Les lec­teurs de codes-barres

Codes-barres ou codes à deux di­men­sions sont in­dis­pen­sables pour iden­ti­fier un pro­duit, en in­terne ou tout au long de la chaîne de fa­bri­ca­tion et de dis­tri­bu­tion. Les pos­si­bi­li­tés de lec­ture sont mul­tiples: de nom­breux pa­ra­mètres entrent en ligne de compt

Mesures - - Front Page - An­toine Cap­pelle

Com­ment suivre un pro­duit, voire une pièce, au cours de sa fa­bri­ca­tion, ou jus­qu’à sa com­mer­cia­li­sa­tion ? Il faut pour ce­la être ca­pable de l’iden­ti­fier. Le code-barres est une so­lu­tion pour ce­la: avec sa suc­ces­sion de bandes noires et blanches, plus ou moins épaisses, il stocke en ef­fet des in­for­ma­tions utiles sur le pro­duit à iden­ti­fier. Ces codes à une di­men­sion sont connus de tous, pour être pré­sents dans la grande dis­tri­bu­tion no­tam­ment. Mais de­puis quelques an­nées, d’autres types de codes gagnent du ter­rain: les codes en deux di­men­sions (2D). Les QR codes ou Da­ta­ma­trix peuvent être pho­to­gra­phiés par un smart­phone pour don­ner ac­cès à des in­for­ma­tions, et se sont ré­pan­dus de cette fa­çon par­mi le grand pu­blic. Mais ils sont éga­le­ment utiles dans l’in­dus­trie pour iden­ti­fier des pro­duits. L’in­dus­trie phar­ma­ceu­tique, no­tam­ment, y a re­cours. Ces dif­fé­rents types de codes, à une ou deux di­men­sions, im­pliquent des modes de lec­ture dif­fé­rents. Et pour des ap­pli­ca­tions in­dus­trielles, de nom­breux autres pa­ra­mètres entrent en ligne de compte lors­qu’il s’agit de dé­ter­mi­ner la meilleure so­lu­tion, et le lec­teur le mieux adap­té. Com­ment se dif­fé­ren­cient les deux types de codes? « Les codes 2D per­mettent de co­der plus d’in­for­ma­tions sur un plus pe­tit es­pace, ex­plique Laë­ti­tia Bar­j­houx, res­pon­sable pro­duit chez Turck Ban­ner. Ils sont pour cette rai­son ap­pré­ciés no­tam­ment par l’in­dus­trie cos­mé­tique, où l’on n’aime pas avoir de trop gros codes. » Pour in­té­grer plus d’in­for­ma­tions à un code-barres, il faut obli­ga­toi­re­ment aug­men­ter sa lon­gueur. De plus, la den­si­té d’in­for­ma­tion d’un code 2D per­met d’in­té­grer les in­for­ma­tions de fa­çon re­don­dante. « Le code reste li­sible même avec plu­sieurs cel­lules dé­gra­dées », conti­nue Laë­ti­tia Bar­j­houx. Si une par­tie d’un code-barres est ren­due illi­sible, en re­vanche, il n’est pas pos-

