ISOIEC 214712025 信息技术 自动识别和数据捕获技术 数据矩阵矩形扩展(DMRE)条形码符号规范标准立项发展报告

信息技术自动识别和数据捕获技术数据矩阵矩形扩展(DMRE)条形码符号规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—AutomaticIdentificationandDataCaptureTechniques—DataMatrixRectangularExtension(DMRE)BarCodeSymbologySpecification摘要随着全球智能制造、医药流通、电子元器件追溯及航空航天零部件管理等领域的飞速发展，传统方形数据矩阵码（DataMatrix）在长宽比受限的狭长空间、异形曲面标签及小尺寸包装等应用场景中逐渐暴露出适应性不足的问题。为突破上述瓶颈，国际电工委员会（IEC）联合国际标准化组织（ISO）于2025年4月29日正式发布了ISO/IEC21471:2025《信息技术自动识别和数据捕获技术数据矩阵矩形扩展(DMRE)条形码符号规范》。本标准在原有ISO/IEC16022数据矩阵码框架基础上，创新性地定义了矩形扩展符号的物理结构、编码规则、纠错算法及解码要求，填补了国际标准体系中矩形矩阵码符号规范的空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业应用影响，重点分析了标准参与单位在技术验证与标准起草中的关键作用。报告指出，ISO/IEC21471:2025的发布不仅为狭长空间内的高密度数据载体提供了统一的国际技术依据，更将推动自动识别技术向精细化、场景化方向纵深发展，对全球供应链管理、医疗器械追溯及国防工业等领域产生深远影响。关键词：数据矩阵矩形扩展；条形码符号规范；自动识别与数据捕获；国际电工委员会；AIDC技术标准；编码与解码；纠错算法Keywords:DataMatrixRectangularExtension;BarCodeSymbologySpecification;AutomaticIdentificationandDataCapture;IEC;AIDCTechnicalStandard;EncodingandDecoding;ErrorCorrectionAlgorithm一、引言自动识别与数据捕获（AIDC）技术作为连接物理世界与信息系统的关键纽带，已在全球工业制造、物流运输、医疗卫生、航空航天及国防军工等众多行业中发挥着不可替代的作用。在众多条形码符号体系中，数据矩阵码（DataMatrix）凭借其高信息密度、强纠错能力和灵活的尺寸缩放特性，自20世纪90年代被纳入ISO/IEC16022标准以来，一直是小体积、高可靠性数据载体的首选方案之一。然而，随着应用场景的持续分化，标准型方形数据矩阵码在若干特定环境中面临结构性局限。例如，在医疗注射器标签、电子元件引脚侧壁、航空航天线缆标识及精密仪器外壳等狭长表面上，方形符号往往因尺寸限制无法满足有效编码面积的需求；在印刷空间受到严格约束的药品泡罩包装和珠宝吊牌上，传统方形码亦难以兼顾信息容量与物理适配性的平衡。这些实际需求催生了业界对矩形扩展形态数据矩阵码的持续探索。在此背景下，ISO和IEC下属联合技术委员会JTC1框架内，多个成员国专家经过多轮技术论证与测试验证，最终推动形成了ISO/IEC21471:2025国际标准。该标准的正式发布标志着矩形扩展DMRE码从企业私有方案走向国际通用规范，为全球范围内的互操作性与一致性验证提供了权威技术依据。本报告将从标准立项背景、编制路径、核心技术内容、参与单位贡献及产业应用前景等维度展开系统性阐述。二、标准立项背景2.1技术演进与需求驱动数据矩阵码自1989年由美国国际数据矩阵公司发明以来，经历了从圆形定位图形到方形寻边区、从单一编码方式到ECC200全面取代的持续演进。ISO/IEC16022:2006确立了现阶段广泛使用的ECC200纠错编码体系，该体系基于里德-所罗门（Reed-Solomon）算法，能够在不降低数据容量的前提下实现约25%符号面积的污损修复能力。然而，该标准的符号形态始终被限定为正方形，即行数和列数必然相等，这一约束从根本上限制了其在非方形物理空间中的适用性。从产业实践来看，欧洲制药工业协会（EFPIA）在2021年发布的药品包装可追溯性指南中明确指出，部分新型预填充注射器（PFS）和自动注射笔的标签区域呈细长条状，传统方形码难以在有限面积内承载符合欧盟《反伪造药品指令》（FMD）要求的唯一标识符。美国国防部在2023年修订的MIL-STD-130N标准中也增加了对狭长金属零件表面直接部件标记（DPM）的相关要求，需一种能够在受限区域实现高密度编码的新型符号体系。