Bar Codes Basic Principles

Barkodlar: Temel İlkeler [A]

Bruce R. Wray tarafından, Computype, Inc., St. Paul, MN

Barkodlama, marketlere, kütüphanelere, devlet kurumlarına ve başka alanlara hızla giren bir teknolojidir. Veriler hızlı, doğru ve kolay biçimde toplandığı ve işlendiği için, barkod kullanımı maliyetleri düşürür ve üretkenliği büyük ölçüde artırır; kimi zaman %400’e varan artışlar sağlar.

---

Barkodlar: Temel İlkeler

Bruce R. Wray, Pazarlama Direktörü
Computype, Inc.
2285 W. County Road "C"
St. Paul, MN 55113

"Barkod tarama sistemleri için teknoloji basittir ve şu anda mevcuttur . . . ayrıca veri yakalama hızı, yetenekli bir delikli kart operatöründen 3 kat daha hızlıdır."

Bruce R. Wray tarafından Recognition Technologies TODAY dergisinin Ekim 1984 sayısı için yazılan “Bar Code Basics” adlı makaleye dayanmaktadır; Recognition Technologies Users Association tarafından yayımlanmış ve telif hakkı bu kuruluşa aittir, P.O. Box 2016, Manchester Center, VT 05255, izin alınarak yeniden basılmıştır.

Dört konuyu ele almak istiyorum:

• Neden barkodlar?
• Barkodlar nasıl çalışır?
• Barkodlar nerelerde kullanılır?
• Ekonomik gerekçeler.

Neden Barkodlar?

Barkodlama, otomatik veri toplamayla ilgilidir. Çevreden hızlı, doğru ve verimli bir şekilde veri toplamak ve bunu daha sonra bilgisayar tarafından işlenmek üzere kalıcı bir biçime dönüştürmek için kullanılan bir yöntemdir. Elbette, veriyi otomatik olarak yakalamak için günümüzde mevcut olan tek yöntem bu değildir. Gelin, olası iki başka yönteme bakalım.

Klavye girişi ve manuel yöntemler. Bunlar, veri yakalamanın belki de en bilinen yöntemleridir. Operatörler klavyelerin başında oturur ve belirli ürünleri veya işlemleri tanımlayan harf ve sayı dizilerini girerler. Manuel girişle ilişkilendirilen hız aralığı genellikle saniyede bir karakterden saniyede birkaç karaktere kadardır. İyi bir genel kural saniyede iki tuş vuruşudur. Bir başka iyi genel kural ise her 100–300 tuş vuruşunda bir hatadır. Gerçekçi olalım — bu manuel bir süreçtir ve insanlar hata yapar.

Manyetik kayıt. Bu yöntem en yaygın olarak kredi kartlarında kart sahibinin hesap numarasını tanımlamak için kullanılır. MICR ile ilgili birkaç sorun vardır: mesaj her zaman tam olarak aynı yerde olmalıdır; üretimi çok pahalıdır; özellikle güvenli değildir; ve bilgiyi girmek için kâğıtla temas edilmesi gerekir.

Son birkaç yıl içinde barkodlar, otomatik veri toplamanın en hızlı büyüyen yöntemi hâline gelmiştir. Güvenilir teknoloji ve asgari eğitimle kolayca kullanılabilen ekipmanlar sayesinde hızlı, doğru ve verimli veri toplama sağlarlar.

Barkodlar Nasıl Çalışır?

Barkodlamanın temel ilkesi basittir — farklı renkteki yüzeyler ışığı farklı miktarlarda yansıtır. El tipi bir çubuk, bir lazer ya da sabit veya hareketli ışınlı bir tarayıcı olan bir barkod okuyucu, yansıtma farklarını yalnızca elektrik sinyallerine dönüştürür.

Nasıl çalıştığına daha yakından bakalım. Örneğimiz el tipi bir barkod çubuğunun kullanımına dayanacaktır; kullanılan tarayıcı türü ne olursa olsun ilkeler aynıdır.