sible de ré­cu­pé­rer l’in­for­ma­tion. « Dans l’in­dus­trie, les codes-barres sont gé­né­ra­le­ment em­ployés en fin de ligne, pour le condi­tion­ne­ment des pro­duits, car les em­bal­lages doivent être iden­ti­fiés par des per­sonnes tierces, no­tam­ment la grande dis­tri­bu­tion pour l’agroa­li­men­taire, note Be­noit Zam­bo­ni, en charge des ventes chez Co­gnex. Mais pour le sui­vi en in­terne, le Da­ta­ma­trix est ma­jo­ri­taire, car le code-barres n’est pas as­sez ro­buste. » Les codes 2D, plus fiables, sont uti­li­sés dans l’in­dus­trie au­to­mo­bile de­puis une di­zaine d’an­nées : « Au­jourd’hui, toutes les pièces y sont iden­ti­fiées par Da­ta­ma­trix, conti­nue Be­noit Zam­bo­ni. Le sec­teur de l’élec­tro­nique s’y est mis éga­le­ment, puis l’in­dus­trie phar­ma­ceu­tique. C’est éga­le­ment in­té­res­sant pour l’agroa­li­men­taire, no­tam­ment pour les pro­duits conte­nant des al­ler­gènes. Les codes Da­ta­ma­trix per­mettent alors de s’as­su­rer que le conte­nu cor­res­pond bien au conte­nant ». « La ten­dance du mar­ché va clai­re­ment vers le code 2D », confirme Florent Poi­trine, res­pon­sable pro­duit chez Sick. « Même pour une ap­pli­ca­tion en une di­men­sion, les clients ré­flé­chissent sys­té­ma­ti­que­ment à in­té­grer la lec­ture de codes 2D, même si ce­la n’est pas né­ces­saire », ajoute Bru­no He­lin, res­pon­sable tech­nique chez Leuze elec­tro­nic. En ef­fet, les lec­teurs de codes 2D per­mettent gé­né­ra­le­ment de dé­co­der éga­le­ment les codes-barres clas­siques. Le choix d’un tel lec­teur pour du code 1D per­met ain­si de pré­pa­rer une éven-

tuelle évo­lu­tion fu­ture. Quel que soit le type de code, les lec­teurs se dé­clinent en deux modes d’uti­li­sa­tion. D’une part, les lec­teurs fixes, en bord de ligne de pro­duc­tion ou de tun­nel de convoyage. Ils peuvent aus­si se trou­ver sous forme de com­po­sants, à des­ti­na­tion des fa­bri­cants de ma­chines, no­tam­ment de ma­té­riel d’ana­lyse bio­mé­di­cale. Les lec­teurs ma­nuels, d’autre part, se pré­sentent sous forme de dou­chettes ou de pis­to­lets, avec ou sans fil. Ces der­niers peuvent ser­vir à ef­fec­tuer des re­prises ma­nuelles en cas de dé­faillance d’un sys­tème au­to­ma­tique, ou à faire confir­mer à un opé­ra­teur des tâches ef­fec­tuées, par le scan d’un code, dans le cadre du pro­cess de pro­duc­tion. À l’ori­gine, la lec­ture de codes-barres s’ef­fec­tue avec un sys­tème la­ser, tan­dis que les codes 2D doivent être lus avec un cap­teur de type ca­mé­ra.au­jourd’hui, dans les sys­tèmes por­tables, « on uti­lise peu la tech­no­lo­gie la­ser », ob­serve Bru­no He­lin (Leuze elec­tro­nic). Les tech­no­lo­gies uti­li­sées sont plu­tôt les cap­teurs CCD, pour les codes-barres, ou les ima­geurs, pour les codes 1D ou 2D. Ces der­niers ima­geurs, qui sont des mi­cro­ca­mé­ras, pré­sentent l’avan­tage d’être in­dé­pen­dants de la po­si­tion du code. Avec un lec­teur ma­nuel, ce­la évite à l’uti­li­sa­teur de tour­ner le poi­gnet pour lire le code dans le bon sens. À long terme, ce­la peut donc évi­ter des troubles mus­cu­lo-sque­let­tiques (TMS). Le la­ser est en re­vanche tou­jours em­ployé sur cer­tains lec­teurs fixes. La tech­no­lo­gie consiste à ap­pli­quer un fais­ceau la­ser sur le code. La lu­mière est ré­flé­chie par les bandes blanches vers le cap­teur, qui peut être mo­no­ligne ou mul­ti­ligne. Le code doit donc être ali­gné au cap­teur, ce qui li­mite la flexi­bi­li­té en termes d’orien­ta­tion. Lors­qu’il est consti­tué de plu­sieurs lignes, il peut tou­te­fois ac­cep­ter un dé­ca­lage plus im­por­tant en hau­teur. Cer­tains mo­dèles, équi­pés d’un mi­roir mo­bile, per­mettent de scan­ner une zone plus grande, comme une pa­lette en­tière. Les lec­teurs la­sers ont tou­te­fois plu­sieurs avan­tages. « Ils ont une plus grande pro­fon­deur de champ que les ca­mé­ras, et sont per­for­mants à haute vi­tesse, ou pour la

