信息驅(qū)動(dòng)下的智慧型印刷生產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)

劉琳琳 傅建芳 李凱凱

印刷行業(yè)受到新興媒體興起以及互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，導(dǎo)致原有的書報(bào)刊印刷業(yè)務(wù)市場(chǎng)縮小，人們的生活、工作方式的改變，個(gè)性化定制消費(fèi)需求流行，使得以大量復(fù)制為標(biāo)志的傳統(tǒng)印刷雪上加霜。在此背景下，工業(yè)4.0的出現(xiàn)以及互聯(lián)網(wǎng)+的提出，為印刷企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和打造基于信息驅(qū)動(dòng)下的智慧型印刷生產(chǎn)開辟新方向。智慧型印刷生產(chǎn)指在信息驅(qū)動(dòng)技術(shù)和數(shù)字裝備基礎(chǔ)上，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)印刷生產(chǎn)智能化、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、制程標(biāo)準(zhǔn)化、管理高效化的生產(chǎn)模式。

印刷生產(chǎn)流程的智能化建設(shè)

隨著印刷技術(shù)工藝流程和設(shè)備制造的不斷發(fā)展，設(shè)備向自動(dòng)化、智能化發(fā)展，設(shè)備功能向模塊化、復(fù)雜化發(fā)展。印刷加工設(shè)備兼容JDF文件，設(shè)備接口的不斷開放，為企業(yè)各種管理系統(tǒng)與設(shè)備之間進(jìn)行信息傳遞架起了橋梁。印前數(shù)字工作流程中的數(shù)據(jù)將直接控制印刷機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，印刷以及印后設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)線生產(chǎn)。

1.印前智能化

印前處理從半智能到全智能化的建設(shè)，即客戶文件從進(jìn)入到數(shù)字化工作流程中，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行各環(huán)節(jié)工作，自動(dòng)切換到下一處理環(huán)節(jié)，自動(dòng)進(jìn)行信息傳遞，最終完成產(chǎn)品的加工，人員的參與只是起到了一個(gè)監(jiān)控的作用。全自動(dòng)印前處理流程如圖1所示。

客戶稿件、網(wǎng)絡(luò)DIY文件以及設(shè)計(jì)文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)印刷平臺(tái)，傳送到全自動(dòng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)化的PDF文件以及包含所有訂單ERP數(shù)據(jù)，PDF文件以及ERP數(shù)據(jù)被一起傳送到數(shù)字工作流程中，全自動(dòng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)中的智能識(shí)別器根據(jù)訂單判定該訂單是采用傳統(tǒng)印刷還是數(shù)字印刷方式，判定完后，全自動(dòng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)自動(dòng)完成PDF文件的精煉、色彩的自動(dòng)校正以及自動(dòng)拼版。處理完成后，識(shí)別為傳統(tǒng)的印刷方式，則將文件輸送到CTP制版設(shè)備，進(jìn)行制版輸出；識(shí)別為數(shù)字印刷機(jī)則將文件直接輸送到數(shù)字印刷機(jī)進(jìn)行輸出。

2.印刷生產(chǎn)智能化

在印刷機(jī)上安裝智能化控制系統(tǒng)，通過(guò)各種智能傳感器檢測(cè)輸紙、傳紙、印刷、烘干、收紙等印刷過(guò)程中各類信號(hào)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地獲取紙張傳遞、油墨供給、顏色套準(zhǔn)、缺陷檢測(cè)、故障預(yù)測(cè)與診斷等各類信號(hào)；自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，然后給印刷機(jī)的各個(gè)單元發(fā)出合理的指令，實(shí)現(xiàn)智能化控制印刷全過(guò)程的目的。

