Инновации в полиграфии

Николай Дубина
info@prodtp.ru

Наверное, большинство из тех, кто сегодня следит за современными тенденциями в развитии промышленных отраслей, успели заметить, что многие изменения так или иначе связывают с термином «Industry 4.0». Но мало кто представляет, о чем именно идет речь и как это может быть связано с полиграфической отраслью.

Согласно Википедии, «Индустрия 4.0» — это синоним Четвертой промышленной революции: «Четвертая промышленная революция (англ. The Fourth Industrial Revolution) — прогнозируемое событие, массовое внедрение киберфизических систем в производство, обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг. Изменения охватят самые разные стороны жизни: рынок труда, жизненную среду, политические системы, технологический уклад, человеческую идентичность и другие».

Сразу уточним, что нумерация не имеет ничего общего с информационными технологиями последних лет — типа Web 2.0 и т.п. Но сама суть изменений на данном этапе полностью определяется информационными технологиями.

«Индустрию 4.0» придумали в правительстве Германии для характеристики очередного этапа развития производства — то есть это четвертая индустриальная революция. Вот полный список всех индустриальных революций, которые известны на сегодня (в максимально упрощенном виде, конечно же) — рис. 1:

• Индустрия 1.0 — сила воды и пара;
• Индустрия 2.0 — сила электричества;
• Индустрия 3.0 — компьютерная эра, автоматизация отдельных машин и процессов;
• Индустрия 4.0 — как уже понятно из вышеизложенного, активное проникновение кибернетики во все сферы производства и быта.

«Индустрия 4.0» предусматривает сквозную «цифровизацию» всех физических активов и их интеграцию в цифровую экосистему вместе с партнерами, участвующими в цепочке создания стоимости.

Рис. 1. Четыре промышленные революции

«Индустрия 4.0» предусматривает цифровую интеграцию процессов по вертикали в рамках всей организации, начиная от разработки продуктов и закупок и заканчивая производством, логистикой и обслуживанием.

Все данные об операционных процессах, эффективности процессов, управлении качеством и операционном планировании должны быть доступны в режиме реального времени в интегральной сети. При этом данные должны быть оптимизированы под различные платформы.

Горизонтальная интеграция выходит за рамки внутренних операций и охватывает поставщиков, потребителей и всех ключевых партнеров по цепочке создания стоимости. Здесь используются различные технологии: от устройств слежения и контроля до комплексного планирования, интегрированного с исполнением в режиме реального времени.

Отраслевые компании при этом также расширяют спектр предоставляемых ими услуг, предлагая революционные цифровые решения, в том числе комплексное персонифицированное обслуживание на основе данных и интегрированные платформы.

Технологическое развитие в полиграфии сегодня связывают с развитием цифровой печати. Об этом мы будем говорить чуть ниже. Здесь лишь укажем, что развитие ЦПМ неотделимо от общего развития «Индустрии 4.0». Успешное развитие сегмента цифровой печати в полиграфическом производстве сегодня и в перспективе обеспечивается не только достигнутыми технологическими преимуществами, но и более широкими возможностями комплексного подхода к организации бизнеса. В отличие от традиционных специализированных офсетных полиграфических предприятий, производство которых ограничивается тиражированием оригинал­макета, подготовленного издающими организациями, цифровые типографии предлагают заказчику выполнение полного цикла работ — от идеи до готовой тиражной продукции. Для этого, как правило, в составе типографии присутствуют подразделения дизайна и компьютерной верстки, не только печатное оборудование, но и оборудование, которое необходимо для выполнения разнообразных отделочных процессов.

Технологические преимущества цифровой печати становятся все более очевидными, конкурентоспособность этого способа печати постоянно возрастает в связи с применением высокоскоростных рулонных ЦПМ струйной печати как реальной альтернативы офсетным печатным машинам.

Можно сделать вывод, что новое поколение ЦПМ промышленного типа предназначено уже не только для печати малотиражной продукции — их применение значительно расширяется.

Сделав небольшое отступление, отметим, что офсетный способ печати, тем не менее, продолжает сохранять ведущее положение в производстве печатной продукции за счет высокого качества исполнения печати и оптимальной цены за экземпляр при средних и больших тиражах. В ряде случаев современные офсетные печатные машины уже не уступают ЦПМ промышленного типа по оперативности изготовления заказов, в диапазоне тиражей начиная с 1 тыс. экземпляров.

