной составляющей его конкурентоспособности. При определении качества продукта следует пытаться выделить наиболее предпочтительные свойства товара для потребителя. Следует иметь в виду, что придать все желаемые качества товару практически невозможно, да и не имеет смысла с точки зрения требований конкретных сегментов рынка.

Качество включает в себя множество компонентов. Прежде всего, к ним относятся технико-экономические показатели качества продукции, а также качество технологии ее изготовления и эксплуатационные характеристики.

При определении уровня качества товара следует учитывать нормативные составляющие: соответствие продукции обязательным стандартам качества. Это особенно важно в связи с тем, что уже сам по себе факт несоответствия выпускаемого изделия принятым на конкретном рынке стандартам качества снимает вопрос о возможности поставки и сводит на нет всю остальную работу по повышению уровня качества изделия.

интерфейс алгоритм полиграфическая продукция

Разработка и использование системы видеоконтроля продукции, в свою очередь, дает возможность более детально анализировать и регулировать качество выпускаемой продукции.

Наиболее мощные системы видеоконтроля могут автоматически находить различные дефекты и подавать сигнал о сбое или несоответствии нормам выпускаемой продукции.

Создание устройств, выполняющих функции видео контроля или распознавания различных объектов, в большинстве случаев обеспечивает возможность замены человека. Благодаря этому, значительно расширяются возможности сложных систем, выполняющих различные информационные, логические, аналитические задачи. Следует отметить, что качество работ, выполняемых человеком на рабочем месте, зависит от многих факторов (квалификации, опыта, добросовестности). В то же время система контроля качества действует однообразно в рамках постав ленной задачи и обеспечивает всегда одинаковое качество [1].

Система контроля качества позволяет вести мониторинг и обеспечивать своевременное обслуживание, идентификацию несоответствия продукции и автоматическое применение соответствующих методов исправления или оповещения, позволяет повысить качество продукции. Также понятно, что использование данных систем в ряде задач может обеспечить невозможное для человека быстродействие.

Так же развитием информационной техники, широким внедрением средств вычислительной техники во многие сферы производства и управления все острее встает вопрос быстрого и надежного ввода информации, повышения точности и надежности, помехоустойчивости, автоматизации, системности.

Особое место в среде технологий автоматической идентификации занимают технологии штрихового кодирования, на основе распознавания графических штриховых кодов.

Штриховые коды сейчас используются для идентификации продукции, товаров и услуг. Кроме того они используются в работе автоматизированных систем управления (технологические коды автоматизированных систем управления) при автоматизации процессов идентификации физических объектов, учета, хранения и передачи информации о движении товаров, обращения ресурсов в процессе хозяйственной деятельности (автоматизированные склады деталей и продукции).

Штриховое кодирование применяется также для защиты информации от преднамеренного ее искажения или неправомерного использования.

Идея штрихового кодирования зародилась в Гарвардской школе бизнеса в США в 30-е годы. Первое практическое применение датируется 60-ми годами. Широкое использование штрихового кодирования стало возможным в 70-е годы благодаря развитию микропроцессорной техники. Универсальный товарный код (UPC) был принят в США в 1973 г. В странах европейского союза и в России работает: Европейская ассоциация кодирования (EAN - European Article Numbering) и соответствующий код.

Наличие штрихового кода становится обязательным требованием. Такая система информации экономически эффективна, упорядочивает и ускоряет оформление заказов, улучшает учет изделий (товаров), ускоряет оформление документов, упрощает бухгалтерский учет, дает возможность предъявлять претензии к качеству и безопасности изделий.

1.2 Обзор способов контроля качества при печати

1.2.1 Применение системы видеоконтроля

На основании сигналов от датчика синхронизации блок управления формирует вспышки стробоскопа; изображение при каждой вспышке регистрируется цветной видеокамерой и передается в блок обработки сигнала, а оттуда на монитор. Блок управления выполняет роль интерфейса с печатником: с клавиатуры можно задать увеличение, выбрать зону оттиска и задать дополнительные параметры [2].

В подавляющем большинстве систем для подсветки изображения используется импульсная лампа небольшой мощности, с энергией вспышки порядка 1.3 Дж. Исключительно короткая продолжительность вспышки обеспечивает эффект "неподвижности" изображения, хотя время экспозиции каждого кадра видеокамерой составляет до 20 мс. Тем не менее вспышка имеет конечную продолжительность - порядка 10?50 мкс, причем с выраженной фазой "затухания". Вследствие этого на больших скоростях все-таки возникает эффект "размазанного" изображения - точно так же, как при фотографировании быстро движущихся объектов.

