打造智慧印廠是系統(tǒng)工程，應(yīng)循序漸進(jìn)

浙江點(diǎn)陣印刷科技有限公司總經(jīng)理 池海峰

在工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025的熱潮下，智慧印廠的概念不斷被人們提起，也已經(jīng)被一些印刷企業(yè)納入未來的發(fā)展戰(zhàn)略中。智慧印廠所包含的內(nèi)容和工業(yè)4.0類似，即大規(guī)模定制、智能裝備、自動(dòng)排產(chǎn)、智能物流和自動(dòng)化流水線等。

從我接觸到的印刷企業(yè)來看，目前只有少數(shù)規(guī)模印刷企業(yè)有能力打造智慧印廠，他們對(duì)未來有清晰的規(guī)劃，知道具體的實(shí)施路徑。而對(duì)于大多數(shù)中小型印刷企業(yè)而言，智慧印廠只是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，他們對(duì)其的認(rèn)識(shí)仍處于非常模糊的狀態(tài)，不知道其未來是怎樣的，也不知道實(shí)施路徑。從大趨勢(shì)來看，毫無疑問，實(shí)現(xiàn)智慧印廠是大方向。但我認(rèn)為只有極少數(shù)印刷企業(yè)能夠真正實(shí)現(xiàn)智慧印廠，以10年為期來衡量，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的企業(yè)數(shù)量占比估計(jì)不會(huì)超過10%。因?yàn)榇蛟熘腔塾S是一個(gè)龐大的工程，不僅需要印刷企業(yè)擁有數(shù)字化印刷技術(shù)，還需要強(qiáng)大的IT技術(shù)能力，而目前絕大部分印刷企業(yè)連IT部門都沒有。

在分析印刷企業(yè)如何打造智慧印廠之前，應(yīng)先了解工業(yè)1.0～4.0是如何劃分的。工業(yè)1.0是機(jī)器制造時(shí)代，即通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠機(jī)械化。印刷企業(yè)當(dāng)下已經(jīng)走過了工業(yè)1.0，正處于工業(yè)2.0階段，即企業(yè)運(yùn)作局部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，局部實(shí)現(xiàn)了信息化，但兩者不能實(shí)現(xiàn)互通。而工業(yè)3.0要求企業(yè)將信息化系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行融合，即國(guó)家在推動(dòng)的兩化融合。目前在內(nèi)地還沒有看到這方面做得非常成功的企業(yè)。在工業(yè)3.0的基礎(chǔ)上，加上業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，差不多就是工業(yè)4.0的狀態(tài)了，也可以稱為智慧印廠了。

我認(rèn)為，印刷企業(yè)首先要打好工業(yè)3.0的基礎(chǔ)，再走向工業(yè)4.0，而不可能跨越工業(yè)3.0，直接走向工業(yè)4.0，實(shí)現(xiàn)智慧印廠。浙江點(diǎn)陣印刷科技有限公司目前的重心業(yè)務(wù)就是幫助印刷企業(yè)從工業(yè)2.0走向工業(yè)3.0。在這個(gè)過程中，印刷企業(yè)應(yīng)該先回到現(xiàn)實(shí)，看清方向。我所接觸的像中榮印刷集團(tuán)有限公司這樣的大型印刷企業(yè)，他們對(duì)智慧印廠有著非常清晰的認(rèn)識(shí)，一方面要實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)之間的整合；另一方面要構(gòu)建生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，即要將ERP的觸角延伸到生產(chǎn)中，把控整個(gè)生產(chǎn)過程。

在智慧印廠中，生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)（APS）是最基層的信息化系統(tǒng)。如果沒有MES和APS的支撐，智慧印廠就是無根之木。而對(duì)于ERP，大家對(duì)它的理解是有誤區(qū)的。在智慧印廠的生產(chǎn)管控體系中，ERP解決的只是生產(chǎn)計(jì)劃的源頭，而不是過程管控，ERP也無法承載這個(gè)功能。

當(dāng)下，印刷企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)進(jìn)行印刷生產(chǎn)過程管控，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。很多印刷企業(yè)已經(jīng)在內(nèi)部宣講精益生產(chǎn)，推動(dòng)精細(xì)化管理，這是非常務(wù)實(shí)的做法。但是精益生產(chǎn)的管理體系需要信息化工具來承載，否則很難落地。實(shí)施MES和APS，則是最有效的手段，能提升效率和降低成本。在ERP、MES和APS的基礎(chǔ)上疊加更多信息化和自動(dòng)化系統(tǒng)，再加上網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，就具備了智慧印廠的基本形態(tài)。