Всё большее применение находят агрегаты повышенной красочности (8­10 печатных секций) двухсторонней печати. Сохранению масштабов применения офсетной печати в отечественной полиграфии в последнее время также содействует интенсивное развитие УФ­технологий, благодаря которым возник широкий ассортимент доступных УФ­красок для печати упаковки и этикеток, в том числе самоклеящихся, и полимерной (гибкой) упаковки, несмотря на сохраняющийся приоритет в этой области флексографической печати.

В то же время, как уже было отмечено выше, рост применения цифровой печати очевиден и расширяется ниша ее тиражного диапазона, а также качественные и технологические возможности.

Если в 2013 году ажиотаж вокруг концепции «Индустрия 4.0» воспринимался многими как пиар, то сейчас интерес к этой концепции перерос в реальные инвестиции и результаты.

И если уж мы говорим о полиграфии, то наиболее яркое проявление интереса к «Индустрии 4.0» можно было заметить в дни проведения выставки drupa 2016, которая прошла под девизом «Touch the future» (Прикоснись к будущему), на которой немецкая экспозиция демонстрировала цели и задачи новой концепции «Print 4.0». Да и весь 2016 год был обозначен международным профессиональным сообществом как четвертый передел в полиграфическом производстве, основным признаком которого является распространение цифровых печатных технологий.

Структура тематического построения drupa 2016 была представлена шестью секторами по следующим направлениям:

• «fp» (functional printing) — многоканальные технологии, возможности и процессы для печатания на всех видах материалов и поверхностях (керамика, стекло и изделия из него, продукты электроники, компоненты автотранспортных средств, декоративные и пластиковые поверхности и т.п.;
• «p» (print) — печать, изменения в мировом полиграфическом производстве, решения и возможности для развития типографий;
• «3D» (3D printing) — 3D­печать, переходная специализированная технология с большим потенциалом развития;
• «pac» (packaging production) — производство упаковки, будущие технологии открывают новые возможности в производстве упаковочной продукции, функциональное и промышленное его развитие;
• «gp» (green printing) — экологические стандарты в полиграфическом производстве;
• «mc» (multichannel) — один контент, но различные каналы его распространения и доставки.

Вышеупомянутые шесть секторов — это именно те направления, куда сегодня и в ближайшие годы будут вкладываться основные инвестиции и где надо ожидать наиболее интересные, а может быть, и прорывные инновации.

Возвращаясь к термину «Print 4.0», отметим, как его определил Клаус Болза­Шюнеманн, председатель Оргкомитета drupa и исполнительный глава Koenig&Bauer AG: «Благодаря своим сетевым процессам, “Print 4.0” уже является лидером “Индустрии 4.0”. Для нас это означает сквозной цифровой рабочий процесс, который становится возможным благодаря интеллектуальной сети наших машин и систем».

Для предыдущих этапов технического прогресса в полиграфии характерны следующие отличительные особенности: первый — металлический набор и печатный пресс Гутенберга; второй — механизированный набор и печатные машины высокой печати; третий — компьютерный набор и печатная техника офсетной печати.

«Наши производители станков и оборудования являются настоящими первопроходцами на пути к “Индустрии 4.0”. А в полиграфической отрасли давно идет речь о Print 4.0», — отмечает Маркус Хееринг, генеральный директор Отраслевого объединения производителей печатного и бумагоделательного оборудования в составе Союза немецких машиностроителей VMDA.

Казалось бы, какой смысл вспоминать прошедшую год назад выставку? Но согласитесь, что проведенные выставочные мероприятия практически всегда являются барометром направлений развития в тех или иных отраслях, указывающих возможные перспективы грядущих изменений. И полиграфия в этом смысле — не исключение.

Предлагаем все инновации, описанные ниже, рассматривать сквозь призму таких понятий, как «Индустрия 4.0» и «Принт 4.0». И как их смотреть, если не на примерах крупнейших локомотивов прогресса в полиграфической отрасли?

На drupa 2016 очень показательным был стенд Heidelberger Druckmaschinen AG. Большинство продуктов Heidelberg на данный момент уже соответствуют новым требованиям. Фундаментом для интеграции и автоматизации в типографии служит система Prinect, нацеленная на интеллектуальное взаимодействие офсетных и цифровых машин, автоматизацию всех производственных и бизнес­процессов, включение заказчиков печатной продукции в единый рабочий поток. Также в Prinect реализована возможность параллельной работы офсетных и цифровых печатных машин в рамках единого процесса, управляемого через интуитивно понятный интерфейс.