3.印后生產(chǎn)智能化

智能印后設(shè)備能根據(jù)程序指令自動(dòng)選擇相關(guān)工藝并設(shè)置參數(shù)，自動(dòng)配置集成相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)一鍵完成整個(gè)印后加工工序。當(dāng)更換活件時(shí)，設(shè)備能通過(guò)伺服電機(jī)自動(dòng)調(diào)整設(shè)備相關(guān)參數(shù)，縮短活件更換時(shí)間。同時(shí)，自動(dòng)捕捉和反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為管理者提供決策依據(jù)。

4.印刷物料智能化管控

與ERP系統(tǒng)連接，運(yùn)用AGV和在智能化的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的物料控制。同時(shí)在印刷生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)原材料出入庫(kù)、半成品入庫(kù)、成品入庫(kù)以及成品出庫(kù)標(biāo)識(shí)。應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)半成品與加工設(shè)備之間的交互、物流追蹤、原材料檢索與校核、庫(kù)存管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化。運(yùn)用智能機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部物流的的自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人、設(shè)備、人之間的協(xié)同合作。

企業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)

1.信息系統(tǒng)的互聯(lián)

在智慧印刷廠中，生產(chǎn)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，機(jī)臺(tái)之間互聯(lián)，同時(shí)連接到同一網(wǎng)絡(luò)。在信息化系統(tǒng)應(yīng)用不斷深入的過(guò)程中，ERP信息系統(tǒng)將與電子商務(wù)平臺(tái)互聯(lián)，ERP與MES系統(tǒng)的互聯(lián)，MES系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備互聯(lián)。以MES系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備互聯(lián)如圖3所示。

MES系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備互聯(lián)的優(yōu)勢(shì)：

①機(jī)臺(tái)可以將生產(chǎn)的完成情況及時(shí)上報(bào)給MES系統(tǒng)，以便在最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)下一生產(chǎn)任務(wù)的切換，縮短了生產(chǎn)周期，并且方便生產(chǎn)管理人員對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度的全面把握。

②由于是機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且產(chǎn)品質(zhì)量的一致性得到了保障。

③節(jié)省了勞動(dòng)力成本，隨著人口紅利的消失，勞動(dòng)力成本不斷上升，勞動(dòng)密集型型企業(yè)不斷遷往勞動(dòng)力成本更低的東南亞國(guó)家，設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)，在一定程度上緩解了印刷制造企業(yè)招工壓力。

④由于設(shè)備與MES系統(tǒng)是互聯(lián)的，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)，出現(xiàn)故障能及時(shí)得到解決，降低了停機(jī)造成的損失。

2.企業(yè)信息化策略

對(duì)于信息化水平不高的印刷企業(yè)，應(yīng)盡早樹立企業(yè)信息化建設(shè)意識(shí)，結(jié)合企業(yè)的業(yè)務(wù)需要以及目前的信息化水平，積極引進(jìn)信息化管理系統(tǒng)。從單個(gè)部門出發(fā)，初步實(shí)現(xiàn)部門級(jí)的信息化，提高企業(yè)生產(chǎn)、管理、運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)于有一定信息化基礎(chǔ)的印刷企業(yè)，則重點(diǎn)應(yīng)放在打破企業(yè)信息化孤島，注重信息化系統(tǒng)之間的互聯(lián)。不僅實(shí)現(xiàn)從訂單生成，到生產(chǎn)訂單的自動(dòng)下達(dá)，再到生產(chǎn)一條鏈的信息化，還要實(shí)現(xiàn)企業(yè)、客戶、供應(yīng)商之間信息化的互通。使客戶在網(wǎng)絡(luò)印刷平臺(tái)下單的同時(shí)，印刷企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作，供應(yīng)商根據(jù)客戶訂單以及印刷企業(yè)原材料庫(kù)存現(xiàn)狀及時(shí)供應(yīng)所需物料，實(shí)現(xiàn)原材料供應(yīng)及時(shí)、訂單生產(chǎn)及時(shí)、成品送貨及時(shí)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)豐田汽車的準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)管理思想。

智慧型印刷生產(chǎn)的必要條件

智能生產(chǎn)的前提是設(shè)備自動(dòng)化、智能化的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于印刷行業(yè)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)有賴于印刷設(shè)備制造商與印刷生產(chǎn)企業(yè)共同努力。

