Способ изготовления нанотехнологического штрих-кода для металлических изделий

Способ изготовления нанотехнологического штрих-кода для металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к штриховым кодам, и может быть использовано при индивидуальной маркировке товара, при разработке автоматизированных систем управления, способных отличать контрафактный товар от легального.

В качестве аналога можно рассмотреть глобальную международную систему товарной нумерации, образованной в 1997 году на основании Европейской (EUROPEAN Article Numbering Association GS1) и Северо-Американской (Uniform Code Council - UCC) ассоциации товарной нумерации и получившей название EAN штрих-кода. Функционирование этого кода реализуется через Национальные организации GS 1. В России это делается, например, через ЮНИСКАН/GS1. Национальные организации присваивают каждому предприятию уникальные идентификационные номера. Система EAN-штрихования товара является необязательной и реализуется на добровольной основе. Основной цифровой и штриховой коды содержат информацию об организации - регистраторе кода, регистрационном номере предприятия, порядковом номере продукции внутри предприятия и последняя 13 цифра - контрольное число, которое вычисляется по определенному алгоритму, исходя из знания предыдущих 12 цифр. EAN - штриховой код также способен отличить единичную упаковку от групповой, но не более.

К недостаткам такого штрих-кода можно отнести то, что он не способен проявить индивидуальность изделия, а следовательно не способен отличать легальное изделие от контрафактного. Другими словами, EAN-штрих-код способен отличить единичную упаковку от групповой, но не способен отличить одну единичную упаковку от другой единичной. Отсутствие индивидуальной информационно защищенной информации на штрих-коде приводит к возможности тиражирования EAN-штрих-кодов теневыми структурами. На использовании классического EAN-штрих-кода невозможно построить автоматизированную систему управления, способную отличать легальную продукцию от контрафактной. Использование бумажного штрих-кода плохо согласуется с технологическим циклом изделий из металла, особенно изделий из металла, полученных методом порошковой металлургии.

Классический штрих-код содержит основной штриховой и цифровой коды. В качестве прототипа выбран способ изготовления штрих-кода [2] путем нанесения основного штрихового кода и индивидуального штрих-кода с формированием в пространстве между ними невоспроизводимой картинки.

Однако примененный способ невоспроизводимой картинки, основанный на применении струйных принтеров и нанесения электроразрядных перфораций, достаточно сложен и не безопасен. Получаемый по этой технологии бумажный штрих-код малоприменим при штрих-кодировании изделий из металла. Целый ряд технологических операций, производимых на изделиях из металла, может полностью уничтожить бумажный штрих-код. Надежность хранения информации на бумажном штрих-коде незначительна.

Особенность предлагаемого штрих-кода состоит в том, что параллельно основным штриховым и цифровым кодам расположены индивидуальный информационно защищенный штриховой и цифровой коды, а пространство между основными и индивидуальным штриховыми и цифровыми кодами снабжено невоспроизводимой картинкой. Особенность создания невоспроизводимой картинки проявляется в том, что для формирования невоспроизводимой картинки используют наноповерхность, составленную из контрастных элементов твердотельных сплавов размером от 5 до 100 Нм.

К другим особенностям можно отнести то, что в базу данных вводят расположение частиц между полосами штрих-кода, выбранными по закону случайных чисел, причем полосы штрих-кода используют как базовые реперные полосы при формировании виртуальной информационной сетки.

При формировании штрих-кода используют полидисперсные (с размерами от 5 до 100 Нм) смеси наночастиц.

На фиг.1 изображен предлагаемый индивидуальный информационно защищенный штрих-код. Он содержит основной цифровой 1 и штриховой 2 коды. Помимо этого, он содержит индивидуальный цифровой 3 и штриховой 4 коды. Цифровые и штриховые коды формируются на металле с помощью гравировочных, лазерных или иглоударных установок.

Формирование невоспроизводимой картинки 5 осуществляется на металлической подложке, полученной путем формирования наноповерхности, составленной из контрастных элементов твердотельных сплавов размером от 5 до 100 Нм. Использование в качестве невоспроизводимой картинки 5 нанопорошка 6 из твердотельных сплавов позволяет надежно сохранять информации и подвергать идентифицируемое изделие как высокотемпературным режимам, так и воздействию химически агрессивным средам. Современные способы получения нанопорошка 6 способны создавать наночастицы от 5 до 100 Нм. Получение наночастиц размером менее 5 Нм затруднительно. Предел в 100 Нм принято считать пределом, при котором квантовые свойства перестают проявляться. Частицы размером свыше 100 Нм имеют те же свойства, что и макроповерхность.

На фиг.2 приведен пример формирования наноповерхности в коническом уступе 7, обращенным своей узкой частью к поверхности штрих-кода с последующим нанесением на нее не менее двух реперных точек 8 с последующим созданием виртуальной информационной сетки 9. Реперные точки 8 можно выполнять на металле с помощью, например, иглоударной установки. На фоне наноповерхности одновременная фиксация цифровых кодов и неповторимого расположения наночастиц 6 относительно друг друга как в пространстве невоспроизводимой картинки, так и между полосами основного 2 и индивидуального 4 штрих-кода позволяет надежно подтверждать истинность цифрового кода 1. В зависимости от выбранного состава твердотельных сплавов, из которых состоят наночастицы 6, меняется температура спекания (от 900 до 1680 К) и давления сжатия, оказываемого на нанопорошок, засыпанный внутрь конического уступа 7. При таком формировании невоспроизводимой картинки (матрицы) образуется неразрывное единство матрицы и цифровых и штриховых кодов.

