Traceability w produkcji – jak śledzić partie, numery seryjne i komponenty

Traceability w produkcji to zdolność odtworzenia historii, zastosowania lub lokalizacji wyrobu: z jakich partii surowca powstał, na jakiej linii i kiedy, oraz do kogo trafił. W praktyce sprowadza się to do trzech decyzji: na jakim poziomie identyfikujesz wyrób (partia czy pojedynczy egzemplarz), jakim nośnikiem go znakujesz (etykieta z kodem, znakowanie bezpośrednie DPM, RFID) i w których punktach procesu skanujesz. Ten poradnik przeprowadza przez wszystkie trzy, z odwołaniem do standardów GS1 i przepisów UE.

Czym jest traceability w produkcji?

Standard GS1 Global Traceability Standard (wydanie 2.0, sierpień 2017) przyjmuje definicję z normy ISO 9001:2015: traceability to „zdolność do śledzenia historii, zastosowania lub lokalizacji obiektu”. Obiektem śledzonym (traceable object) może być produkt, jednostka logistyczna (np. paleta) albo zasób, np. wózek widłowy.

W praktyce mówi się o dwóch kierunkach:

• śledzenie w przód (tracking) – od partii surowca lub komponentu do wyrobów gotowych i odbiorców. Odpowiada na pytanie: „Do kogo trafiły wyroby z wadliwą partią komponentu?”. To podstawa ukierunkowanego wycofania z rynku;
• śledzenie wstecz (tracing) – od wyrobu reklamowanego do partii surowców, maszyny, zmiany i dostawcy. Odpowiada na pytanie: „Skąd wziął się problem?”.

Wcześniejsze wydanie standardu GS1 (1.3.1, lipiec 2015) opisuje oba kierunki w jednej definicji: śledzenie ruchu w przód przez kolejne etapy łańcucha dostaw oraz odtwarzanie historii wstecz.

Zasada „jeden krok w górę, jeden krok w dół”

Standard GS1 opisuje podejście, w którym każdy uczestnik łańcucha zna swoich bezpośrednich dostawców i bezpośrednich odbiorców (one-up, one-down). W tym modelu każda firma trzyma dane traceability we własnym systemie, a przy wycofaniu pyta kolejnych partnerów krok po kroku. Ta sama logika stoi za wymogami prawa żywnościowego UE (opisujemy je niżej).

Traceability wewnętrzna i zewnętrzna

GS1 rozróżnia dane wewnętrzne, których nie udostępnia się innym (np. ze względów handlowych), i dane zewnętrzne, które można udostępnić partnerom po spełnieniu ustalonych warunków. W fabryce oznacza to dwie warstwy: zewnętrzną (co przyjąłeś od dostawcy i co wysłałeś klientowi) oraz wewnętrzną (jak partie surowców połączyły się w partie wyrobu na linii). Bez warstwy wewnętrznej łańcuch zrywa się na Twojej hali.

Partia czy numer seryjny?

To najważniejsza decyzja projektowa. Standard GS1 opisuje dwa poziomy identyfikacji:

• poziom partii (batch/lot) – identyfikator produktu (GTIN) uzupełniony numerem partii zawęża grupę identycznych wyrobów do tych wytworzonych razem. Wszystkie sztuki z jednej partii mają takie samo oznaczenie;
• poziom egzemplarza (instance) – identyfikator seryjny pasuje tylko do jednego, konkretnego obiektu.

Partia i seria nie wykluczają się. Typowy układ to numer seryjny na wyrobie gotowym i numery partii na komponentach i surowcach, powiązane w systemie (ERP/MES) w chwili montażu.