2.2行业痛点与标准化缺口尽管部分企业曾尝试通过分割多个方形符号或将符号旋转一定角度等方式缓解空间矛盾，但这些方案均存在明显缺陷：多符号方案增加了扫描设备读取的复杂性，降低了系统整体可靠性；角度偏移方案则可能引发布局设计上的公差累积问题。更关键的是，缺乏统一的国际标准意味着不同制造商生产的DMRE符号在编码结构、纠错级别和解码算法上互不兼容，严重阻碍了供应链上下游的信息互通。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC31（自动识别与数据捕获技术分技术委员会）于2019年正式启动矩形扩展符号的预研工作。经多轮国际研讨，项目组确认矩形扩展方案在保持与现有数据矩阵码ECC200纠错算法兼容的前提下，通过重新定义符号的物理结构，可实现从8×18到16×48等多种矩形尺寸组合，从而为行业提供标准化的非方形数据载体解决方案。三、标准编制历程ISO/IEC21471的编制过程历时约六年，经历了系统而严谨的国际标准化工作流程，大致可分为以下阶段：预研阶段（2019—2020年）：SC31下属WG2工作组（条形码符号规范工作组）在2019年10月的悉尼会议上首次提出了矩形扩展数据矩阵符号的可行性研究草案。中国、美国、德国、日本和韩国的国家团体先后提交了各自在矩形符号技术方面的研究成果和市场需求报告。2020年中期，工作组正式组建了DMRE特别任务组。起草阶段（2021—2022年）：特别任务组整合各方技术输入，形成了标准工作草案（WD）。草案明确了矩形符号的基本结构参数、数据编码映射规则、纠错码字生成算法以及与现有ISO/IEC16022标准的兼容策略。2021年底完成委员会草案（CD）文本。经各成员国投票和意见反馈，2022年完成了国际标准草案（DIS）版本。评审与批准阶段（2023—2025年）：DIS版本先后经过多轮严格的技术评审和格式审查。2024年，标准进入最终国际标准草案（FDIS）投票阶段，并以高赞成率通过。2025年4月29日，ISO/IEC21471:2025正式由IEC出版发布。值得注意的是，该标准的制定充分遵循了ISO/IEC导则（ISO/IECDirectives,Part1）中关于联合技术委员会标准制定的程序要求，并参考了ISO/IEC16022、ISO/IEC15415（条码印刷质量测试规范）、ISO/IEC15424（数据载体标识符）等系列标准的既有框架，确保了标准体系的协调一致性。四、标准核心技术内容4.1符号物理结构ISO/IEC21471:2025在保留数据矩阵码基本设计理念的基础上，对符号的物理结构进行了系统扩展。标准规定DMRE符号同样由寻边区（finderpattern）、时钟图案（clockpattern）和数据区域（dataregion）三部分构成。与方形版本相比，矩形扩展版本允许符号在行数与列数上不对称分布，具体支持的尺寸涵盖从8×18到16×48的多种组合形态。具体而言，标准定义了两种主要类型的矩形扩展版本：第一种为“标准矩形扩展型”，行列参数在相对较窄的范围内变化，适用于一般工业场景；第二种为“超长矩形扩展型”，具有更加极端的行列比例，专门用于管线标识、细长零件等极端空间约束场景。两种类型共享相同的编码和纠错机制，但在符号定位算法和采样网格设计上存在差异化处理。4.2数据编码与纠错在数据编码层面，DMRE延续了数据矩阵码的基于字节（Byte）、数字（Numeric）和文本（Text）三种基本数据模式的编码机制。DMRE符号在数据容量方面表现优越，以16×48规格为例，其可承载的二进制数据量达到数百字节，足以包含完整的药品唯一标识符、电子元器件序列号及附加生产信息。纠错方面，标准沿用了ECC200纠错体系中的里德-所罗门算法，但根据矩形符号尺寸特征对纠错码字的分配策略进行了重新平衡。标准对不同的矩形规格设置了至少三种纠错级别选项，使用户可在信息密度与容错能力之间灵活取舍。这种设计思路充分吸收了ISO/IEC16022多年应用中的实践经验，同时兼顾了新形态符号的特殊解码需求。4.3解码与互操作性为确保不同制造商生产的识读设备能够一致地解码DMRE符号，ISO/IEC21471:2025在附录中提供了参考解码算法和符号质量参数指南。标准还规定了与ISO/IEC15415、ISO/IEC15416等质量检测标准的兼容性接口，明确了在矩形符号条件下符号反差、调制比、轴向不一致性等参数的评估方法。此外，标准明确了DMRE符号在GS1应用标识符体系下的使用规则，确保矩形扩展码能够在现有AIDC生态系统中实现平滑集成，避免了对供应链信息系统的根本性改造。