机器视觉检测系统在印后装订质量控制中的应用

李汝星

记得前些年，每季中小学教材印制结束后，只要学生们一开学，出版社总会接到很多老师家长关于教材印制质量的投诉，主要集中在缺页、倒页、白页等问题上，处理起来不胜其烦。因工作缘故，近两年作者有幸走访了国内几家大型的书刊印刷企业。在和对方沟通中小学教材印装质量控制的问题时，大家不约而同提到了机器视觉检测系统。近几年，这类问题大幅减少。在出版社加大质量管控力度的同时，不得不说机器视觉检测系统（也称图文在线检测系统）的应用在教材印装质量方面的发挥了至关重要的作用。

机器视觉技术（Machine Vision Technology）是人工智能的一个重要分支。简言之，就是利用工业相机代替人眼来识别和测量。随着“工业4.0”“中国制造2025”等概念的推动，我国机器视觉产业进入了快速发展期，该技术已经广泛应用于工业、农业、航空航天、军事、交通、安全、科研等各个领域。在印刷行业应用虽然相对滞后，但近些年也有逐渐普及的    趋势。

传统的印刷品质量检测方式主要是通过人工完成，由人工识别不合格半成品和成品，与合格品分别码放。人工质检存在的问题是劳动强度大、人工成本高、检测效率低，并且很难做到百分之百检测，准确率不能保证。而机器视觉检测系统完美地解决了上述问题，从而大大提升了印装质量。

机器视觉检测系统一般包括：光源、镜头、工业相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。该系统在印后产品质量检测中的工作原理（见图1）并不复杂。在照明光源下，通过工业相机采集合格产品的图像，进而建立标准图像。在生产工位装置摄像头，采集流水线上的產品图像，与标准图像进行配准，图像处理系统进行运算分析，如果存在的差异超出了允差范围，即判定为不合格产品，然后触发不合格产品剔除装置。

目前在印后装订工艺领域，机器视觉检测系统主要应用于配页、折页、模切、装订等环节。例如，在配页机每个工位下纸位置安装摄像头，对每个书帖进行拍照，通过检测系统分析判断是否发生错帖、漏帖、白页等异常情况。当发生异常情况时，及时发出声光报警信号，提示操作人员剔除错误帖（目前主流机型已经安装自动排废设备）。折页机的检测摄像头一般安装于折页机正上方的作业面，可及时发现白页，图文错误等问题。还可用于检测漏印、漏烫金、混料等多种印后问题。机器视觉检测系统的应用基本上杜绝了缺陷产品的  流出。

在印品的印装质量控制中，视觉检测系统发挥的作用日益显著。某大型民营书刊印刷企业，主要经营中小学教材、教辅印装业务，曾因新招聘的员工操作经验不足，管理缺失，造成大量教材印装错误，导致出现重大经济损失，业务订单也大量流失。企业的管理者痛定思痛，深感单靠人工在产品质量监控中的不确定性，积极探索，从源头解决问题，投入几十万元购置了全套的机器视觉检测系统、在线产品称重系统，利用技术手段把印装质量问题发生的概率降到最低，取得了立竿见影的效果。

目前，我国生产机器视觉检测系统的厂家多集中在北上广深等一线城市，品牌种类较多。很多大型的印后装订设备制造商通过技术合作或企业并购，主流的机型都可选配机器视觉检测系统，设备造价也呈逐年下降趋势。由于行业并未形成统一的标准，设备的软硬件质量良莠不齐，印企采购时应多方问询、实地考察，多借鉴一些成功案例，避免蒙受损失。

2019年，在中国印刷业创新大会上，由中国印刷科学技术研究院牵头建设的“一本图书印刷智能制造测试线”正式启动。该测试线为行业打造了一个智能工厂的参考模型。因其具有印刷首检和色差监控的印刷缺陷在线检测系统、AGV智能搬运、全程检测，成为大会亮点。由此可见，自动化、智能化是当今印企发展的重要方向。

近些年，在传统出版与新兴出版发展日益融合的大背景下，知识产品传播方式产生巨大变革，出版业传统的纸介质产品需求量很难再有跨越式增长，甚至还会出现一定的下降。报刊杂志类产品已经在互联网和移动客户端普及的冲击下，发行量发生了严重萎缩。据中国报业协会印刷工作委员会发布的数据显示，我国报纸的印刷量已经连续5年发生下降，很多大型报刊印刷企业，因为产能过剩，只能向书刊印刷转型，进而使得传统的出版物印刷业市场竞争更趋激烈。在上游产业面临巨大变革的背景下，作为产业链的下游，印企更应认识到印刷业实现自动化、智能化是大势所趋，坚持不断创新，提高产品质量、降低运行成本，获取持续生存和发展的空间。

作者单位：北京师范大学出版社（集团）有限公司

责任编辑：李倩 liqian@cprint.cn