Titelstory ident Nr. 3-2024 /  DENSO WAVE EUROPE GmbH / 

Im Jahr 1994 hat Masahiro Hara mit DENSO WAVE den QR Code erfunden – und revolutionierte damit die Möglichkeiten, Informationen zu kodieren. Drei Jahrzehnte später ist der QR Code nicht mehr wegzudenken und zu einem essenziellen Baustein in vielen Bereichen geworden. Was als entscheidende Arbeitserleichterung und Prozessoptimierung in der Logistik begann, weitete sich auf eine breite Anwendungspalette in den Bereichen der Industrie, des Handels, Marketings und der Kommunikation aus.

Es begann in den 1960er Jahren in Japan, als das Land eine Hochphase des Wirtschaftswachstums erreichte und der Einzelhandel viele Verkäufe realisierte. Damals setzten Geschäfte Registrierkassen ein, die eine manuelle Eingabe erforderten. So litten allerdings nicht wenige Kassierer unter Taubheitsgefühl im Handgelenk oder gar am sogenannten Karpaltunnelsyndrom. Eine Möglichkeit, die Belastung zu verringern, bot glücklicherweise der Barcode. Er wurde zwar schon 1949 entwickelt, gleichwohl sollte es noch 25 Jahre dauern, bis der erste Barcode am 26. Juni 1974 an einer Kasse in den USA eingescannt wurde. Hintergrund für diese Verzögerung war, dass sich Händler und Hersteller zunächst noch auf eine einheitliche Codierung einigten mussten. Als jedoch erst einmal der Barcode seinen Aufschwung erlebte, folgte auch die Entwicklung des passenden Kassensystems und somit die Entlastung der Mitarbeitenden durch automatisierte Prozesse.

Die Grenzen des Barcodes

In den 1980er Jahren war der Barcode schließlich weit verbreitet. Er wurde neben dem Einzelhandel auch in der Fertigung und im Vertrieb zunehmend eingesetzt. Je mehr sich der Barcode verbreitete, desto deutlicher wurden aber seine Grenzen. Die deutlichste: seine Zeichenbegrenzung. Ein Barcode kann lediglich etwa 20 alphanumerische Zeichen enthalten – eine zu geringe Menge an Information. Bei DENSO WAVE INCORPORATED (seinerzeit Teil der DENSO CORPORATION) wurden im Bereich der Fertigung und Produktion die Grenzen des Barcodes durch die Verlagerung von der Massenfertigung eines Produkttyps hin zu einer flexibleren Produktion besonders deutlich. In diesem Zusammenhang war eine detaillierte Produktionskontrolle an den jeweiligen Produktionsstandorten erforderlich. Masahiro Hara war im Jahr 1992 bei DENSO an der Entwicklung von Barcode-Scannern beteiligt und wurde gebeten, ein Datenerfassungsgerät zu entwickeln, das Barcodes schneller lesen konnte. Gesagt, getan?

„Manchmal ist er selbst noch überrascht von der starken Verbreitung seiner Erfindung“, Masahiro Hara.

Vom Barcode zum QR Code

Zu jener Zeit glichen Mitarbeitende in der Produktion die Kapazitätsbeschränkung des Barcodesystems damit aus, dass sie mehrere Barcodes gleichzeitig verwendeten. Da jeder Code allerdings nur die vorab genannten 20 Zeichen speichern kann, mussten die Mitarbeitenden bis zu 1.000 Barcodes pro Tag scannen, was nicht besonders effizient war. Hara versuchte, auf die Anforderungen in der praktischen Anwendung zu reagieren, indem er, wie gewünscht, einen besseren Barcode-Scanner entwickeln wollte. Allerdings erkannte er, dass nicht die Veränderung der Hardware die Lösung des Problems bringen würde. Er wollte direkt an die Ursache – den Barcode selbst – und seine Grenzen überwinden. Haras Mission: einen Code entwickeln, der mehr Informationen, einschließlich Kanji- und Kana-Zeichen, speichern kann und gleichzeitig schneller lesbar ist. Er beschloss, ein neues Codesystem zu entwickeln. Das von Hara geleitete Entwicklungsteam begann mit nur zwei weiteren Mitarbeitern. Die größte Herausforderung bestand darin, 2D-Codes so schnell wie möglich lesbar zu machen. Denn deren Position ist im Vergleich zu klassischen eindimensionalen Barcodes für Scanner schwieriger zu erkennen. Als Hara beim japanischen Brettspiel Go die zündende Idee kam, dem Code Informationen hinzuzufügen, die seinen Standort angeben, war das Team auf einer wichtigen Spur. Gespielt wird Go nämlich mit schwarzen und weißen Steinen auf einem Brett mit 19×19 Linien. Die Idee praktisch umzusetzen, gestaltete sich hingegen als äußerst kompliziert. Doch das Entwicklungsteam gab nicht auf. Es untersuchte, verglich und identifizierte. Wie verhalten sich weiße zu schwarzen Bereichen in Mustern auf Flugblättern, Zeitschriften, Kartons und Dokumenten? Das Ergebnis: Das Verhältnis, das am wenigsten in Drucksachen erschien, war 1:1:3:1:1. Und wie ging es weiter? Es folgten zahlreiche (Fehl-)Versuche und Irrtümer waren zunächst vorprogrammiert. Doch das Team um Hara war erfolgreich. Anderthalb Jahre nach Beginn des Projekts hatten sie das QR-Code-System entwickelt. Schon 1994 war der QR Code in der Lage, 7.000 Zeichen zu speichern. Auch Kanji konnte er zusätzlich codieren. Die Grenzen des eindimensionalen Barcodes löste der innovative 2D-Code somit auf. Hinzukam, dass der QR Code mit mehr als der zehnfachen Geschwindigkeit anderer Codes gelesen werden konnte.

