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《商品条码 条码符号印制质量的检验》 新标准的变化及影响

发布时间:2024年05月17日 来源:中国自动识别网

商品条码广泛应用于我国的零售、食品安全追溯、医疗卫生、物流、建材、服装、特种设备、商品信息服务、电子商务、移动商务等领域。条码印制质量是决定条码能否被正确识读的关键因素。良好的条码印制质量是商品在供应链链条上快速高效流通的保障,是零售商超实现准确快速扫描结算的先决条件。
条码检测是判断条码印制质量是否合格的重要手段。首先,条码检测可以对符号标准的符合程度进行评价,进而预测条码符号在各应用节点可能达到的扫描性能;其次,条码检测能帮助符号制作者了解其制作效果,并且能够根据反馈情况来控制其制作过程;最后,条码检测能帮助符号制作者和使用者达成双方可接受的质量水平,使双方能在一个给定符号的可接受性上或其他方面达成一致。GB/T 18348—2022《商品条码 条码符号印制质量的检验》标准是目前商品条码检测的重要标准之一。
GB/T 18348—2022标准于2022年10月1日开始实施,其对GB/T 18348—2008标准做了一系列修订。经过一段时间的应用实践,该标准变化所带来的影响对条码检测工作提供了理论支撑。
 
标准修订的背景
GB/T 18348—2008标准是参考了国际标准ISO/IEC 15416:2000《信息技术 自动识别和数据采集技术 条码符号印刷质量测试规范 一维条码符号》制定的。ISO/IEC 15416:2000中的条码质量分级方法基于1990年美国国家标准协会(ANSI)发布的X3.182—1990《信息系统 条码印刷质量的导则》,成为仓储、运输、物流、零售、医药等多个行业条码质量的基础。虽然ISO/IEC 15416:2000被广泛应用,但应用过程中仍有一些需要改进的地方,其中最主要的是在重复测试下符号等级不稳定的问题。另外,随着扫描和识读技术的改进,质量等级和扫描识读效率之间的关联紧密度有所降低。而ISO/IEC 15416:2016版标准的发布在很大程度上解决了这些问题。2016版为了减少等级变化中的差异,对等级划分方法进行了一些修改;针对质量等级和扫描识读效率之间关联紧密度降低的问题,倾向分配比以前更高的等级,因此GB/T 18348—2022版也进行了相应的调整。
 
主要变化
改变等级划分方法,采用连续分级
在条码检测分级方法中,遵循先测量质量参数再进行分级的原则。参数的测量值通常是从0%到100%的连续值,不同等级对应不同的测量值范围。在修订之前,ISO/IEC 15416:2000版只定义了5个等级级别,即0、1、2、3、4,其中4是最高等级,对应条码符号印制质量最好的情况;0是最低等级,对应条码符号印制质量最差的情况。0、1、2、3、4级分别对应ANSI X3.182中使用的字母等级F、D、C、B、A。例如,对于符号反差参数来说,在40%到55%范围内的任何测量值都会被分配为2级 (对应ANSI X3.182中的C级)。
测量值的范围0%到100%只有5个等级,该等级划分方法有两个主要问题。首先,在测量值范围的边界处有一个急剧的转变。例如,当符号反差测量值为39%时,它的等级为1;当符号反差测量值为40%或大于40%时,它的等级为2。虽然39%和40%的符号质量没有实质差异,但1和2的等级有显著差异。因此,仅给出1级和2级的结果并不能清楚地表示符号质量的情况,因为仅根据等级无法得知测量参数值是否在等级的边界附近。
其次,由于任何测量系统都会存在误差,测量值的微小变化不可避免,但这也可能引起等级的大波动。当一个等级的测量值范围很小时,这种影响会加剧。例如,缺陷度的每个等级仅有5%的范围,调制比的每个等级仅有10%的范围。划分等级的测量值范围很小时,测量值经常接近等级与等级之间的边界。因此,即使是正常的误差也有可能会产生等级的大变化。
为了减少等级突变带来的不良影响,GB/T 18348—2022版改变了对测量参数分配等级的方法,将等级的级差数量从5个增加到41个,对应范围为十进制数字4.0到0.0(以0.1的步进降低)。这种分级是等差递减的,被称为连续分级,修订前后两种分级方法如图1、图2所示。
图1  修订前符号反差等级划分示意图
 