Identyfikatory GS1: (01), (10), (11), (17), (21)

Żeby skaner, ERP i system klienta rozumiały dane tak samo, warto zapisywać je identyfikatorami zastosowania GS1 (Application Identifiers, AI). Według GS1 AI to prefiksy stosowane w kodach kreskowych i w tagach EPC/RFID, które określają znaczenie i format danych. Najważniejsze dla traceability:

Kilka zasad praktycznych:

• Numer seryjny w GS1 jest unikalny w obrębie GTIN. Para (01)+(21) identyfikuje egzemplarz, a para (01)+(10) – partię. Sam numer partii bez GTIN nie mówi, czego dotyczy.
• Pola o zmiennej długości umieszczaj na końcu. W tabeli GS1 numer partii (10) i numer seryjny (21) wymagają separatora FNC1, gdy po nich następuje kolejne pole. GS1 Szwecja zaleca, by pola o zmiennej długości, takie jak numer partii, stawiać w kodzie na końcu. Wtedy koniec kodu wyznacza koniec pola i separator FNC1 nie jest potrzebny, a kod jest krótszy.
• Nawiasy w opisie pod kodem. Identyfikator zastosowania drukuje się w nawiasach pod kodem razem z danymi, których dotyczy, np. (01)05901234123457(10)A2026-118.
• Daty zapisuj w formacie RRMMDD, tak jak definiuje to GS1 dla AI (11), (13), (15) i (17).

Lokalizacje i strony transakcji (zakład, linia, magazyn, dostawca) GS1 proponuje identyfikować numerem GLN, a jednostki logistyczne – numerem SSCC. Więcej o samych symbolikach przeczytasz w artykule rodzaje kodów kreskowych w firmie.

Nośniki danych: GS1-128, DataMatrix, DPM, RFID

Etykieta z kodem GS1-128

Według GS1 Szwecja GS1-128 służy do znakowania opakowań i jednostek logistycznych, np. palet. W przeciwieństwie do zwykłego Code 128 używa identyfikatorów zastosowania. Jeden kod mieści maksymalnie 48 znaków danych. To naturalny wybór dla etykiety kartonu i palety z SSCC, GTIN, partią i datą, czytanej skanerem liniowym lub 2D.

GS1 DataMatrix i QR z GS1 Digital Link

GS1 podaje, że GS1 DataMatrix jest już szeroko stosowany w ochronie zdrowia, a jego pojemność to do 3116 cyfr albo 2335 znaków alfanumerycznych. Kody 2D GS1 mogą zawierać GTIN oraz dane zmienne, np. datę ważności lub numer seryjny. Ich zaletą w produkcji jest mały rozmiar przy dużej ilości danych: kod zmieści się na małym komponencie, opakowaniu jednostkowym albo na samym detalu. Kod QR z adresem GS1 Digital Link GS1 opisuje jako „bramę” do informacji o produkcie online. Jest to też jeden z nośników przewidzianych dla kas w ramach inicjatywy Sunrise 2027.

DPM – znakowanie bezpośrednie na detalu

Gdy etykieta nie przetrwa procesu (obróbka, mycie, temperatura) albo gdy oznaczenie ma towarzyszyć części przez cały cykl życia, kod nanosi się bezpośrednio na materiał. GS1 rozróżnia w swoich zaleceniach dwa typy GS1 DataMatrix w znakowaniu DPM:

• DPM-A – moduły połączone, wykonywane m.in. laserem lub trawieniem chemicznym;
• DPM-B – moduły niepołączone (kropki), wykonywane m.in. metodą mikroudarową (dot peen).

Jakość kodów DPM ocenia się według ISO/IEC TR 29158, a nie według ISO/IEC 15415 stosowanej dla nadruków. GS1 zwraca uwagę na trzy rzeczy ważne przy wyborze czytnika: długość fali światła użyta przy weryfikacji powinna odpowiadać skanerom, które będą czytać kod; w jednym miejscu odczytu najlepiej nie mieszać różnych technologii znakowania; największy wymiar modułu, jaki mieści się na polu znakowania, poprawia głębię ostrości i tolerancję na krzywiznę powierzchni. Zwykły czytnik 2D nie zawsze odczyta kod wybity w stali. Do tego służą czytniki z algorytmami DPM, o których niżej.

