Hilfreiches Wissen über DataMatrix-Code und Traceability
Dauerhafte Bauteilkennzeichnung für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit in industriellen Fertigungsprozessen
Ein DataMatrix-Code ermöglicht die eindeutige Identifikation von Bauteilen und bildet die Grundlage für eine durchgängige Traceability (zu deutsch Rückverfolgbarkeit) in industriellen Fertigungsprozessen. Jedes Werkstück erhält eine unverwechselbare Kennzeichnung, die Produktionsdaten, Qualitätsinformationen und Seriennummern zuverlässig mit dem jeweiligen Bauteil verknüpft. Dadurch lassen sich Fertigungsprozesse dokumentieren, Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg rückverfolgen und gesetzliche oder branchenspezifische Anforderungen erfüllen.
Eine zuverlässige Traceability/Rückverfolgbarkeit entsteht jedoch nicht allein durch das Aufbringen eines DataMatrix-Codes. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus einer dauerhaft lesbaren Kennzeichnung, einer normgerechten Qualitätsbewertung und einer prozesssicheren Lesetechnik. Erst wenn diese Komponenten aufeinander abgestimmt sind, bleibt ein Bauteil während der gesamten Produktion und oft auch viele Jahre darüber hinaus eindeutig identifizierbar.
Wir, die Borries Markier-Systeme GmbH entwickeln seit 1952 Markiersysteme für die industrielle Direktkennzeichnung und unterstützt Unternehmen dabei, durchgängige Traceability-Lösungen zu realisieren. Dabei betrachten wir den gesamten Kennzeichnungsprozess – von der Markierung über die Verifikation bis zur zuverlässigen Identifikation der Kennzeichnung wie beispielsweise DataMatrix-Codes.
Was ist ein DataMatrix-Code?
Ein DataMatrix-Code ist ein zweidimensionaler Code (2D-Code), der Informationen auf sehr kleiner Fläche speichert und zur eindeutigen Identifikation von Bauteilen eingesetzt wird. Aufgrund seiner hohen Informationsdichte eignet er sich besonders für die industrielle Direktkennzeichnung, bei der Bauteile dauerhaft markiert und automatisch identifiziert werden. Je nach Anwendung kann er verschiedene Informationen speichern oder als eindeutiger Schlüssel auf Datensätze in übergeordneten IT-Systemen verweisen. Dadurch bildet er die Grundlage für eine durchgängige Traceability entlang des gesamten Produktlebenszyklus.
Im Gegensatz zu eindimensionalen Barcodes kann ein DataMatrix-Code deutlich mehr Informationen speichern. Er besteht aus einer quadratischen oder rechteckigen Matrix aus hellen und dunklen Zellen beziehungsweise dauerhaft eingebrachten Markierpunkten. Die codierten Daten lassen sich mit stationären oder handgeführten Lesesystemen schnell und zuverlässig erfassen.
In der industriellen Fertigung enthält der DataMatrix-Code häufig nicht sämtliche Produktinformationen. Meist speichert er lediglich eine eindeutige Identifikationsnummer, die mit Produktions-, Qualitäts- oder Servicedaten in einem übergeordneten ERP-, MES- oder Traceability-System verknüpft ist. Dadurch können große Datenmengen verwaltet werden, ohne den Code unnötig zu vergrößern.
Was bedeutet Traceability?
Traceability bezeichnet die Fähigkeit, den gesamten Lebensweg eines Bauteils oder Produkts eindeutig nachzuvollziehen. Von der Herstellung über die Verarbeitung und Qualitätssicherung bis hin zu Wartung, Service oder Recycling können alle relevanten Informationen einem einzelnen Werkstück zugeordnet werden.
In modernen Fertigungsprozessen ist Traceability ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung. Sie schafft Transparenz über den gesamten Produktionsprozess und ermöglicht es, Bauteile jederzeit eindeutig zu identifizieren. Dadurch können Produktionsdaten, Materialchargen, Prüfergebnisse oder Prozessparameter zuverlässig dokumentiert und einem einzelnen Werkstück zugeordnet werden.
Die Grundlage dafür bildet eine eindeutige Kennzeichnung des Bauteils, beispielsweise mit einem DataMatrix-Code. Über diese Kennzeichnung lassen sich Informationen aus ERP-, MES- oder anderen Traceability-Systemen mit dem physischen Werkstück verknüpfen. Der Code dient dabei als eindeutige Identität des Bauteils und verbindet die reale Produktion mit der digitalen Dokumentation.
Traceability unterstützt Unternehmen dabei, Qualitätsabweichungen schneller zu erkennen, Ursachen effizient zu analysieren und gezielte Maßnahmen einzuleiten. Gleichzeitig erleichtert sie die Einhaltung gesetzlicher und branchenspezifischer Anforderungen und trägt dazu bei, Rückrufaktionen auf tatsächlich betroffene Bauteile zu begrenzen.