Постоянно расширяется портфолио цифровых продуктов. Heidelberg вместе со своим партнером компанией Fujifilm представила совместную разработку — высокопроизводительную цифровую систему на базе струйной печати для выпуска коммерческой и упаковочной полиграфической продукции промышленными объемами. Эффективную интеграцию цифровых печатных машин в рабочий поток обеспечит управляющая система Prinect Digital Frontend (рис. 2).

Рис. 2. Рабочий экран Prinect Digital Frontend

Все это означает, что в «умной типографии» будущего производственный процесс будет полностью автоматизирован и оптимизирован с точки зрения затрат. Машины в нем будут сами перенастраиваться при смене заказа, самостоятельно принимая данные из предшествующего звена производственной цепочки. В любом случае, в единую сеть будет интегрировано управление бизнес­процессами, а клиенты получат возможность прямого доступа к процессам, связанным с производством.

Предлагаемые Heidelberg «интеллектуальные услуги» (smart services) по предоставлению сервиса и снабжению расходными материалами служат надежной гарантией устойчивого функционирования типографии в круглосуточном режиме. Серьезные преимущества, касающиеся конкретных вопросов обслуживания машин, а также их повседневной эксплуатации, гарантируют открытые интерфейсы системы Prinect и сервисных пакетов Remote Services.

С помощью услуги eCall («электронный звонок») машина автоматически обращается в сервисную службу Heidelberg в случае неисправности. С помощью дистанционного сервисного обслуживания (Remote Service) специалисты Heidelberg имеют возможность войти в систему клиента в удаленном режиме, опреативно оказывая необходимую поддержку. Дистанционный мониторинг (Remote Monitoring) уведомляет о возможных проблемах с оборудованием, позволяя заранее, пока не произошла остановка машины из­за поломки, заменить ту или иную деталь, например, во время планового обслуживания.

Конечно же, нельзя не упомянуть и о трех новых решениях, объединенных под лозунгом Smart Collaboration (Умное взаимодействие): Heidelberg Cloud, Heidelberg Assistant и Heidelberg eShop.

Heidelberg Cloud — это информационная и сервисная операционная система, специально адаптированная для полиграфической отрасли. В нее интегрирована сеть дистанционного сервисного обслуживания Heidelberg Remote Service, к которой подключены более 10 тыс. машин и 15 тыс. дополнительных программных продуктов. Система содержит всю информацию, необходимую клиентам, и полностью поддерживается службой Heidelberg Service. Например, клиент может посмотреть реальный видеоролик, демонстрирующий правильное выполнение профилактического обслуживания оборудования, или с использованием услуги eCall в режиме реального времени получить информацию по неисправности. Heidelberg Cloud также является основой для предоставления сервисных услуг по анализу и прогнозированию рабочего процесса.

Heidelberg Assistant — это проект сервисного информационного портала на платформе Heidelberg Cloud. Доступ на портал возможен с персонального компьютера, смартфона или планшета. В портале четыре раздела: типография (Print Shop), магазин (Shopping), поддержка (Support) и администрирование (Administration). Через портал Heidelberg Assistant клиент получает персональный доступ ко всей информации и сервисным услугам, относящимся к его компании. Таким образом, портал — это личное окно клиента в мир Heidelberg. Помимо этого клиенту доступны многочисленные решения, характеризующие степень готовности его оборудования и продуктивность его работы. На портале клиент видит, какие именно сервисные контракты заключены с Heidelberg; какие машины и программные продукты находятся в эксплуатации и насколько они эффективны в настоящее время.

Используя имеющиеся клиентские данные, Heidelberg Assistant оказывает клиенту максимально возможную поддержку при оформлении заказов или запросов, предоставляет полезную информацию. Например, когда клиент заказывает расходные материалы или запчасти, Assistant подскажет, подойдут ли они к конкретному оборудованию, и, таким образом, поможет клиенту избежать ошибки при выборе.

Через Heidelberg Assistant клиенту предоставляется непосредственный доступ к новому электронному магазину Heidelberg eShop — удобной платформе для электронной коммерции (рис. 3).

