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2次元コードとは


2次元コード登場の背景

バーコードは、スーパーやコンビニエンスストアで活用されているPOSシステムに始まり、製造業での製造ミス防止、生産指示、また、企業間の受発注管理、近年では、病院での医療過誤防止など、様々な分野で広く活用されてきました。バーコードが普及し、便利さが広く認識されるに伴い、更に便利に活用したいというニーズが出てきました。「もっと情報量を多くして、伝票の内容すべてをバーコードにしたい」「もっと小さくして、電子部品にバーコードを付けたい」などです。

バーコードで表せる情報は数10文字程度で、商品や荷物の背番号は表せても、実際に必要な情報(品番、数量、シリアル番号、出荷先、出荷先住所など)は、コンピュータより引き出さなくてはなりません。そうなると、バーコードを使用する場合は、必ず情報を貯めておくためのコンピュータが必要になります。大容量のバーコードができれば、情報を貯めておくためのコンピュータが不要で、「ものと情報の一体化」が可能になり、いつでも必要な情報を引き出すことができるようになります。また、極小部品へのバーコード貼り付けが可能になれば、これまで不可能だった部品単位のトレーサビリティ管理(製造・検査の履歴管理)が可能になります。

これを実現するため「2次元コード」が誕生しました。

バーコードと比較して、数十倍から数百倍の情報量があり、サイズは数十分の一になります。この特性を活かして様々な分野で活用が拡大しています。

  バ-コ-ドの歴史 2次元コ-ドの歴史
2010年 一般消費財へGS1 DataBarの使用開始 DataMatrix、MaxiCode、QRコードがISO/IECで規格化
2006年 GS1 DataBar(RSS)がISO/IECで規格化 医療用医薬品新コード表示ガイドライン発行
2005年 GTINアロケーションガイドライン発行  
2004年   マイクロQRコードをJIS-X-510に追加
2003年 「出荷、輸送及び荷受用ラベルのための1次元シンボル及び2次元シンボル」がJIS-X-515として制定
2001年 GS1-128(UCC/EAN-128)による、
「標準料金代理収納ガイドライン」を発表
PDF417がISO/IECで規格化
2000年 EAN/UPC、ITF、CODE39、CODE128がISO/IECで規格化 DataMatrix、MaxiCode、QRコードがISO/IECで規格化
1999年 日本医療機器関係団体協議会がEAN128を
統一バーコードに採用
日本自動車工業会がQRコードを統一カンバンに採用
1997年   QRコードがAIMI規格(ITS)に登録
1996年   DataMatrixとMaxiCodeがAIMI規格(ISS)に登録
1994年 ITF規格の一部改定
NW-7とCODE128がJIS-X-0503として制定
PDF417がAIMI規格(USS)に登録
QRコードがデンソーウエーブ社より開発
1991年 ITF(標準物流シンボル)の普及が始まる  
1989年   PDF417がシンボルテクノロジー社により開発
1987年 ITFがJIS-X-0502として配送用段ボール箱コードに採用 CODE49がインターメック社により開発
DataMatrixがIDマトリックス社、
MaxiCodeがUPS社により開発
1984年 セブンイレブンが本格的POSシステム導入  
1982年   VeriCodeがベリテック社により開発
1981年 ITFがアメリカ配送用段ボール箱に採用(UPC)
CODE39がアメリカ国防総省の公式コード(LOGMARS)に選定
 
1978年 JANコードがJIS-X-0501として制定  
1975年 CODE39がインタ-メック社により開発  
1973年 UPCコードがUPICコードをベースに決定  
1972年 Codabarがモナークマ-キング社により開発
日本にバーコードが上陸、ダイエー、三越でテスト使用
ITFがインターメック社により開発
 
1968年 Code2 of 5がコンピュータアイデンティクス社により開発  

2次元コードの特長

データ記録容量が大きい

バーコードは、下図のように1方向だけしか情報を持たないのに対し、2次元コードは横(水平)、縦(垂直)の両方向に情報を持っているため、バーコードの数十倍から数百倍のデータをコード化することができます。
バーコードが記録できる容量は数10文字程度ですが、2次元コードならば2,000 ~ 3,000文字もの情報を持たせることができます。

データ記録容量が大きい

データ密度が高い(ラベルの小型化を実現)

同じ情報量ならばバーコードに比べ1/30の省スペース化を実現しました。
電子部品への印字にも対応可能です。

エラー修正(データの復元)ができる

2次元コードには、汚れや欠損に対してデータを修復する機能があり、コード自体の10~30%が欠損しても復元して読み取る能力を持っています。
データの復元には「リードソロモン法」という数学的なエラー検出・訂正の手法を用いており、データ復元はもちろんのこと、誤読(間違ったデータとして読み取る現象)も発生することはありません。

2次元コードのデメリット

データの損傷が発生したときの回避策がない

バーコードの場合、欠損が大きく仮にバ-コ-ドリーダで読めなかった場合、バーコードの下に人が目で見て読める(ヒューマンリーダブル)文字を付加し、それをキーボードで入力することで、運用に支障を来さないようにしています。