Eine zuverlässige Traceability endet jedoch nicht mit der Kennzeichnung eines DataMatrix-Codes. Erst wenn Kennzeichnung, Verifikation und Lesetechnik als zusammenhängender Prozess betrachtet werden, entsteht eine dauerhaft sichere und wirtschaftliche Lösung für die industrielle Rückverfolgbarkeit.
Warum ist Traceability heute unverzichtbar?
Die Anforderungen an Qualität, Dokumentation und Produktsicherheit steigen kontinuierlich. Gleichzeitig werden Fertigungsprozesse zunehmend digitalisiert und international vernetzt. Unternehmen müssen deshalb jederzeit nachweisen können, wann ein Bauteil produziert wurde, welche Materialien verwendet wurden, welche Bearbeitungsschritte durchgeführt wurden und welche Qualitätsprüfungen erfolgt sind.
Eine durchgängige Traceability schafft hierfür die notwendige Transparenz und bildet die Grundlage für:
- lückenlose Rückverfolgbarkeit von Bauteilen und Produkten
- dokumentierte Qualitätssicherung
- gezielte Reklamations- und Ursachenanalyse
- effiziente Rückrufaktionen
- Einhaltung gesetzlicher und branchenspezifischer Vorgaben
- digitale Produktions- und Logistikprozesse
- langfristige Dokumentation über den gesamten Produktlebenszyklus
Damit ist Traceability heute weit mehr als eine gesetzliche Anforderung. Sie ist ein zentraler Bestandteil moderner Fertigungs- und Qualitätsprozesse und unterstützt Unternehmen dabei, Produkte sicher, effizient und nachvollziehbar herzustellen.
Wie entsteht eine zuverlässige Traceability?
Eine dauerhaft lesbare Kennzeichnung allein garantiert noch keine zuverlässige Traceability. Erst das Zusammenspiel aus Kennzeichnung, Verifikation und Lesetechnik ermöglicht eine prozesssichere Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus.
In der industriellen Fertigung muss ein Bauteil nicht nur eindeutig gekennzeichnet werden. Ebenso wichtig ist, dass der Code unmittelbar nach der Markierung geprüft und später unter realen Produktions- und Einsatzbedingungen zuverlässig gelesen werden kann. Bereits kleine Abweichungen bei der Kennzeichnung oder ungünstige Lesebedingungen können die Qualität der Rückverfolgbarkeit beeinträchtigen.
Eine durchgängige Traceability basiert deshalb auf drei aufeinander abgestimmten Prozessschritten:
- Kennzeichnung
Der DataMatrix-Code wird dauerhaft direkt auf dem Bauteil angebracht. Diese Form der direkten Bauteilkennzeichnung wird international als Direkt Part Marking (DPM) bezeichnet. Ziel ist eine dauerhaft lesbare Kennzeichnung, die den Anforderungen des jeweiligen Werkstoffs, der Bauteilgeometrie und der späteren Einsatzbedingungen entspricht. - Lesetechnik
Im weiteren Fertigungsprozess sowie während des gesamten Produktlebenszyklus muss der DataMatrix-Code unter unterschiedlichen Bedingungen sicher identifiziert werden können. Beleuchtung, Oberflächenbeschaffenheit, Verschmutzungen oder mechanische Beanspruchung beeinflussen die Lesbarkeit und sollten bereits bei der Planung einer Traceability-Lösung berücksichtigt werden. - Verifikation
Nach der Kennzeichnung wir die Qualität des DataMatrix-Codes bewertet. Dabei wird nicht nur geprüft, ob der Code aktuell lesbar ist, sondern ob er definierte Qualitätskriterien erfüllt und dauerhaft zuverlässig gelesen werden kann. Die Verifikation unterstützt dabei, Prozessabweichungen frühzeitig zu erkennen und eine gleichbleibend hohe Kennzeichnungsqualität sicherzustellen.
Nur wenn Kennzeichnung, Verifikation und Lesetechnik als zusammenhängender Prozess betrachtet werden, entsteht eine dauerhaft zuverlässige und wirtschaftliche Traceability.
Kennzeichnung von Bauteilen – die Grundlage jeder Traceability-Lösung
Die Kennzeichnung sorgt dafür, dass Bauteile und Produkte über ihren gesamten Fertigungs- und Produktlebenszyklus hinweg eindeutig identifiziert und zurückverfolgt werden können.
Je nach Anwendung werden unterschiedliche Informationen auf dem Bauteil angebracht. Dazu gehören Klarschriften wie Seriennummern, Chargencodes oder Fahrzeugidentifikationsnummern (FIN/VIN) sowie maschinenlesbare Kennzeichnungen wie DataMatrix-Codes oder QR-Codes.
Für die direkte Bauteilkennzeichnung (Direct Part Marking, DPM) stehen verschiedene Markierverfahren zur Verfügung. Die Auswahl richtet sich unter anderem nach Werkstoff, Bauteilgeometrie, Einsatzbedingungen und den Anforderungen an die Lesbarkeit.
