Den richtigen Barcode wählen: 1D vs. 2D Symbologien & Industriestandards erklärt

Barcode-Etiketten sind nützliche Werkzeuge zur Verfolgung von Assets und Beständen in Organisationen und entlang der gesamten Lieferkette. Doch welcher Barcode-Typ eignet sich am besten für Ihre Bedürfnisse? Es gibt eine Vielzahl von Barcode-Symbologien, von denen sich manche besser für bestimmte Anwendungen eignen als andere. Zudem haben einige Branchen Standards etabliert, die die Kennzeichnung von Assets und physischem Inventar regeln, um branchenweit einheitliche Praktiken zu schaffen und den Transfer von Assets und Daten zwischen Organisationen zu erleichtern.

All diese Informationen zu verstehen, ist keine einfache Aufgabe. Wir haben diesen umfassenden Leitfaden zusammengestellt, um Ihnen ein Verständnis der verschiedenen Barcode-Typen sowie der Standards und Formate zu vermitteln, die für die Barcode-Kennzeichnung in verschiedenen Branchen gelten.

Springen Sie direkt zu einem Abschnitt:

• Die Haupttypen von Barcodes
• Wie viele Barcode-Typen gibt es?
• Was ist ein Standard-Barcode-Format?
• Numerische Barcode-Symbologien
• Alphanumerische Barcode-Symbologien
• Zweidimensionale Barcode-Symbologien
• Barcode-Standards und Spezifikationen

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Die Haupttypen von Barcodes

Die vielen verschiedenen Barcode-Symbologien lassen sich in drei primäre Typen gruppieren:

• Numerische Barcodes (nur Zahlen)
• Alphanumerische Barcodes (Zahlen und Buchstaben)
• Zweidimensionale Barcodes (2D-Barcodes)

Numerische Barcodes bestehen – wie der Name sagt – ausschließlich aus Ziffern. Alphanumerische Barcodes enthalten eine Kombination aus Zahlen und Buchstaben. Beide Typen gelten als eindimensionale (1D-)Barcodes. Zweidimensionale Barcodes, oft 2D-Barcodes genannt, haben quadratische oder rechteckige Form und enthalten viele kleine Punkte in einem einzigartigen Muster.

Der Hauptvorteil von 2D-Barcodes: Sie speichern deutlich größere Datenmengen auf kleinstem Raum und bleiben lesbar, selbst wenn sie sehr klein gedruckt oder in ein Produkt geätzt werden. 2D-Barcodes finden sich in Fertigung, Logistik, Lagerhaltung und Healthcare. Ein QR-Code ist nur ein Beispiel für einen 2D-Barcode, den die meisten Menschen kennen.

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Wie viele Barcode-Typen gibt es?

Bei der großen Anzahl an Scannern und Barcode-Druckern auf dem Markt gibt es potenziell hunderte verschiedene Barcode-Konfigurationen. Diese können für einzigartige Bedürfnisse und spezifische Workflows in verschiedenen Branchen weltweit angepasst werden. Da viele Barcodes jedoch zum Transfer von Artikeln zwischen Standorten, Organisationen und Systemen verwendet werden, hat eine wichtige Standardisierung stattgefunden. Heute werden etwa 30 wichtige Barcode-Formate basierend auf linearen numerischen, linearen alphanumerischen und 2-dimensionalen Designs häufig genutzt. Jedes dieser Hauptformate hat in bestimmten Anwendungen Verbreitung gefunden, die von ihren einzigartigen Eigenschaften profitieren.

Der beste Weg, einen bestimmten Barcode zu identifizieren, ist der Vergleich mit einer Liste gängiger Formate. Beispielsweise hat das Postnet-Format des United States Postal Service ein sehr charakteristisches lineares Format aus langen und kurzen Strichen, das leicht zu erkennen ist. Ein 2D-Barcode lässt sich aufgrund der Verwendung von Quadraten statt Linien oft leicht von einem linearen Barcode unterscheiden. Bei vielen anderen linearen Formaten kann es schwierig sein, zwischen numerischen und alphanumerischen Barcodes zu unterscheiden, da das gedruckte Design ähnlich aussehen kann und Zeichen nicht immer unter dem Barcode abgedruckt sind.