2次元コードの場合、データ容量が非常に大きく、一般的にヒューマンリーダブルの文字は付加されないため、データ復元ができないほどの大きな損傷が発生すると、データ入力の手段がなくなり、運用がストップしてしまいます。(ヒューマンリーダブルの文字を付加することも可能ですが、キーボードで100文字以上の文字を入力させるのは現実的ではありません。)2次元コード導入にあたっては、もし読めなかった場合の対処を十分に考慮したシステム構築をする必要があります。

2次元コードのデメリット

ヒューマンリーダブル
情報の確認、キーボードでの入力が可能です。

ヒューマンリーダブル情報の確認、キーボードでの入力が可能です。


2次元コードの種類(スタック型とマトリクス型)

2次元コードは構造上二つに分類されます。

スタック型2次元コード

代表例:
従来のバーコードを縦に
積み上げた形

PDF417
PDF417

CODE49
CODE49

従来のバーコードを縦に積み重ねた構造を持つ2次元コードで、一般的に外形は長方形です。
一般的なレーザスキャンでも原理的に読み取り可能ですが、レーザ光を積み重ねたそれぞれのバーコード部分を横切るようにスキャンさせる必要があるため、角度のずれは±10°程度しか許容できません。
(一般的なレーザスキャンであっても、2次元コードを読み取るためのソフトウェアが組み込まれている製品でなければ読み取ることはできません。)

マトリクス型2次元コード

代表例:
情報を白と黒のセルで
縦横モザイク状に表示

QRコード
QRコード

DataMatrix
DataMatrix

VeriCode
VeriCode

QRコード DataMatrix VeriCode

セルと呼ばれる正方形または点を格子状に配列した構造を持つ2次元コードで、一般的に外形は正方形です。2次元コードの位置検出を容易にするために、正方形の枠やL字のフレームで囲われていたり、ファインダパターン(切り出しシンボル)と呼ばれる特徴的なマークがシンボルのなかに配置されています。読み取りは、セルの配置パターンを画像処理によりデコードするため、カメラまたは2次元CCD素子内蔵のリーダを使用します。したがって、シンボルの方向に影響されることなく、360°全方向で読み取ることができます。


2次元コードの使用例

小物製品の管理に広く使用されているシンボル

代表例:DataMatrix、QRコード、VeriCode

電子部品や自動車部品、半導体、液晶など小さな部品または印字スペースが非常に小さな部品の製造履歴管理(トレーサビリティ)に必要な情報量は数十文字程度ですが、そのかわりにシンボルの小型化が求められます。したがって、マトリクス型2次元コードが最適で、DataMatrixやQRコード、VeriCodeが使用されています。
液晶業界でDataMatrixやVeriCodeが多く使われているほか、プリント基板や電子部品の製造工場ではDataMatrixやQRコードが多く使用されています。

入出荷明細書、EDIデータ付現品ラベルで広く使用されているシンボル

代表例:QRコード、PDF417

2次元コードの用途の一つは、物と情報の一体化です。データベースが構築されていない場合や、事前の入荷情報がない場合に、その品物を的確に知るためには、品物の情報が伝票や現品ラベルに印刷されていることが必要です。したがって、入出荷明細書やEDIメッセージを入れた現品ラベルに2次元コードは使用されています。
日本自動車工業会では、PDF417とQRコードを採用しています。

行政で広く使われるシンボル

代表例:PDF417

2次元コードは偽造防止に優れている利点をいかして、行政分野でも利用されています。日本では、PDF417が長野オリンピックの入場カードに使用されました。アメリカではPDF417が免許証やカードに多く使用されおり、顔写真をシンボル化することにより、極めて高いセキュリティを実現しています。また、東南アジア、中近東、アフリカ、南米等でも、パスポート、市民カード、ビザ、移民登録書、保険書、関税申告書、等においても偽造防止に優れたPDF417が広く使用されています。

仕分けや貨物追跡で広く使用されるシンボル

代表例:QRコード、MaxiCode

物流における自動高速仕分や貨物の追跡管理では、2次元コードが使用されています。ここでは、それほど多くの情報量を必要としませんが、その代わりに、読み取りが速いシンボルが要求されます。この条件に合ったシンボルは、MaxiCodeやQRコード等があります。

医薬品で広く使用されるシンボル

代表例:PDF417(合成シンボル)

「医療用医薬品新コード表示ガイドライン」では、特定生物由来製品、生物由来製品、及び注射薬について商品コード、有効期限、製造番号、数量を表記するよう規定しています。たとえば錠剤、カプセル剤であればPTPシートやバラ包装の瓶、注射剤であればアンプルやバイアルなどの調剤包装単位(製造販売業者が製造販売する最小の包装単位)ごとや、販売包装単位(卸売業者から医療機関等に販売される包装単位)ごとに表記されます。コードを印字するスペースの少ない調剤包装単位や販売包装単位では、商品コードをGS1 DataBar、製造番号や有効期限、数量などの変動する情報をMicroPDF417で表示しするように合成シンボルを使用しています。

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