Funktionsweise und Einsatzgebiete
Was ist ein QR-Code?
QR-Codes speichern Website-Adressen, Kontaktdaten, Informationstexte und vieles mehr. Erfahren Sie, wie ein QR-Code funktioniert und lernen Sie seine Einsatzmöglichkeiten in der Industrie kennen.
Ein QR-Code (Abkürzung für „Quick Response Code“) ist ein zweidimensionaler Code, der Informationen auf kleinem Raum speichert und mit vielen Geräten ausgelesen werden kann.
Im Gegensatz zu klassischen Strichcodes nehmen QR-Codes deutlich mehr Daten auf. Standard-QR-Codes können mehr als 4000 alphanumerische Zeichen speichern und eignen sich damit für Web-URLs, Kontaktdaten, Informationstexte oder Produkt- und Chargeninformationen in der Industrie. Zum Auslesen eignet sich jedes Gerät, das über eine Kamera und eine QR-Code-Reader-Software verfügt.
Ein QR-Code, der zu www.manubes.de führt.
Eine Besonderheit von QR-Codes ist ihre hohe Fehlertoleranz: Bei Standard-QR-Codes mit dem höchsten Fehlerkorrektur-Level können bis zu 30% der enthaltenen Informationen rekonstruiert werden, dies macht den QR-Code besonders resistent gegenüber Beschädigungen.
Der QR-Code wurde 1994 von dem japanischen Unternehmen Denso Wave zur Kennzeichnung und Identifizierung von Baugruppen in der Automobilproduktion entwickelt. Schnell verbreitete er sich auch in anderen Industriebranchen. Mit steigender Popularität von Smartphones wurde der QR-Code schließlich zu einer beliebten Methode zur Weitergabe von Informationen.
Technische Grundlagen
Aufbau eines QR-Codes
Ein typischer QR-Code besteht zum Großteil aus einem Raster aus schwarzen und weißen Feldern („Modulen“). Diese Struktur wird verwendet, um Informationen binär zu kodieren.
Die sogenannten „Suchmuster“ (große Quadrate in drei der vier Ecken des QR-Codes) helfen Scannern, den Code schnell zu erkennen und korrekt auszurichten. Kleinere Markierungen im Inneren des Codes („Ausrichtungsmuster“) sorgen dafür, dass der Inhalt auch bei schrägem Blickwinkel oder Verformungen richtig gelesen wird.
Linien zwischen den Suchmustern, die aus abwechselnden weißen und schwarzen Modulen bestehen, definieren das Raster und teilen dieses gleichmäßig ein.
Das Raster aus schwarzen und weißen Modulen enthält schließlich die eigentlichen Daten sowie zusätzliche Redundanzinformationen zur Fehlerkorrektur.
Zur Abgrenzung des QR-Codes dient ein weißer Randbereich, der mindestens vier Module breit ist („Ruhezone“).
Zudem sind bestimmte Stellen des QR-Codes für besondere Informationen reserviert:
- Versionsinformationen: Gibt an, wie groß das Raster ist
- Datenformat: Enthält das Fehlercode-Level und die verwendete Maskierung
- Dark Module: Einzelnes schwarzes Kästchen zur Orientierung (immer an der gleichen Stelle)
Die Größe eines QR-Codes hängt von der Menge der gespeicherten Informationen und dem Fehlerkorrektur-Level ab. Ein kleiner QR-Code mit wenigen Kästchen reicht oft schon für eine Internetadresse, während für längere Texte oder umfangreiche Datensätze größere Raster nötig sind.
Ein Standard-QR-Code hat eine Breite von mindestens 21×21 Modulen und höchstens 177×177 Modulen.
Die Größe des QR-Codes hängt von der Version (1-40) ab und wird mit der folgenden Formel berechnet:
(Versionsnummer – 1) * 4 + 21
Demnach führt Version 1 zu einer Größe von 21×21 und Version 40 zu der Maximalgröße von 177×177.
Der maximale Informationsgehalt bei einer Größe von 177×177 und dem niedrigsten Fehlerkorrektur-Level liegt bei 23.684 Bit, was 4296 alphanumerischen Zeichen entspricht.