Koyu çubuklar ve aralarındaki beyaz boşluklardan oluşan bir dizi üzerinden geçirilen küçük bir ışık noktası, tarayıcıya değişen miktarlarda ışık yansıtır — beyaz boşluklardan çok miktarda ışık yansırken, koyu çubuklardan çok az ışık geri yansır. (Bunun nedeni, koyu renklerin yansıttıklarından daha fazla ışık emme eğiliminde olması, açık renklerde ise bunun tersinin geçerli olmasıdır: açık renkler emdiklerinden daha fazla ışık yansıtır. Aslında açık renkleri açık, koyu renkleri koyu yapan da budur — her birinin ne kadar ışık yansıttığı.)

Yansıyan ışıktaki bu farklar, bir fotodiyot olan ışık algılayıcısı tarafından elektrik sinyallerine dönüştürülür. Bu nasıl olur? İnsan gözünden farklı olarak, tarayıcı koyu çubukların dikey kenarlarını tanımaz. Tarayıcı açık bir boşluktan koyu bir çubuğa doğru hareket ettikçe, algılanan ışık kademeli olarak azalır. Bu azalma algılanıp ışık önceden belirlenmiş bir düzeye ulaştığında, koyu çubuğun tanınması için mantıksal bir karar verilir. Tarayıcının koyu çubuk üzerinde daha fazla ilerlemesi, algılanan ışığın daha da azalmasına neden olur. Tarayıcı hareket etmeye devam ettikçe, çubuğun karşı kenarıyla karşılaşır ve açık boşluğu görmeye başlar. Algılanan ışık artmaya başlar. Yine, önceden belirlenmiş bir değere ulaştığında, koyu çubuğun sonunun ve açık boşluğun başlangıcının tanınması için mantıksal bir karar verilir.

Sinyalin Dönüştürülmesi

Çubuk algılayıcısından çıkan sinyal analog bir sinyaldir ve veri terminali tarafından yorumlanıp işlenebilmesi için dijital bir sinyale dönüştürülmesi gerekir. Bu analogdan dijitale dönüşüm, çubuğun kendi içinde bulunan elektronik devreler tarafından gerçekleştirilir.

(Bazı barkod çubukları dijitaldir ve analogdan dijitale dönüşüme ihtiyaç duymaz.) Dijital sinyaller, barkod taramanın çoğu amacı için ikili 1’ler ve 0’ları temsil eder. 1 ve 0 kombinasyonları daha sonra, kullanılan barkod “dili”nin ya da sembolojinin belirli kurallarına göre özel sayılara ve harflere dönüştürülür.

Bir barkoddaki en dar elemanın genişliğine X boyutu denir. Barkodun yoğunluğunu, yani belirli bir alana ne kadar bilgi sığdırılabileceğini belirleyen X boyutudur. X boyutu ne kadar dar olursa, barkodun yoğunluğu o kadar yüksek olur ve dolayısıyla örneğin bir doğrusal inç içine o kadar fazla bilgi sığdırılabilir. Bu, el yazısına çok benzer — yazarken her bir harfi ne kadar küçük yazarsanız, belirli bir alana o kadar fazla kelime sığdırabilirsiniz. Yüksek yoğunluklu barkodlar genellikle bir inçlik alana yaklaşık 10 karakterlik bilgiyi kodlayabilir.

Boşluklar ve Lekeler

Bir barkod sembolü taranırken karşılaşılabilecek olası bazı sorunlara bakalım. Boşluklar ve lekeler — bu terimler, olması gereken yerde mürekkebin olmamasını ve olmaması gereken yerde mürekkep bulunmasını ifade eder. Bu durumlar ya da genel kenar pürüzlülüğü ciddi tarama zorluklarına yol açabilir.

Işık noktası barkod sembolü üzerinden geçirilirken, diyelim ki geniş olması gereken bir boşluğun ortasında bir mürekkep lekesiyle karşılaşıyor. Çubuk, bu lekeyi dar bir çubuk olarak çözümlemeye kolayca aldanabilir. Benzer şekilde, ışık noktası geniş bir çubuğun üzerinden geçerken yeterince büyük bir boşlukla karşılaşırsa, normalde geniş bir çubuk olarak okunması gereken şey aniden arada bir boşluk bulunan iki dar çubuk olarak hatalı biçimde okunur.

En yaygın barkod sembolojilerini yazan kişiler, barkodun içine kendini denetleyen olarak adlandırılan bir özelliği dâhil ederek bu sorunu çözmeye çalışmışlardır. Bu, barkodun tek bir karakteri temsil eden her bölümünün tek başına ayakta durabileceği anlamına gelir — başka bir deyişle, tek bir karakterin hem tanınmasını hem de tanımlanmasını sağlayacak yeterli denetimler vardır.