五、主要参与单位及其贡献ISO/IEC21471:2025的制定凝聚了全球多个标准化机构和行业组织的共同努力，其中中国电子技术标准化研究院作为我国在AIDC领域最具权威的标准研制机构之一，在该标准的制定过程中发挥了重要的技术支撑作用。中国电子技术标准化研究院（CESI，以下简称“电子标准院”）成立于1963年，是工业和信息化部直属的标准化专业研究机构，长期承担信息技术领域国际标准化的跟踪研究与对口工作。作为ISO/IECJTC1/SC31的国内技术对口单位，电子标准院在DMRE标准制定期间，系统组织国内产学研用各方力量，开展了多项关键技术研究。具体而言，电子标准院在标准编制中的主要贡献涵盖以下方面：第一，在标准预研阶段，电子标准院联合国内自动识别设备制造商、标签印刷企业和系统集成商，针对国内医药电子监管码和航空零部件标识的实际场景，采集了大量矩形空间编码需求数据，形成了具有代表性的中国行业需求报告，为标准项目立项提供了有力的市场依据。第二，在技术方案讨论环节，电子标准院组织国内团队对矩形符号的行列尺寸组合方案进行了仿真模拟和实测验证，提出了关于寻边区在极端长宽比条件下的畸变容忍度建议，该建议被工作组采纳并反映在标准的结构参数设计中。第三，在标准验证测试方面，电子标准院搭建了符合ISO/IEC15426-1要求的条码检测平台，组织多家国内企业完成了对标准草案符号的印刷适性和识读可靠性试验，为标准的最终技术指标确定提供了翔实的实证数据。第四，在标准推广层面，电子标准院在标准发布后同步开展了国家标准转化预研工作，推动该国际标准尽快在我国实现本土化应用，并为企业提供技术咨询和符合性测试服务，助力国内产业在药品追溯、电子元器件管理等领域率先受益。六、标准应用前景与产业影响ISO/IEC21471:2025的发布问世，为诸多行业提供了全新的技术选择。在智慧医疗领域，预填充注射器、自动注射笔及小型手术器械的标签标识将受益于DMRE符号在窄长空间中的高密度编码优势，有助于更可靠地满足全球药品追溯法规要求。在电子制造业中，微型PCB板边缘、连接器侧面及芯片封装表面的直接部件标记可借助DMRE实现更小的空间占用和更高的信息承载效率。从物流与供应链视角来看，DMRE符号的标准化为条码打印设备、识读设备及检测设备制造商提供了统一的技术规范，有助于降低设备研发的重复投入，促进产品在全球范围内的互操作。与此同时，随着GS1标准体系的持续演进，DMRE符号有望在未来被进一步纳入GS1通用规范的符号选择列表，从而加速其在零售、医疗和物流等主流应用中的推广。值得关注的是，IEC和ISO在标准发布后已启动配套技术报告和应用指南的编制工作，旨在为不同行业的用户提供更具体的实施路径参考。未来，随着印刷技术和图像识别算法的持续进步，DMRE符号有望在更多极端空间条件下的标识需求中发挥重要作用，成为数据矩阵码家族中不可或缺的组成部分。七、结论与展望ISO/IEC21471:2025《信息技术自动识别和数据捕获技术数据矩阵矩形扩展(DMRE)条形码符号规范》的正式发布，是自动识别与数据捕获技术标准化进程中一座重要的里程碑。该标准以严谨的技术架构回应了长期存在的非方形空间高密度编码需求，通过定义矩形扩展符号的结构参数、编码规则、纠错机制及解码要求，填补了国际标准体系中的关键空白。展望未来，DMRE标准将从以下方面持续发挥影响：一方面，随着全球主要经济体重申药品追溯和国防供应链安全相关法规，DMRE符号的市场应用范围将加速扩大；另一方面，配合深度学习解码算法和高精度成像硬件的进步，DMRE符号在复杂工业环境下的识读性能将持续提升。与此同时，标准化工作也将不断推进，包括开展与其他符号体系共存互操作研究、制定面向特定行业的技术报告以及推动与ISO/IEC16022的进一步融合修订等。可以预见，ISO/IEC21471:2025将成为未来若干年内全球自动识别领域最具影响力的新标准之一，推动数据载体技术在“万物互联”时代向更加精细、灵活和高效的方向持续演进。参考文献[1]ISO/IEC21471:2025,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—DataMatrixRectangularExtension(DMRE)barcodesymbologyspecification,2025.[2]ISO/IEC16022:2006,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—DataMatrixbarcodesymbologyspecification,2006.[3]ISO/IEC15415:2011,Informationtechnology—Automaticidentificationanddatacapturetechniques—Barcod