Die Kennzeichnung bestimmt die Qualität der Traceability
Die spätere Verifizierbarkeit und Lesbarkeit eines Codes werden bereits bei der Kennzeichnung maßgeblich beeinflusst. Faktoren wie Punktgeometrie, Prägetiefe, Kontrast, Positionierung und Materialeigenschaften wirken sich direkt auf die Qualität der Markierung aus.
Eine zuverlässige Traceability beginnt daher nicht beim Lesen oder Verifizieren eines Codes, sondern bereits bei der Auswahl und Auslegung des geeigneten Kennzeichnungsverfahrens.
Für die Kennzeichnung stehen je nach Anforderung Lasermarkiersysteme, Ritzpräger, Nadelpräger, Punktschriftpräger, Rollprägemaschinen und Stempellösungen zur Verfügung.
Warum ist die Lesetechnik entscheidend?
Ein hochwertiger DataMatrix-Code erfüllt seinen Zweck nur dann, wenn er während des gesamten Produktlebenzyklus zuverlässig gelesen werden kann. Deshalb ist die Lesetechnik ein wesentlicher Bestandteil jeder Traceability-Lösung.
Die Lesbarkeit eines Codes wird nicht allein durch die Kennzeichnung bestimmt. Auch die Bedingungen beim Lesevorgang haben einen entscheidenden Einfluss. Dazu gehören unter anderem die Beleuchtung, die Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils, Reflexionen, Verschmutzungen oder der Betrachtungswinkel.
Insbesondere bei direkt markierten Bauteilen (Direkt Part Marking – DPM) unterscheiden sich die Anforderungen deutlich von gedruckten Codes auf Etiketten. Da die Information häufig durch Materialverdrängung oder Oberflächenveränderungen entsteht, muss das Lesesystem die Struktur des Codes zuverlässig erkennen – auch wenn nur geringe Kontrastunterschiede vorhanden sind.
Lesbarkeit beginnt bereits bei der Planung
Die Anforderungen an die spätere Lesbarkeit sollten bereits bei der Auslegung einer Traceability-Lösung berücksichtigt werden. Markierung, Verifikation und Lesetechnik beeinflussen sich gegenseitig und sollten nicht getrennt voneinander betrachtet werden.
Eine ganzheitliche Planung hilft dabei:
- eine dauerhaft hohe Lesbarkeit sicherzustellen,
- Produktionsunterbrechungen durch fehlerhafte Codes zu vermeiden,
- verschiedene Lesestationen innerhalb der Fertigung zuverlässig zu unterstützen,
- die Anforderungen internationaler Normen einzuhalten.
So entsteht eine Traceability-Lösung, die nicht nur zum Zeitpunkt der Produktion funktioniert, sondern auch nachgelagerte Prozesse wie Montage, Qualitätssicherung, Service und Wartung unterstützt.
Verifikation: Warum muss ein DataMatrix-Code verifiziert werden?
Die Verifikation bewertet die Qualität eines DataMatrix-Codes unmittelbar nach der Kennzeichnung. Ziel ist es, sicherzustellen, dass der Code nicht nur heute, sondern auch während seines gesamten Einsatzes zuverlässig gelesen werden kann.
Ein häufiges Missverständnis besteht darin, dass ein lesbarer Code automatisch eine gute Kennzeichnung ist. Tatsächlich beantwortet ein Lesegerät lediglich die Frage, ob der Code im Moment der Prüfung gelesen werden kann. Die Verifikation geht deutlich weiter: Sie bewertet die Qualität des Codes anhand definierter Kriterien und zeigt frühzeitig, ob die Kennzeichnung dauerhaft prozesssicher ist.
Bereits geringe Veränderungen im Markierprozess – beispielsweise durch Werkzeugverschleiß, Materialschwankungen oder geänderte Prozessparameter – können die Codequalität beeinflussen. Werden diese Abweichungen früh erkannt, lassen sich Korrekturmaßnahmen einleiten, bevor fehlerhafte Bauteile in den weiteren Fertigungsprozess gelangen.
Die Verifikation ist deshalb ein wichtiger Bestandteil einer stabilen Traceability-Strategie und trägt dazu bei, Ausschuss zu reduzieren, Nacharbeit zu vermeiden und eine gleichbleibend hohe Kennzeichnungsqualität sicherzustellen.
Was wird bei der Verifikation geprüft?
Die Bewertung eines DataMatrix-Codes erfolgt nach definierten Qualitätsmerkmalen. Je nach Norm und Anwendung werden unter anderem folgende Eigenschaften geprüft:
- Geometrie und Struktur des Codes
- Größe und Form der einzelnen Module beziehungsweise Markierpunkte
- Einhaltung der Ruhezone
- Position und Ausprägung der Suchmuster (Finder Pattern)
- Gleichmäßigkeit der Markierung
- Gesamtqualität des Codes
Bei direkt auf Bauteilen markierten DataMatrix-Codes spielen zusätzlich Material, Oberflächenstruktur und das Markierverfahren eine entscheidende Rolle. Deshalb sollte die Verifikation immer unter Bedingungen erfolgen, die auch später im Produktionsprozess relevant sind.