Рис. 3. Новый электронный магазин Heidelberg eShop — удобная платформа для электронной коммерции. Уже сегодня во многих регионах можно заказывать расходные материалы

Новый магазин действует уже в 27 странах, через него клиенты Heidelberg во многих странах могут круглосуточно заказывать расходные материалы. В будущем можно будет заказывать и запасные части. Предлагаются скидки, бонусные схемы, промо­акции. Платежи осуществляются по счету от продавца или банковской картой. В будущем появится возможность отслеживать состояние отгрузки заказанного товара в реальном времени. Также можно получить информацию по технике безопасности и листы с техническими данными. Доступны видео с инструкциями и полезными советами по эксплуатации продуктов.

Рассматривая интеллектуальное поколение машин Speedmaster (рис. 4), нужно отметить, что развитие идет от концепции Push to Start к Push to Stop. Тогда как сегодня оператор вынужден сам запускать процессы на своей печатной машине, в будущем машина будет делать это сама — когда это возможно. Работы, стоящие в очереди, будут запускаться автоматически, причем в оптимальной последовательности, обеспечивающей кратчайшее время на подготовку к печати и, как результат, максимальную чистую продуктивность. Оператору останется лишь одно — останавливать процесс, если возникнет необходимость вмешаться и что­то изменить.

Рис. 4. Speedmaster XL 106

Одной из новых функций является система Hycolor Multidrive для независимого управления красочными и увлажняющими аппаратами с главного привода. Это позволяет выполнять смывку красочного аппарата в тот момент, когда главный привод задействован в операции смены лакировальных форм или смывки офсетного полотна и печатных цилиндров.

Более того, возможно отключение того или другого красочного аппарата, если он не используется при печати текущей работы. При отключении аппарат не выводится из зацепления, оставаясь соединенным с редуктором главного привода. Тем самым экономится время, которое в ином случае затрачивалось бы на вывод из зацепления и последующий ввод. Кроме того, приводная система остается нечувствительной к воздействию вибрации, независимо от того, сколько красочных аппаратов и какие именно из них были отключены.

Повышен и уровень автоматизации лакировального аппарата. На drupa была продемонстрирована полностью автоматизированная смена лакировальной формы с помощью устройства AutoPlate Coating Pro. А программы смывки после дальнейшей оптимизации еще больше ускорят смывку офсетных полотен и печатных цилиндров. Устройство AutoPlate XL 2 — второе поколение систем одновременной смены форм — также работает быстрее и полностью независимо от смывки полотна и печатного цилиндра, то есть параллельно ей.

Встроенная система спектрофотометрического контроля цвета и корректировки приводки в линию Prinect Inpress Control 2 отличается вдвое уменьшенным временем до первого измерения и оптимизированными алгоритмами контроля качества, позволившими добиться 20­процентного сокращения количества макулатуры.

Из усовершенствованных программных решений НР можно назвать Print OS, которая дает картинку в режиме реального времени (рис. 5). Можно увидеть статус машины, посмотреть цепочку заказов, которые планируется печатать, подключить к системе корпоративного клиента, чтобы он сам следил за статусом своего заказа, и многое­многое другое. Специалисты отмечают, что система очень перспективная, от нее можно ожидать еще много нового и интересного. Кстати, на выставке FESPA­2017 компания HP представила приложения ОС PrintOS, доступные для печатных машин HP Scitex и принтеров Latex.

Рис. 5. Рабочий экран НР Print OS

Еще одна интересная программная разработка — HP Analyzer. Этот продукт выполняет функцию планирования загрузки машины с целью обеспечения максимально ровной загрузки и, как следствие, повышения эффективности работы и сокращения простоев.

Например, нам нужно напечатать тираж в 50 экземпляров на бумаге плотностью 350 г/м2, но фокус в том, что в данный момент машина печатает заказ на бумаге 200 г/м2. Зачем останавливать ее, если в очереди стоит пять заказов на той бумаге, которая уже лежит в лотке? Не лучше ли допечатать четыре из этих пяти заказов, а во время печати пятого в свободный лоток положить бумагу 350 г/м2 и затем выполнить нужный заказ на ней?

Таким образом, при попадании работ в машину HP Analyzer анализирует параметры заказа, очередь других работ, наличие материалов в машине, их ресурс и еще множество параметров, а затем на основе этих данных выстраивает оптимальную цепочку выполнения работ.

В среднем HP Analyzer экономит до 30% времени за счет сокращения простоев и снижения количества циклов смены расходников.

Кстати, HP Analyzer уже доступен для всех листовых машин HP Indigo.

