企業物品二維碼編碼及應用標準化研究

關鍵詞： 物品，二維碼，編碼，代碼，標識，標準化

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.03.004

0引言

二維碼廣泛應用于全球各行各業。國際物品編碼組織（GS1）于2020年底發起了全球二維碼遷移計劃，引領全球零售商品由一維條碼（俗稱條形碼）遷移為二維碼，促進數字轉型，推動經濟全球化[1]。在數字化轉型過程中，成本低廉、技術成熟的二維碼受到企業青睞，但是不同企業由于二維碼的編碼規則不同、碼制不同，條碼不能互認，給企業間的信息交互造成了困擾。

1 物品二維碼的編碼

1.1 物品二維碼編碼譯碼概述

二維碼與一維條碼相比具有更高的信息容量。與一維條碼承載單一代碼或信息不同，二維碼可以承載多個代碼和多段數據。當用二維碼標識物品時，二維碼應承載一些必要的物品信息，從而使用戶在掃描二維碼時可以獲取相應的物品信息，以實現物品信息的自動識別與采集。如同文章由語句、標點符號、段落構成一樣，為正確解析二維碼中承載的數據，需要規定物品二維碼編碼的數據結構，按規定的數據結構，通過編碼程序生成二維碼。要把二維碼承載的信息還原、顯示出來，還需要規定二維碼譯碼規則，按譯碼規則通過解析程序才能實現二維碼與所承載數據的相互轉換和正確處理。物品二維碼編碼的數據結構可分為編碼型數據結構和網址型數據結構。通過二維碼進行跨單位物品信息交換的，所有二維碼使用單位均應采用相同編碼規則，才能實現二維碼互通互認，進而實現各類業務信息系統的互聯、互通、互操作。

1.2 物品二維碼的編碼型數據結構

早期的實物標識二維碼一般采用編碼型數據結構，如GB/T 31022—2014《名片二維碼通用技術規范》規定名片二維碼需要承載姓名、職務、部門、單位、地址、固定電話、移動電話、傳真、電子郵件等數據項，也就是把名片上標識的信息轉化成二維碼。物品二維碼的編碼型數據結構是由多個物品屬性單元數據串按順序組成，也就是把一些物品屬性信息轉化成二維碼。以商品流通為主的企業推薦采用GB/T 33993《商品二維碼》規定的商品二維碼編碼型數據結構形式。生產制造型企業管理的物品未申請商品條碼和商品二維碼，企業需要二維碼承載多項物品屬性信息的，可結合自身情況制定物品二維碼編碼型數據結構，某企業物品二維碼編碼型數據結構如表1所示。但是，二維碼承載信息越多，二維碼符號面積越大。為方便使用，二維碼承載的信息最大數據容量不宜超過350個字節。

1.3 物品二維碼的網址型數據結構

隨著物品代碼數據庫建設的不斷推進，物品二維碼越來越多地采用網址型數據結構。采用網址型數據結構可使二維碼承載的數據長度較短，二維碼符號面積較小。物品二維碼采用網址型數據結構的前提條件是：已經建立物品代碼數據庫，有穩定的網絡服務地址，能夠通過網絡服務地址、物品代碼訪問物品代碼數據庫。GB/T 33993—2017規范了“國家統一網址數據結構”和“廠商自定義網址數據結構”。“國家統一網址數據結構”由國家二維碼綜合服務平臺服務地址、全球貿易項目代碼和標識代碼三部分組成[2]。物品二維碼企業自定義網址型數據結構由物品代碼數據庫的網絡服務地址和追溯單元代碼組成[3]，追溯單元代碼的主標識參數一般選用物品代碼，擴展標識參數選用能夠追溯物品信息的某項參數（屬性），如采購計劃編號，如表2所示。

通過二維碼訪問企業數據庫獲取物品屬性信息的，應采用企業網址型數據結構。物品二維碼生成后，若改變物品代碼數據庫的網絡服務地址，將導致不能通過二維碼訪問并顯示物品信息，所以網絡服務地址應保持固定不變，必須變更時可考慮設置訪問鏈接。

