Wat is DataMatrix?
DataMatrix is een tweedimensionale matrixbarcode, gestandaardiseerd in ISO/IEC 16022, die gegevens vastlegt in een vierkant of rechthoekig raster van donkere en lichte modules en dankzij Reed-Solomon-foutcorrectie leesbaar blijft als een deel van het symbool beschadigd is. Eén symbool van een paar millimeter kan een productcode, batchnummer, vervaldatum en serienummer tegelijk bevatten. Daarom is DataMatrix de standaarddrager voor geneesmiddelen, medische hulpmiddelen (UDI) en direct op onderdelen gegraveerde codes in de maakindustrie. Voor OT-omgevingen is het de schakel tussen het fysieke product en de traceerbaarheidsdata in MES, WMS en ERP.
🧠 Hoe is een DataMatrix-symbool opgebouwd?
Een DataMatrix bestaat uit modules: kleine vierkantjes of punten van gelijke grootte. De breedte van één module heet de X-dimensie. Om het datagebied heen ligt een vast patroon waarmee de lezer het symbool vindt en uitlijnt:
- L-vormig zoekpatroon (finder pattern) - twee aaneengesloten donkere randen links en onder. De lezer bepaalt daarmee de oriëntatie, de grootte en eventuele vervorming.
- Klokspoor (clock track) - de twee andere randen, met afwisselend donkere en lichte modules. Dit spoor geeft het aantal rijen en kolommen aan.
- Datagebieden - grotere symbolen worden opgedeeld in meerdere datagebieden, gescheiden door interne zoekpatronen. Een 144×144-symbool heeft er 36.
- Stille zone (quiet zone) - een lichte rand van minimaal één module breed rondom het symbool, waarin niets anders gedrukt mag worden.
De huidige variant heet ECC 200 en heeft altijd een even aantal rijen en kolommen. Oudere varianten (ECC 000 tot en met ECC 140) gebruikten convolutionele foutcorrectie, hebben een oneven aantal rijen en worden alleen nog in gesloten toepassingen gebruikt. Voor nieuwe toepassingen, en voor alles binnen GS1, is alleen ECC 200 toegestaan.
DataMatrix werd ontwikkeld door het Amerikaanse bedrijf International Data Matrix (ID Matrix). De versie ECC 200 werd in de jaren negentig door de branchevereniging AIM vastgelegd. In 2000 volgde de eerste internationale norm, ISO/IEC 16022:2000. De derde editie, ISO/IEC 16022:2024, verscheen in mei 2024.
🔧 Hoeveel data past er in een DataMatrix?
ECC 200 kent 24 vierkante formaten, van 10×10 tot 144×144 modules, en zes rechthoekige formaten van 8×18 tot 16×48 modules. De rechthoekige vorm is handig op smalle oppervlakken, zoals de rand van een doosje of de zijkant van een printplaat. Hoe groter het symbool, hoe meer data, maar het aandeel foutcorrectie daalt:
| Formaat (modules) | Datagebieden | Max. cijfers | Max. alfanumeriek | Aandeel foutcorrectie |
|---|---|---|---|---|
| 10×10 | 1 | 6 | 3 | 62,5% |
| 24×24 | 1 | 72 | 52 | 40% |
| 52×52 | 4 | 408 | 304 | 29,2% |
| 144×144 | 36 | 3.116 | 2.335 | 28,5% |
In binaire modus past er maximaal 1.556 bytes in één symbool. In de praktijk kan een ECC 200-symbool de volledige inhoud nog reconstrueren als ongeveer 30% van het symbool beschadigd is, zolang het zoekpatroon nog vindbaar is.
De gegevens worden gecodeerd in een van zes coderingsmodi: ASCII (standaard, met twee cijfers per codewoord), C40, Text, ANSI X12, EDIFACT en Base 256 voor binaire data. Een encoder wisselt automatisch tussen modi om het kleinst mogelijke symbool te krijgen. Met Structured Append kunnen maximaal 16 symbolen samen één bericht vormen.
🧾 Hoe werkt een GS1 DataMatrix?