RFID

GS1 przewiduje te same dane (GTIN, partia, numer seryjny) również w tagach EPC/RFID. RFID przydaje się, gdy chcesz rejestrować przejście bez kontaktu wzrokowego z kodem, np. pojemniki wielokrotnego użytku, narzędzia, kosze z detalami. Rozporządzenie o wyrobach medycznych wprost wymienia RFID obok kodów liniowych i 2D jako dopuszczalny nośnik UDI. Szerzej o technologii piszemy w artykule RFID w firmie.

Punkty rejestracji w procesie

Traceability działa tylko wtedy, gdy zdarzenia są rejestrowane w odpowiednich miejscach. Standard GS1 nazywa je krytycznymi zdarzeniami (Critical Tracking Events, CTE), a dane opisujące każde zdarzenie – kluczowymi elementami danych (Key Data Elements, KDE). Jako przykłady CTE GS1 wymienia przyjęcie, przetworzenie, pakowanie, wysyłkę i transport. KDE porządkuje się według pięciu pytań:

• Kto? – strony biorące udział (dostawca, zakład, odbiorca);
• Co? – śledzony obiekt (GTIN + partia albo GTIN + numer seryjny, SSCC);
• Gdzie? – jednoznacznie zidentyfikowana lokalizacja (zakład, linia, stanowisko);
• Kiedy? – data, godzina i strefa czasowa zdarzenia;
• Dlaczego? – proces biznesowy i kontekst (np. przyjęcie, zużycie na zlecenie, kontrola jakości).

Najważniejsze dla produkcji jest zdarzenie transformacji. GS1 opisuje je jako moment, w którym składniki zostały nieodwracalnie połączone w nowy wyrób. Żeby zachować ciągłość, wejścia i wyjścia procesu rejestruje się na poziomie partii. Jeśli na linii nikt nie zeskanuje, która partia granulatu, blachy czy mieszanki trafiła do zlecenia, śledzenie wstecz kończy się na bramie zakładu.

Dane ze zdarzeń trafiają do ERP lub MES. Do wymiany zdarzeń między systemami standard GS1 odwołuje się do EPCIS (Electronic Product Code Information Services).

Wymogi branżowe: żywność, wyroby medyczne, DPP

Nie ma jednego przepisu „o traceability” dla całego przemysłu. Wymogi wynikają z przepisów sektorowych i z umów z klientami. Poniżej trzy obszary, które sprawdziliśmy u źródła. Opis ma charakter informacyjny i nie jest poradą prawną.

Żywność i pasze – rozporządzenie (WE) nr 178/2002, art. 18

Rozporządzenie (WE) nr 178/2002 z 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego definiuje w art. 3 pkt 15 możliwość śledzenia jako kontrolowanie przemieszczania się żywności, paszy, zwierzęcia hodowlanego lub substancji dodawanej do żywności lub paszy na wszystkich etapach produkcji, przetwarzania i dystrybucji. Art. 18 wymaga, by podmioty:

• potrafiły zidentyfikować każdego, kto dostarczył im żywność, paszę lub substancję (ust. 2),
• miały systemy i procedury identyfikacji przedsiębiorstw, którym dostarczyły swoje produkty (ust. 3),
• udostępniały te informacje właściwym władzom na ich żądanie (ust. 2 i 3),
• odpowiednio etykietowały lub oznakowały żywność i pasze wprowadzane do obrotu, żeby ułatwić ich śledzenie (ust. 4).

To w praktyce zasada „jeden krok wstecz, jeden krok w przód”. Szczegóły oznaczania partii i dat na etykiecie żywności opisujemy w artykule etykietowanie żywności.

Wyroby medyczne – rozporządzenie (UE) 2017/745 (MDR) i system UDI

Rozporządzenie (UE) 2017/745 definiuje niepowtarzalny kod identyfikacyjny wyrobu (UDI) jako sekwencję znaków numerycznych lub alfanumerycznych stworzoną za pomocą uznanych międzynarodowo norm (art. 2 pkt 15). Według art. 27 UDI składa się z dwóch części:

• UDI-DI – identyfikator właściwy dla producenta i wyrobu,
• UDI-PI – identyfikator produkcji, który wskazuje jednostkę produkcji wyrobu.