Einzigartige Vorteile

Zwar existierten 2D-Codes bereits vor der Entwicklung des QR Codes, doch sein großer Vorteil war (und ist), dass er besser für den praktischen Einsatz geeignet ist. QR Codes sind resistent gegen Schmutz und Beschädigungen – ein großer Pluspunkt vor allem an Produktionsstandorten. Zum Vergleich: Scanner können verschmutzte 1D-Barcodes nicht erfassen. QR Codes hingegen können auch dann gelesen werden, wenn sie verschmutzt oder unvollständig sind. Außerdem sind QR Codes einfacher und schneller zu erfassen. Die Scanwinkel variieren bei der manuellen und maschinellen Bearbeitung. Ein genauer Neigungswinkel beim Erfassen eines QR Codes ist allerdings nur bedingt erforderlich, da letzterer über drei Positionserkennungsmuster verfügt. Somit kann seine Position schnell und einfach korrekt erkannt werden.

In seinen Anfängen feierte der QR Code vor allem in der Automobilindustrie Erfolge und trug dort wesentlich dazu bei, Aufgaben effizienter zu gestalten. Später weitete sich die Nutzung auf weitere Bereiche, wie etwa Lebensmittel und Pharmaunternehmen, aus, als mehr und mehr Forderungen aufkamen, dass Produktionsprozesse der Industrie transparent gemacht werden. Der QR Code wurde aufgrund seiner enormen Speicherkapazität zu einem unverzichtbaren Begleiter. Ein weiterer Faktor, der zur Verbreitung des QR Codes beitrug, war die Entscheidung von DENSO WAVE, die Spezifikationen dieses besonderen Codes öffentlich zugänglich zu machen.

Weitere Modelle für ein breiteres Anwendungsfeld

Weil es sich somit beim QR Code um einen offenen Code handelt, den jeder nutzen darf, hat er sich weltweit verbreitet. Im Jahr 1997 wurde er als AIM-Standard für den Einsatz in der automatischen Identifikationsbranche genehmigt. Drei Jahre später, in 2000, folgte die Anerkennung von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) als einer ihrer internationalen Standards. Während sich die Verwendung des QR Codes also weltweit ausweitete und er Anerkennung fand, entwickelten die Experten von DENSO nach und nach weitere Arten des 2D-Codes, um anspruchsvollen Anforderungen gerecht zu werden. Um den Bedarf an kleineren Codes zu decken, wurde der Micro QR Code entwickelt, der auf kleineren Flächen gedruckt werden kann. Ein weiterer QR Code, den die Entwickler bei DENSO realisierten, war im Jahr 2008 der iQR Code. Das Besondere: Ein iQR Code kann eine größere Menge an Informationen speichern als ein klassischer QR Code. Zum Vergleich: Bei gleicher Größe kann ein iQR Code 80 Prozent mehr Informationen enthalten als ein klassischer QR Code. Soll die gleiche Menge an Informationen gespeichert werden, kann ein iQR Code um 30 Prozent verkleinert werden. Genauer gesagt kann ein iQR Code bis zu 40.000 Zeichen an Informationen speichern. Als aktuelle neue Version hat 2022 der rechteckige rMQR Code den iQR Code abgelöst. In ihm sind die Vorteile des QR Code mit der praktischen Größe eines klassischen Barcodes vereint. Besonders auf zylindrischen Produkten, wie etwas Kabeln, bleibt so die Lesbarkeit erhalten.