Длительность вспышки тем короче, чем меньше энергия вспышки. Поэтому для получения четких изображений на максимальной скорости необходимо снижать мощность лампы, что требует применения видеокамер с более высокой чувствительностью. Это влечет за собой еще одну проблему, о которой часто забывают на практике: высокочувствительная камера требует установки в таком месте, где не будет засветки от посторонних источников света. Если печатная машина установлена так, что на материал в зоне контроля попадает прямой свет от осветительных ламп (или, еще хуже, солнечный свет из окна), могут возникать сильнейшие искажения цвета на мониторе.

Импульсным осветителям присущи два принципиальных недостатка: нестабильность энергии вспышки, вызывающая мерцание изображения, и сугубо линейчатый спектр излучения, проявляющийся в сильных искажениях цветопередачи, не поддающихся коррекции. Избежать этих недостатков можно, используя подсветку неимпульсным источником с непрерывным спектром, например, лампой накаливания. Чувствительность и быстродействие современных видеокамер настолько высоки, что достаточно лампы вполне разумной мощности. Однако системы с постоянным осветителем все-таки пока существенно дороже импульсных.

Оптический блок функционально состоит из объектива и видеокамеры. Ведущие производители электронных компонентов на сегодня вполне освоили массовое производство недорогих и компактных интегрированных модулей, включающих объектив и камеру. Управление фокусировкой и диафрагмой объектива производится дистанционно, с помощью команд, подаваемых на микродвигатели.

Видеокамеры, как правило, построены на основе одной ПЗС матрицы (в дорогих системах - на трех матрицах) и формируют выходной сигнал в аналоговом стандарте PAL или RGB. Камеры с выходным сигналом PAL используются только в наиболее простом оборудовании. Системы среднего и дорогого сегмента рынка всегда работают с камерами с RGB выходом, причем на наиболее дорогих используют трехматричные ПЗС камеры. Часть устройств послепечатной инспекции работает с черно-белыми камерами. У них до 10 раз выше разрешающая способность, что позволяет выполнять автоматический контроль читаемости штрих-кода или взаимного расположения меток. Аналоговые сигналы, как известно, сильно подвержены помехам при передаче по длинным кабелям. Поскольку расстояние от камеры до блока обработки может составить десятки метров, в некоторых системах для повышения помехозащищенности сигнал преобразуется в цифровую форму непосредственно в блоке видеокамеры.

1.2.2 Позиционирование

В "поле зрения" камеры даже не при самом большом увеличении попадает только часть оттиска. Пользователю важно, насколько удобно и точно действуют соответствующие функции управления.

Позиционирование поперек полотна выполняется простым перемещением блока видеокамеры по штанге. На узкорулонных машинах блок камеры зачастую находится "под рукой", что позволяет обойтись без дистанционного управления. Камера перемещается вручную с помощью винтового штока или просто на полозьях. На больших машинах блок камеры не так легко доступен, и для его перемещения используют электропривод с помощью зубчатой рейки или зубчатого ремня. Поскольку печатник сразу видит результат перемещения на экране и может скорректировать ошибку, к точности позиционирования не предъявляется высоких требований. Однако очень важно отсутствие люфтов в направляющих, так как даже небольшой перекос камеры может привести к нарушению фокусировки [2].

Позиционирование области просмотра вдоль полотна выполняется программно, за счет изменения задержки относительно начала оттиска. Чтобы область просмотра не смещалась при изменении скорости, задержка должна иметь постоянную величину не во времени, а в процентном отношении к длине оттиска. Для этого необходимо располагать набором опорных меток вдоль полотна. Самый простой вариант - использование в качестве опорных меток зубьев шестерни формного цилиндра. В непосредственной близости от любой удобной шестерни, связанной с приводом цилиндров, устанавливается датчик Холла, выдающий импульс при прохождении каждого зуба. Далее в систему нужно ввести количество зубьев формного цилиндра N, чтобы на каждый N-й импульс вырабатывался строб для включения вспышки. Смещая строб по сетке импульсов, получим перемещение области просмотра относительно оттиска. Очевидно, что настройка получается дискретной - с шагом, равным шагу шестерни. Но для практического применения этой точности более чем достаточно. Иногда привязка к шестерням невозможна. Например, если видеоконтроль устанавливается не на печатную машину, а на перемотчик, шестерни либо отсутствуют в принципе, либо длина окружности цилиндра с шестерней не совпадает с длиной оттиска. В таком случае для формирования сетки опорных импульсов необходимо установить на один из ведущих валов углового формирователя импульсов. Кроме сетки, связанной с движением полотна, нужны стартовые импульсы, привязанные к началу изображения каждого оттиска. Их получают с помощью оптического (ИК) датчика, работающего на просвет. Естественно, стартовые импульсы корректно формируются только при контроле изображения, имеющего хотя бы один контрастный элемент с четкой границей. Лучше всего система работает на материалах типа самоклеящейся бумаги после высечки с удалением слоя.