Nośniki UDI umieszcza się na etykiecie wyrobu i na wszystkich wyższych poziomach opakowania (art. 27 ust. 4). Podmioty gospodarcze przechowują UDI dostarczonych lub otrzymanych wyrobów, najlepiej elektronicznie – dotyczy to wyrobów do implantacji klasy III oraz wyrobów wskazanych przez Komisję (art. 27 ust. 8). Część C załącznika VI precyzuje, że:

• UDI-PI obejmuje m.in. numer seryjny, numer partii, identyfikację oprogramowania oraz datę produkcji lub ważności; jeśli numer partii, numer seryjny, identyfikacja oprogramowania lub data ważności są na etykiecie, stają się częścią UDI-PI (pkt 3.5);
• nośnikiem UDI może być kod liniowy, kod 2D (matrycowy) lub RFID;
• wyroby wielokrotnego użytku mają nośnik UDI na samym wyrobie; jeśli między użyciami są czyszczone, dezynfekowane, sterylizowane lub regenerowane, nośnik ma być trwały i czytelny po każdym takim procesie (pkt 4.10), z wyjątkami, gdy znakowanie bezpośrednie zagrażałoby bezpieczeństwu lub działaniu wyrobu albo jest technicznie niewykonalne. To typowe pole dla DPM;
• dla wyrobów do implantacji UDI-PI zawiera numer seryjny (aktywne wyroby do implantacji) albo numer seryjny lub numer partii (pozostałe wyroby do implantacji) – pkt 6.1.2.

Cyfrowy Paszport Produktu (DPP)

Rozporządzenie (UE) 2024/1781 w sprawie ekoprojektu dla zrównoważonych produktów wprowadza cyfrowy paszport produktu. Według motywów rozporządzenia paszport ma być powiązany z niepowtarzalnym identyfikatorem produktu i dostępny po zeskanowaniu nośnika danych, np. kodu QR. Motyw 33 wyjaśnia, że paszport może odnosić się do modelu, partii (podzbioru modelu wytworzonego w konkretnym zakładzie w określonym czasie) albo pojedynczego egzemplarza, a przy przygotowaniu aktów delegowanych dla grup produktów analizuje się koszty i korzyści wymogów na każdym z tych poziomów. Jeśli już dziś masz traceability na poziomie partii lub numeru seryjnego, masz gotowe dane, do których DPP będzie się odwoływać. Szczegóły w artykule Cyfrowy Paszport Produktu (DPP).

Sprzęt do traceability – jak dobrać

Drukarki do etykiet z partią, datą i kodem 2D

Przy linii drukarka pracuje w trybie ciągłym i drukuje dane zmienne: numer partii, datę, często numer seryjny. Kategoria drukarki do oznaczania partii zbiera modele przemysłowe przeznaczone do takiej pracy. Na co zwrócić uwagę:

• Termotransfer – etykieta traceability musi być czytelna tak długo jak wyrób. Druk termotransferowy z taśmą dobraną do materiału jest trwalszy niż termiczny (szczegóły w artykule o doborze taśmy termotransferowej).
• Zegar czasu rzeczywistego (RTC) – pozwala drukarce wstawić bieżącą datę i godzinę do pola etykiety. W języku ZPL Zebra polecenie ^FC ustawiające wskaźniki zegara jest ignorowane, jeśli drukarka nie ma sprzętowego zegara RTC.
• Rozdzielczość – według Zebra głowica 203 dpi ma 8 punktów na mm, a 300 dpi – 12 punktów na mm. Przy małych kodach DataMatrix na etykietach komponentów gęstsza głowica pozwala drukować mniejsze moduły.
• Odklejak (peeler) – przy ręcznej aplikacji etykiet na stanowisku przyspiesza pracę, bo etykieta wychodzi już oddzielona od podkładu.

