基于印前、印刷、印后過程的智能化應(yīng)用

游伴奏

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來及在《印刷業(yè)“十三五”時(shí)期發(fā)展規(guī)劃》《中國(guó)制造2025》等相關(guān)政策的指引下，國(guó)內(nèi)印刷企業(yè)也開始逐漸重視企業(yè)在信息化、數(shù)字化、智能化方面的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

科彩印務(wù)利用天津榮聯(lián)匯智智能科技有限公司的WMS系統(tǒng)、MES系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，建立一體化的信息管理平臺(tái)。上海合印科技股份有限公司通過“市場(chǎng)資源管理平臺(tái)”“采購(gòu)管理平臺(tái)”“分銷商管理平臺(tái)”和“數(shù)據(jù)分析報(bào)表平臺(tái)”四大平臺(tái)對(duì)印刷流程中每一步所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合管理，并與品牌方的內(nèi)部流程實(shí)現(xiàn)對(duì)接，讓品牌“一站式”完成從產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)、數(shù)碼資產(chǎn)管理、物料研發(fā)、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(guó)制造2025”的方向，強(qiáng)化精益推動(dòng)，探索與實(shí)踐著自己的工業(yè)4.0之路，2011年就將“兩化融合”確定為長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略之一，由制造向智造邁進(jìn)成為前進(jìn)路線圖。艾錄股份基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)整個(gè)工藝流程的可視化與智能化。裕同科技提前對(duì)產(chǎn)線的數(shù)字化與智能化進(jìn)行布局，在各分子公司組織推廣數(shù)字化車間建設(shè)，實(shí)施裝備自動(dòng)化、柔性化、智能化升級(jí)，對(duì)公司整個(gè)印刷流程工藝和信息管理進(jìn)行改造提升，集成ERP、SCM、CRM等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部與供應(yīng)商、客戶的互聯(lián)互通，確保生產(chǎn)信息、服務(wù)信息的同步與透明化。

印刷企業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能化是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，涉及多個(gè)維度。其中，印刷品的設(shè)計(jì)、印制、印后加工、儲(chǔ)運(yùn)、服務(wù)構(gòu)成面向印刷品全生命周期的生產(chǎn)集成維度;印刷工廠內(nèi)部的控制、執(zhí)行、管理、決策構(gòu)成面向印刷智能工廠的管控集成維度;印刷企業(yè)整體的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化構(gòu)成了面向印刷企業(yè)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(diǎn)進(jìn)行闡述。

充分利用數(shù)字資產(chǎn)發(fā)展印前智能化

數(shù)字資產(chǎn)管理，不僅可以從眾多的數(shù)據(jù)中挖掘更有價(jià)值的信息，幫助改善傳統(tǒng)印刷企業(yè)的工作流程管理，拓展新的業(yè)務(wù);而且可以通過使用該系統(tǒng)來規(guī)范企業(yè)的管理方式，幫助企業(yè)構(gòu)建協(xié)同化的工作機(jī)制，減少文件查詢、讀取、調(diào)用時(shí)間，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)速度，提高企業(yè)的工作效益。印企可憑借逐年積累的平面資產(chǎn)、結(jié)構(gòu)資產(chǎn)、色彩管理、跨媒體資產(chǎn)，應(yīng)用數(shù)字資產(chǎn)管理手段，搭建自動(dòng)化云流程平臺(tái)，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各分子公司的協(xié)同設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)的數(shù)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(shè)計(jì)軟件無縫連接，實(shí)現(xiàn)包括圖層、組、文本等文檔結(jié)構(gòu)的完整保存，便于后續(xù)的重復(fù)利用。通過內(nèi)部比對(duì)技術(shù)，識(shí)別設(shè)計(jì)元素（文字、字符、色彩配置、圖案及可變數(shù)據(jù)等），獲取不同粒度的平面資產(chǎn);研究以都柏林核心元數(shù)據(jù)（DC元數(shù)據(jù)）為基礎(chǔ)的包裝印刷行業(yè)數(shù)據(jù)錄入技術(shù)，用元數(shù)據(jù)對(duì)不同粒度的數(shù)字資產(chǎn)進(jìn)行不同的標(biāo)識(shí)，創(chuàng)建索引，便于資產(chǎn)的二次開發(fā)與重組利用;研究平面設(shè)計(jì)軟件與云端服務(wù)器連接，將分散于多地的平面資產(chǎn)自動(dòng)同步至中央數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)置增量保存，存儲(chǔ)文件編輯歷史，對(duì)變更的文件版本進(jìn)行內(nèi)部控制。