對(duì)于印刷設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，需要運(yùn)用當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合印刷產(chǎn)品加工工藝，制造出滿足印刷企業(yè)生產(chǎn)個(gè)性化、多樣化產(chǎn)品的自動(dòng)化智能化生產(chǎn)加工設(shè)備。印刷設(shè)備具有更多的開放接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與企業(yè)內(nèi)部軟件系統(tǒng)之間的互聯(lián)。

對(duì)于印刷生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)從生產(chǎn)力、購(gòu)買力、新舊設(shè)備銜接方面全面考慮，引進(jìn)自動(dòng)化、智能化設(shè)備。綜合考慮自身生產(chǎn)力，規(guī)劃近期和遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)發(fā)展方向，購(gòu)置相應(yīng)的智能設(shè)備；可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)勞動(dòng)力市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越緊張，用工成本會(huì)持續(xù)增加，印刷行業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人也是必然趨勢(shì)，在購(gòu)買力允許的情況下，盡可能購(gòu)買智能化程度高、穩(wěn)定性能更好的品牌設(shè)備；同時(shí)，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)階段以及未來(lái)業(yè)務(wù)需要，淘汰不適用的設(shè)備，或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造以使之適應(yīng)新的發(fā)展需求，或者新購(gòu)自動(dòng)化、智能化設(shè)備開展企業(yè)新的業(yè)務(wù)。

智慧型印刷生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)

印刷企業(yè)生產(chǎn)流程的智能化如圖4所示。全自動(dòng)化的智能生產(chǎn)線可通過(guò)信息系統(tǒng)控制的智能設(shè)備、智能機(jī)器人、AGV智能小車；印前中心通過(guò)對(duì)訂單以及客戶文件進(jìn)行分析處理，轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)指令信息；信息系統(tǒng)接收生產(chǎn)指令，并作出分析，指導(dǎo)控制智能設(shè)備開始啟動(dòng)生產(chǎn)；智能設(shè)備通過(guò)信息提示智能機(jī)器人，使之完成初始材料的搬運(yùn)以及上料生產(chǎn)。

生產(chǎn)過(guò)程中的半成品，通過(guò)信息系統(tǒng)自動(dòng)控制的地板鏈和輸送帶，使半成品進(jìn)入到下一生產(chǎn)工序；同批次的產(chǎn)品制造信息設(shè)置在芯片或者二維碼中，這個(gè)具有“大腦”功能的芯片或者二維碼提前告知包裝印刷設(shè)備印刷；顏色、模切、形狀以及后道工序要求等生產(chǎn)信息。印刷廠的生產(chǎn)員工以及管理人員可有借助智能手機(jī)或中央控制系統(tǒng)進(jìn)行查詢或者全程操控。

智能印刷廠根據(jù)具有代表性的產(chǎn)品集成配置相應(yīng)的自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)線，達(dá)到設(shè)備的最大利用率。在生產(chǎn)過(guò)程中，信息系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)指令，自動(dòng)配置生產(chǎn)工藝，并指導(dǎo)相應(yīng)的設(shè)備提前做生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，提高生產(chǎn)效率。在印刷廠內(nèi)部，智能產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖5所示。

印刷行業(yè)一次次上演智能化發(fā)展變革與網(wǎng)絡(luò)、IT技術(shù)的融合，與工業(yè)4.0的產(chǎn)業(yè)模式不謀而合。印刷設(shè)備中智能化模塊，帶動(dòng)印刷過(guò)程中的智能化生產(chǎn)，更有企業(yè)引入高速全自動(dòng)化設(shè)備、智能化機(jī)器人。印刷企業(yè)作為以知識(shí)傳播文化傳承的重要產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)智慧化發(fā)展的潮流中，也將全面實(shí)現(xiàn)印刷生產(chǎn)過(guò)程的智慧化。