图2  修订后符号反差等级划分示意图
 
 
图3  扫描反射率示例
 
缺陷度测量的变化
为了减少等级波动,GB/T 18348—2022版的另一个重大变化是对缺陷度的测量方法进行了修改。在修订前的分级体系中,当反射率曲线中“峰”或“谷”非常小甚至几乎不存在时,较大的等级变化仍然可能出现,对缺陷度测量方法的修改则有效改善了这一问题。
在修订前的标准中,缺陷度为最大单元反射率非均匀度与符号反差的比。单元从边界开始,扫描反射率曲线(SRP)跨越反射率阈值,单元反射率非均匀度存在于“峰”或“谷”表示的点上。最大单元反射率非均匀度位于点B,而不是点A,如图3所示。
然而,扫描反射率曲线的微小波动,特别是在阈值附近的波动,就会被视为“峰”或“谷”,因此,GB/T 18348—2022版引入了一个公式,依据波动的大小为“峰”或“谷”分配对应的权重,“峰”或“谷”的波动越小,其被赋予的权重也就越小。其中,单元反射率非均匀度大于7.5%的值将被完全加权。相对正常的缺陷,特别是那些在校准卡上发现的显著缺陷将被完全加权,不受此更改的影响。在柔版印刷中,由“光晕”产生的单元边界附近的微小波动可以通过这次算法的修订而减少。扫描反射率曲线中的一个小波动发生在单元边界附近时,“峰”或“谷”就可能会产生,而算法的修改将减少对缺陷测量的影响。
 