Vom Spezialgebiet zu alltäglicher Nutzung

Zwar bietet der QR Code zahlreiche Möglichkeiten und auch die erweiterten Modelle konnten in der Industrie ihre Verwendung finden, doch die Akzeptanz und Nutzungsdichte in der Gesellschaft zog erst später nach. Es ist nicht so, dass es die Corona-Pandemie der vergangenen vier Jahre brauchte, um den QR Code relevant zu machen. Er wurde und wird in der Industrie und angrenzenden Branchen in großem Maße eingesetzt. Gleichwohl hat die Nutzung seither stark zugenommen – vor allem im Alltag vieler Menschen. Ist der Einsatz von QR Codes also immer positiv und besser im Vergleich zu Barcodes? Sie sind zwar in vielen Bereichen der deutliche Favorit, Schwachstellen kann es dennoch geben. Die Unsicherheit im Bereich der Datensicherheit spielt zum Beispiel eine relevante Rolle bei der Betrachtung der Vorteile von QR Codes. Doch auch dafür hat DENSO eine Lösung. Die Datenexperten haben sich nicht Jahrzehnte auf ihrer Innovation ausgeruht, sondern für neue Innovationen gesorgt, die den Herausforderungen aktueller Entwicklungen gerecht werden.

Somit gibt es bereits seit 2007 den Secure QR Code (SQRC®), der Daten verschlüsselt, die später nur mit einem speziellen Scanner ausgelesen werden können. Mit der QR Code basierten Gesichtserkennung von DENSO ist es zudem möglich, die Vorteile von Gesichtsauthentifizierung an Zugangspunkten oder für die Verifikation bei sicherheitssensiblen Prozessen zu nutzen, ohne dabei auf Datenbanken zurückgreifen zu müssen. Auf dem SQRC® werden die Gesichtsmerkmale einer Person gespeichert, die dann am Zutrittskontroll- oder Verifizierungspunkt via Kamera mit dem Gesicht der Person, die Zugang wünscht, abgeglichen werden. Ein weiteres Modell ist der FrameQR Code, der dank individueller Gestaltungsmöglichkeiten modernes Marketing ermöglicht und einen Wiedererkennungswert für Unternehmen schafft.

QR Code damals, heute und in Zukunft

Der QR Code verbindet die analoge mit der digitalen Welt – heute ist er überall. Bei der Ticketkontrolle, auf Visitenkarten, in Supermärkten, beim Bezahlvorgang an der Kasse und natürlich weiterhin in der Industrie. Mittlerweile kann jedes Smartphone den etablierten 2D-Code lesen. Er sorgt für eine fehlerfreie Kommissionierung, höhere Arbeitseffizienz, präzise Wareneingangskontrolle oder auch transparentes Prozessmanagement. Mit dem Scannen von QR Codes können außerdem mögliche Fälschungen oder der illegale Vertrieb von Produkten überwacht werden – ein wichtiger Baustein für ein sauberes Markenimage. Eine tägliche Erleichterung bieten QR Codes auch bei der schnellen Kontrolle der Fahrgäste in Bus und Bahn. Mit nur einem Scan werden die Tickets überprüft. Und auch bei Veranstaltungen vereinfachen QR Codes die Kontrollen. Der wesentlich schnellere Einlass vermeidet Warteschlagen. Hinzukommt, dass der Druck für Eintrittskarten reduziert wird.

Sogar das Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE), der weltweit größte Berufsverband von Ingenieuren, Technikern, (Natur-)Wissenschaftlern und angrenzenden Berufen, zeichnete den QR Code für seinen Beitrag zur Verbesserung der Produktion und des Managements von Unternehmen aus. Ferner wurde seine weltweite Verbreitung als wichtiges Instrument für den Informations- und Datenaustausch in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen gewürdigt.

30 Jahre nach seiner Entwicklung ist der QR Code also nicht mehr wegzudenken. Und ohne ihn wären die automatisierte Identifikation und Digitalisierung nicht an dem Punkt, an dem sie heute sind. Alles dank eines kleinen schwarzweißen Quadrats, dessen Idee beim Go-Spiel geboren wurde. Vielen Dank – Arigatou gozaimasu –, Masahiro Hara und DENSO WAVE.

Weitere Informationen:
Merle-Marie Koske
Marketing Communication Specialist
DENSO WAVE EUROPE GmbH
Parsevalstr. 9A
40468 Düsseldorf
www.denso-wave.eu