lec­ture de pe­tits codes », énu­mère Ni­co­las Ro­zenc­wa­jg, char­gé des ventes chez Mi­cros­can. Ils sont aus­si avan­ta­geux pour les ap­pli­ca­tions né­ces­si­tant un champ de vi­sion im­por­tant: avec une ca­mé­ra, plus le champ de vi­sion est large, plus il y a d’in­for­ma­tions à trai­ter. La puis­sance de cal­cul doit donc être plus éle­vée. Le la­ser, lui, est bi­naire : la puis­sance né­ces­saire pour trai­ter l’in­for­ma­tion de­meure la même quel que soit le champ de vi­sion. Pour ces dif­fé­rentes rai­sons, « la tech­no­lo­gie la­ser res­te­ra uti­li­sée tant qu’il y au­ra des codes 1D », pré­voit Ni­co­las Ro­zenc­wa­jg. Mais cette tech­no­lo­gie est au­jourd’hui ma­ture et évo­lue peu. « Il n’y a plus de ré­vo­lu­tions tech­niques, les lec­teurs sont per­for­mants pour les ap­pli­ca­tions qu’on leur de­mande », in­dique Bru­no He­lin (Leuze elec­tro­nic). Cer­tains mo­dèles sont néan­moins tou­jours dé­ve­lop­pés pour per­mettre de lire un peu plus loin, plus près, ou avec des angles plus im­por­tants. Les sys­tèmes à base de ca­mé­ras uti­lisent des cap­teurs de vi­sion clas­siques. Cer­tains fa­bri­cants pro­posent des mo­dèles de ca­mé­ras in­tel­li­gentes, ca­pables d’ef­fec­tuer soit des ap­pli­ca­tions de vi­sion, soit de la lec­ture de codes, se­lon l’in­tel­li­gence qui y est em­bar­quée. Les cap­teurs de vi­sion per­mettent de lire des codes 2D, mais éga­le­ment par­fois des codes-barres clas­siques. Là en­core, tout dé­pend des al­go­rithmes im­plé­men­tés. « Le mar­ché de la lec­ture de codes 1D par ca­mé­ras est en pro­gres­sion, ces sys­tèmes sont plus flexibles », as­sure Florent Poi­trine (Sick). Le code étant lu comme une image, son orien­ta­tion ne compte pas, contrai­re­ment aux sys­tèmes la­ser. « De plus, si le bas d’un code-barres est rayé, par exemple, la lec­ture par ca­mé­ras per­met tout de même de le dé­chif­frer, ana­lyse Laë­ti­tia Bar­j­houx (Turck Ban­ner). Un lec­teur la­ser ne le pour­rait pas for­cé­ment si le cap­teur n’est pas as­sez haut. » Cette tech­no­lo­gie per­met éga­le­ment de lire plu­sieurs codes en une seule image, ou de dé­cryp­ter à la fois un code et du texte. Dans cer­tains cas, il est même pos­sible de com­bi­ner une ap­pli­ca­tion de vi­sion clas­sique avec la lec­ture de codes.