Kendini denetleyen “2 of 5” adlı bir barkoddan hızlı bir örnek alalım. 2 of 5’te her karakter 5 çubuktan oluşur ve bunların 2’sinin geniş olması gerekir (adını da buradan alır). Şekil 1, geniş çubuklardan birinde baskı boşluğu bulunan 6 karakterini göstermektedir. Bu boşluktan geçen bir tarama çizgisi, 4 dar çubuk ve 1 geniş çubuktan oluşan bir karakter görecektir. Tüm geçerli karakterler 2 geniş çubuk gerektirdiğinden, bu durum okunamama olarak adlandırdığımız bir sonuç doğurur. Bu, bir barkod sembolü tarandığında meydana gelebilecek en kötü ikinci durumdur.

Şimdi meydana gelebilecek en kötü duruma bakalım: aynı karakter içinde, aynı tarama çizgisi boyunca iki bağımsız baskı kusurunun oluşması bir karakter ikame hatası üretebilir (bkz. Şekil 2). Bu, yanlış okuma olarak adlandırdığımız bir sonuca yol açar — ve bu olabilecek en kötü durumdur, çünkü sisteme yanlış bilgi girmiş olursunuz.

Baskı Boşluğu Olan “6” Karakteri

İki Baskı Kusuru Nedeniyle “4”e Dönüşmüş “6” Karakteri

Şekil 1
Şekil 2

Görüntü Kalitesi

Barkod görüntü kalitesinin tüm meselesini ele almak için iyi bir zamandayız. Kaliteden ne anlıyoruz? Birkaç etken rol oynar:

• Boyutsal doğruluk ve tutarlılık — barkoddaki her bir elemanın gerçek genişliği belirli toleranslar içinde olmalıdır; aksi takdirde barkod taranmaz. Bu doğruluk barkod sembolünün tamamında ve sembolden sembole tutarlı olmalıdır.
• Genel netlik — lekeler, boşluklar, kenar pürüzlülüğü, görüntünün yayılması veya büzülmesi, arkadan görünme ve benzeri durumların tümü, sistem içinde hem doğruluğu hem de verimliliği ciddi biçimde azaltabilen kötü baskı kalitesi örnekleridir.
• Baskı kontrast oranı (PCR) — daha önce açıklandığı gibi, barkodlamanın temel ilkesi farklı renkteki yüzeylerden ışığın farklı miktarlarda geri yansımasıdır. Koyu çubuklar ile açık boşluklar arasındaki bu yansıtma farkı matematiksel olarak baskı kontrast oranı ile ifade edilir.

Bir ışık noktası açık bir yüzeye yansıtılır ve geri yansıyan ışık miktarı ölçülür. Aynı ışık noktası daha sonra koyu bir çubuğa yansıtılır ve geri yansıyan ışık ölçülür. Hesaplama yapılır ve sonuç yüzde olarak ifade edilir — baskı kontrast oranı. Barkod tarama ekipmanı üretenler genellikle yaklaşık %75’lik bir PCR’nin asgari değer olduğunu söyler; ancak baskı kontrast oranı ne kadar yüksek olursa, ilk okumada başarı oranlarının %100’e o kadar yaklaşacağı ve tarayıcının barkod sembolünü çözümlemede o kadar doğru olacağı beklenir.

Barkodlar Nerelerde Kullanılır?

Artık barkodların nasıl çalıştığına dair iyi bir fikrimiz olduğuna göre, onların bazı yaygın uygulamalarına bakacağız.

Muhtemelen barkodların en tanıdık kullanımı, perakende bakkallarda ve süpermarketlerde kullanılan UPC, yani Evrensel Ürün Kodu’dur. UPC sembolünün ilk beş hanesi ürünün üreticisini belirtir; kalan beş hane ise o belirli ürünü, boyutunu vb. temsil eder. Kasada tarama yapılan bir mağazada alışveriş yaptığınızda, bir lazer tarayıcı Cheerios paketinizin üzerindeki barkod sembolünü okur, güncel fiyatı belirlemek için bir sorgulama yapar ve ayrıca mağazanın stoklarından otomatik olarak bir adet 12 onsluk Cheerios paketini düşebilir.