Fehlerkorrektur
Die Fehlerkorrektur bei QR-Codes sorgt dafür, dass Informationen auch dann noch lesbar bleiben, wenn der Code teilweise beschädigt, verschmutzt oder schlecht gedruckt ist.
Möglich wird das durch eine zusätzliche Datenredundanz: Neben den eigentlichen Nutzinformationen speichert der QR-Code auch Korrekturdaten, die beim Lesen automatisch genutzt werden.
Es gibt vier verschiedene Fehlerkorrektur-Level, die je nach Anwendung gewählt werden können:
- Level L (Low): Kann etwa 7 % der Daten wiederherstellen, hohe Speicherkapazität.
- Level M (Medium): Bis zu 15 % wiederherstellbar, Standard für viele Anwendungen.
- Level Q (Quartile): Bis zu 25 % wiederherstellbar, häufig in Werbung oder auf Verpackungen eingesetzt.
- Level H (High): Bis zu 30 % wiederherstellbar, besonders robust – z. B. bei Industrieanwendungen oder Codes, die im Außenbereich verwendet werden.
Die Wahl des Levels ist ein Kompromiss zwischen Datensicherheit und Speicherplatz: Je höher die Fehlerkorrektur, desto weniger Informationen können insgesamt in einem QR-Code untergebracht werden.
Kodierung von Daten
Die eigentlichen Informationen eines QR-Codes – etwa eine Internetadresse, eine Artikelnummer oder ein Text – werden nicht direkt als Schriftzeichen gespeichert, sondern in eine binäre Form (0 und 1) übersetzt. Dafür nutzt der QR-Code verschiedene Kodiermodi, die je nach Art der Daten gewählt werden:
- Numerisch: Nur Ziffern (0–9). Dieser Modus bietet die höchste Datendichte und ist besonders platzsparend.
- Alphanumerisch: Enthält Großbuchstaben, Ziffern und einige Sonderzeichen (z. B. $, %, +, -). Häufig genutzt für Produkt- oder Seriennummern.
- Byte-Modus: Unterstützt 8-Bit-Zeichen, typischerweise in UTF-8. Damit lassen sich Texte in fast allen Sprachen speichern.
- Kanji-Modus: Optimierte Kodierung für japanische Schriftzeichen, ursprünglich für den japanischen Markt entwickelt.
Die Datenstruktur (Bitfolge) enthält die Kodiermodus-Kennung, die Zeichenanzahl, die eigentlichen Datenbits und Fehlerkorrektur-Informationen sowie weitere Bits zum Auffüllen
Ein QR-Code kann auch mehrere Modi kombinieren. So lassen sich zum Beispiel eine Artikelnummer (numerisch) und eine Web-Adresse (alphanumerisch) im selben Code unterbringen.
Einsatzbereiche
Wo werden QR-Codes eingesetzt?
Im Alltag begegnen uns QR-Codes an vielen Stellen:
- Marketing (Plakate, Verpackungen, Prospekte)
- Handel (Preis- und Produktinformationen),
- Dienstleistungssektor (Digitale Speisekarten, Tickets)
- Finanzwesen (Mobile Payment)
Doch auch in der Industrie spielen QR-Codes nach wie vor eine wichtige Rolle. Neben ihrem ursprünglichen Einsatzzweck in der Materialkennzeichnung, finden QR-Codes an vielen Stellen im Lager- und Logistikmanagement, Bestellwesen oder in der Produktionssteuerung Anwendung.
QR-Codes in der Industrie – Anwendungsbeispiele
Rückverfolgbarkeit
von Komponenten
QR-Codes werden direkt auf Bauteile, Verpackungen oder Maschinenkomponenten gedruckt oder per Lasergravur angebracht. Sie enthalten Serien- und Chargennummern und ermöglichen eine Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum Endprodukt.
Material- und
Werkzeugprüfung
Durch Scannen von QR-Codes an Rohstoffen und Verpackungen kann verifiziert werden, dass es sich um das richtige Material für den aktuellen Auftrag handelt. Ebenso können Werkzeuge auf Freigabe und Eignung geprüft werden.