2 物品二維碼的譯碼

掃描識讀物品二維碼時，對二維碼進行解析后才能還原二維碼所承載的物品屬性信息，也就是物品二維碼的譯碼過程。

2.1 物品二維碼編碼型數據結構的解析

對于二維碼編碼型數據結構中包含的每一個單元數據串，先解析出標識符，根據標識符查找并獲取物品屬性名稱和對應的數據字段，傳輸給本地的信息管理系統或網絡信息系統處理。物品屬性和相應的數據字段之間可用“：”分隔，不同屬性信息分行顯示，物品屬性信息解析后的顯示示例如圖1所示。

2.2 物品二維碼網址型數據結構的解析

若采用企業網址型數據結構，需要訪問企業物品代碼數據庫的網絡服務地址，通過追溯單元代碼獲取物品屬性信息。企業網址型數據結構二維碼解析后顯示的內容應與企業物品代碼數據庫的內容一致。二維碼承載的“物品屬性”為“可選”時，若該屬性項填寫了內容，解析后應顯示所填寫的內容；若某個屬性項沒有填寫內容，應隱含該屬性項（不顯示該屬性項），充分利用識讀器屏幕面積，避免屏幕顯示空白。

3 二維碼碼制的選擇

國外已公開發布了20多種二維碼碼制標準，僅ISO/IEC/JTC 1/SC 31就頒布了PDF417、QR Code、Maxi Code、Data Matrix等多個二維碼碼制標準。我國2007年發布了首個具有自主知識產權的二維碼碼制標準GB/T 21049—2007《漢信碼》，該標準2022年進行了換版。2011年，我國又發布了兩個具有自主知識產權的二維碼碼制標準GB/T 27766—2011《二維條碼 網格矩陣碼》（簡稱GM碼）、GB/T 27767—2011《二維條碼 緊密矩陣碼》（簡稱CM碼）。2021年，我國提出并主導制定的第一個二維碼碼制國際標準ISO/IEC 20830：2021《信息技術 自動識別與數據采集技術 漢信碼條碼符號規范》發布，進一步開拓了漢信碼的應用空間。

在常用的二維碼碼制中，PDF417技術成熟，但字節容量較小，條碼符號面積相對較大，在物品標識中應用范圍受限。QR碼、DM碼、漢信碼、GM碼、CM碼在字節容量、糾錯等級、識讀角度、抗污損能力上技術差異不太大，在我國應用廣泛。其中，QR碼在我國的應用范圍最為廣泛；DM碼應用在航空工業實物標識中；漢信碼性能優良，在二維碼中支持漢字性能最強，在特別重視數據安全的重要行業和部門得到廣泛應用。GB/T 33993—2017、GB/ T 38574—2020《食品追溯二維碼通用技術要求》、GB/ T 4020 4—2021《追溯二維碼技術通則》、GB/T 44583—2024《重要產品追溯 追溯碼編碼規范》等權威的二維碼應用標準中列舉了QR碼、漢信碼、DM碼三種二維碼碼制的應用示例。隨著信息技術的發展，越來越多的條碼設備和手機能夠支持多種二維碼碼制，但是涉及國家安全的物品二維碼標識系統，應采用安全可控的二維碼碼制。

4 二維碼在物品標識中的應用

4.1 二維碼應用概述

二維碼應一一對應其所標識的物品，一般用二維碼標識一類物品，也可標識交接單元。追溯用二維碼宜從“源頭賦碼、源頭標識”，從物品生產制造出廠時、到貨時賦碼并標識，并伴隨物品的整個生命周期。常用的物品二維碼標記方式有在物品的部件上直接標記二維碼，在物品包裝上標記二維碼，在物品有關文件上標記二維碼，為物品配備二維碼標簽等方式。

4.2 二維碼符號尺寸

二維碼符號尺寸根據編碼的數據長度、糾錯等級、印制精度、識讀設備分辨率與系統、標簽允許空間等因素綜合確定。一般二維碼碼制標準中設置不同的糾錯等級，糾錯等級越高，二維碼符號面積越大。識讀環境條件（照明、識讀操作空間等）較好，不易損壞的二維碼，可采用較低的糾錯等級。例如：漢信碼的糾錯等級可采用L2（大約15%的容錯量），QR碼的糾錯等級可采用M（大約15%的容錯量）。識讀環境條件較差，易損壞、受污染的二維碼，可采用較高的糾錯等級。能否準確快速靈敏識讀二維碼，還與識讀設備的精度有較大關系，必要時可進行相關適應性試驗確定，根據試驗結果適當放大或縮小二維碼符號尺寸，但二維碼符號的最小模塊不宜小于0.254 mm。