Een GS1 DataMatrix is een gewone ECC 200-DataMatrix met het speciale teken FNC1 op de eerste positie. Daaraan herkent de scanner dat de inhoud bestaat uit GS1 Application Identifiers (AI’s): korte cijfercodes die aangeven welk gegeven volgt. Een typische inhoud op een geneesmiddel of medisch hulpmiddel:
(01)08711234567895(17)280930(10)BATCH1234(21)SN567890
| AI | Betekenis | Lengte |
|---|---|---|
| (01) | GTIN, het productnummer | vast, 14 cijfers |
| (17) | Vervaldatum (JJMMDD) | vast, 6 cijfers |
| (10) | Batch- of lotnummer | variabel, max. 20 tekens |
| (21) | Serienummer | variabel, max. 20 tekens |
De haakjes staan alleen in de leesbare tekst onder het symbool, niet in de code zelf. Na een veld met variabele lengte, zoals (10), volgt een scheidingsteken (behalve als dat veld het laatste is) (FNC1, door de scanner doorgegeven als het ASCII-teken GS, waarde 29) voordat het volgende veld begint. Let ook op het verschil tussen (17) vervaldatum en (15) ten minste houdbaar tot, de THT-datum uit de voedingsmiddelenwereld. Hoe GTIN’s worden uitgegeven en welke AI’s er bestaan, staat in het artikel over GS1.
🏭 Waar wordt DataMatrix verplicht of veel gebruikt?
| Sector | Kader | Wat de DataMatrix draagt |
|---|---|---|
| Receptgeneesmiddelen (EU) | Gedelegeerde Verordening (EU) 2016/161, sinds 9 februari 2019 | Productcode, serienummer, batchnummer en vervaldatum per verpakking |
| Medische hulpmiddelen | EU MDR (Verordening (EU) 2017/745) en de FDA UDI-regel | UDI-DI en UDI-PI, op label of direct op het hulpmiddel |
| Lucht- en ruimtevaart, defensie | MIL-STD-130 (VS), SAE AS9132 voor markeerkwaliteit | Permanente onderdeelidentificatie via direct part marking |
| Elektronica | Aanbeveling van de Amerikaanse EIA voor kleine componenten | Serienummer of partnummer op componenten en printplaten (PCBA) |
| Retail | GS1-initiatief Sunrise 2027 | 2D-codes naast of in plaats van de EAN-13 aan de kassa |
In de geneesmiddelensector gaat het niet alleen om de code. Bij afgifte controleert de apotheek het unieke serienummer tegen een Europees verificatiesysteem. Pas dan blijkt of de verpakking echt is. In de zorg wordt naast GS1 ook HIBC als datastructuur gebruikt.
🔄 Hoe verhoudt DataMatrix zich tot QR-code en GS1-128?
| Kenmerk | DataMatrix | QR-code | GS1-128 |
|---|---|---|---|
| Type | 2D-matrix | 2D-matrix | 1D lineair |
| Kleinste formaat | 10×10 modules | 21×21 modules | Lengte groeit met de data |
| Lezer | Alleen camera (imager) | Alleen camera (imager) | Laserscanner of camera |
| Direct part marking | Zeer geschikt | Mogelijk, minder gangbaar | Ongeschikt |
| Typisch gebruik | Farma, zorg, onderdelen | Consumentenlinks, GS1 Digital Link | Pallet- en logistieke labels met SSCC |
Bij kleine hoeveelheden data heeft DataMatrix minder ruimte nodig dan een QR-code, omdat het slechts één zoekpatroon heeft in plaats van drie grote hoekblokken. Een QR-code is dan weer herkenbaarder voor consumenten met een smartphone. GS1-128 blijft gangbaar in logistiek, omdat oudere laserscanners die nog kunnen lezen. Een overzicht van alle soorten staat bij Barcode.
🛠️ Hoe zet u DataMatrix in op een productie- of verpakkingslijn?
- Bepaal de inhoud - kies welke AI’s u nodig heeft en houd de data kort. Elke extra positie kan een groter symbool opleveren.
- Kies de markeertechniek - thermisch-transfer- of inkjetprinten op labels en karton, laser op kunststof en metaal, of dot peen (puntslag) op gietdelen.
- Kies de X-dimensie - GS1 noemt voor zorgproducten 0,254 tot 0,495 mm met een streefwaarde van 0,380 mm. Een 24×24-symbool met stille zone is dan ongeveer 1 cm breed. Voor direct part marking op kleine medische instrumenten mag de X-dimensie terug tot 0,100 mm.
- Verifieer de kwaliteit - gedrukte codes worden beoordeeld volgens ISO/IEC 15415 op een schaal van 4 tot 0. GS1 gaat voor zorgproducten uit van minimaal 1,5; de geneesmiddelenverordening eist daarnaast dat de printkwaliteit de leesbaarheid in de hele keten waarborgt. Voor gegraveerde codes geldt de richtlijn ISO/IEC TR 29158.
- Lees inline en wijs af - een vision-camera leest elke code direct na het printen. Bij een onleesbare of onjuiste code geeft de PLC een afkeursignaal.