B этой системе синхроимпульсы можно получить с любого из пяти датчиков счетчика этикеток. Поскольку длина оттиска не обязана всегда быть кратной шагу энкодера, положение оттиска под камерой в момент вспышки может немного меняться от кадра к кадру. Однако число импульсов на один оборот энкодера составляет обычно несколько тысяч, и поэтому небольшое подрагивание изображения не мешает контролю оттисков даже при максимальном увеличении.

1.2.3 Управление

Даже самый простой набор функций управления требует как минимум десятка кнопок: перемещение вдоль и поперек полотна, увеличение/уменьшение, фокусировка, ввод числа зубьев шестерни. На простейших системах управление выполняется с помощью пленочной или кнопочной клавиатуры, которая может быть размещена на самом блоке видеокамеры. Однако более распространенные варианты - размещение органов управления на системном блоке или в виде отдельного маленького выносного пульта, который крепится в удобном месте. В дорогих системах контроля иногда применяется инфракрасный пульт дистанционного управления, как в телевизоре. Это, конечно, очень удобно, однако есть опасность, что его потеряют или попросту украдут. Некоторые производители идут по пути наращивания числа дополнительных функций, которые потенциально выглядят полезными. Например, интересна возможность запоминания "образцового" оттиска и вывод на экран в соседних окнах эталона и текущего изображения, что позволяет следить за однородностью печати всего тиража. Удобно также сканирование - постепенное автоматическое перемещение зоны обзора вдоль или поперек полотна, позволяющее печатнику вовремя заметить появление локальных дефектов печати. Изобилие дополнительных функций приводит к тому, что для управления системой приходится использовать достаточно мощные устройства ввода - например, отдельный монитор с сенсорным экраном [3].

Большинство производителей строит системные блоки на базе стандартных компьютерных платформ. Это относится и к "железу", и к программному обеспечению. Высокая производительность современных процессоров дает возможность качественной и быстрой обработки видеосигнала; развитые средства программирования и проверенные операционные системы позволяют создать богатый набор функций с удобным управлением; доступность комплектующих упрощает ремонт. Хотя стоит отметить, что некоторые производители идут по более сложному пути, создавая блоки управления на базе специализированных микросхем с низкоуровневым программированием. Набор функций и технические характеристики получаются, конечно, намного скромнее, но зато устройство - практически вечное.

Все производители используют в качестве устройства отображения стандартные компьютерные мониторы с аналоговым входом. Технические требования к монитору крайне невысоки, поскольку разрешение обычно не превышает 640х480 точек. Хотя производители и предлагают в составе своих систем конкретные марки, но в конечном счете это дело вкуса конечного пользователя. На конечный результат это не влияет.

Контроль качества печати иногда выполняют не на печатной машине, а, например, во время перемотки или продольной резки рулона. При некоторых видах печати (дорогостоящие материалы, ценные бумаги, акцизные марки, просто ответственные заказы) производят двойную проверку: контроль качества во время печати и затем контроль готовой продукции. Для этого созданы специальные машины, называемые системами инспекции полотна (web inspection system). Отличие от систем видеоконтроля состоит в том, что производится не выборочная съемка, а полное сканирование всего полотна и автоматическое сопоставление каждого оттиска с эталоном. Естественно, вычислительные мощности блока обработки сигнала на порядки больше, чем в системе видеоконтроля.

Поскольку анализ изображения производит не оператор, а машина, высокая разрешающая способность важнее, чем цветовые характеристики. В системах инспекции чаще используются черно-белые, а не цветные камеры.

Оператор может задать пороговое отклонение от эталона в соответствии с заданным уровнем качества, чтобы система сообщала или о каждой марашке диаметром в десятые доли миллиметра, или только о больших пятнах грязи и больших провалах плотности краски. Возможен автоматический контроль читаемости штрих-кода на каждой этикетке. При обнаружении брака машина останавливает полотно так, что дефектный участок оказывается перед оператором на монтажном столе. Далее можно вырезать бракованный фрагмент, склеить полотно и продолжить контроль.

В технологических процессах со сквозной автоматизацией (от печати до использования этикеток) находят применение системы инспекции, которые не останавливают полотно при выявлении брака, а наносят на дефектное изделие специальную метку. Метка считывается следующим устройством, например, линией наклейки этикеток, и бракованная этикетка просто пропускается.

Системы контроля печати находятся в постоянном развитии. С одной стороны, развитие электронных технологий и совершенствование элементной базы приводят к удешевлению систем. С другой стороны, с развитием технологий становятся доступными такие возможности и функции, которые несколько лет назад казались утопией. Не исключено, что еще через несколько лет системы полного автоматического контроля каждого оттиска будут входить в стандартную комплектацию печатных машин, а обратная связь по управлению приводками станет такой же привычной, как сегодня - дистанционное регулирование тех же приводок.