對(duì)各種結(jié)構(gòu)文件設(shè)置、創(chuàng)建盒型庫(kù)、動(dòng)態(tài)零部件庫(kù)等高效生成功能，快速調(diào)取結(jié)構(gòu)數(shù)字資產(chǎn)。根據(jù)客戶需求，通過錄入的元數(shù)據(jù)方式，實(shí)現(xiàn)快速訪問、調(diào)取資產(chǎn)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行重組、二次開發(fā)，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)周期。通過建立3D模型、3D特效模擬模型、3D動(dòng)畫等技術(shù)研究如何實(shí)現(xiàn)包裝結(jié)構(gòu)從2D設(shè)計(jì)到3D立體模型的逼真轉(zhuǎn)換，讓客戶隨時(shí)掌握設(shè)計(jì)效果，增強(qiáng)客戶對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的體驗(yàn)感。

研究并采集顏色光譜，結(jié)合各種印刷過程、介質(zhì)及加網(wǎng)信息，計(jì)算并生成專有的特性文件。通過制作打印機(jī)最大色域文件，制作打印機(jī)校準(zhǔn)集并校準(zhǔn)打印機(jī)，通過建立打樣標(biāo)準(zhǔn)（印刷目標(biāo)曲線），使單一的或多臺(tái)同類型的打印機(jī)輸出長(zhǎng)期穩(wěn)定。打印機(jī)與打樣軟件結(jié)合，調(diào)取特性文件，在不同材料（如紙張、薄膜等）上輸出最佳色彩質(zhì)量。根據(jù)印刷專色油墨特性，研究并建立后臺(tái)動(dòng)態(tài)專色數(shù)據(jù)庫(kù)，集中存儲(chǔ)并管理數(shù)據(jù)與曲線，通過調(diào)用色彩數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)品牌全球一致性。在不同地點(diǎn)只需對(duì)原裝GMG打樣紙進(jìn)行準(zhǔn)確地校準(zhǔn)，靈活運(yùn)用色彩特性文件，讀取調(diào)用專色以及專有的特性曲線，在數(shù)碼系統(tǒng)上準(zhǔn)確再現(xiàn)包裝的專色疊印，使各地打印做到統(tǒng)一。

針對(duì)流程節(jié)點(diǎn)制作界面，設(shè)置不同的節(jié)點(diǎn)功能，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，集成不同的專業(yè)設(shè)計(jì)工具。自定義工單系統(tǒng)，基于角色的訪問控制（RBAC）進(jìn)行權(quán)限管理研究，用戶通過角色（如產(chǎn)品工程師（PE）、結(jié)構(gòu)工程師（RD）和彩稿工程師（PC）與權(quán)限進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)成“用戶-角色-權(quán)限”的授權(quán)模型。在服務(wù)器端編寫邏輯關(guān)系，創(chuàng)建內(nèi)部/外部在線溝通協(xié)作與審批流程，實(shí)現(xiàn)工單文件、結(jié)構(gòu)文件、平面文件等各類數(shù)字資產(chǎn)的整合串聯(lián)、交換和共享，及時(shí)根據(jù)客戶需求調(diào)用平面、結(jié)構(gòu)數(shù)字資產(chǎn)，多角色協(xié)同完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，通過加載色彩管理資產(chǎn)（如ICC文件），在顯示器上以軟打樣形式完成數(shù)字化顏色仿真，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的所見即所得;在平面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，借助CAD/CAM等3D數(shù)字建模工具根據(jù)平面設(shè)計(jì)稿和刀線圖，完成結(jié)構(gòu)和印后工藝的3D預(yù)覽，省去實(shí)物打樣的繁瑣復(fù)雜的工序，縮短打樣? ?周期。