连续分级情况与影响分析
根据GB/T 18348—2008标准,条码的最终等级是10次扫描等级的平均值。许多应用标准按照与ANSI X3.182中等级C相对应的最低质量设置最低等级,即平均等级(通过对条码的多次扫描)在1.5到2.4之间。因此,应用标准通常将可接受的质量水平设置为1.5级。GB/T 18348—2022版中引入的连续分级有效地改变了应用标准所接受的最低质量水平。
分级情况分析
等级始终处于等级范围高端时的情况分析
假设一个条码10次扫描的符号反差测量值都略低于55%。在GB/T 18348—2008标准中,10次扫描的符号反差测量等级均为2;而依据GB/T 18348—2022版,10次扫描的等级均为2.9,接近3.0。如果这个数值等级被四舍五入,它将是3(B)。即使没有四舍五入,2.9的等级也明显高于GB/T 18348—2008标准中的2级,GB/T 18348—2008与GB/T 18348—2022标准中条码的等级分配有明显不同。
等级始终处于等级范围低端时的情况分析
假设一个条码10次扫描的符号反差测量值都略高于40%。在GB/T 18348—2008标准中,10次扫描的符号反差等级均为2。而在新的修订版本中,单次扫描的评分为2.0或2.1。在这个示例中,对条码的评分在新旧版本标准中是接近的。修订的目的是确保在新修订标准中对条码的评分不低于原来的评分,需要注意的是,2.1比1.5要高得多。
等级始终处于等级范围中端时的情况分析
假设一个条码10次扫描的符号反差测量值约在GB/T 18348—2008标准中2级范围的中间,即47.5%。在GB/T 18348—2008标准中,所有这些扫描结果将被评为2级,平均等级为2级;而采用GB/T 18348—2022版标准,这些扫描将被评为2.5级,平均等级也是2.5。它是等级级别的中间值(2.5),而不是对应该级别 “底部”的整数值(2)。
等级跨级变动情况分析
假设10次扫描的符号反差测量值均在40%上下波动,这恰好是GB/T 18348—2008版中1级和2级的边界。由于测量误差的关系,有些测量值在40%以下,有些测量值在40%以上。在GB/T 18348—2008版中,平均等级将取决于获得等级1和2的扫描次数。实际上,平均等级可能是1.0到2.0之间的任何数,最有可能接近1.5;当一半的测量值是1级,另一半是2级时,平均等级就会是1.5。而采用GB/T 18348—2022版,等级可能为1.9、2.0或2.1,这同样体现了连续分级的好处。
连续分级对现有应用标准的影响分析
如上所述,在GB/T 18348—2008版的应用标准可接受的边界上,可以预期产生的等级在1.5附近波动,但容易受到较大偏差的影响,但新标准给出了一个更稳定的值2.0,预期偏差将会小得多。因此,对于追求C级质量的应用标准来说,将最低可接受等级从1.5改为2.0可能是合适的。保持最低可接受等级1.5将允许质量较低的条码通过。
保持可接受等级不变的潜在积极影响
能保持稳定 在旧的分级系统中,接近整数点的最终等级是由不同等级(如1和2)的扫描结果平均得出的。在实践中,这通常是由于连续扫描的参数测量值恰好在等级间的边界附近。这很常见,因为相对于这些测量的公差,等级的测量值范围是非常小的。例如,分配等级为2的调制比的范围只有10%(50%到60%);而对于缺陷度,它只有5%(20%到25%)。即使是测量中微小的变化也会产生并且经常产生扫描等级的整数变化(例如从1到2)。连续分级消除了这种不稳定性,允许一些扫描低于一个等级范围值的最小值,但仍然会产生一个可接受的总体等级。
例如,一个条码的10次扫描中有9次的评级为2,但有1次的评级为1,参数正好低于2级级别的边界,则这个条码的平均等级为1.9。如果应用标准要求最低等级为2.0,那这种情况就不符合应用标准。因此,可接受的等级通常设置在应用标准等级级别间的中点。
在新的分级系统中,等级会更加稳定,测量值的微小变化会引起最终等级的微小变化。
具有兼容性 对标准进行修订的一个目标是确保任何符号的新等级都不会降低,从而允许用户继续使用旧的条码检测仪,并确保这些旧标准给出的任何合格等级仍然是通过新标准的可靠指标。如果应用标准更改了新分级系统的最小可接受等级值,那么旧的条码检测仪将不再兼容。而换一个角度,如果仍保留相同的最低等级(通常是1.5级),现有用户可以选择采用新标准来满足该标准最低等级。采用新标准能够获得相同或更高的等级值,降低边界值波动带来的等级波动。在旧标准下可能是不合格的等级,在新标准下则可能获得合格等级。采用新标准的供应商应确保其客户接受新标准的评级。
保持可接受等级不变的潜在不利影响
新的评分系统下较低的测量参数值仍然有可能产生不低于最低可接受的等级。以符号反差为例,应用标准的目标可能是达到C级,即不低于40%。在实践中,通过一系列具有不同符号反差值的扫描,可以获得总分为1.5的评分,其中一些远低于40%。在旧的评分系统中,符号反差没有1.5的等级值。在新的评分系统中,符号反差为1.5级,严格要求符号反差在20%到40%之间。因此,新标准下一个较低的符号反差的所有扫描都低于2级时,它仍然可以获得合格等级。这种情况在旧标准中是不可能发生的,因为在旧标准中,等级为1.5则必须要有一些扫描出现不低于40%的符号反差。
确定最低可接受等级和一致性测试的分析
提高最低可接受等级
在一个应用标准中,如果要求最小参数值大于或等于C级范围中的最小值,那么在使用新标准时,它的最低可接受等级被设置为2.0级,而不是1.5级。
确保最低可接受等级不变
在将最低可接受等级保持为中点值(如1.5级)的应用标准中,一些质量较低的条码将被接受。这既是一个问题,也是应用标准对改进扫描和识读技术的有效响应。
一致性测试分析
符合性测试使用经过校准的符合性测试卡进行,这些测试卡上印制了一些不合格的条码符号,要求条码检测仪能够依据ISO/IEC 15416:2000版给出测量参数值且参数值在允许误差范围内。这些测量值不受GB/T 18348—2022版的变化影响。一致性测试符号报告的总体分数将随着新标准的采用而改变。特别是校准的一致性测试符号参数值通常被设计成一个等级级别中点附近的值,例如22.5%的缺陷度是2级的中间,跨越缺陷值20%到25%。这样的符号以前被定为2级,但新标准将其定为2.5级。一致性测试仅检查测量参数值是否在允许误差范围内,而不检查符号等级是否一致。
连续分级的变化意义重大,对应用标准产生了重要影响。这种变化的好处是具有稳定性,确保新等级等于或高于旧等级的原则,其结果必然会产生不同于或高于旧等级的新等级。应用标准考虑到这一点,可以将最低可接受等级提高0.5。然而,考虑到扫描能力的提高,保持最低等级不变也是可以接受的。

中国物品编码中心  刘睿智  刘一漩  林强  胡敏

《条码与信息系统》2024年第2期总第180期

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