1.2.4 Контроль качества оттисков

Не только подача краски и приводка определяют качество печатного изображения. Изображения могут сами по себе оказаться насыщены мелкими деталями или заказчик желает убрать некоторые детали изображения. Снижают качество и вероятные дефекты изображения, связанные с бумагой и возникающие в ходе печатного процесса, которые не отражаются в измерительных элементах. Такими дефектами могут быть, например, царапины, вызванные неправильной проводкой бумаги, или "марашки", причиной которых может быть налипание краски на офсетном полотне. Для контроля качества печати, в частности, при работе рулонной машины, применяются оптические инструменты визуального контроля. Они либо позволяют печатнику достаточно быстро определять подобные дефекты, либо предупреждают его о необходимости выполнения корректировки [3]. Подобные системы контроля реализуются на сложных фотосистемах высокого класса. По экранному изображению можно определять отклонения качества репродукции, оценивать и распознавать отклонения по контрольным меткам. Кроме того, на хорошо калиброванных цветных мониторах можно определять также цветовые несоответствия между оригиналом и изображением на оттиске. Однако многое зависит от умения и навыков оператора, поскольку измерение цветовых отклонений посредством видеосистем является относительно неточным процессом.

1.2.5 Требования к качеству полиграфического исполнения

Качество изготовленного тиража книги определяется на основе действующих нормативных документов, которые регламентируют не только качество готовой продукции, но и каждого этапа ее производства для предупреждения брака.

Типовые примеры нарушения качества.

Положение, в соответствии с которым могут быть предъявлены претензии к качеству печатной продукции, не обновлялось с 1982 года, однако приведенный в нем перечень дефектов, описание и критерии бракованной продукции не устарели. Перечислим в качестве примера некоторые из них [4]:

перевернутые, пропущенные, перепутанные полосы, иллюстрации, подписи к ним, заголовки, буквы и знаки на титуле, а также зеркальное расположение текста и иллюстраций;

грубые дефекты воспроизведения шрифта;

тетради блока, отпечатанные с одной стороны ("белый лист") или отпечатанные дважды ("макулатурный лист");

рваные, мятые, грязные листы и другие механические повреждения;

непропечатка, отмарывание краски, многочисленные забитые краской участки текста и иллюстрации, пробивание краски на оборот оттиска, нечеткая сдвоенная печать;

грубые дефекты печати иллюстраций;

несовпадение краев живописного поля у многокрасочных иллюстраций свыше 0,2 мм;

несовмещение красок при многокрасочной печати;

грубое несоответствие цветопередачи на оттиске пробному оттиску, утвержденному издательством;

неправильная вставка блока в переплетную крышку;

некомплектность и непоследовательность элементов блока;

выпадение элементов блока;

грубые дефекты приклейки;

полная потеря товарного вида издания.

Даже не полный перечень дефектов, бракующих экземпляр издания, достаточно обширен, поэтому так необходим систематический контроль со стороны издательства и взаимодействие со специалистами полиграфического предприятия, отвечающими за качество продукции в процессе изготовления тиража издания.

1.3 Штриховое кодирование

1.3.1 Штриховой код

Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины. Информацию несут относительные ширины светлых и темных полос и их сочетания, при этом ширина этих полос строго определена. Темные полосы называют штрихами, а светлые - пробелами (промежутками).

Штриховые коды считываются специальными оптическими считывателями (читающими устройствами) различных типов, включая лазерные, которые, воспринимая штрихи, пробелы и их сочетания, декодируют штриховой код с помощью микропроцессорных устройств, осуществляют заложенные в кодах методы контроля и выдают на табло, в ЭВМ или другие устройства значения этих кодов в определенном алфавите (цифровом, алфавитно-цифровом).

В настоящее время штриховые коды широко используются не только при производстве и в торговле товарами, но и во многих отраслях промышленного производства для идентификации заготовок, изделий, упаковок, обозначения мест хранения, в почтовых ведомствах, транспорте и пр.

Штрих (полоса) - темная зона изображения на однотонном светлом фоне, ограниченная прямыми параллельными линиями или концентрическими окружностями. Элементы штрихового кода наносятся на поверхность носителя, имеющего определенные светотехнические характеристики. При этом штрихи, наносимые с помощью красителей или каких-то других средств, хорошо поглощают свет на определенных длинах волн, а фоновая поверхность хорошо его отражает, что и используется при оптическом считывании.

Пробел - пространство между штрихами. В большинстве кодов в ширине пробела заключена определенная информация, лишь в некоторых кодах пробел - вспомогательная часть изображения и выполняет функцию элемента-разделителя.

