发布日期：2024年12月22日 / 更新日期：2024年12月22日 – 作者：Konrad Wolfenstein
工业4.0和5.0中的数据矩阵码（DMC）——技术行业正在经历深刻变革——图片来源：Xpert.Digital
GS1 数据矩阵码在技术行业中的作用
工业4.0和5.0日益增长的需求
科技行业正经历着深刻的变革，其中GS1数据矩阵码（DMC）等创新技术发挥了至关重要的作用。在工业4.0时代以及新兴的工业5.0概念下，由于对高度数字化、安全可靠流程的需求日益增长，企业面临的挑战也与日俱增。产品不仅需要具备唯一标识，理想情况下还应集成到复杂的IT系统中，从而实现全面的数据分析、智能自动化和新型商业模式。GS1数据矩阵码在此背景下发挥着不可或缺的作用，为各种规模和行业的企业提供了众多机遇，助力其巩固和提升长期竞争力。
GS1 数据矩阵码作为数字化转型的基础
“在数字孪生、物联网、工业4.0和工业5.0的背景下，GS1数据矩阵码在技术行业中发挥着至关重要的作用，有助于确保企业的竞争力。” 这句话凸显了数据矩阵码的巨大影响力，并解释了为什么越来越多的公司正在采取措施相应地调整其流程。数据矩阵码不仅仅用于识别产品，它还为制造、交付、运营和维护所需的所有信息的端到端数字化和网络化奠定了基础。
最小空间内的紧凑型数据存储
GS1 数据矩阵码之所以广受欢迎，关键在于其格式，它能在极小的空间内存储大量信息。对于复杂的组件或螺丝、电子元件等小型零件，所有相关数据都能轻松容纳。在技术行业，单个产品通常由无数个独立组件构成。如果每个组件都清晰标记且可追溯，则可以轻松确定其生产时间和地点、使用的批次，以及下次维护预约的时间等信息。此外，只需读取代码并关联数据，即可随时在更高级别的系统中访问和分配传感器数据。
在恶劣条件下的稳健性和可靠性
数据矩阵码的关键特性在于其稳健性，即使存在轻微损伤也能正确读取。这在易受污染、磨损或其他应力影响的环境中尤为重要。因此，在金属加工行业或户外应用中，即使在不太理想的条件下也能可靠工作的条码显然具有显著优势。当元件暴露于高温、高湿或化学物质中时，划痕或其他磨损会迅速出现。得益于特殊的纠错机制，GS1 数据矩阵码确保在大多数情况下仍可读取。这避免了昂贵的重新标记或更换元件，从而节省资金并简化流程。
通过直接零件标记 (DPM) 进行永久性标记
另一个值得关注的方面是直接零件标记 (DPM) 的可能性。在这种标记方式下，代码被永久地应用于零件本身，例如通过雕刻、激光标记或点阵喷丸等方式。这确保了标记在产品的整个生命周期内保持完好无损。对于承受高应力或需要长时间运行的零件而言，这一点尤为重要。此类解决方案提高了整个产品生命周期的透明度和可追溯性，这不仅对生产和物流至关重要，而且对维护和索赔管理也至关重要。
网络化生产中的标准和效率
可靠地采集和存储数据的能力只是问题的一个方面。要将这一过程嵌入到完全网络化的环境中，开放且成熟的标准至关重要。“GS1 数据矩阵码具有空间高效、通用性强、稳健可靠和直接识别等特点。” 这些特性使得数据矩阵码成为许多技术领域的实际标准。通过使用 GS1 系统，数据可以被唯一分配，并在全球范围内进行识别，避免重叠。为此，全球贸易项目代码 (GTIN) 或序列号被嵌入到代码中，以唯一标识每个产品或组件。
数字孪生：集成与优化
当数据矩阵码 (DMC) 融入更广泛的概念（例如数字孪生）时，其价值尤为突出。数字孪生是真实产品的虚拟表示，包含其所有相关信息，包括属性、状态和历史记录。这些数据可以存储在云端，并与其他系统联网。“DMC 提供的唯一标识是创建产品和组件数字孪生的基础。” 为组件标记唯一数据矩阵码的公司拥有关键优势，可以随时访问最新信息。这些信息可用于分析，例如优化维护周期或预测组件何时可能需要更换（预测性维护）。
通过DataMatrix代码实现数字化
DataMatrix 代码作为唯一且明确的产品标识符，为构建数字化供应链奠定了基础。在舍弗勒，每个滚动轴承都标有唯一的 DMC 代码，从而实现了从制造商到运营商的无缝追溯。
创建数字孪生体
利用数字模型中心（DMC），企业可以创建其产品的数字孪生模型。这些虚拟模型整合了来自各种来源的数据：
- 设计数据：CAD模型和性能参数
- 生产数据：测量值和制造信息
- 物流数据：产品位置和配送状态
这些综合数据模型使客户能够对其机器进行全面的数字化映射和模拟。
集成优势
将产品集成到数字孪生模型中具有以下几个优势：
- 优化维护：可降低维护成本并提高系统可靠性。
- 效率提升：客户可以快速评估不同的配置并优化性能。
- 提高可追溯性：可以追踪产品的整个生命周期，这对于维护和更换部件尤其有用。
- 数据驱动的决策：丰富的数据能够帮助企业在开发、生产和运营中做出明智的决策。
GS1 标准与物联网
使用 GS1 标准（例如 DataMatrix 代码）对于物联网解决方案的实施至关重要：
- 统一标识：GS1 标识号码能够对物体、机器和人员进行唯一标识。
- 互操作性：GS1 标准作为不同系统和公司之间数据交换的通用语言。
- 与数字孪生体连接：GS1 数字链接允许将物理对象与其数字表示形式连接起来。