Was ist ein Standard-Barcode-Format?

Obwohl es kein einzelnes standardisiertes Barcode-Format gibt, definieren einige wichtige Spezifikationen, wie Barcodes entworfen und erstellt werden. Barcode-Etiketten können sich in Größe, Kapazität, Linearität, Material und der Frage unterscheiden, ob eine Prüfziffer (Checksumme) erforderlich ist. Die Etikettengröße wird oft durch die Spezifikationen des Scan-Equipments und die vorgesehene Anwendung diktiert. In manchen Fällen ist eine bestimmte Etikettenausrichtung erforderlich, um Scan-Hardware oder andere Prozessgeräte zu berücksichtigen.

Die Linearität des Barcodes misst die Länge des scannbaren Bereichs und ist eine Funktion der Barcode-Kapazität in Abhängigkeit vom jeweiligen Stil. Die Kapazität – also die Anzahl potenzieller Zeichenkombinationen – basiert auf der Barcode-Dichte und dem unterstützten Zeichensatz. Ein Maß für die Barcode-Dichte ist die x-Dimension: bei linearen Barcodes die Breite des schmalsten Balkens, bei 2D-Etiketten die Größe jedes Quadrats.

Eine Prüfziffer (Checksum) ist ein standardisierter Bestandteil mancher Barcode-Formate, der verifiziert, dass die aus dem Code gescannten Informationen korrekt sind. In linearer Konfiguration ist dies immer die Ziffer ganz rechts; der Scanner führt Berechnungen an den vorangehenden Ziffern durch und vergleicht das Ergebnis mit der letzten Ziffer. Stimmt die Summe, piept der Scanner oft zur Bestätigung eines korrekten Scans. Das Kennen dieser Ähnlichkeiten und Unterschiede hilft bei der Auswahl der besten Barcode-Formate für spezifische Anforderungen.

Numerische Barcode-Symbologien

Numerische Barcodes sind eindimensionale Barcodes, die ausschließlich Ziffern kodieren. „Eindimensionale oder 1D-Barcodes stellen Daten systematisch dar, indem sie Breiten und Abstände paralleler Linien variieren – auch als lineare oder eindimensionale Barcodes bezeichnet“, erklärt Scandit. „Dazu gehören einige der traditionellen, am weitesten verbreiteten Barcode-Typen wie UPC- und EAN-Codes.“ Es gibt etwa ein Dutzend verschiedene numerische Barcode-Symbologien:

• UPC-Codes – Eine der am häufigsten verwendeten Barcode-Symbologien und wohl der bekannteste Barcode-Typ für Verbraucher aufgrund der breiten Nutzung im Einzelhandel. 12-stellige UPC-Codes (UPC-A) enthalten Basis-Informationen zur Herstelleridentität und Produktidentifikationsnummer; weitere Informationen lassen sich über Dienste wie UPC Database oder GTIN (offizielle Barcode-Vergabeorganisation in den USA) abrufen. Jede Ziffernposition verrät die Art der Information – ein standardisierter Prozess, der das Entschlüsseln von UPC-Codes ermöglicht, die nicht im eigenen Unternehmen stammen. Es gibt auch einfachere UPC-E-Varianten mit nur 6 Ziffern.
• EAN-Codes – Ähnlich wie UPC-Codes identifizieren EAN-Codes Konsumgüter weltweit und sind für Point-of-Sale-Scanning (POS) konzipiert. Interessanterweise scannen viele Einzelhändler UPC-Codes, aber Scanner wandeln diese typischerweise in das 13-stellige EAN-Format um. Varianten: EAN-13, EAN-8, JAN-13, ISBN, ISSN.
• Industrial 2 of 5 – Weniger gebräuchlich als andere 1D-Barcodes. Enthalten zwei dicke und drei dünne Balken; der Abstand zwischen Balken ist fix. Einst weit verbreitet, möglicherweise durch geringe Dichte an Popularität verloren. Noch in einigen Lagern im Einsatz.
• Interleaved 2 of 5 – Neuere, etwas raffiniertere Variante des Industrial 2 of 5. Gleiches Grundformat, aber Abstände zwischen Balken haben keine feste Breite. Sowohl Balken- als auch Raumbreite kodieren Information. Zeichen an geraden Positionen in Balken, ungeraden in Räumen. Kodiert jede gerade Anzahl numerischer Zeichen.
• Standard 2 of 5 – Ältere Variante des Interleaved 2 of 5, ähnlich wie Industrial 2 of 5 mit festem Balkenabstand. Einst für Flugtickets, Fotofinishing und Lagersortierung genutzt, heute kaum noch verbreitet.
• POSTNET – Postal Numeric Encoding Technique, genutzt vom US Postal Service zur Kodierung von ZIP- und ZIP+4-Codes für effiziente Postzustellung und Fehlererkennung. Variable Länge (32–62 Balken), variierende Höhe (kurz/lang). Jede Ziffer in einem Satz von fünf Balken kodiert.
• Code 11 – 1977 von Intermec entwickelt, hauptsächlich in Telekommunikation für Geräteetikettierung. Hochdichte-Symbologie für Ziffern 0–9, gilt als niedrige Sicherheit, da Druckfehler zu gültigen, aber falschen Zeichen führen können. Meist ein oder zwei Prüfzeichen. Auch bekannt als USD-8.
• Codabar – 1972 von Pitney-Bowes entwickelt, auch bekannt als USD-4 und ABC Codabar. Kodiert bis zu 16 Zeichen plus vier Start/Stopp-Zeichen (A, B, C, D). Hauptsächlich numerisch, daher hier kategorisiert. Nutzung: US-Blutbanken, Fotolabore, FedEx-Luftfrachtbriefe.

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Alphanumerische Barcode-Symbologien

• Plessey-Code – Hauptsächlich für Regaletikettierung im Lebensmitteleinzelhandel und in Bibliotheken. Ursprung in Europa; Varianten: MSI, Anker, Telxon. MSI Plessey weiterhin in den USA genutzt. Kodiert Ziffern 0–9 und Buchstaben A–F.
• Code 39 – Primär in Automobil- und Verteidigungsindustrie, auch Code 3 of 9 genannt. Erster alphanumerischer Code (laut WhichBarcode.com), am häufigsten in Nicht-Einzelhandelsanwendungen. Variable Länge, Standard kodiert 43 Zeichen (A–Z, 0–9, Leerzeichen, Sonderzeichen: -.$/+%). Einsatz: Namensschilder, Inventur, Industrieanwendungen.
• LOGMARS – Identisch mit Code 39, aber Name bezieht sich auf U.S. Department of Defense-Anwendung. Reguliert durch Military Standard MIL-STD-1189B (Dichte, Balkenhöhe, Ratio, menschlich lesbare Interpretationszeile).
• Code 128 – In neueren Anwendungen oft Code 39 vorgezogen wegen guter Dichte und breiterem Zeichensatz. Enthält Ziffern 0–9, Buchstaben A–Z (Groß-/Kleinschreibung), alle Standard-ASCII-Symbole und Steuercodes. Drei Subsets A, B, C; eindeutiger Startcode zeigt verwendeten Subset; Steuerzeichen für Subset-Wechsel innerhalb eines Barcodes. Standards durch AIM (Automatic Identification Manufacturers).
• Code 93 – Kompaktere Variante von Code 39 (USS-93), kodiert gleiche Zeichen, nutzt 9 Barcode-Elemente pro Zeichen statt 15. Unterstützt Full ASCII mit weniger Mehrdeutigkeit. Variable Länge, zwei Prüfziffern pro Barcode erforderlich. Vorteil: Full-ASCII-Zeichen mischen sich in Code 93 besser als in Code 39.

