基于印前、印刷、印后過程的智能化應用

游伴奏

隨著工業4.0時代的到來及在《印刷業“十三五”時期發展規劃》《中國制造2025》等相關政策的指引下，國內印刷企業也開始逐漸重視企業在信息化、數字化、智能化方面的轉型升級。

科彩印務利用天津榮聯匯智智能科技有限公司的WMS系統、MES系統與ERP系統進行對接，建立一體化的信息管理平臺。上海合印科技股份有限公司通過“市場資源管理平臺”“采購管理平臺”“分銷商管理平臺”和“數據分析報表平臺”四大平臺對印刷流程中每一步所需的數據進行整合管理，并與品牌方的內部流程實現對接，讓品牌“一站式”完成從產品包裝設計、數碼資產管理、物料研發、訂單管理、分銷商管理到物流等所有工作。雅圖仕始終循著“中國制造2025”的方向，強化精益推動，探索與實踐著自己的工業4.0之路，2011年就將“兩化融合”確定為長期發展戰略之一，由制造向智造邁進成為前進路線圖。艾錄股份基于互聯網和大數據技術，滿足客戶對產品的個性化需求，實現產品生產整個工藝流程的可視化與智能化。裕同科技提前對產線的數字化與智能化進行布局，在各分子公司組織推廣數字化車間建設，實施裝備自動化、柔性化、智能化升級，對公司整個印刷流程工藝和信息管理進行改造提升，集成ERP、SCM、CRM等系統實現集團內部與供應商、客戶的互聯互通，確保生產信息、服務信息的同步與透明化。

印刷企業要實現智能化是一個龐大的系統工程，涉及多個維度。其中，印刷品的設計、印制、印后加工、儲運、服務構成面向印刷品全生命周期的生產集成維度;印刷工廠內部的控制、執行、管理、決策構成面向印刷智能工廠的管控集成維度;印刷企業整體的標準化、數字化、網絡化、智能化構成了面向印刷企業的智能集成維度。考慮到智能印刷的范疇之廣，本文圍繞印前、印刷、印后的某些點進行闡述。

充分利用數字資產發展印前智能化

數字資產管理，不僅可以從眾多的數據中挖掘更有價值的信息，幫助改善傳統印刷企業的工作流程管理，拓展新的業務;而且可以通過使用該系統來規范企業的管理方式，幫助企業構建協同化的工作機制，減少文件查詢、讀取、調用時間，縮短產品設計、研發速度，提高企業的工作效益。印企可憑借逐年積累的平面資產、結構資產、色彩管理、跨媒體資產，應用數字資產管理手段，搭建自動化云流程平臺，以工業互聯網技術實現各分子公司的協同設計以及設計的數字化仿真。如利用多線程原生PDF印前處理軟件PackZ解決文件處理的兼容性問題，與Adobe Illustrator、CorelDraw等印前設計軟件無縫連接，實現包括圖層、組、文本等文檔結構的完整保存，便于后續的重復利用。通過內部比對技術，識別設計元素（文字、字符、色彩配置、圖案及可變數據等），獲取不同粒度的平面資產;研究以都柏林核心元數據（DC元數據）為基礎的包裝印刷行業數據錄入技術，用元數據對不同粒度的數字資產進行不同的標識，創建索引，便于資產的二次開發與重組利用;研究平面設計軟件與云端服務器連接，將分散于多地的平面資產自動同步至中央數據庫，設置增量保存，存儲文件編輯歷史，對變更的文件版本進行內部控制。

對各種結構文件設置、創建盒型庫、動態零部件庫等高效生成功能，快速調取結構數字資產。根據客戶需求，通過錄入的元數據方式，實現快速訪問、調取資產庫中的數據，進行重組、二次開發，縮短產品設計開發周期。通過建立3D模型、3D特效模擬模型、3D動畫等技術研究如何實現包裝結構從2D設計到3D立體模型的逼真轉換，讓客戶隨時掌握設計效果，增強客戶對產品設計的體驗感。