Unterstützung
von Wartungen
Codes auf Maschinen oder Werkzeugen verlinken auf digitale Wartungspläne, Prüfprotokolle oder Ersatzteillisten. Servicetechniker können mit einem Scan sofort auf relevante Dokumentationen zugreifen.
Rückverfolgbarkeit
von Komponenten
QR-Codes werden direkt auf Bauteile, Verpackungen oder Maschinenkomponenten gedruckt oder per Lasergravur angebracht. Sie enthalten Serien- und Chargennummern und ermöglichen eine Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum Endprodukt.
Material- und
Werkzeugprüfung
Durch Scannen von QR-Codes an Rohstoffen und Verpackungen kann verifiziert werden, dass es sich um das richtige Material für den aktuellen Auftrag handelt. Ebenso können Werkzeuge auf Freigabe und Eignung geprüft werden.
Unterstützung
von Wartungen
Codes auf Maschinen oder Werkzeugen verlinken auf digitale Wartungspläne, Prüfprotokolle oder Ersatzteillisten. Servicetechniker können mit einem Scan sofort auf relevante Dokumentationen zugreifen.
Rückverfolgbarkeit
von Komponenten
QR-Codes werden direkt auf Bauteile, Verpackungen oder Maschinenkomponenten gedruckt oder per Lasergravur angebracht. Sie enthalten Serien- und Chargennummern und ermöglichen eine Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum Endprodukt.
Material- und
Werkzeugprüfung
Durch Scannen von QR-Codes an Rohstoffen und Verpackungen kann verifiziert werden, dass es sich um das richtige Material für den aktuellen Auftrag handelt. Ebenso können Werkzeuge auf Freigabe und Eignung geprüft werden.
Unterstützung
von Wartungen
Codes auf Maschinen oder Werkzeugen verlinken auf digitale Wartungspläne, Prüfprotokolle oder Ersatzteillisten. Servicetechniker können mit einem Scan sofort auf relevante Dokumentationen zugreifen.
Logistik und
Lagerverwaltung
In der innerbetrieblichen Logistik unterstützen QR-Codes die automatische Erfassung von Lagerplätzen, Transportaufträgen und Sendungsverfolgungen. Das erleichtert Inventuren und beschleunigt Materialflüsse.
Effizientere
Produktionssteuerung
Durch das Scannen von QR-Codes an Werkstücken oder Arbeitsstationen können Schritte wie die Übermittlung von Auftragsdaten oder die Reservierung von Anlagen teilweise oder vollständig automatisiert durchgeführt werden.
After-Sales- und
Kundenservice
Hersteller können QR-Codes an Maschinen oder Ersatzteilen nutzen, um Kunden direkten Zugang zu Supportportalen, Ersatzteilbestellungen oder Service-Tickets zu geben. Das beschleunigt die Kommunikation und reduziert den Aufwand im Kundenservice.
Logistik und
Lagerverwaltung
In der innerbetrieblichen Logistik unterstützen QR-Codes die automatische Erfassung von Lagerplätzen, Transportaufträgen und Sendungsverfolgungen. Das erleichtert Inventuren und beschleunigt Materialflüsse.
Effizientere
Produktionssteuerung
Durch das Scannen von QR-Codes an Werkstücken oder Arbeitsstationen können Schritte wie die Übermittlung von Auftragsdaten oder die Reservierung von Anlagen teilweise oder vollständig automatisiert durchgeführt werden.
After-Sales- und
Kundenservice
Hersteller können QR-Codes an Maschinen oder Ersatzteilen nutzen, um Kunden direkten Zugang zu Supportportalen, Ersatzteilbestellungen oder Service-Tickets zu geben. Das beschleunigt die Kommunikation und reduziert den Aufwand im Kundenservice.
Logistik und
Lagerverwaltung
In der innerbetrieblichen Logistik unterstützen QR-Codes die automatische Erfassung von Lagerplätzen, Transportaufträgen und Sendungsverfolgungen. Das erleichtert Inventuren und beschleunigt Materialflüsse.
Effizientere
Produktionssteuerung
Durch das Scannen von QR-Codes an Werkstücken oder Arbeitsstationen können Schritte wie die Übermittlung von Auftragsdaten oder die Reservierung von Anlagen teilweise oder vollständig automatisiert durchgeführt werden.