在線檢測(cè)實(shí)現(xiàn)印刷過程的先進(jìn)控制

印刷機(jī)是絕大多數(shù)印刷企業(yè)的資產(chǎn)重心，印刷效率決定了大部分企業(yè)的效益。目前，在印刷環(huán)節(jié)，還存在大量時(shí)間浪費(fèi)在調(diào)整套準(zhǔn)、調(diào)整顏色的情況。并且傳統(tǒng)的印刷質(zhì)量檢測(cè)手段為離線檢測(cè)，其實(shí)現(xiàn)的方式基本為人工抽檢檢測(cè)，機(jī)長(zhǎng)分揀受主觀經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，無法做到穩(wěn)定的質(zhì)量控制。由此可見，離線檢測(cè)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化的印刷質(zhì)量檢測(cè)需求。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的迅速發(fā)展，安裝在印刷機(jī)上的在線檢測(cè)系統(tǒng)，其自動(dòng)化程度高、檢測(cè)質(zhì)量穩(wěn)定、檢測(cè)精度高等特點(diǎn)，正好彌補(bǔ)了離線檢測(cè)的不足。

彩色印刷品在線檢測(cè)系統(tǒng)一般包括如下部分：計(jì)算機(jī)、光源、鏡頭、照相機(jī)、高速圖像采集卡、圖像軟件系統(tǒng)、監(jiān)視器、通訊輸入輸出單元和機(jī)械結(jié)構(gòu)部分等。印刷圖像缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)，包含了圖像采集卡、I/O輸入輸出卡、A/D轉(zhuǎn)換卡、控制系統(tǒng)等部件， 以微機(jī)系統(tǒng)作為處理和控制的中心單元。這種組成結(jié)果當(dāng)然也可以滿足大部分表面檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

印刷質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)安裝在印刷機(jī)上，對(duì)印刷品進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的質(zhì)量檢測(cè)，攔截連續(xù)廢品和嚴(yán)重廢品，降低印刷廢品率。安裝位置隱蔽在印刷機(jī)護(hù)罩內(nèi)，對(duì)現(xiàn)有的加墨、擦板等操作沒有任何影響?？砂惭b單獨(dú)的剔廢倉(cāng)，檢測(cè)出的廢品可以進(jìn)行剔廢處理，或者安裝噴碼機(jī)，對(duì)廢品進(jìn)行標(biāo)記。檢測(cè)內(nèi)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?？梢匀〈斯?duì)產(chǎn)品按照出廠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行終檢，并結(jié)合信息管理系統(tǒng)，提高生產(chǎn)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(xué)鏡頭的CCD相機(jī)在橫向移動(dòng)掃描裝置和縱向掃描控制算法以及同步瞬態(tài)采集方法的控制下，實(shí)時(shí)地?cái)z取印刷品圖像，并將視頻信號(hào)輸入到彩色圖像采集卡，通過算法系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)分析處理后，將信號(hào)反饋給PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)墨量、水墨平衡、印刷壓力等印刷條件的調(diào)整，完成印刷品質(zhì)量在線控制系統(tǒng)的搭建，以數(shù)字化的生產(chǎn)控制信息將印前處理、印中質(zhì)量檢測(cè)，色差檢測(cè)、電子簽樣、墨色閉環(huán)控制、印刷缺陷智能分類等多個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)納入計(jì)算機(jī)管理，準(zhǔn)確、高效地指導(dǎo)印刷質(zhì)量的控制與在線優(yōu)化。

數(shù)字化印后逐漸向智能化印后過渡

數(shù)字印刷市場(chǎng)的逐漸開拓，在傳統(tǒng)印后無法滿足短版、快速的個(gè)性化需求，快速響應(yīng)生產(chǎn)工序以完成印后整飾的情況下，數(shù)字印后必須承擔(dān)起相應(yīng)的角色。而智能化印后以數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，將工廠里各式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，采集設(shè)備的數(shù)據(jù)是信息化的基礎(chǔ)。所謂智能印后設(shè)備，是能根據(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)備能通過伺服電機(jī)智能調(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)。以海德堡Primefire 106為例，其具有即時(shí)糾錯(cuò)的功能，即針對(duì)印刷后的產(chǎn)品，對(duì)于產(chǎn)品印刷缺陷能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)并自動(dòng)剔除，并且可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)，即當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可由設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，以網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程運(yùn)維。