Vé­ri­fier la qua­li­té d’im­pres­sion

Di­verses fonc­tions sont pos­sibles avec les sys­tèmes de lec­ture par ca­mé­ras. « On peut avoir une sor­tie tout ou rien, afin de sa­voir si le code est li­sible ou non, ou com­pa­rer le code avec les don­nées at­ten­dues », pré­cise Laë­ti­tia Bar­j­houx. « Les fonc­tions d’ana­lyse pro­gressent, note Florent Poi­trine (Sick). Il est pos­sible de confir­mer que la bonne in­for­ma­tion est pré­sente, ou de vé­ri­fier le “grade” du code Da­ta­ma­trix, sa qua­li­té d’im­pres­sion, pour s’as­su­rer qu’il pour­ra être lu par la suite, par exemple en of­fi­cine pour les pro­duits phar­ma­ceu­tiques. » En cas de sou­ci, le pro­duit peut ain­si être éjec­té, pour évi­ter les pro­blèmes de tra­ça­bi­li­té. Pour la lo­gis­tique, ces sys­tèmes pré­sentent un grand in­té­rêt: en plus de la lec­ture du code, ils per­mettent d’en en­re­gis­trer l’image, de la sto­cker, et de la lier à d’autres in­for­ma­tions, comme le poids d’un co­lis. « L’ex­ploi­tant peut ain­si fac­tu­rer un code qui n’était pas li­sible, ou prou­ver qu’un co­lis n’était pas en­dom­ma­gé au mo­ment où il a été trai­té », ex­plique Florent Poi­trine (Sick). Les ac­teurs du sec­teur de la lo­gis­tique uti­lisent sou­vent pour ce­la des por­tiques dé­diés, équi­pés de lec­teurs mul­tiples, et qui peuvent com­bi­ner des lec­teurs la­ser et des ca­mé­ras, avec des solutions d’ana­lyse spé­ci­fiques. Les amé­lio­ra­tions des al­go­rithmes de trai­te­ment d’image per­mettent d’ob­te­nir une meilleure ré­so­lu­tion. Cette pro­gres­sion sur la par­tie lo­gi­cielle per­met d’uti­li­ser des ca­mé­ras de moindre ré­so­lu­tion, donc moins coû­teuses, pour une ap­pli­ca­tion équi­va­lente. Elle fa­ci­lite éga­le­ment la lec­ture de codes plus com­pli­qués, sur­ex­po­sés ou en­dom­ma­gés. « Nous sommes par exemple ca­pables de lire un code Da­ta­ma­trix même si la par­tie qui per­met de le lo­ca­li­ser, le “fin­der”, en forme de L, n’est pas vi­sible, dé­crit Be­noit Zam­bo­ni

