Data Matrix
Data Matrix ist der quadratische 2D-Barcode auf Pharma-Fläschchen, Elektronikbauteilen, chirurgischen Instrumenten, Flugzeugmotorschaufeln und so ziemlich allem, was klein genug ist, dass ein QR nicht passt. Es ist die einzige 2D-Symbologie, die für die Direktteil-Markierung (DPM) spezifiziert ist, lasergeätzt, dot-peen oder chemisch geätzt direkt auf Metall, und die einzige mit einem ISO-Standard (29158) für die Bewertung von DPM-Qualitätsdekodierungen.
DPM-Bewertung:ISO/IEC TR 29158:2020, Qualitätsleitfaden für die Direktteil-Markierung (DPM).
Pharma-Anwendung:FDA-UDI-Regel (2013) und EU-Medizinprodukteverordnung 2017/745, beide schreiben GS1-formatiertes Data Matrix auf den meisten Medizinprodukten vor.
Urheber: International Data Matrix Inc, 1987. Wird jetzt von AIM und ISO gepflegt. Lizenzgebührenfrei.
Was es ist
Eine quadratische (oder rechteckige) Matrix mit einem L-förmigen Suchmuster auf zwei angrenzenden Seiten und einem Taktspur (abwechselnd schwarz/weiß) auf den anderen beiden. Innerhalb dieses Rahmens befindet sich ein Raster von Datenmodulen, die die Nutzdaten über Reed-Solomon-ECC kodieren (die moderne Variante, ECC 200, ist die einzige im aktuellen Einsatz, ältere Varianten ECC 000, ECC 050, ECC 080, ECC 100, ECC 140 sind veraltet).
Drei Eigenschaften, die Data Matrix zum Industriemarkierungsstandard machen:
- Extreme Kompaktheit. Ein 10×10-Symbol trägt 6 Ziffern oder 3 alphanumerische Zeichen. Das ist klein genug, um einen oberflächenmontierten Widerstand (3 × 1,6 mm) oder ein pharmazeutisches Glasfläschchen (Durchmesser 8 mm) zu markieren.
- Übersteht die Direktteil-Markierung. Lasergeätzt in Edelstahl, dot-peen in Titan, chemisch geätzt in Glas, Data Matrix ist die einzige 2D-Symbologie, bei der diese Markierungsprozesse standardisiert sind (ISO/IEC 29158).
- Festes ECC pro Größe. Im Gegensatz zu QRs vier ECC-Stufen oder PDF417s neun hat Data Matrix ECC 200 die Fehlerkorrektur in die Symbolgröß-Definition eingebaut. 10×10 hat 25% ECC; 144×144 hat ca. 28%. Keine manuelle Einstellung, die Spezifikation hat den richtigen Kompromiss für jede Größe gewählt.
Größen und Kapazität (ECC 200)
Data Matrix unterstützt 24 quadratische Größen von 10×10 bis 144×144 sowie 6 rechteckige Größen von 8×18 bis 16×48. Repräsentative Kapazitäten:
| Größe (Module) | Max. numerisch | Max. alphanumerisch | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|
| 10 × 10 | 6 Ziffern | 3 Zeichen | SMT-Widerstand, kleines elektronisches Bauteil |
| 12 × 12 | 10 Ziffern | 6 Zeichen | SMT-Kondensator, kleiner Steckverbinder |
| 16 × 16 | 24 Ziffern | 16 Zeichen | Pharma-Glasfläschchen, kleines IC-Gehäuse |
| 20 × 20 | 44 Ziffern | 31 Zeichen | Pharma-Blisterpackung, mittleres IC |
| 26 × 26 | 88 Ziffern | 64 Zeichen | Pharma-Karton mit Charge + Ablauf + GTIN |
| 32 × 32 | 124 Ziffern | 91 Zeichen | Vollständiger GS1-Elementstring mit Seriennummer |
| 52 × 52 | 408 Ziffern | 301 Zeichen | Wartungsschild auf Industrieanlagen |
| 144 × 144 | 3.116 Ziffern | 2.335 Zeichen | Theoretisches Maximum, selten versendet |
GS1-Elementstrings, Pharma + Lieferketten-Nutzung
In der Pharmazie und regulierten Lieferketten sind Data-Matrix-Nutzdaten GS1-Elementstrings mit in Klammern eingeschlossenen Anwendungsidentifikatoren (AIs). Häufige AIs:
| AI | Name | Format | Beispiel |
|---|---|---|---|
(01) | GTIN | 14 Ziffern | (01)09506000134352 |
(10) | Charge / Lot | alphanumerisch, var. | (10)ABC123 |
(17) | Ablaufdatum | JJMMTT | (17)270630 |
(21) | Seriennummer | alphanumerisch, var. | (21)SN00042 |
(240) | Zusätzliche ID | alphanumerisch, var. | (240)CAT-7A |
Im kodierten Nutzdatenstrom sind die Klammern nur zur Visualisierung, das eigentliche Symbol verwendet das FNC1-Funktionszeichen als Feldtrennzeichen. Kodierer müssen FNC1 am Anfang ausgeben (zur Signalisierung des GS1-Modus) und zwischen AI mit variabler Länge.