Высота и ширина штриха (пробела) - размеры изображения, выраженные в единицах измерения (миллиметрах, долях дюйма) или в безразмерных единицах (модулях).

Модуль - основной размер, которому кратны все величины, определяющие параметры элементов изображения штрихового кода.

Знак - совокупность штрихов и пробелов, несущих закодированную информацию о символе отображаемого алфавита.

Код двуцветный - код, изображение которого содержит информацию на определенных длинах волн в виде темных и светлых штрихов.

Код контролируемый - код, в изображение знаков и кодовых слов которого заложена избыточная информация, обеспечивающая обнаружение ошибки считывания. Правильность прочитанного знака определяется читающим устройством по четности или нечетности суммы штрихов или пробелов, длине знака в модулях, соотношению узких и широких штрихов или пробелов в знаке, относительному расстоянию между элементами изображения знака и общей длины знака.

1.3.2 Виды штриховых кодов

По своей структуре штрих-код представляет прямоугольную область, заполненную горизонтальными штрихами, из которых с помощью специальной аппаратуры можно считать закодированные цифры. В штриховом коде не содержится никакой дополнительной информации, кроме регистрационного номера предприятия и номера товара. Это значение является ключом для доступа к базам данных ЕАN, в которых содержится дополнительная информация о товаре.

Далее рассматриваются штриховые коды, получившие наиболее широкое распространение.

Код Interleaved 2/5 - один из самых простых. Знаки кода, обозначающие цифры от 0 до 9, содержат пять штрихов, два из которых широкие, а три - узкие. Соотношение ширины широкого и узкого штриха составляет 2: 1 или 3:

1. В первом случае в знаке изображения 12, а во втором - 14 модулей. Пробелы между штрихами информации не несут, и, как правило, ширина пробела равна ширине узкого штриха. Этот код за рубежом используется для сортировки и учета товаров и изделий на складах, нумерации авиабилетов и пр.

Штриховые коды UPC и EAN получили наиболее широкое распространение для кодирования товаров в производстве и торговле. Первый из них представляет стандарт кодирования, принятый в США, второй - в Европе. Однако в ходе внедрения систем кодирования в практику идентификации товаров коду EAN (European Article Number) отдается предпочтение, в том числе в США, Японии и других странах неевропейского континента.

Сходство кодов UPC и EAN заключается в том, что в них используется для кодирования один и тот же набор знаков: цифры от 0 до 9 и пять вспомогательных символов. Изображение знака содержит два штриха и два пробела. Длина знака, отображающего цифру, равна 7 модулям [4]. Для изображения цифр имеется четыре таблицы соответствия, поскольку в кодах используются знаки, ограниченные слева; знаки, ограниченные справа; знаки с четными и нечетными паритетами. В кодах UPC и EAN набор знаков используется по-разному, исходя из особенностей представления закодированной информации. Коды относятся к непрерывным, контролируемым.

Особенностью этих кодов является то, что в них применяются кодовые слова фиксированной длины. Наибольшее распространение в торговле за рубежом получили 13-и 8-разрядные коды EAN.

Основным принципом кодирования EAN является наличие однозначного идентификационного кода, полученного согласно правилам кодирования EAN для каждого продукта (товара). Все физические параметры кода должны удовлетворять специальным стандартам EAN, с учетом которых создаются и используются соответствующие технические средства записи, считывания и обработки информации штриховых кодов.

1.3.3 Структура штрихового кода EAN

Первые 2-3 цифры - префикс национальной организации;

следующие цифры - это регистрационный номер предприятия внутри национальной организации;

следующая группа цифр - это порядковый номер продукции внутри предприятия;

последняя 13-я цифра - контрольное число. Оно вычисляется из предыдущих двенадцати. Контрольное число вычисляется по определенному алгоритму. Оно отражает последовательность всех значений знаков кода [4].

Ошибочным является мнение о том, что по штриховому коду можно определить страну-производителя. Штриховой код несёт информацию только о том, в какой национальной организации зарегистрировано предприятие.

Штриховой код EAN используется для уникальной идентификации продукции.

Штриховой код на товаре в магазине является эквивалентом как цены, так и наименования покупки. Если два товара отличаются по цене, то они должны иметь различные штриховые коды (номера EAN).

1.3.4 Считывание штриховых кодов

Оптические читающие устройства штриховых кодов, получившие распространение в практике построения автоматизированных систем обработки данных, имеют разнообразные конструкторские решения. Подавляющее большинство читающих устройств содержит встроенные источники подсвечивания, которые повышают вероятность считывания с первого раза. Сканирование изображения штрихового кода выполняется электромеханическими или электронными средствами, а сами устройства чтения могут быть ручными и стационарными.