研究并采集顏色光譜，結合各種印刷過程、介質及加網信息，計算并生成專有的特性文件。通過制作打印機最大色域文件，制作打印機校準集并校準打印機，通過建立打樣標準（印刷目標曲線），使單一的或多臺同類型的打印機輸出長期穩定。打印機與打樣軟件結合，調取特性文件，在不同材料（如紙張、薄膜等）上輸出最佳色彩質量。根據印刷專色油墨特性，研究并建立后臺動態專色數據庫，集中存儲并管理數據與曲線，通過調用色彩數據庫，實現品牌全球一致性。在不同地點只需對原裝GMG打樣紙進行準確地校準，靈活運用色彩特性文件，讀取調用專色以及專有的特性曲線，在數碼系統上準確再現包裝的專色疊印，使各地打印做到統一。

針對流程節點制作界面，設置不同的節點功能，開發不同的應用服務接口，集成不同的專業設計工具。自定義工單系統，基于角色的訪問控制（RBAC）進行權限管理研究，用戶通過角色（如產品工程師（PE）、結構工程師（RD）和彩稿工程師（PC）與權限進行關聯，構成“用戶-角色-權限”的授權模型。在服務器端編寫邏輯關系，創建內部/外部在線溝通協作與審批流程，實現工單文件、結構文件、平面文件等各類數字資產的整合串聯、交換和共享，及時根據客戶需求調用平面、結構數字資產，多角色協同完成產品設計，通過加載色彩管理資產（如ICC文件），在顯示器上以軟打樣形式完成數字化顏色仿真，實現產品的所見即所得;在平面設計和結構設計方面，借助CAD/CAM等3D數字建模工具根據平面設計稿和刀線圖，完成結構和印后工藝的3D預覽，省去實物打樣的繁瑣復雜的工序，縮短打樣? ?周期。

在線檢測實現印刷過程的先進控制

印刷機是絕大多數印刷企業的資產重心，印刷效率決定了大部分企業的效益。目前，在印刷環節，還存在大量時間浪費在調整套準、調整顏色的情況。并且傳統的印刷質量檢測手段為離線檢測，其實現的方式基本為人工抽檢檢測，機長分揀受主觀經驗等因素的影響，無法做到穩定的質量控制。由此可見，離線檢測已經不能適應當前數字化、標準化的印刷質量檢測需求。隨著機器視覺技術的迅速發展，安裝在印刷機上的在線檢測系統，其自動化程度高、檢測質量穩定、檢測精度高等特點，正好彌補了離線檢測的不足。

彩色印刷品在線檢測系統一般包括如下部分：計算機、光源、鏡頭、照相機、高速圖像采集卡、圖像軟件系統、監視器、通訊輸入輸出單元和機械結構部分等。印刷圖像缺陷在線檢測系統，包含了圖像采集卡、I/O輸入輸出卡、A/D轉換卡、控制系統等部件， 以微機系統作為處理和控制的中心單元。這種組成結果當然也可以滿足大部分表面檢測系統的應用需求。

印刷質量在線檢測系統安裝在印刷機上，對印刷品進行實時在線的質量檢測，攔截連續廢品和嚴重廢品，降低印刷廢品率。安裝位置隱蔽在印刷機護罩內，對現有的加墨、擦板等操作沒有任何影響。可安裝單獨的剔廢倉，檢測出的廢品可以進行剔廢處理，或者安裝噴碼機，對廢品進行標記。檢測內容包括墨濃、墨淺、串色、蹭臟、糊版、重影、缺印、墨臟、孔洞、褶子、蚊蟲及油臟等缺陷。可以取代人工對產品按照出廠質量標準進行終檢，并結合信息管理系統，提高生產效率，降低廢品率。

照明光源以一定角度照射印刷品，采用安裝有光學鏡頭的CCD相機在橫向移動掃描裝置和縱向掃描控制算法以及同步瞬態采集方法的控制下，實時地攝取印刷品圖像，并將視頻信號輸入到彩色圖像采集卡，通過算法系統將數字信號分析處理后，將信號反饋給PLC控制系統實現墨量、水墨平衡、印刷壓力等印刷條件的調整，完成印刷品質量在線控制系統的搭建，以數字化的生產控制信息將印前處理、印中質量檢測，色差檢測、電子簽樣、墨色閉環控制、印刷缺陷智能分類等多個質量控制點納入計算機管理，準確、高效地指導印刷質量的控制與在線優化。