Kanonische Testvektoren
| Fall | Nutzdaten | Erwarteter Teilstring |
|---|---|---|
| Pharma UDI (GS1-Elementstring) | (01)09506000134352(17)270630(10)ABC123 | 09506000134352 |
| Elektronisches Bauteil (einfach) | PN:4321-ABC SN:00001234 | 4321-ABC |
| Kurze numerische ID | 12345678 | 12345678 |
| URL (selten, aber gültig) | https://example.com/p/X42 | example.com/p/X42 |
Häufige Fallstricke
- Consumer-Handykameras dekodieren Data Matrix nicht zuverlässig. iPhone-Kamera gibt nichts zurück. Google Lens dekodiert einige Data Matrix (z. B. auf hochkontrastigen Produktverpackungen) aber inkonsistent. Für industrielles Scanning einen dedizierten Imager verwenden.
- DPM-Verifikation erfordert ISO/IEC-29158-Bewertung. Ein Handykamera-Dekodieren BEWEIST NICHT, dass ein lasergeätzter oder dot-peened Data Matrix die Qualitätsbewertung eines Pharma-Lesers besteht. Vor dem Versand einen DPM-Verifier (Microscan, Cognex DataMan, Dynamsoft) verwenden.
- ECC 200 ist die einzige moderne Variante. Veraltete Varianten (ECC 000 bis ECC 140) tauchen noch in manchen Legacy-Code-Generatoren auf. Immer ECC 200 verwenden; ältere Varianten dekodieren auf modernen Scannern schlecht.
- Rechteckige Größen sind gültig, aber spezialisiert. Data Matrix unterstützt 6 rechteckige Größen (8×18, 8×32, 12×26, 12×36, 16×36, 16×48). Nützlich für enge Räume wie Kabel-Etiketten, aber manche älteren Scanner unterstützen nur quadratische Größen.
- GS1 erfordert FNC1 am Anfang. Ohne das führende FNC1 kann der Decoder ein GS1-Payload nicht von Klartext unterscheiden. Abunderas Encoder emittiert FNC1 automatisch, wenn das Payload mit einer GS1-Element-Zeichenfolge der Form
(NN)…beginnt. - GS1-Konformität für Pharma erfordert einen GS1-fähigen Encoder. Abundera kodiert GS1-Elementstrings als Code 128 / Data Matrix, ist aber nicht offiziell GS1-zertifiziert. Für regulatorische FDA-UDI / EU-MDR-Einreichungen einen zertifizierten GS1-Lösungsanbieter verwenden.
- Modulabstand für DPM. Direktteil-Markierung benötigt mindestens 0,25 mm/Modul für industrielle Imager; 0,4 mm für portable DPM-Lesegeräte. Darunter fällt der Dekodier-Yield schnell unabhängig vom ECC.
- Minimaler Kontrast. ISO/IEC 29158 erfordert mindestens 20% Kontrastverhältnis zwischen Markierung und Substrat. Lasergeätzte Edelstahl mit starker Oxidation kann darunter fallen, mit einem DPM-Grader prüfen.
- Styling deaktiviert. QR-spezifische Funktionen (benutzerdefinierte Punktformen, Farbverläufe, Mittellogos) gelten nicht für Data Matrix. Abunderas Style-Panel deaktiviert sich für diesen Typ selbst.
Scanner-Kompatibilität
| Lesegerät | Data-Matrix-Unterstützung | Hinweise |
|---|---|---|
| iOS-Kamera (iOS 15+) | Nein | Apple hat Data Matrix nicht zur nativen Kamera-App hinzugefügt. Drittanbieter-Apps mit Scandit- oder Dynamsoft-SDKs funktionieren. |
| Android-Kamera (Google/Pixel) | Ja (über Google Lens) | Google Lens dekodiert Data Matrix auf hochkontrastigen Produktverpackungen akzeptabel. Scheitert bei lasergeätztem DPM. |
| Pharma-/Medizin-DPM-Lesegerät (ISO 29158) | Ja (kanonisch) | Microscan, Cognex DataMan, Dynamsoft DPM-Lesegeräte, volle Unterstützung mit Qualitätsbewertung. |
| Industrie-Imager Zebra / Honeywell / Datalogic | Ja | Jeder industrielle 2D-Imager unterstützt Data Matrix nativ. Standard-Symbologie für ihre Fabrikautomatisierungslinien. |
| GS1-QR-fähiger POS-Scanner | Ja | Einzelhandels-POS-Scanner, die GS1 DataBar akzeptieren, akzeptieren auch GS1 Data Matrix mit FNC1-Kodierung. |
| Flughafen-/Transit-Gate-Lesegerät | Nein | Nicht für Transit verwendet. Aztec für Bordkarten verwenden. |
| 1D-Laserscanner | Nein | Data Matrix ist 2D, erfordert einen Imager. Nur PDF417 dekodiert auf 1D-Lasern. |
Siehe auch
- /data-matrix-code-generator/, der Data-Matrix-Generator.
- GS1-Digital-Link-Referenz, der GTIN-zuerst-Nachfolger traditioneller GS1-Elementstrings.
- Aztec · PDF417 · Data Matrix Vergleich, direkter Vergleich.
- Aztec-Referenz, das display-first-Geschwister, für Bordkarten und Transit.
- PDF417-Referenz, das gestapelt-lineare Geschwister, für Führerscheine und Frachtbriefe.
- Standards-Index, zurück zum Referenz-Hub.