Малогабаритные ручные читающие устройства, имеющие форму карандаша, удобны для работы оператора, осуществляющего сбор информации. В таких устройствах оптические каналы подсвечивания и чтения, как правило, совмещены. Изображение сканируется перемещением устройства вдоль записи.

Ручные лазерные сканирующие устройства в большинстве своем имеют форму пистолета. Подсвечивание и считывание ведутся по раздельным оптическим каналам. Сканирование может вестись в двух плоскостях.

К стационарным устройствам считывания относятся: щелевой считыватель стол-сканер, стационарный лазерный сканер для складских помещений. Щелевой считыватель предназначен для считывания закодированной информации с пластиковых карт, перемещающихся по щели считывания мимо источника подсвечивания и фотоприемника, за счет чего происходит сканирование штрихового кода. Используются для идентификации личности в медицинских учреждениях, в пропускных системах.

Наиболее сложное устройство - стол-сканер. Он предназначен для сканирования изображения с пяти сторон анализируемого предмета. Стол-сканер позволяет считывать изображение штрихового кода без предварительной ориентации предметов относительно считывающего устройства. Он нашел основное применение в узлах расчета магазинов.

Стационарный лазерный сканер имеет ограниченные угол зрения и глубину считывания. Может считывать коды с двух плоскостей. Стационарные лазерные сканеры предназначены для оснащения высокоавтоматизированных складов. Устанавливаются вдоль транспортерных лент, считывают, расшифровывают штриховые коды товара и передают в систему управления складом для их адресации, хранения и отгрузки.

Работа устройств считывания штриховых кодов основана на контрастной чувствительности.

При маркировке товаров массового производства штриховой код, идентифицирующий товар, наносится на ярлык или упаковку типографским способом. Это почти не отражается на стоимости упаковки, так как дополнительные затраты на создание изображения кода невелики.

Для производства упаковок или этикеток малым тиражом или для единичного производства используются различные печатающие устройства (ПУ), работающие под управлением ЭВМ. Все типы ПУ, применяемых в вычислительной технике, можно подразделить на ударные и безударные [5].

Важное место при применении штриховых кодов в различных областях народного хозяйства занимают вопросы кодирования продукции, товаров, технико-экономической и другой информации для последующего её автоматического считывания и ввода в ЭВМ или другие устройства для дальнейшей обработки и использования в соответствии с целями, определяющими необходимость применения в той или иной сфере штриховых кодов. Проблема тесно связана со всей технологией обработки информации в системах и комплексах, где используются штриховые коды. К этому же кругу вопросов относится и система ведения штриховых кодов, организация контроля за соблюдением всех правил и норм штрихового кодирования.

1.4 Сканеры штрих-кодов

Одним из центральных элементов любой автоматизированной системы управления предприятием розничной торговли является сканер штриховых кодов.

Сканер штриховых кодов - это устройство, которое позволяет считывать информацию с маркировки товара в виде штрих-кода и передавать ее в компьютер, POS-терминал или ККМ.

Покупатели уже успели привыкнуть к этим устройствам, превращающим информацию, закодированную на этикетке со штриховым кодом, во всем понятную запись с наименованием товара и его стоимостью. Но, разумеется, это лишь одна, хорошо видимая область эффективного применения штрихового кодирования. Большое число приложений, связанных со сбором и обработкой закодированной информации, скрыто от покупателей, поскольку осуществляется в служебных помещениях магазинов, складах, производственных цехах, транспортных службах, аптеках, почтах и многих других предприятиях. От того, как руководитель предприятия или специальный сотрудник, отвечающий за внедрение информационных технологий, решат вопросы, связанные с применением сканеров, зависит эффективность работы предприятия [5].

Автоматическая идентификация осуществляет автоматическое распознавание, расшифровку, обработку, передачу и запись информации, большей частью с помощью нанесения и считывания информации, закодированной в штрих-коде. Штрих-коды позволяют быстро, просто, и самое главное точно считывать и передавать информацию о тех предметах, которые нуждаются в прослеживании и контроле. Этикетки со штрих-кодами очень легко приклеиваются практически к любой поверхности, а также могут быть нанесены уже непосредственно на тюбики, конверты, коробки, бутылки, упаковки, книги, мебель, карточки и еще на многие предметы, которые нуждаются в идентификации.

Появление систем автоматической идентификации значительно увеличило скорость, эффективность и точность обработки и сбора информации. Первые применения штрих-кодов, такие как точки розничной торговли, контроль за перемещением, проведение инвентаризаций, определили появление более широких отраслей применения, например учет времени посещения, контроль за рабочим процессом, за качеством, сортировкой, перемещением документов, получением и перевозкой грузов, за доступом к секретным участкам, а также многие другие применения.