(Co­gnex). C’est utile lorsque les codes sont très dé­gra­dés, ou par­tiel­le­ment mas­qués. » Le trai­te­ment d’image est le plus sou­vent em­bar­qué sur les ca­mé­ras. Mais il est aus­si pos­sible d’ef­fec­tuer le trai­te­ment sur un PC. Co­gnex, par exemple, com­mer­cia­lise ses al­go­rithmes seuls, à des­ti­na­tion des en­tre­prises sou­hai­tant ef­fec­tuer des dé­ve­lop­pe­ments spé­ci­fiques. « Ce­la peut être le cas lors­qu’il faut gé­rer une mul­ti­tude de ca­mé­ras, in­dique Be­noit Zam­bo­ni. Il est alors par­fois plus in­té­res­sant d’avoir un concen­tra­teur avec un pro­gramme unique plu­tôt que cinq pro­grammes dif­fé­rents. Ce­pen­dant, il existe aus­si des boî­tiers sur éta­gère dé­diés aux ap­pli­ca­tions mul­ti­ca­mé­ras ». Les lec­teurs doivent bien sûr com­mu­ni­quer, que ce soit vers un PC ou une ma­chine. Se­lon les mo­dèles, les modes de connexions peuvent dif­fé­rer. Le port sé­rie RS-232 est un clas­sique, par­fois pré­sent en stan­dard. Il per­met de se rac­cor­der à un au­to­mate ou un PC in­dus­triel, en par­ti­cu­lier dans le cas des lec­teurs fixes. L’USB est de plus en plus uti­li­sé, il pré­sente no­tam­ment l’avan­tage de pou­voir ému­ler la frappe d’un cla­vier vers un PC, ou une com­mu­ni­ca­tion RS232. L’ether­net gagne du ter­rain éga­le­ment, et donne ac­cès à dif­fé­rents pro­to- coles : TCP/IP vers un PC clas­sique, Pro­fi­net ou en­core Mod­bus vers des au­to­mates. Si les lec­teurs n’em­barquent pas les liai­sons né­ces­saires, il reste l’op­tion de la pas­se­relle in­ter­mé­diaire. Une fois connec­tés, les lec­teurs sont sou­vent simples à pa­ra­mé­trer. Plu­sieurs mé­thodes sont pro­po­sées, se­lon les fa­bri­cants. « Nos pro­duits dis­posent d’un ser­veur web in­té­gré, in­dique Bru­no He­lin (Leuze elec­tro­nic). Au­pa­ra­vant, la confi­gu­ra­tion né­ces­si­tait l’ins­tal­la­tion d’un lo­gi­ciel dé­dié sur un PC. Main­te­nant, une fois le lec­teur bran­ché, il suf­fit de s’y connec­ter, via l’adresse IP, grâce à un simple na­vi­ga­teur web. La do­cu­men­ta­tion y est éga­le­ment in­té­grée. » C’est éga­le­ment le sys­tème adop­té par Mi­cros­can : « Ce­la per­met de contrô­ler et pa­ra­mé­trer à dis­tance, en plu­sieurs langues. Même des dé­bu­tants peuvent l’uti­li­ser », ar­gu­mente Ni­co­las Ro­zenc­wa­jg. Co­gnex met en avant un pa­ra­mé­trage au­to­ma­tique: « Le sys­tème teste une mul- ti­tude de confi­gu­ra­tions dif­fé­rentes, et choi­sit la meilleure, ex­plique Be­noit Zam­bo­ni. Ce­la se fait di­rec­te­ment sur le lec­teur, ou via un lo­gi­ciel sur PC pour avoir un retour vi­suel. » Quant au lec­teur de Ban­ner, il in­tègre un écran per­met­tant de s’af­fran­chir du PC pour le pa­ra­mé­trage. De nom­breux autres pa­ra­mètres entrent en ligne de compte pour le choix d’un lec­teur de codes. Cer­tains de ces pro­duits ont une len­tille li­quide, qui leur confère une fonc­tion de mise au point au­to­ma­tique. Un boî­tier plus gros per­met alors d’avoir une op­tique de plus grande ou­ver­ture an­gu­laire. La ra­pi­di­té du cap­teur doit être adap­tée à la vi­tesse de dé­fi­le­ment des p ro du i t s. L’éclai­rage, lui, dé­pend de la lu­mi­no­si­té am­biante, mais éga­le­ment du ma­té­riau sur le­quel est im­pri­mé le code. Et, bien sûr, en fonc­tion des contraintes du mi­lieu, l’ap­pa­reil peut être plus ou moins étanche. Ain­si, avant d’en­tre­prendre le choix d’un lec­teur, il faut re­cen­ser tous les pa­ra­mètres im­por­tants de son ap­pli­ca­tion. « Lorsque le client s’est po­sé les bonnes ques­tions, ce­la per­met de ga­gner énor­mé­ment de temps », as­sure Be­noit Zam­bo­ni (Co­gnex).

Les ca­mé­ras per­mettent de lire non seule­ment les codes, mais éga­le­ment d’autres élé­ments, comme du texte.

Lors­qu’ils sont gra­vés sur un ma­té­riau ré­flé­chis­sant, les codes peuvent né­ces­si­ter un éclai­rage par­ti­cu­lier pour être lus cor­rec­te­ment.

Plu­sieurs lec­teurs de codes-barres peuvent être as­so­ciés lorsque la po­si­tion d’un code est aléa­toire.

Cer­tains sec­teurs, comme l’in­dus­trie phar­ma­ceu­tique, sont sou­mis à des exi­gences par­ti­cu­lières quant à la qua­li­té des codes.

Les lec­teurs de codes se dé­clinent en de nom­breuses formes, ma­nuelles, fixes, avec une op­tique plus ou moins im­por­tante.

Les codes gra­vés à même les ma­té­riaux ga­ran­tissent la tra­ça­bi­li­té d’un pro­duit. Ils sont uti­li­sés no­tam­ment dans l’in­dus­trie au­to­mo­bile ou élec­tro­nique.

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