數字化印后逐漸向智能化印后過渡

數字印刷市場的逐漸開拓，在傳統印后無法滿足短版、快速的個性化需求，快速響應生產工序以完成印后整飾的情況下，數字印后必須承擔起相應的角色。而智能化印后以數字化、信息化為基礎，將工廠里各式設備接入網絡，采集設備的數據是信息化的基礎。所謂智能印后設備，是能根據程序指令自動選擇相關工藝并設置參數，自動配置集成相應生產設施，實現一鍵完成整個印后加工工序。當更換活件時，設備能通過伺服電機智能調整設備相關參數，縮短活件更換時間。同時，自動捕捉和反饋生產數據，為管理者提供決策依據。以海德堡Primefire 106為例，其具有即時糾錯的功能，即針對印刷后的產品，對于產品印刷缺陷能夠實現在線檢測并自動剔除，并且可以實現設備的遠程維護，即當設備出現故障時，可由設備供應商進行遠程診斷，以網絡化實現設備的遠程運維。

具體來講，印后設備可基于設備聯網，通過在裝備中加裝物聯網設備，使裝備廠商可以遠程對設備進行監控、升級和維護等操作，更好地了解產品的使用狀況，完成產品全生命周期的信息收集，指導產品設計和售后服務。基于IoT可以遠程監控的指標有：設備分布、狀態、用戶活躍度監測;行業、地區、企業用量統計分析;遠程異常報警、故障分析、授權開關機設備監測等。

面向印后設備的預防性維修，基于AI進行灰度建模，提前對設備故障進行預測，減少停機，提高設備利用率，避免停機損失，將設備維修從事后維修轉向預防性維修。針對生產過程優化，用大數據、人工智能算法建立模型，研究不同參數變化對印后設備狀態與整體生產過程的影響，并根據實時數據與現場工況動態調優，提供智能設備故障預警、工藝參數最優推薦、降低能耗、提升良品率等一項或多項? ? 功能。

在個性化網絡云印刷的基礎上，消費者可借助AR與網絡技術直接參與產品的生產操作，查看生產進度，實時了解設備運行數據、結構原理、操作步驟等沉浸式體驗服務。AR技術還可引導或輔助操作人員執行操作，還可基于AR眼鏡，將現場圖像傳給遠程專家，方便遠程專家實時指導。

結語

離散型印刷制造包含營銷、印前設計、印刷、印后、物流、服務等環節，傳統制造過程中，這些環節如同孤島一樣，各自獨立，中間需要大量的人工進行操作，環節之間的大量損耗、多次轉運及銜接帶來巨大勞動強度等問題日益突出，成為困擾印刷行業提高質量、效率的主要瓶頸。

隨著印刷行業數字化程度的不斷加深，印刷企業在日常生產中積累了越來越豐富的數字化信息。預計我國智能制造發展將進入全面推進階段：一是由點狀突破向區域制造業提升邁進，在開展單個項目、單個企業試點示范的基礎上，探索智能制造區域性發展的有效模式，以智能制造的推進帶動區域制造業轉型升級，加速轉換增長動力;二是由基礎條件好和需求迫切的行業向制造業所有行業擴展，截至目前試點示范已覆蓋了82個行業，占制造業191個種類的42.9%，未來將進一步擴大行業的覆蓋范圍;三是核心供給能力將快速提升，以市場應用帶動智能制造關鍵技術裝備、核心工業軟件、工業互聯網平臺和系統解決方案供給能力的有效提升，形成一批智能制造的中國方案。針對印刷行業的現狀及發展趨勢，對印刷企業進行智能制造轉型升級無疑是解決印刷行業面臨的問題，提升設備數字化、智能化水平，是實現綠色印刷及迎接企業轉型升級的關鍵要素。

作者單位：深圳市裕同包裝科技股份有限公司

責任編輯：薛金萍