Со времени появления штрих-кодов ввод информации стал более точным и быстрым, и все процессы, связанные с обработкой информации, стали более быстрыми и точными. Потребуется достаточно много времени для того, чтобы выяснить назначение или текущий статус той или иной работы, инструментов, материалов, или любого перемещающегося предмета. Штрих-коды помогают отслеживать движения товаров и благодаря этому позволяют экономить время, оперативно отвечать на запросы и реагировать на любые изменения.

Система штрих-кодов открывает потрясающие преимущества для любого рода бизнеса. С помощью штрих-кодов сбор и запись информации становятся более быстрыми и точными процессами, что и позволяет снижать цены, сводить к нулю вероятность ошибок, а также упрощать все процессы товарооборота.

О достоинствах, какие получает организация при использовании штрих-кодирования, говорится много и детально. Самой привлекательной возможностью использования штрих-кодирования является не только уменьшение времени на обслуживание покупателя, но и автоматическое формирование отчетов по продажам в системе реального времени. То есть если на большинство товаров есть штрих-коды, то продавцу не надо в конце дня писать отчет по продажам, т.к. этот отчет формируется автоматически, в течении рабочего дня, при срабатывании штрих-сканера. В последующем, отчет по продажам, автоматически попадая в базу центрального офиса, позволяет значительно повысить эффективность логистики предприятия в целом.

Любой современный сканер штриховых кодов представляет собой компактную комбинацию оптического, электрического и вычислительного устройств. Главная задача сканера - считать изображение, представленное в виде совокупности белых и черных полос (линейный штрих-код) или композиций темных и светлых пятен (двумерный код) и декодировать его в цифровой сигнал. Эти функции выполняет специальный декодер, встроенный в сканер или выполненный в виде отдельного устройства, которое подключается между сканером и головным устройством.

Любой интерфейс, служащий для передачи данных в системе "сканер - компьютер", содержит два уровня - физический (например, кабель или радиочастотный канал связи) и логический (протокол передачи данных). Наиболее распространенными интерфейсами сегодня являются RS232, "разрыв клавиатуры" и USB.

Можно смело сказать, что большинство выпускаемых устройств умеют читать и, что немаловажно, различать все распространенные линейные штрих-коды (UPC/EAN, Code 39, Code 128, Interleaved 2/5 и др.). Происходит это благодаря встроенному в устройство программному обеспечению. Но если специфика работы устройства такова, что на предприятии используется какой-либо один тип штрих-кода, то лучше просто настроить сканер на распознавание именно этого кода. Таким образом, можно не только повысить производительность, но и обезопасить себя от неожиданных результатов считывания посторонних данных.

Важно помнить, что на результат считывания сильно влияет цвет красителя, который использовался для нанесения кода на этикетку или непосредственно на маркируемый предмет. Оптимально печатать штрих-код черным цветом на белом фоне, поскольку именно такая комбинация обеспечивает наилучшие результаты считывания [5]. Как известно, белый фон отражает цвет, а черные штрихи - поглощают. Заметим, что сканеры не различают цвета, зато распознают контрастные зоны. Чем выше контрастное отношение, тем лучше сканер считывает код. Если используется цветной фон или штрихи нанесены цветом, отличным от черного (следует полностью исключить тона с высокой отражательной способностью, типа "серебристый металлик"), сканеру придется изрядно потрудиться, читая такой код. Наихудший выбор - красный цвет, поскольку сканеры используют его для подсветки. Оптические системы некоторых сканеров имеют красные фильтры, что делает красный цвет практически для них невидимым.

Существует несколько классификаций сканеров:

по типу подсветки штрихового кода - светодиодные, лазерные и не требующие подсветки;

по типу светоприемника - на фотодиоде;

по типу исполнения - стационарные, ручные, комбинированные (стационарные/ручные).

В свою очередь лазерные сканеры делятся на однолучевые и многолучевые, с одним сканирующим окном и с двумя (биоптические). CCD сканеры можно разделить на контактные и бесконтактные, линейные (классические CCD сканеры) и фото-сканеры (image-сканеры).

Обычно принято выделять следующие типы сканеров:

перьевые (wand-сканеры);

ручные CCD-сканеры;

ручные фото-сканеры (image-сканеры);

ручные лазерные;

стационарные многолучевые проекционные лазерные;

стационарные многолучевые встраиваемые лазерные;

комбинированные многолучевые лазерные (стационарные/ ручные);

биоптические.

Ручные перьевые сканеры - самые простые и экономичные устройства для считывания штриховых кодов. Они имеют небольшой размер и вес, очень надежные и недорогие. В перьевых сканерах используется маломощный источник света, луч которого должен пересечь линейный штриховой код. Оператор, плотно прижимая рабочую поверхность перьевого сканера к этикетке, вручную проводит вдоль всего кода - считывать можно с любого конца этикетки, но пропустить хотя бы часть кода нельзя.