Przykłady z oferty:

• Zebra ZT510 203 dpi, peeler, dyspenser, RTC, USB, RS232, BT, Ethernet – według specyfikacji Zebra seria ZT510 ma w pełni metalową konstrukcję, szerokość druku do 104 mm i prędkość do 305 mm/s, drukuje termotransferowo i termicznie, obsługuje m.in. kody DataMatrix i QR oraz język ZPL. Ta wersja ma według karty sklepu zegar RTC i odklejak z nawijaniem podkładu.
• TSC MH241T 203 dpi USB/RS232/Ethernet – przemysłowa drukarka termotransferowa z zegarem RTC i wyświetlaczem, na nośniki do 114 mm szerokości (dane z karty produktu). Karta wskazuje przeznaczenie do pracy ciągłej, m.in. na liniach produkcyjnych.

Pełny wybór drukarek przemysłowych, również bez profilu „przy linii”, znajdziesz w kategorii drukarki etykiet przemysłowe.

Czytniki DPM i przemysłowe

Do kodów naniesionych na metal i tworzywa potrzebny jest czytnik z obsługą DPM. W kategorii czytniki DPM są modele ręczne i stacjonarne. Ręczny czytnik sprawdzi się na stanowisku montażu i w kontroli jakości. Stacjonarny zamontujesz nad przenośnikiem lub w gnieździe maszyny, gdzie odczyt ma się odbywać bez udziału operatora.

• Zebra DS3678-DP3U4212S1W skaner 2D Bluetooth DPM – bezprzewodowy czytnik ręczny. Według specyfikacji Zebra seria DS36X8-DP odczytuje znakowanie mikroudarowe, laserowe, atramentowe, trawione chemicznie, odlewane i natryskiwane termicznie, ma szczelność IP65 i IP68, a wersja bezprzewodowa DS3678 wytrzymuje upadki z 2,4 m na beton. Łączy się przez Bluetooth 4.0 (LE).
• Datalogic PowerScan PD9630-DPX 2D DPM IP65 – przewodowy czytnik ręczny 2D z odczytem DPM i obudową IP65 (dane z karty produktu), na stanowisko z komputerem lub terminalem.
• Honeywell HF810-01BT00004K-R 2D DPM RS232 Ethernet – stacjonarny czytnik 2D do odczytu znakowań DPM na liniach produkcyjnych, z interfejsami Ethernet i RS232 oraz obudową IP65 (dane z karty produktu).

Jeśli kody są drukowane na etykietach, a nie znakowane na detalu, wystarczy czytnik przemysłowy 2D bez DPM (kategoria czytniki przemysłowe). Zanim wybierzesz model, przetestuj go na swoich detalach: GS1 zaleca, by długość fali światła użyta przy weryfikacji kodu odpowiadała skanerom, które będą go czytać.

Terminale na halę i do magazynu surowców

Przyjęcie surowca, wydanie na zlecenie i meldowanie operacji wykonuje się terminalem mobilnym lub tabletem z czytnikiem. W kategorii terminale przemysłowe są m.in. tablety przemysłowe i terminale pojazdowe. Przykład:

• Zebra ET60/ET65, Android, wyświetlacz 10, 1", Qualcomm QCS6490, 8GB RAM, 128GB Flash, bateria 8920mAh, skaner SE5500, IP66 – tablet przemysłowy z Androidem. Według specyfikacji Zebra seria ET60/ET65 ma szczelność IP66, wytrzymuje upadki z 1,5 m na beton (MIL-STD-810H) i pracuje w temperaturze od -20°C do 55°C ze standardową baterią. Duży ekran przydaje się przy stanowisku, gdzie operator widzi zlecenie, listę komponentów i wynik skanowania jednocześnie.

Terminal na hali to zwykle element floty. Jak nią zarządzać, opisujemy w artykule zarządzanie flotą terminali Android.

