信息驱动下的智慧型印刷生产平台建设

刘琳琳 傅建芳 李凯凯

印刷行业受到新兴媒体兴起以及互联网带来的冲击，导致原有的书报刊印刷业务市场缩小，人们的生活、工作方式的改变，个性化定制消费需求流行，使得以大量复制为标志的传统印刷雪上加霜。在此背景下，工业4.0的出现以及互联网+的提出，为印刷企业的转型升级和打造基于信息驱动下的智慧型印刷生产开辟新方向。智慧型印刷生产指在信息驱动技术和数字装备基础上，运用物联网技术、人工智能技术、传感器技术、大数据技术、移动互联网技术以及智能机器人，实现印刷生产智能化、业务网络化、制程标准化、管理高效化的生产模式。

印刷生产流程的智能化建设

随着印刷技术工艺流程和设备制造的不断发展，设备向自动化、智能化发展，设备功能向模块化、复杂化发展。印刷加工设备兼容JDF文件，设备接口的不断开放，为企业各种管理系统与设备之间进行信息传递架起了桥梁。印前数字工作流程中的数据将直接控制印刷机进行生产，印刷以及印后设备之间实现联线生产。

1.印前智能化

印前处理从半智能到全智能化的建设，即客户文件从进入到数字化工作流程中，系统自动执行各环节工作，自动切换到下一处理环节，自动进行信息传递，最终完成产品的加工，人员的参与只是起到了一个监控的作用。全自动印前处理流程如图1所示。

客户稿件、网络DIY文件以及设计文件通过网络印刷平台，传送到全自动数据处理平台服务器，服务器自动生成标准化的PDF文件以及包含所有订单ERP数据，PDF文件以及ERP数据被一起传送到数字工作流程中，全自动数据处理平台中的智能识别器根据订单判定该订单是采用传统印刷还是数字印刷方式，判定完后，全自动数据处理平台自动完成PDF文件的精炼、色彩的自动校正以及自动拼版。处理完成后，识别为传统的印刷方式，则将文件输送到CTP制版设备，进行制版输出；识别为数字印刷机则将文件直接输送到数字印刷机进行输出。

2.印刷生产智能化

在印刷机上安装智能化控制系统，通过各种智能传感器检测输纸、传纸、印刷、烘干、收纸等印刷过程中各类信号，能够实时、准确地获取纸张传递、油墨供给、颜色套准、缺陷检测、故障预测与诊断等各类信号；自动分析数据，处理数据，然后给印刷机的各个单元发出合理的指令，实现智能化控制印刷全过程的目的。

3.印后生产智能化

智能印后设备能根据程序指令自动选择相关工艺并设置参数，自动配置集成相应生产设施，实现一键完成整个印后加工工序。当更换活件时，设备能通过伺服电机自动调整设备相关参数，缩短活件更换时间。同时，自动捕捉和反馈生产数据，为管理者提供决策依据。

4.印刷物料智能化管控

与ERP系统连接，运用AGV和在智能化的仓库管理系统的指导下，实现连续的物料控制。同时在印刷生产过程中应用二维码技术实现原材料出入库、半成品入库、成品入库以及成品出库标识。应用射频识别技术，实现半成品与加工设备之间的交互、物流追踪、原材料检索与校核、库存管理，实现生产产品的智能化。运用智能机器人，实现企业内部物流的的自动化、智能化，实现机器人、设备、人之间的协同合作。

企业信息系统的建设

1.信息系统的互联

在智慧印刷厂中，生产设备可以实现自动化生产，机台之间互联，同时连接到同一网络。在信息化系统应用不断深入的过程中，ERP信息系统将与电子商务平台互联，ERP与MES系统的互联，MES系统与生产设备互联。以MES系统与生产设备互联如图3所示。