Zweidimensionale Barcode-Symbologien

Zweidimensionale Barcode-Symbologien (2D-Barcodes) sind grafische Bilder, die Information auf horizontaler und vertikaler Ebene speichern. Dieses Design ermöglicht die Kodierung von bis zu 7.089 Zeichen – deutlich mehr als jeder 1D-Barcode. 2D-Barcodes speichern mehr Daten in einem einzelnen Code und führen zu weniger Entschlüsselungsfehlern dank Redundanzen und Selbstprüfmechanismen, möglich durch die größere Speicherkapazität.

2D-Barcodes werden oft mit Smartphones genutzt: Der Nutzer fotografiert den Code mit der Kamera eines Telefons mit 2D-Barcode-Reader, was auch die genaue Übertragung via SMS und andere Messaging-Dienste erleichtert. Schließlich sind 2D-Barcodes sicherer, da die Information leicht verschlüsselt werden kann. Es gibt mehrere 2D-Barcode-Symbologien:

• QR-Codes – „Quick Response Code“, zu den bekanntesten 2D-Barcodes durch breite Nutzung zur Brücke zwischen digitaler und realer Welt. 1994 von Denso (Toyota-Gruppe) entwickelt. Kodiert bis zu 2.509 numerische oder 1.520 alphanumerische Zeichen, drei Fehlererkennungsebenen. Mindestgröße 21×21 Zellen, erweiterbar in 4×4-Schritten bis max. 105×105 Zellen. Überall zu finden: Müsli-Schachteln, Plakate, Anzeigen, Museen, Getränkebecher, Bibliotheksbücher.
• Data Matrix – Laut JPGraph.net kodiert bis zu 3.116 Zeichen aus dem kompletten 256-Byte-ASCII-Zeichensatz. Hochdichter 2D-Barcode, größere Datendichte als PDF417. Quadratisches Gitter mit Finder-Pattern am Rand für orientationsunabhängiges Lesen. Integrierte Fehlerkorrektur. Hauptsächlich USA/Europa: Direct Part Marking, Lasermarkierung in Luftfahrt, Elektronik, Autoindustrie; auch Logistik, Dokumentenmanagement, Post, Healthcare.
• PDF417 – 2D-Barcode (gestapelte Symbologie) für Transport, Ausweise, Bestandsmanagement. PDF = Portable Data File, entwickelt von Symbol Technologies. Integrierte Fehlerkorrektur für bessere Lesbarkeit. Kodiert 100–200+ Zeichen pro Symbol oder >1 KB pro Etikett. Entwickelt 1989–1992, gewartet von ISO/IEC. Nutzung: Logistik, Transportsysteme, Ausweise (Führerscheine, Pässe), Dokumentenmanagement. Komposition: Satz linearer Barcodes, übereinander gestapelt („gestapelte lineare Symbologie“).
• Aztec – Überwiegend in Transportbranche für Tickets und Bordkarten. Weniger Open-Source-Unterstützung als QR-Codes, daher nur bei proprietärer Software-Unterstützung einsetzen. Benötigen weniger Platz als QR-Codes, speichern mehr Information, aber schwieriger zu lesen/generieren ohne breite Softwareunterstützung. Vorteil: Bessere Darstellung auf Mobilgeräten (Smartphones), geeignet für schnelle Scans in Transportdiensten.

Es gibt noch einige andere 2D-Barcodes, aber sie sind weniger häufig als QR-Codes, Data Matrix und PDF417, die die primären heute genutzten Typen darstellen. Dazu gehören: MaxiCode (fixe Länge, UPS für Paketsortierung), Code 49, Code 16k, Codablock u.a.