ABD ve Kanada genelindeki kütüphaneler, kitap ve süreli yayın koleksiyonlarını kontrol etmede barkod taramanın faydalarını hızla fark ettiler. Koleksiyondaki her cilde benzersiz bir numara verilir ve uygun barkod etiketi yapıştırılır. Otomatik dolaşım sistemleri kütüphaneye gerçek zamanlı veriler sağlar; kitaplarınızı ödünç almaya gittiğinizde ve kütüphane kartınızdaki barkod etiketi tarandığında, sistem belleğini otomatik olarak kontrol edebilir ve gecikmiş kitabınız olup olmadığını belirleyebilir. Günümüzde dürüst olmamak giderek zorlaşıyor!

Dünyanın dört bir yanındaki kan bankaları da barkod taramanın faydalarını erken fark edenler arasındaydı. Her bir kan ünitesine benzersiz bir numara verilir ve bu tam kandan ayrıştırılan kan ürünlerinin her birine bir ürün kodu atanır. Bu durum kan envanterini, çapraz eşleştirmeyi kolaylaştırır ve herhangi bir transfüzyon hatası yapılmamasına yardımcı olur.

1981 yılında, Savunma Bakanlığı birçok tesisinde barkodlar ve olası uygulamaları üzerine kapsamlı bir çalışmayı tamamladı. Günümüzde, DoD’ye tedarikçiyseniz, onlara gönderdiğiniz her paketin üzerine bir barkod etiketi koymanız gerekmektedir; bu projeden beklenen maliyet tasarruflarını ekonomik gerekçeler bölümümüzde ele alacağız.

Geniş bir üretim ve dağıtım endüstrileri yelpazesi de doğruluğu, verimliliği ve genel tesis üretkenliğini artırmanın mükemmel bir yolu olarak barkod taramayı seçmiştir. Şu anda otomobil motorları, baskılı devre kartları, depo kasaları, sığırlar, nükleer atık konteynerleri, dosya dolapları ve ofis mobilyaları, deniz aşırı nakliye konteynerleri ve daha birçok kullanım için tasarlanmış barkod etiketleri sağlıyoruz. Artık, barkod tarama sisteminin eklenmesinden fayda sağlayamayacak hiçbir sistem veya süreç olmadığı güvenle söylenebilir.

Ekonomik Gerekçeler

Mark Twain’in ünlü bir sözünü uyarlamak gerekirse, “Herkes üretkenlikten bahseder ama kimse bu konuda bir şey yapmaz.” Çalışan-saat başına çıktı ile ölçülen üretkenlik artışının ABD’de düşüşte olduğu kesinlikle bir sır değildir. Vergi yapısındaki caydırıcılıklardan iş gücündeki “yeni tür” çalışanlara kadar bu düşüş için pek çok neden öne sürülmüştür. Altta yatan nedenler ne olursa olsun, günümüz iş insanları neredeyse evrensel olarak kendi firmalarının üretkenliğini artırmakla ilgilenmektedir. Dünyanın dört bir yanındaki ileri görüşlü işletmeler, üretkenliği artırmanın kanıtlanmış bir yöntemi olan otomatik tanımlama için barkod tarama sistemlerine önemli yatırımlar yapmaktadır.

Geçmişte, üretkenlik sorununa “Çözüm” olarak pazarlanan pek çok ürün, program ve düzenleme olmuştur. Çoğu, zamanın kritik testini geçememiştir: bir süre işe yaramış ve sonra çalışmaz hale gelmiştir. Ya da daha kötüsü, iddiaları abartılı olmuş ve sonuçlar yalnızca iyi niyetli bir temenni olarak kalmıştır. Barkod tarama sistemleri ise buna karşılık, üretkenliği artırmada etkili araçlar olduklarını her gün kanıtlamaktadır. Size birkaç örnek vereyim.