據(jù)我了解，目前我國(guó)朝智慧印廠方向努力做得比較好的印刷企業(yè)數(shù)量很少，也就幾家而已，都是業(yè)內(nèi)比較知名的印刷企業(yè)。這些印刷企業(yè)會(huì)成為國(guó)內(nèi)第一批將智慧印廠打造得像模像樣的企業(yè)，這個(gè)時(shí)間大概需要3～5年，且必須循序漸進(jìn)，從最關(guān)鍵的部位入手，先打造底層核心的東西，再應(yīng)用新裝備，逐步整合在一起。

從技術(shù)層面來看，我國(guó)印刷企業(yè)的發(fā)展水平和歐洲至少有10年的差距，這個(gè)差距不在于硬件系統(tǒng)，而在于軟件系統(tǒng)。歐洲印刷企業(yè)的今天就是我國(guó)印刷企業(yè)的明天。暢想一下印刷的未來，可能沒有業(yè)務(wù)員，沒有操作人員，所有的活兒都由機(jī)器人自動(dòng)完成，而且非常高效和低成本。印刷行業(yè)的前景還是非常美好的！

智慧印廠還有很長(zhǎng)的路要走，人的作用很關(guān)鍵

天津榮彩科技有限公司總經(jīng)理 朱達(dá)平

在印刷業(yè)增長(zhǎng)放緩、利潤(rùn)降低的大環(huán)境下，印刷企業(yè)普遍面臨印刷流程環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)效率低，用工多、用工難、用工荒等問題。在這種形勢(shì)下，印刷行業(yè)提出了打造智慧印廠的策略。

所謂智慧印廠就是通過物理信息系統(tǒng)把人、產(chǎn)品、設(shè)備、應(yīng)用連接到一起，形成一個(gè)完整的體系，最終實(shí)現(xiàn)智慧印刷和柔性生產(chǎn)。智慧印廠包含4大要素。一是設(shè)備智能化。很重要的一點(diǎn)是，印刷加工設(shè)備應(yīng)該具備在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)糾錯(cuò)或者糾偏功能，以減少人工干預(yù)。二是互聯(lián)。就是把人、設(shè)備、產(chǎn)品等通過網(wǎng)絡(luò)全部連接起來，真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這主要得益于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提高。三是智能供應(yīng)鏈。在整個(gè)印刷工廠以及印刷工廠外，從原料到半成品再到成品，都可以被監(jiān)控、追溯，被自動(dòng)按時(shí)、按點(diǎn)、按量的輸送。四是標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)很多的設(shè)備、人、物連接到一起時(shí)，必須要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行管理，這就涉及到設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)營(yíng)管理標(biāo)準(zhǔn)、通訊標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的存在和實(shí)行是必需的，這樣才能夠保證智慧印廠安全有序的運(yùn)行。

從整個(gè)智慧印廠的組成來看，應(yīng)該包含4大板塊。一是智能中央控制平臺(tái)。其是整個(gè)智慧印廠的大腦，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人、設(shè)備、訂單、物料進(jìn)行精確管理。二是智能設(shè)備。除了設(shè)備本身要越來越智能化之外，各個(gè)工序間也要實(shí)現(xiàn)智能化連接。三是自動(dòng)物流系統(tǒng)。包含物流車、立體倉庫、AGV車等輸送和倉儲(chǔ)設(shè)備以及條形碼、RFID等追溯措施。四是智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)。其可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)排單、質(zhì)量控制、生產(chǎn)調(diào)度等。

從我們對(duì)大量印刷企業(yè)進(jìn)行調(diào)研的情況來看，我國(guó)印刷業(yè)的整體狀況不容樂觀，目前正處于工業(yè)2.0～2.5，要實(shí)現(xiàn)智慧印廠還有很長(zhǎng)的路要走。在信息化方面，我國(guó)印刷企業(yè)仍很薄弱，甚至很多上規(guī)模的印刷企業(yè)都沒有引進(jìn)ERP，一些引進(jìn)了ERP的印刷企業(yè)也沒有讓ERP物盡其用，而只是將其用于財(cái)務(wù)管理。如果給印刷企業(yè)的信息化水平打分的話，很多印刷企業(yè)恐怕都不及格（滿分100分）。在設(shè)備自動(dòng)化方面，情況要好一些，可以打70～75分。在生產(chǎn)管理方面，同信息化方面一樣，基本也是各有各的特點(diǎn)，沒有形成規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。在物流自動(dòng)化方面，由于當(dāng)下印刷企業(yè)的利潤(rùn)很低，因此很少有印刷企業(yè)愿意在此方面投資，當(dāng)然也有一部分印刷企業(yè)會(huì)進(jìn)行局部改造以提高物流的自動(dòng)化水平，此方面可以打50分左右。