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Barcode-Standards und Spezifikationen

Bei der Vielfalt an Barcode-Symbologien und Anwendungen generieren Unternehmen weltweit ständig Barcodes. Doch wenn Waren durch die Lieferkette fließen und Teile/Produkte von Unternehmen zu Unternehmen wandern, ist Konsistenz nötig, um den Informationsfluss zu straffen. Standards dienen genau diesem Zweck – einige von Branchenregulatoren, andere von Entitäten, die sich auf Standardisierung bestimmter Symbologien fokussieren.

AIM (Automatic Identification and Mobility) erklärt, es gebe offizielle, ad-hoc- und de-facto-Standards; für die Kennzeichnung von Teilen, Produkten und Artikeln stehen offizielle Standards im Fokus, die von akkreditierten Standardisierungsgremien sanktioniert sind. Technologiestandards definieren, wie Dinge funktionieren; Anwendungsstandards definieren, wie eine Technologie genutzt wird (nicht wie sie funktioniert).

Die International Organization for Standardization (ISO) definiert: „Ein Standard ist ein Dokument, das Anforderungen, Spezifikationen, Richtlinien oder Merkmale bereitstellt, die konsistent genutzt werden können, um sicherzustellen, dass Materialien, Produkte, Prozesse und Services für ihren Zweck geeignet sind.“ Nachfolgend, alphabetisch geordnet, eine Auswahl der Standards-Entwicklungsorganisationen, die die Globalisierung der Standardisierung in verschiedenen Branchen vorantreiben – bezogen auf Fertigung, Datenerfassung und -austausch, Transfer und Qualität von Produkten in der globalen Lieferkette.