Etykiety odporne na temperaturę i chemię

Etykieta z partią na wyrobie przechodzi to samo co wyrób: mycie, oleje, temperaturę. Papier się do tego nie nadaje. W kategorii etykiety odporne na temperaturę i chemię są materiały syntetyczne do druku termotransferowego. Przykład:

• Etykiety termotransferowe Zebra Z-Ultimate 3000T, 76.2×50.8 mm, 1370 szt., rdzeń 25.4 mm – według specyfikacji Zebra Z-Ultimate 3000T to błyszczący poliester z trwałym klejem akrylowym, o temperaturze pracy od -40°C do 150°C po prawidłowej aplikacji. Producent zaleca go m.in. do etykiet części samochodowych i identyfikacji produktów. Producent poleca do niego taśmy wosko-żywiczną 6200 i żywiczne 5095 oraz 5100. Odporność na oleje i smary zaleca sprawdzić we własnym zastosowaniu, a na aceton i MEK materiał nie jest polecany.

Wdrożenie krok po kroku

1. Ustal poziom identyfikacji dla każdej grupy wyrobów i komponentów: partia, numer seryjny albo oba. Kieruj się zakresem wycofania, jaki chcesz (lub musisz) osiągnąć, oraz wymogami przepisów i klientów.
2. Zdefiniuj strukturę danych w identyfikatorach GS1: GTIN, (10), (21), daty. Ustal format numeru partii (do 20 znaków) i zasadę jego nadawania.
3. Zmapuj punkty rejestracji (przyjęcie, wydanie, transformacja, kontrola, pakowanie, wysyłka) i dla każdego wypisz KDE: kto, co, gdzie, kiedy, dlaczego.
4. Dobierz nośnik do warunków: etykieta papierowa, syntetyczna, DPM, RFID. Przetestuj czytelność po realnym procesie, np. po myciu czy wygrzewaniu.
5. Dobierz sprzęt do punktów: drukarki przy linii, czytniki (DPM, stacjonarne), terminale.
6. Zintegruj z ERP/MES. Skan bez zapisu w systemie nic nie daje. Szablony etykiet powinny pobierać dane z systemu, a nie być przepisywane ręcznie.
7. Przeprowadź test wycofania: wybierz partię komponentu i sprawdź, czy w rozsądnym czasie wskażesz wszystkie wyroby i odbiorców, a dla wyrobu – wszystkie partie wejściowe.

Planujesz traceability na hali i potrzebujesz dobrać drukarki, czytniki DPM i terminale do konkretnych punktów procesu? Napisz do nas – pomożemy dobrać sprzęt, przygotujemy ofertę indywidualną dla większego wdrożenia i skonfigurujemy urządzenia do pracy z Twoim WMS/ERP.

Źródła

• GS1 Global Traceability Standard, Release 2.0 (VIII 2017)
• GS1 Global Traceability Standard, Release 1.3.1 (VII 2015)
• GS1 – zbiór identyfikatorów zastosowania (JSON-LD)
• GS1 – Application Identifiers
• GS1 Sweden – Use GS1-128
• GS1 – 2D barcodes
• GS1 – GSCN 16-424 Direct Part Marking
• Rozporządzenie (WE) nr 178/2002 – tekst skonsolidowany (EUR-Lex)
• Rozporządzenie (UE) 2017/745 (MDR) – EUR-Lex
• Rozporządzenie (UE) 2017/745, art. 27 – tekst w brzmieniu przyjętym
• Rozporządzenie (UE) 2017/745, załącznik VI – tekst w brzmieniu przyjętym
• Rozporządzenie (UE) 2024/1781 (ESPR) – EUR-Lex
• gov.pl – Cyfrowy paszport produktu
• Zebra – ZPL ^FC Field Clock
• Zebra ZT510 – specyfikacja (PL)
• Zebra DS36X8-DP – specyfikacja
• Zebra ET60/ET65 – specyfikacja
• Zebra Z-Ultimate 3000T – specyfikacja