Süpermarket endüstrisi, barkod taramayla görece uzun süredir ilgilenmesi nedeniyle üretkenlik artışlarını en fazla analiz eden sektör olmuştur. Yakın tarihli bir çalışma, taramadan elde edilen aşağıdaki faydaları ortaya koymuştur:

• Ürün hareketleri ve pazarlama ihtiyaçları hakkında daha iyi bir anlayış; bunun sonucunda, UPC verilerinin ürün hareketinin satıştan çok hırsızlıktan kaynaklandığını göstermesi nedeniyle bir markanın raftan kaldırılması;
• Saat başına gerçek kasa işlem adedi cinsinden ölçülen kasiyer üretkenliği kazanımlarının %17–30 arasında olması;
• Bir perakendecinin tarama sayesinde toplam brüt kâr marjını %2 artırabilmiş olması.

Perakende alanındaki bir başka örnek, Wall Street Journal’da (14 Nisan 1981) yer almıştır. Barkodlar ve taramalı kasaları yoğun biçimde kullanan büyük bir şirket olan Giant Foods, Inc., işçilik maliyetleri düştüğü için hızlı satılan 1.500 ila 2.000 bakkaliye ürününün fiyatını düşürmektedir. Giant, belirgin bir rekabet avantajından yararlandığını söylüyor: tüm marketlerinde barkod tarayıcılı kasalar vardır — rakiplerinin mağazalarının çoğunda ise yoktur.

Üretkenlik Artışı

Daha önce de belirttiğim gibi, endüstriyel alanda barkodlama yoluyla maliyet tasarrufu ve üretkenlik artışının en önemli doğrulaması, Savunma Bakanlığı tarafından yapılan kapsamlı çalışmadır. "Logistic Applications of Automated Marking and Reading Symbols" (kısaca LOGMARS) başlıklı bu çalışma, DoD bünyesinde barkod taramanın kullanılabileceği belirli alanları ve beklenebilecek ekonomik faydaları ortaya koymuştur.

Çalışmada aşağıdaki alanlar ele alınmıştır:

• Kabul
• Sevkiyat
• Envanter
• Konum Denetimi
• Bakım
• Elden Çıkarma
• Ayıklama
• Taşımacılık

Maliyet-fayda çalışmasının temel yaklaşımı, mevcut maliyetler ve yöntemler ile önerilen bir barkod sisteminin karşılaştırılmasıydı. Geleneksel veri girişi yöntemleri yerine barkod taramanın kullanılmasıyla DoD için tahmini toplam yıllık somut tasarruf, 10 yıllık bir dönem boyunca 113,9 milyon dolar olarak hesaplanmıştır. Bazı işlevlerde üretkenliğin %400 artması beklenmiştir.

Barkod tarama sistemleri üretkenliği görece basit üç yolla artırır:

1. Hız
   Konveyör bant üzerinde geçen öğelerin otomatik olarak taranması için insan operatöre gerek yoktur. Küçük bir nesne üzerindeki barkod sembolünü el tipi bir kalemle okumak, tipik olarak öğe başına iki saniye sürer. 12 karakterlik barkod sembolleri varsayıldığında, veri yakalama hızı saniyede altı karakter olur; bu da yetenekli bir tuş delme operatöründen üç kat daha hızlıdır.

2. Doğruluk
   Manuel veri girişi genellikle hatalıdır; her 100–300 tuş vuruşunda bir hata görülür. Yüksek kaliteli bir barkod görüntüsüyle hata oranları yaklaşık olarak her 300 milyon karakterde bir hatadır. Okuyucunun sembolü doğru okuduğunu matematiksel olarak belirlemesini sağlayan bir kontrol basamağının eklenmesiyle, örneğin Code 3/9’un ikame hata oranı milyarda bir hatadır.

Codabar sembollerimizin bazıları büyük bir tarayıcı üreticisi tarafından test edilmiştir; 30 milyon taramadan sonra veri toplamada tek bir hata bile meydana gelmemiştir!

1. Güvenilir, Kullanımı Kolay Teknoloji
   Barkod tarama sistemleri yarın kullanılabilir olacak bir teknolojiye dayanmamaktadır; teknoloji yalındır ve şu anda mevcuttur. Ayrıca tarama yapmak için makine mühendisi olmanız gerekmez — el tipi barkod taramada yetkin hale gelmek için gereken ortalama süre altı dakikadır.

Otomatik tanımlama sistemleri, üretkenlik üzerinde belki de diğer tüm tekil araçlardan daha büyük bir olumlu etki yaratır. Barkodlar, önümüzdeki yıllarda çok çeşitli uygulamalarda üretkenlikte kilit bir rol oynamaya devam edecektir.