- Koppel aan de data - het MES of een serialisatieserver geeft serienummers uit, registreert elke code en stuurt de gegevens door naar ERP en externe registers. In laboratoria leest een LIMS dezelfde codes op monsters en reagentia. Op een verpakkingslijn volgens PackML past dit in de normale machinetoestanden.
In gereguleerde omgevingen volgens GMP moet de hele keten van uitgifte, print en registratie aantoonbaar betrouwbaar zijn. Dat raakt direct aan data-integriteit en aan tracking and tracing over de hele keten.
🔐 Wat zijn de beperkingen en securityrisico’s?
- Geen beveiliging in de code zelf - DataMatrix versleutelt of ondertekent niets. Iedereen kan een code kopiëren. Echtheid blijkt pas uit een controle van het serienummer tegen een centrale database.
- Scanner als toetsenbord - veel scanners sturen gelezen data als toetsaanslagen naar een applicatie. Een gemanipuleerde code kan zo onverwachte invoer in een HMI of database injecteren. Valideer de inhoud daarom altijd.
- Afhankelijk van printkwaliteit - slijtage van printkoppen, weinig contrast op metaal of glanzende folie leidt tot onleesbare codes en stilstand.
- Alleen camera-uitlezing - bestaande laserscanners kunnen geen DataMatrix lezen. Een overstap vraagt om nieuwe hardware.
- Zichtlijn nodig - waar bulkuitlezing zonder zicht nodig is, is RFID een alternatief of aanvulling.
❓ Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen DataMatrix en een QR-code?
DataMatrix en de QR-code zijn allebei 2D-matrixbarcodes die alleen met een camera te lezen zijn. DataMatrix heeft één L-vormig zoekpatroon en past daardoor op kleinere oppervlakken, wat het geschikt maakt voor geneesmiddelen en direct part marking. De QR-code heeft drie grote hoekblokken en wordt vooral gebruikt voor consumentenlinks.
Hoeveel tekens kan een DataMatrix bevatten?
Een DataMatrix ECC 200 van het grootste formaat, 144×144 modules, bevat maximaal 3.116 cijfers, 2.335 alfanumerieke tekens of 1.556 bytes. Het kleinste vierkante formaat van 10×10 modules bevat slechts 6 cijfers, dus de benodigde grootte hangt direct af van de hoeveelheid data.
Kan een laserscanner een DataMatrix lezen?
Nee, een klassieke laserscanner kan een DataMatrix niet lezen, omdat hij maar één lijn door het symbool aftast. Een DataMatrix moet als compleet beeld worden vastgelegd door een imager of camera. Moderne handscanners lezen vrijwel allemaal zowel 1D- als 2D-codes.
Wat is ECC 200 bij DataMatrix?
ECC 200 is de huidige versie van de DataMatrix-symbologie, met Reed-Solomon-foutcorrectie en een even aantal rijen en kolommen. Oudere versies (ECC 000 tot en met 140) gebruikten een andere foutcorrectie en worden niet meer aanbevolen. GS1 staat uitsluitend DataMatrix ECC 200 toe.
Wat is direct part marking met DataMatrix?
Direct part marking (DPM) is het permanent aanbrengen van een DataMatrix op het onderdeel zelf, met een laser, puntslag, inkjet of chemisch etsen. Zo blijft een onderdeel gedurende zijn hele levensduur identificeerbaar, ook als een label zou loslaten. De kwaliteit van zulke codes wordt beoordeeld volgens ISO/IEC TR 29158.
Is een DataMatrix verplicht op geneesmiddelen?
Ja, sinds 9 februari 2019 moeten de meeste receptgeneesmiddelen in de EU een uniek identificatiekenmerk dragen in een 2D DataMatrix volgens Gedelegeerde Verordening (EU) 2016/161. De code bevat productcode, serienummer, batchnummer en vervaldatum. De apotheek verifieert het serienummer bij afgifte tegen een Europees verificatiesysteem.
📌 Samengevat
DataMatrix is een compacte 2D-barcode volgens ISO/IEC 16022 die tot 3.116 cijfers foutbestendig opslaat en daarom de standaarddrager is voor geneesmiddelen, medische hulpmiddelen en direct gemarkeerde onderdelen. Wie DataMatrix op een lijn invoert, kiest de inhoud volgens GS1, de juiste X-dimensie en markeertechniek, verifieert de printkwaliteit volgens ISO/IEC 15415 en koppelt elke code aan MES en ERP voor sluitende traceerbaarheid.