На фиг.3 изображен индивидуальный информационной защищенный код, у которого невоспроизводимая картинка сформирована преимущественно между полосами основных 2 или дополнительных 4 полос штрих-кода.

На фиг.3 выделены отдельно несколько полос штрих-кода с формированием пространства между полосами в виде информационной сетки 9. Заранее выбранная полоса штрих-кода при этом играет роль реперной линии. Разбив всю длину реперной линии на N равных между собой участков, мы задаем параметры виртуальной информационной сетки 9. Для каждого индивидуального штрих-кода разбивка на участки может быть индивидуальной и способ разбивки хранится в базе данных. Фактически это может служить первым уровнем идентификационной проверки штрих-кода. Если для потенциального противника, например хакера, предприятия, выпускающего контрафактную продукцию, не имеющего прямого доступа к центральной базе данных, эта информация не известна, то несовпадение параметров формирования информационной сетки 9 может служить признаком, по которому можно признать представленный товар с таким штрих-кодом контрафактным.

Невоспроизводимая картинка 5, у которой вся, или часть поверхности, дополнительно обработана электроискровым процессом, при котором в каждом разряде от сотни до 1000 атомов перебрасываются с высоковольтного электрода 10 на невоспроизводимую картинку 5. Электроразрядный процесс характеризуется стохастичностью и непредсказуемостью траектории разряда, что и обеспечивает дополнительную случайность на наноповерхности из металла.

Работает предлагаемый способ изготовления нанотехнологического штрих-кода следующим образом.

После формирования невоспроизводимой картинки 5, путем спекания или электроискрового разряда, вся или заведомо оговоренная часть нанотехнологической поверхности штрих-кода с внесенными наночастицами 7 вносятся в базу данных. Взаимное расположение отличимых по форме, размеру и взаимному расположению частиц 6 создает условия для проявления неповторимости (индивидуальности) изделия.

Поставленная задача подтверждения индивидуальности штрих-кода решается за счет того, что невоспроизводимая картинка 5 формируется за счет неповторимого расположения набора наночастиц 6. Если товар акцизный и на него ставится индивидуальная акцизная марка, то наличие базы данных индивидуальных цифровых штрих-кодов и индивидуальных номеров на акцизных марках, совмещенных между собой, существенно осложняет возможности продвижения контрафактной продукции на легальный рынок.

Пример реализации способа. В бункер №1 засыпан нанопоршок с размером частиц от 8 до 13 Нм. Во второй бункер - наночастицы размерами от 20 до 36 Нм. В третьем бункере - от 39 до 50 Нм, в четвертом - от 50 до 70 Нм, в пятом - остатки смесей от предыдущих смесей с набором частиц в диапазоне от 10 до 100 Нм. Через генератор случайных чисел задается непредсказуемая смесь разных фракций нанопорошка 7. После тщательного перемешивания полидисперсная смесь нанопорошка 7 подается в конический уступ 7, где спекается при повышенной температуре и давлении. Полученную по такой технологии нанотехнологическую поверхность из спеченных наночастиц 7 можно условно назвать невоспроизводимой картинкой (матрицей) 5. Ее основное достоинство - наличие воспроизводимого цифрового кода и невоспроизводимой матрицы (картинки) 5, основанной на комбинации расположения наночастиц разных размеров.

В случае если изделие готовится изначально с привлечением метода порошковой металлургии, то на изделие достаточно нанести основной 2 и индивидуальный 4 штрих-коды. Если промышленное изделие получается путем спекания нанопорошка 6, то необходимости формирования конического уступа 7 нет. Любой участок изделия в совокупности с основным 2 и индивидуальным штрих-кодами может обеспечить высочайшую информационную защищенность цифровых кодов. Причем высочайшая информационная надежность будет дополняться высоким уровнем сохранности информации и возможностью работать в жесточайших температурных и физико-химических условиях.

Опишем механизм проверки налоговой службой товарного потока. Первый признак, по которому осуществляется налоговая проверка - это сравнение индивидуальных цифровых кодов. Идет проверка по базе проданных товаров, если нет повтора с одинаковым цифровым кодом, налоговая полиция проверяет выборочно непроданный товар. В случае обнаружения двух упаковок с одинаковым индивидуальным цифровым кодом 3 наступает этап экспертной проверки путем обращения к базе данных невоспроизводимых картинок 5, жестко связанных с индивидуальным цифровым кодом 3. Любое отклонение от картинки 5 в базе данных позволяет определить товар как контрафактный.

Источники информации

1. Uniscan - ассоциация автоматической идентификации htpp://www.gs1ru.org/art1/art94.html.

2. Положительное решение по заявке РФ на изобретение №2007119973 с приоритетом от 30-05-2007.

Способ изготовления штрих-кода путем нанесения основного штрих-кода и индивидуального штрих-кода с формированием в пространстве между ними невоспроизводимой картинки, отличающийся тем, что невоспроизводимая картинка создается путем предварительного перемешивания между собой элементов контрастных цветов с последующим спеканием элементов, выполненных из наночастиц размером от 5 до 100 Нм в коническом уступе, обращенным своей узкой частью к поверхности штрих-кода с последующим нанесением на нее не менее двух реперных точек с последующим созданием виртуальной информационной сетки.