通过使用这些标准，像舍弗勒这样的公司可以无缝地将他们的产品集成到数字生态系统中，从而受益于工业 4.0 的优势。
无缝集成到物联网系统中
考察物联网应用可以揭示另一个相关方面。物联网（IoT）指的是能够独立交换数据或触发操作的联网设备和机器。当产品通过数据矩阵码集成到这样的物联网系统中时，有关该产品的信息就可以自动收集或更新。例如，生产中的机器可以识别当前正在安装的组件，并相应地调整生产流程。“该代码作为物理世界和数字世界之间的接口，实现了产品与物联网的无缝集成。” 这些被称为“信息物理系统”，是工业4.0和5.0的核心基础。
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GS1数据矩阵码在供应链中的优势
供应链（即整个供应链）的优势同样显著。在价值链的每个环节，都可以使用DMC扫描产品，以确定其当前位置、预计到达时间以及已完成的加工步骤。在汽车或医疗等安全要求极高的行业，该代码对防伪起到了至关重要的作用。
“尤其在汽车后市场，GS1 数据矩阵被用作 MAPP（制造商反盗版）代码，以防伪。” 这使得企业能够确保只有正品零部件流入市场，从而保护其客户。同时，当产品的真伪能够得到有效验证时，也有助于提升品牌形象。
舍弗勒是GS1数据矩阵码的成功案例
GS1 数据矩阵码成功应用的典范是舍弗勒公司，该公司在国际上享有盛誉，尤其是在滚动轴承领域。舍弗勒依靠 GS1 标准对其产品进行唯一且永久的标识。
通过在轴承部件上标记唯一的DMC（数字制造代码），舍弗勒为其轨道产品创建数字孪生模型奠定了基础。这充分体现了数字孪生概念的重要性：舍弗勒正以此构建符合工业4.0理念的灵活、可扩展且全面的商业模式。此外，该标记显著简化了部件供应商、车辆制造商和运营商之间的信息交换。当传感器和遥测系统集成到轴承中时，即可实时检测部件是否仍处于完美状态，或是否出现磨损迹象。
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工业5.0：人与机器的协同作用
这种融合了产品识别、数字孪生、物联网和云端数据处理的方法，不仅具有前瞻性，而且对工业5.0的愿景至关重要。工业4.0主要侧重于生产联网和自动化，而工业5.0则将人重新置于中心地位。它强调人与机器的互补与支持。人类承担创造性、规划或控制任务，而机器则执行常规工作。
GS1 数据矩阵码充当了这两个世界之间的“桥梁”。凭借其独特的标识和透明的数据管理，人们（例如维修技术人员或工厂操作员）可以高效地与高度自动化的系统交互，而不会迷失在复杂的流程中。
通过整合传感器数据进行预测性维护
“预测性维护：将DMC数据与传感器数据相结合，可以实现预测性维护和运营流程优化。”这一原理展现了此类技术广泛应用所带来的巨大潜力。
计划性维护可以精准安排，例如，当传感器数据显示某些部件即将达到其公差极限时。这可以最大限度地减少计划外停机时间，并最大限度地提高生产能力。此外，实时信息通常有助于及早识别是否需要进行工艺优化或产品调整，从而避免代价高昂的故障。
GS1 数据矩阵码为企业带来的潜在益处
总体而言，将GS1数据矩阵码与数字孪生、物联网以及工业4.0和5.0原则相结合，可为各行各业的公司带来诸多优势。这些优势涵盖了从提高可追溯性和防伪性能到开发新型商业模式等各个方面。例如，服务提供商可以基于广泛的分析提供全面的产品监控，并仅根据实际使用量向客户收费——即所谓的按需付费模式。这种灵活性和对不断变化的市场环境的适应性对于保持竞争优势至关重要。
对大公司和小公司的重要性
像舍弗勒这样的大型制造商已经证明，这些标准经过了实践检验并成功应用。然而，中小企业也应该尽早熟悉GS1数据矩阵码。这些企业通常作为供应商融入全球供应链，而这些供应链都采用统一的标准。无法跟上步伐的企业可能会失去重要的合同，甚至被排除在某些市场之外。
然而，由于标准化程度的提高和专业标识解决方案的普及，用数据矩阵码标记自己的产品并建立相应的流程已不再是难事。
通过标准化实现灵活性和创新
技术行业在追求数字化和提升竞争力的过程中，离不开像GS1数据矩阵码这样的工具。这种紧凑、坚固且用途广泛的标记解决方案，能够为价值链上的所有参与者——从制造商和物流供应商到维护人员——提供全面的信息。
这些信息可以整合到智能系统中，从而实现更高效的流程、更完善的质量保证和更具创新性的商业模式。“通过将GS1数据矩阵码与数字孪生和物联网技术结合使用，科技行业的公司可以可持续地确保自身竞争力，并为迎接工业4.0和5.0的挑战做好充分准备。”
舍弗勒的例子尤其突出了精心构思并始终如一地应用的营销理念如何能够引领数字化进入新阶段，并同时开启新的价值创造潜力。
未来属于那些能够识别并充分利用这些机遇的公司——而GS1数据矩阵码不仅仅是元件上的一个小小的代码。它是通往更高层次网络化价值创造的关键，也是推动工业化进程的动力，其核心在于人、机器和数据以高效智能的方式进行交互。
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