具體來講，印后設(shè)備可基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，通過在裝備中加裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，使裝備廠商可以遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、升級(jí)和維護(hù)等操作，更好地了解產(chǎn)品的使用狀況，完成產(chǎn)品全生命周期的信息收集，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和售后服務(wù)?；贗oT可以遠(yuǎn)程監(jiān)控的指標(biāo)有：設(shè)備分布、狀態(tài)、用戶活躍度監(jiān)測(cè);行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)用量統(tǒng)計(jì)分析;遠(yuǎn)程異常報(bào)警、故障分析、授權(quán)開關(guān)機(jī)設(shè)備監(jiān)測(cè)等。

面向印后設(shè)備的預(yù)防性維修，基于AI進(jìn)行灰度建模，提前對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，減少停機(jī)，提高設(shè)備利用率，避免停機(jī)損失，將設(shè)備維修從事后維修轉(zhuǎn)向預(yù)防性維修。針對(duì)生產(chǎn)過程優(yōu)化，用大數(shù)據(jù)、人工智能算法建立模型，研究不同參數(shù)變化對(duì)印后設(shè)備狀態(tài)與整體生產(chǎn)過程的影響，并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)工況動(dòng)態(tài)調(diào)優(yōu)，提供智能設(shè)備故障預(yù)警、工藝參數(shù)最優(yōu)推薦、降低能耗、提升良品率等一項(xiàng)或多項(xiàng)? ? 功能。

在個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)云印刷的基礎(chǔ)上，消費(fèi)者可借助AR與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)直接參與產(chǎn)品的生產(chǎn)操作，查看生產(chǎn)進(jìn)度，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)原理、操作步驟等沉浸式體驗(yàn)服務(wù)。AR技術(shù)還可引導(dǎo)或輔助操作人員執(zhí)行操作，還可基于AR眼鏡，將現(xiàn)場(chǎng)圖像傳給遠(yuǎn)程專家，方便遠(yuǎn)程專家實(shí)時(shí)指導(dǎo)。

結(jié)語(yǔ)

離散型印刷制造包含營(yíng)銷、印前設(shè)計(jì)、印刷、印后、物流、服務(wù)等環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)制造過程中，這些環(huán)節(jié)如同孤島一樣，各自獨(dú)立，中間需要大量的人工進(jìn)行操作，環(huán)節(jié)之間的大量損耗、多次轉(zhuǎn)運(yùn)及銜接帶來巨大勞動(dòng)強(qiáng)度等問題日益突出，成為困擾印刷行業(yè)提高質(zhì)量、效率的主要瓶頸。

隨著印刷行業(yè)數(shù)字化程度的不斷加深，印刷企業(yè)在日常生產(chǎn)中積累了越來越豐富的數(shù)字化信息。預(yù)計(jì)我國(guó)智能制造發(fā)展將進(jìn)入全面推進(jìn)階段：一是由點(diǎn)狀突破向區(qū)域制造業(yè)提升邁進(jìn)，在開展單個(gè)項(xiàng)目、單個(gè)企業(yè)試點(diǎn)示范的基礎(chǔ)上，探索智能制造區(qū)域性發(fā)展的有效模式，以智能制造的推進(jìn)帶動(dòng)區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，加速轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)力;二是由基礎(chǔ)條件好和需求迫切的行業(yè)向制造業(yè)所有行業(yè)擴(kuò)展，截至目前試點(diǎn)示范已覆蓋了82個(gè)行業(yè)，占制造業(yè)191個(gè)種類的42.9%，未來將進(jìn)一步擴(kuò)大行業(yè)的覆蓋范圍;三是核心供給能力將快速提升，以市場(chǎng)應(yīng)用帶動(dòng)智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、核心工業(yè)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和系統(tǒng)解決方案供給能力的有效提升，形成一批智能制造的中國(guó)方案。針對(duì)印刷行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)印刷企業(yè)進(jìn)行智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)無疑是解決印刷行業(yè)面臨的問題，提升設(shè)備數(shù)字化、智能化水平，是實(shí)現(xiàn)綠色印刷及迎接企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵要素。

作者單位：深圳市裕同包裝科技股份有限公司

責(zé)任編輯：薛金萍