4.3 二維碼印制質量

二維碼印制應滿足GB/T 14257《商品條碼 條碼符號放置指南》、GB/T 23704《二維條碼符號印制質量的檢驗》、GB/T 35402《零部件直接標記二維條碼符號的質量檢驗》要求。二維碼符號的“條”與“空”的顏色反差越大越好，“條”應采用深色，“空”應采用淺色。白色作“空”，黑色作“條”是較理想的顏色搭配。在物品上直接標記二維碼可以使用反色。為確保條和空的反射率有足夠的差異，符號反差不應低于40%。此外，應注意盡量保證符號周圍有3個模塊以上的空白區。

4.4 在物品上直接標記二維碼

采用打點、激光蝕刻、噴墨和電化學蝕刻等方法對物品表面進行標記，可以用于生成二維碼符號。使用激光、打點、電化學蝕刻等侵入性標印方法時，應考慮材料硬度和變形的影響，一般標記深度不超過基材厚度的1/10。物品生產、采購和使用單位協商一致，結合物品特性選擇適合的標記方法。在物品表面直接標記二維碼時，應結合物品功能、性能、幾何形狀、標印區域大小、材料類別、硬度、顏色、粗糙度、操作環境、生命周期等特性，選擇不易被破壞，便于識讀的位置，一般標記在物品壽命最長的部件表面上，宜選擇在平面上標記，盡量避免在應力集中或易變形的位置。標記二維碼后，不得影響物品功能、性能和壽命，在物品生命周期內不產生多余物。同一類物品二維碼標記方法和位置應相同或相近。為保證應用性能，可以通過小規模的適應性試驗，確保直接標記的二維碼能夠用所選用的二維碼識讀設備正常識讀。

4.5 二維碼標簽的選擇

二維碼標簽按基材分為紙質條碼、塑料條碼、金屬條碼、陶瓷條碼等。標簽基材主要考慮在產品有效期內保持標簽不受環境因素（如熱、光、污染、潮濕、磨損、撕裂、卷縮、腐蝕等）對二維碼識讀性的影響。企業針對不同的應用環境，選擇適合的標簽基材。二維碼標簽可采用粘貼、懸掛、鏍接、鉚接、焊接、壓接、鑲嵌等附著方式。二維碼標簽應附著在易于安裝、易于讀取信息的平整位置，避免把標簽附著在會使標簽變形、受損、遮蓋的地方，同類物品二維碼標簽的附著位置應相同或相近。常見物品及包裝上的二維碼標簽參考GB/T 14257《商品條碼 條碼符號放置指南》[4]。

4.6 二維碼應用配套條件

二維碼應用需配備打印機、噴涂機、激光打標機等二維碼標印設備，以及掃描槍等二維碼識讀設備，采用統一的網絡傳輸數據接口，把二維碼編碼、譯碼系統與企業物品編碼數據庫、科研生產管理等信息系統集成，構建安全可靠的配套條件，實現二維碼的生成、打印、噴涂、標刻和條碼識別與數據采集等功能。

4.7 二維碼的更改和廢棄

物品被賦予一個二維碼后，應保持其在生命周期內追溯性屬性不變。若物品的追溯性屬性信息發生變化，應及時更新。當二維碼或二維碼標簽因變形、破損、被污染等原因導致無法準確識讀時，應及時更換。涉及國家秘密、企業商業秘密的二維碼或二維碼標簽的廢棄處置應遵守相關保密規定。

5 結語

企業采用二維碼技術標識物品、管理物品信息，應結合二維碼技術的發展趨勢和企業實際情況，選擇編碼型數據結構或網址型數據結構，制定二維碼編碼、譯碼規則，規范二維碼標記、標印方式，明確二維碼標記位置或標簽附著要求，采用一種或幾種二維碼碼制，實現物品信息的自動識別和采集，提高工作效率，助力企業數字化轉型。

作者簡介

鄧輝，高級工程師，主要從事供應鏈管理、信息化、標準化工作。

王毅，研究員，主要從事物品編碼、自動識別技術。

張輝，通信作者，研究員，主要從事供應鏈管理、標準化工作。

（責任編輯：張佩玉）