智慧印廠最終目的是使印刷企業(yè)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化或者柔性化生產(chǎn)狀態(tài)。就目前來講，煙包印刷企業(yè)由于訂單多為長(zhǎng)單，所以其設(shè)備自動(dòng)化程度要走在信息化前面，先實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化和工序間流轉(zhuǎn)自動(dòng)化，再實(shí)現(xiàn)信息化，最后實(shí)現(xiàn)智能化。而對(duì)于一些中短單的印刷企業(yè)來說，則要先實(shí)現(xiàn)信息化，即先使工藝參數(shù)數(shù)字化或者固化，再將一些經(jīng)驗(yàn)信息化，通過后續(xù)生產(chǎn)不斷改進(jìn)、優(yōu)化，并積累到信息化系統(tǒng)中，從而大大降低印刷生產(chǎn)對(duì)人的要求。例如，有的機(jī)長(zhǎng)操作機(jī)器的水平很高，他可能在某些生產(chǎn)要素的把控上特別有感覺，那么我們就試著將這種“感覺”量化，并不斷優(yōu)化，最后形成一種標(biāo)準(zhǔn)。另外，在構(gòu)建信息化系統(tǒng)時(shí)，也應(yīng)建立知識(shí)庫，收集日常生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種狀況，這樣以后再做同樣訂單的時(shí)候，就能知道同類訂單在生產(chǎn)過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過哪些故障，有哪些注意事項(xiàng)。總體來看，由于煙包印刷企業(yè)的訂單較為固定，工藝參數(shù)容易固化，所以其在智慧印廠的路上要走得更快一些。

印刷企業(yè)在打造智慧印廠的過程中，最關(guān)鍵的是人。這是因?yàn)樵谡麄€(gè)過程中，要固化經(jīng)驗(yàn)并納入到信息化系統(tǒng)中，或者使用信息化系統(tǒng)，必然要改變工人以往的操作習(xí)慣。這就需要印刷企業(yè)對(duì)全體員工進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，讓大家從心理上認(rèn)同這件事情。

從應(yīng)用效果上來說，智慧印廠僅在物流方面就可以減少30%～40%的人工數(shù)量，提高20%～30%的生產(chǎn)效率。更值得一提的是，如果印刷企業(yè)在打造智慧印廠的過程中，能夠真正將企業(yè)管理與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)信息化，那么對(duì)其來說將是一筆巨大的財(cái)富，對(duì)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展也非常有利。

在我腦海中，未來的智慧印廠是這樣的：隨著印刷個(gè)性化需求越來越多，長(zhǎng)單數(shù)量將越來越少，印刷企業(yè)從接到客戶訂單的那刻起，就能分析出最佳印刷方案，在每批材料中附帶一張帶有訂單信息的標(biāo)簽，在進(jìn)行每一道工序之前，智能系統(tǒng)通過讀取標(biāo)簽內(nèi)嵌的信息，就能夠知道采用什么工藝，生產(chǎn)多少，注意哪些事項(xiàng)以及加工成何種效果，設(shè)備能及時(shí)檢測(cè)并糾錯(cuò)，一切都非常順暢和高效！這也是我們的愿景。

智慧印廠是印刷企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路

陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司總工程師 薛志成

1.陜西北人關(guān)于智慧印廠的基本構(gòu)架

在智慧印廠的建設(shè)上，陜西北人提出了完整的解決方案。智慧印廠的實(shí)施主要可分三大部分：一是需要構(gòu)建智能軟件平臺(tái)，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）和云平臺(tái)；二是需要構(gòu)建智能硬件設(shè)備，包括智能生產(chǎn)設(shè)備、智能物流設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人；三是需要構(gòu)建綠色節(jié)能設(shè)備，如通過使用VOCs尾氣處理設(shè)備和熱泵系統(tǒng)，使印刷生產(chǎn)節(jié)能減排。

在建設(shè)智慧印廠的過程中，信息系統(tǒng)的組建非常關(guān)鍵，可分為三個(gè)層面。第一個(gè)層面是ERP層，即企業(yè)資源綜合管理系統(tǒng)。這是印刷企業(yè)普遍較為熟知的一個(gè)層面，主要包括人力資源管理、檔案管理、財(cái)務(wù)管理、采購管理、銷售管理和訂單計(jì)劃6個(gè)模塊，屬于較為基礎(chǔ)的層面。外部訂單及數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的信息會(huì)進(jìn)入ERP層進(jìn)行處理。