• AIM Global (Association for Automatic Identification and Mobility) – Führende internationale Handelsvereinigung und weltweite Autorität für automatische Identifikation, Datenerfassung und Vernetzung in mobilen Umgebungen. Viele AIM-Standards laufen über ANSI und werden dann als ISO-Standards empfohlen.
• American National Standards Institute (ANSI) – „Stimme des US-Standardisierungs- und Konformitätsbewertungssystems“, Fokus: globale Wirtschaft, Verbrauchersicherheit/gesundheit, Umweltschutz. Nationale und internationale Standardisierungsaktivitäten.
• Automotive Industry Action Group (AIAG) – Branchenvolunteers erzielen Konsens zu Standards und Praktiken. Veröffentlicht als AIAG Publications für branchenweite Verfügbarkeit.
• Defense Logistics Agency – Überwacht Standards für Beschaffung, Kommunikation, Materialtransfer, um DoD-Logistik zu straffen. Defense Logistics Standard Systems (DLSS) und unterstützende Direktiven/Publikationen durch Defense Logistics Management Standards (DLMS). Veröffentlichungen in Defense Logistics Manuals; spezifische Standards in Military Standards/Handbooks. Relevant: MIL-STD 129R (Kennzeichnung für Versand/Lagerung), MIL-STD-130 (Identifikationskennzeichnung US-Militäreigentum), MIL-STD-2073 (Militärverpackung), ANSI/AIM BC1 (Lineare und 2D-Barcodesymbologien). Mehr zu Item Unique Identification (IUID) bei Defense Procurement and Acquisition Policy (DPAP).
• The Environmental Protection Agency (EPA) – Standards, Regulierungen, Best Practices für Umweltschutz. Ein Beispiel: Leak Detection and Repair (LDAR) Best Practices mit Method 21-Anforderungen für Petroleumraffinerien, Chemieanlagen, Compliance-Prüfer. Überwacht Compliance-Programme (Luft, Wasser, Abfall, Chemikalien, Sanierung), die Asset-Tracking in diesen Sektoren beeinflussen.
• The Federal Highway Administration (FHWA) – Regulierungen für Standardisierung von Verkehrs- und Autobahnschildern/Assets. Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD) definiert Retroreflektivität und Standardmarkierungen.
• Financial Accounting Standards Board (FASB) – Unabhängige, privatwirtschaftliche Non-Profit-Organisation (Norwalk, CT), legt Rechnungslegungs- und Berichterstattungsstandards für öffentliche/private Unternehmen und Non-Profits fest (GAAP).
• Government Accounting Standards Board (GASB) – Unabhängige Organisation zur Verbesserung der Rechnungslegungsstandards für Bundesstaaten und Kommunen. Standards beziehen sich nicht direkt auf Asset-Markierung, aber viele Behörden nutzen Asset-Tracking zur GASB-Compliance.
• GS1 – Verwaltet Barcode-Standards für Einzelhandel, Hersteller, Lieferanten. Führte Barcode 1974 ein. Globale Non-Profit-Standardsorganisation, >1 Mio. Mitglieder, Konsens für kritischen Datenaustausch. Allgemeine und spezifische Barcode-Standards für Identifikation, Datenerfassung, -austausch, -nutzung zur Verbesserung globaler Zusammenarbeit.
• Health Industry Business Communications Council (HIBCC) – Entwickelt Standards für Informationsaustausch und Kommunikation unter Healthcare-Partnern weltweit. Entwickelte Unique Device Identifier (UDI)-Standards, branchenweit anerkannt und für bestimmte FDA-Regulierungen erforderlich.
• International Organization for Standardization (ISO) – Größter Entwickler freiwilliger internationaler Standards. Gegründet 1947, >21.000 Standards zu Technik und Business. ISO-Standards stellen sicher: Produkte sind sicher, zuverlässig, qualitativ hochwertig.
• International Warehouse Logistics Association (IWLA) – Vertritt Lager- und Logistikbranche,特に Third-Party-Anbieter. Entstand 1997 durch Fusion von CAWDS (Kanada) und AWA (USA). Pflegt Liste weiterer branchenspezifischer Organisationen, die zu Standards für Artikelkennzeichnung und Datentracking in der Lieferkette beitragen.
• Japan Auto Parts Industries Association (JAPIA) – Fördert Autozulieferindustrie durch Verbesserung von Spezifikationen/Standards, Produktionstechnologie, Forschung/Information, Kollaboration.
• Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA) – Non-Profit-Industrieverband, 14 japanische Autohersteller. 2002 Fusion von JAMA, JMIF, JAIEA. Ziel: Prozesse in japanischer Autoindustrie (Kernsektor) straffen/verbessern. Befasst sich mit Herstellung/Versand von Fahrzeugteilen weltweit. Veröffentlichungen, News, Active Matrix Database System für Produktions-/Export-/Zulassungsdaten nach Kategorie/Unternehmen/Zeitraum.
• Material Handling Industry of America (MHI) – Größter US-Verband für Material Handling, Logistik, Supply Chain. >800 Mitglieder, 17 Branchen Gruppen führender Anbieter in Equipment/Systemlösungen. Bildung, Networking, Solution Sourcing.
• National Property Management Association (NPMA) – Non-Profit-Mitgliedsverband, führende Vereinigung für Personal Property und Fixed Asset Professionals. Zusammenführung von Profis für effektives/effizientes Management von Equipment, Materialien, beweglichen/dauerhaften Assets.
• Organization for Data Exchange (ODETTE) – Verbindet Supply-Chain-Profis und Technologieexperten für Standards, Best Practices, Services zur Unterstützung von Logistikmanagement, E-Business-Kommunikation, Engineering-Datenaustausch weltweit.

Bei den vielfältigen Einflüssen auf Entwicklung und Etablierung branchenweiter Standards ist Compliance-Erhalt eine Schlüsselherausforderung für Organisationen aller Facetten der globalen Wirtschaft. In vielen Fällen unterstützen Barcodes und Asset-Tracking-Systeme Unternehmen bei der Einhaltung strenger Branchenregulierungen zu Reporting und Monitoring. Bildung in die die eigenen Geschäftsbereiche betreffenden Industriestandards ist essenziell für langfristigen Erfolg – gekoppelt mit Partnerschaft mit einem Barcode-Etikett- und Asset-Tracking-Lieferanten, der diese Branchenspezifika kennt.

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