MES系统与生产设备互联的优势：

①机台可以将生产的完成情况及时上报给MES系统，以便在最短的时间实现下一生产任务的切换，缩短了生产周期，并且方便生产管理人员对实时生产任务进度的全面把握。

②由于是机器自动化生产，不仅提高了生产效率，而且产品质量的一致性得到了保障。

③节省了劳动力成本，随着人口红利的消失，劳动力成本不断上升，劳动密集型型企业不断迁往劳动力成本更低的东南亚国家，设备的自动化生产，在一定程度上缓解了印刷制造企业招工压力。

④由于设备与MES系统是互联的，可以实时监控和反馈设备生产状态，出现故障能及时得到解决，降低了停机造成的损失。

2.企业信息化策略

对于信息化水平不高的印刷企业，应尽早树立企业信息化建设意识，结合企业的业务需要以及目前的信息化水平，积极引进信息化管理系统。从单个部门出发，初步实现部门级的信息化，提高企业生产、管理、运营效率，增强企业竞争力。

对于有一定信息化基础的印刷企业，则重点应放在打破企业信息化孤岛，注重信息化系统之间的互联。不仅实现从订单生成，到生产订单的自动下达，再到生产一条链的信息化，还要实现企业、客户、供应商之间信息化的互通。使客户在网络印刷平台下单的同时，印刷企业进行生产的准备工作，供应商根据客户订单以及印刷企业原材料库存现状及时供应所需物料，实现原材料供应及时、订单生产及时、成品送货及时，进一步实现丰田汽车的准时生产管理思想。

智慧型印刷生产的必要条件

智能生产的前提是设备自动化、智能化的实现。对于印刷行业来说，要实现智能生产有赖于印刷设备制造商与印刷生产企业共同努力。

对于印刷设备制造商来说，需要运用当前最先进的机械制造技术，人工智能技术、物联网技术结合印刷产品加工工艺，制造出满足印刷企业生产个性化、多样化产品的自动化智能化生产加工设备。印刷设备具有更多的开放接口，实现设备与设备之间，设备与企业内部软件系统之间的互联。

对于印刷生产企业来说，应从生产力、购买力、新旧设备衔接方面全面考虑，引进自动化、智能化设备。综合考虑自身生产力，规划近期和远期业务发展方向，购置相应的智能设备；可以预见，未来劳动力市场会越来越紧张，用工成本会持续增加，印刷行业实现机器换人也是必然趋势，在购买力允许的情况下，尽可能购买智能化程度高、稳定性能更好的品牌设备；同时，根据企业现阶段以及未来业务需要，淘汰不适用的设备，或对现有设备进行改造以使之适应新的发展需求，或者新购自动化、智能化设备开展企业新的业务。

智慧型印刷生产的实现

印刷企业生产流程的智能化如图4所示。全自动化的智能生产线可通过信息系统控制的智能设备、智能机器人、AGV智能小车；印前中心通过对订单以及客户文件进行分析处理，转换为生产指令信息；信息系统接收生产指令，并作出分析，指导控制智能设备开始启动生产；智能设备通过信息提示智能机器人，使之完成初始材料的搬运以及上料生产。

生产过程中的半成品，通过信息系统自动控制的地板链和输送带，使半成品进入到下一生产工序；同批次的产品制造信息设置在芯片或者二维码中，这个具有“大脑”功能的芯片或者二维码提前告知包装印刷设备印刷；颜色、模切、形状以及后道工序要求等生产信息。印刷厂的生产员工以及管理人员可有借助智能手机或中央控制系统进行查询或者全程操控。

智能印刷厂根据具有代表性的产品集成配置相应的自动化、智能化生产线，达到设备的最大利用率。在生产过程中，信息系统根据生产指令，自动配置生产工艺，并指导相应的设备提前做生产准备工作，提高生产效率。在印刷厂内部，智能产品的实现过程如图5所示。

印刷行业一次次上演智能化发展变革与网络、IT技术的融合，与工业4.0的产业模式不谋而合。印刷设备中智能化模块，带动印刷过程中的智能化生产，更有企业引入高速全自动化设备、智能化机器人。印刷企业作为以知识传播文化传承的重要产业，在社会智慧化发展的潮流中，也将全面实现印刷生产过程的智慧化。