After-Sales- und
Kundenservice
Hersteller können QR-Codes an Maschinen oder Ersatzteilen nutzen, um Kunden direkten Zugang zu Supportportalen, Ersatzteilbestellungen oder Service-Tickets zu geben. Das beschleunigt die Kommunikation und reduziert den Aufwand im Kundenservice.
Weiterentwicklungen
Welche Arten von QR-Codes gibt es?
Mittlerweile gibt es verschiedene Weiterentwicklungen des klassischen QR-Codes, die oft speziellere Anforderungen abdecken:
- Mehr Datenkapazität
- Weniger Platzbedarf
- Umgang mit sensiblen Daten
- Grafische Gestaltung
Micro-QR-Code
Der Micro-QR-Code ist eine verkleinerte Variante für Anwendungen mit sehr wenig Platz, z. B. auf kleinen Bauteilen.
Die Datenkapazität ist begrenzt (bis zu 35 Ziffern oder 21 alphanumerische Zeichen), reicht aber für kurze Nummern oder IDs.
Micro-QR-Codes haben nur eine Orientierungsmarkierung in der linken, oberen Ecke. Die Größe reicht von 11×11 bis 17×17 Modulen.
Design-QR-Codes
Ein Design-QR-Code erlaubt das Hinzufügen von grafischen Elementen wie Logos, Farben und Designs, ohne dass die Funktionalität des Codes verloren geht.
Dabei wird u.a. die Fehlerkorrektur ausgenutzt, um trotz „fremder“ Elemente von einem Scanner erkannt zu werden.
Design-QR-Codes kommen vor allem im Marketing zum Einsatz, in der Industrie spielen sie eher eine untergeordnete Rolle.
Ein Design-QR-Code mit Logo, der zu www.manubes.de führt.
Secure-QR-Codes
Secure-QR-Codes können einen öffentlichen und einen verschlüsselten Datenbereich beinhalten. Die verschlüsselten Daten können nur von einem Gerät gelesen werden, dass über den Schlüssel verfügt.
iQR-Codes
iQR-Codes sind eine Weiterentwicklung, die nicht nur sehr hohe Datendichten ermöglichen, sondern auch rechteckige Formen.
Die maximale Größe und damit Datenmenge liegt mit 422×422 Modulen deutlich höher als beim Standard-QR-Code. Zudem gibt es höhere Fehlertoleranz-Level.
Statische und dynamische QR-Codes
Mit Bezug auf den Inhalt eines QR-Codes kann zudem zwischen statischen und dynamischen Codes unterschieden werden.
Statische QR-Codes kodieren unveränderbare Inhalte wie Text oder eine feste Website-URL.
Dynamische QR-Codes verweisen auf eine Weiterleitungs-URL, die zu einer bestimmten Ziel-URL führt. Diese Ziel-URL kann später angepasst werden. Zudem lassen sich Einblicke in die Nutzung des QR-Codes gewinnen, indem Besucherstatistiken der Weiterleitungs-URL ausgewertet werden.
Implementierung
Integration von QR-Codes in der Produktion
Mit manubes integrieren Sie QR-Code-Scans in eigene Applikationen, um Produktionsprozesse einfacher, effizienter und sicherer zu gestalten.
- Prüfen Sie Materialien mit einem schnellen Scan, um kostspielige Verwechslungen zu vermeiden.
- Scannen Sie QR-Codes an Arbeitsstationen, um schnell zu den passenden Dashboards und Übersichten zu gelangen.
- Stellen Sie wartungsrelevante Informationen bereit, indem Sie QR-Codes an Maschinen anbringen.
- Optimieren Sie die interne Logistik, indem Sie Paletten, Behälter oder Lagerplätze markieren und mit Softwaresystemen verknüpfen.
Weitere Informationen finden Sie hier: Einfache Datenerfassung mit QR-Code-Scans
Implementierung
Integration von QR-Codes in der Produktion
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Weitere Informationen finden Sie hier: Einfache Datenerfassung mit QR-Code-Scans
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