Необходимо иметь в виду, что технологические особенности перьевых сканеров предъявляют весьма жесткие требования к свойствам этикеток со штриховыми кодами [5]. На результат считывания влияют такие параметры, как скорость и угол перемещения луча. Оператор должен иметь определенный навык работы с перьевым сканером. Кроме того, существует опасность повреждения этикетки при контакте со сканером в том случае, если носитель или защитное покрытие этикетки оказываются недостаточно прочными.

CCD означает прибор с зарядовой связью (ПЗС). Фактически, в CCD-сканерах применяется та же технология захвата изображения, что и в знакомых всем факсимильных аппаратах. От перьевых сканеров такие устройства отличаются тем, что вместо луча света здесь используется подсветка, перекрывающая весь штрих-код. Существуют контактные и бесконтактные CCD-сканеры. Контактные модели представлены наиболее широко. Как и все CCD-сканеры, они компактны и имеют небольшой вес.

Такие сканеры не нужно перемещать вдоль штрих-кода. Достаточно приложить устройство к этикетке, нажать на кнопку - и сканирование выполнено. Отсюда и не столь высокие требования к оператору, применяющему устройству.

Контактные CCD-сканеры хорошо подходят для работы со штриховыми кодами общего назначения, ими часто оборудуют POS-терминалы. Однако, такие сканеры плохо работают с кодами, нанесенными на выпуклые и нерегулярные поверхности. Также проблематична работа в условиях яркого внешнего освещения, поскольку оно может создавать сильные помехи (засветки). Бесконтактные CCD-сканеры оснащены более мощными светодиодами, создающими яркую линию освещения штрих-кода, а также более чувствительными фотодатчиками, позволяющими захватывать изображения.

Ручные лазерные сканеры, предназначенные для POS - приложений, имеют рабочую зону до 20110 см, а сканеры для специальных приложений поддерживают сканирование на расстояниях до 10 м. Лазерные сканеры просты и удобны, интуитивно понятны в использовании. Узкая полоса лазерного излучения хорошо видна, что помогает легко позиционировать устройство. Такие сканеры эффективно работают как в POS-приложениях, так и в системах управления товарными потоками и складами.

Развитие и удешевление лазерных технологий в последние годы привели к тому, что ручные лазерные сканеры сравнялись по ценам с CCD-сканерами. К тому же на некоторые модели дается пятилетняя гарантия на сканер и пожизненная на сканирующий элемент.

Ручные фото-сканеры (image-сканеры) являются разновидностью CCD-сканеров. Отличие состоит в том, что фото-сканеры оснащены такой же CCD-матрицей, какой оснащаются видеокамеры и цифровые фотоаппараты. Фото-сканер считывает полностью весь образ кода, поэтому сканер не нужно ориентировать специальным образом относительно штрихового кода. Это упрощает работу оператора. Однако стоимость фото-сканеров значительно превышает стоимость линейных CCD-сканеров и некоторых моделей лазерных сканеров.

Стационарные многолучевые лазерные сканеры - самый распространенный тип сканеров в розничной торговле. Сама история использования сканера в магазине началась в 1974 году с многолучевого сканера, встроенного в кассовый прилавок (Супермаркет Marsh, г. Троя, штат Огайо).

Стационарный сканер создает рабочую зону, состоящую из множества пересекающихся лазерных лучей (обычно 1620). При этом значительно упрощается позиционирование кода в такой рабочей зоне: для успешного сканирования достаточно, чтобы один из лучей пересек все штрихи кода.

Важным достоинством стационарных сканеров является то, что у кассира свободны обе руки. Значит, он может полностью сконцентрироваться на обслуживании покупателя и, например, не только сканировать товар, но и упаковывать его в пакеты.

В зависимости от типа исполнения стационарные сканеры могут быть установлены на кассовом прилавке (проекционный сканер) либо встроены в него (встраиваемый сканер).

Комбинированные многолучевые лазерные сканеры называется так потому, что он может работать как стационарный многолучевой сканер, однако для удобства сканирования в некоторых случаях кассир может взять его в руки. Это один из самых ранних типов сканеров, появление которого стало возможным только в результате развития лазерных технологий и уменьшения размеров многолучевого сканирующего элемента.

Условно комбинированные сканеры можно разделить на два подтипа: сканеры, которые преимущественно используются как ручные, и сканеры, которые преимущественно используются как стационарные.

Первые модели комбинированных сканеров имели только многолучевую развертку. В настоящее время выпускаются модели, которые наряду с многолучевым режимом сканирования имеют возможность однолучевого линейного сканирования. Это расширяет сферы применения таких сканеров (работа со штрих-кодовым меню и т.п.).