第二個(gè)層面是MES層，即生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)。旨在加強(qiáng)物料需求計(jì)劃的執(zhí)行功能，把物料需求計(jì)劃通過執(zhí)行系統(tǒng)同車間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)聯(lián)系起來。其包括生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，成本、質(zhì)量分析系統(tǒng)，固定資產(chǎn)管理，設(shè)備運(yùn)行管理，AGV物流系統(tǒng)，設(shè)備維護(hù)管理，能耗管理，備件、輔料管理10個(gè)模塊。目前印刷行業(yè)里幾乎還沒有企業(yè)能達(dá)到這個(gè)層面，這也是信息化水平較高的印刷企業(yè)目前正在努力的方向。

第三個(gè)層面是PCS層，即生產(chǎn)過程信息系統(tǒng)。其通過PLC采集來自切紙機(jī)、印刷機(jī)、折頁機(jī)、堆碼機(jī)和裝訂機(jī)等所有印刷相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息。

ERP層和MES層共同為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供信息，PCS層為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供信息。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共同在云平臺(tái)上形成互動(dòng)，為智慧印廠的順暢運(yùn)轉(zhuǎn)提供信息支撐。另外，通過云技術(shù)，還能讓企業(yè)決策者遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看車間的生產(chǎn)情況，更能夠?qū)⒂∷⑵髽I(yè)與上游供應(yīng)商和下游經(jīng)銷商、客戶進(jìn)行互聯(lián)，形成完善的原料、加工、銷售的供應(yīng)鏈。這使得印刷生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)不再孤立進(jìn)行，從而使生產(chǎn)效率得到極大提高。

2.目前印刷企業(yè)的兩大關(guān)注點(diǎn)

目前，不少印刷企業(yè)對(duì)構(gòu)建智慧印廠極為關(guān)注，希望通過智能化建設(shè)，大力節(jié)省人力成本，提高工作效率，提升企業(yè)管理水平。由于出版印刷、商務(wù)印刷等領(lǐng)域的印刷流程差別較小，智能化建設(shè)水平較高，因此目前對(duì)智慧印廠最為關(guān)注的印刷企業(yè)以包裝印刷企業(yè)居多。

根據(jù)我們目前得到的消息，今年已經(jīng)有十幾家印刷企業(yè)想要上智慧印廠的項(xiàng)目。當(dāng)然，根據(jù)印刷企業(yè)的具體情況，其所上項(xiàng)目的大小也有所不同。規(guī)模稍小或業(yè)務(wù)較為單一的印刷企業(yè)，往往希望先通過較小的投入，從某些模塊做起，逐步提高企業(yè)的智能化水平。而規(guī)模較大、信息化建設(shè)基礎(chǔ)較好的印刷企業(yè)，則希望從多個(gè)模塊入手，全面提高企業(yè)的智能化水平。

就我們了解的情況來看，目前印刷企業(yè)在智慧印廠建設(shè)上的關(guān)注點(diǎn)主要集中在以下兩方面。一方面是智能庫房的建設(shè)。目前印刷企業(yè)的庫房管理水平普遍較低，這也影響到印刷企業(yè)的工作效率。很多印刷企業(yè)與我們討論企業(yè)智能化改造時(shí)，都非常關(guān)注智能庫房的建設(shè)，他們希望企業(yè)的物料管理和庫存情況非常準(zhǔn)確，達(dá)到庫房管理無人化。

另一方面是MES的建設(shè)。一些ERP系統(tǒng)運(yùn)用較好的企業(yè)，往往享受過信息化帶來的管理水平提升的福利，因此，在企業(yè)智能化升級(jí)過程中，他們往往更加愿意在信息系統(tǒng)上進(jìn)行進(jìn)一步提升。與這些企業(yè)交流時(shí)，他們更加關(guān)注MES的建設(shè)。

3.兩則案例分享

目前陜西北人已經(jīng)幫助一些印刷企業(yè)實(shí)施了智慧印廠項(xiàng)目，并取得較好成績(jī)。下面為大家分享兩則智慧印廠的實(shí)施效果。

第一則案例來自一家年產(chǎn)值2億元的包裝印刷企業(yè)，其原有員工300人，進(jìn)行智能化改造后，成本下降了35%（人力、紙張、物流、庫存、能源、環(huán)保等方面），人員減少了40%，生產(chǎn)能力提升了30%。

另一則案例來自一家書刊印刷企業(yè)，其一個(gè)書刊生產(chǎn)車間，原來生產(chǎn)速度為7000本/小時(shí)，需要20名工人，進(jìn)行智能化改造后，工人減少為7名，生產(chǎn)速度最低7000本/小時(shí)。

智慧印廠是印刷企業(yè)向智能化、數(shù)字化和綠色化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。愿印刷同仁們攜手努力，共創(chuàng)美好明天！