Компания KBA продвигает концепцию KBA 4.0, под которой подразумевается идея создания сетевой типографии, в которой продукты, машины и инструменты будут постоянно соединены между собой с помощью радиочипов и сенсоров для непрерывного обмена информацией. При этом машины самостоятельно осуществляют настройку, необходимую для перехода к следующему заказу, исходя из имеющихся данных, и, таким образом, разгружают печатника от рутинной работы. Соответствующие примеры были показаны KBA Service Complete в Sheetfed Service Innovation Lounge на стенде КБА на drupa 2016.

Если автоматизировать передачу данных о статусе и перемещениях от нижнего уровня до самого верхнего и использовать работающую в режиме реального времени Management Informations System (MIS), возникает необходимая прозрачность планирования и управления, а также возможность быстро и гибко реагировать на требования клиентов.

С помощью Complete Cloud Mobile сбыт и менеджмент типографии получает информацию о производстве, даже находясь у клиентов или в дороге.

Для интенсивного взаимодействия всех бизнес­процессов с производством и техникой для измерения и регулировки на машинах требуются специальные решения. Это реализуется путем обмена данными из сбыта, подготовки заказов, планирования, производства, контроллинга, логистики и систем Web­to­Print. Благодаря коммуникации в режиме реального времени в рамках комплексного решения Closed­Loop информация становится доступной вдоль всей цепочки создания добавочной стоимости. Таким образом, менеджмент получает 360­градусный обзор предприятия.

КБА уже много лет предлагает необходимые решения для объединения в сеть. При этом ключом для объединения типографии в единую сеть является программное обеспечение для планирования и управления производством LogoTronic Professional (рис. 6). Он является связующим звеном между MIS, допечатными процессами, печатью и послепечатной обработкой. При этом данные по заказам, материалам, планированию и PPF (Pront Production Format) становятся доступными для печатных машин как данные заказов, планирования и предварительной настройки. LogoTronic Professional производит обмен производственными и ресурсными данным с MIS в режиме реального времени. Производство становится прозрачным и все расходы находятся под контролем. Таким образом, обеспечивается полный обзор всех процессов на предприятии.

Рис. 6. Рабочий экран LogoTronic Professional

LogoTronic­Dashboard предоставляет наглядные диаграммы обо всех параметрах производства, связанных с производительностью.

В качестве сердца для всех решений в области цифрового рабочего потока KBA­Sheetfed предлагает производительные системы MIS (системы отраслевого программного обеспечения). Для начального уровня КБА представляет новое решение Complete PrintX. В данном случае речь идет о компактном и точном решении, которое основывается на потребностях акцидентных типографий и требует ограниченных инвестиционных расходов. В объем поставки этой системы входят все модули современного MIS. Например, управление данными заказов и основными данными, калькуляция, планирование, окончательная калькуляция, складское хозяйство, а также связь с финансами и бухгалтерией.

Высокотехнологичное решение Complete Optimus Dash предлагает, помимо этого, уникальные технологические функции, связанные с запечатываемыми материалами вплоть до online­решений для поставщиков полиграфических услуг и их клиентов. Complete Optimus Dash — это глобальное решение для упаковочных, акцидентных и цифровых типографий, которое может последовательно дополняться.

Высокопроизводительные и гибкие шаблоны требуют всего нескольких нажатий клавиш и предлагают дополнительные функции, например управление временем, управление материалами, систему формирования бухгалтерской отчетности, а также высокопроизводительными отчетами вплоть до Business Intelligence Tool для индикации KPI, которые служат для управления с минимальными издержками.

Благодаря дополнительному модулю Complete Cloud W2P имеется возможность для упрощения и автоматизации, а также для закупок печатной продукции. Благодаря Complete Cloud Mobile можно быстро и точно создавать коммерческие предложения и просматривать информацию, относящуюся к клиентам.

В зависимости от требований заказчика возможно полное объединение в сеть всей типографии вплоть до осуществления прокладки всех необходимых кабелей. Это возможно как на основе кооперации КБА с целым рядом партнеров (Kodak, Optimus, Printplus), так и на базе решений, не зависящих от производителей.

Будущее в стиле «Индустрия 5.0»

Вы ведь не считаете, что четвертая индустриальная революция и концепция «Принт 4.0» — это та реальность, в которой мы будем жить всю оставшуюся жизнь? Нет, жизнь не стоит на месте. То, что мы видели в фантастических фильмах сегодня, уже в обозримом будущем постучится в нашу дверь.

Основными принципами «Индустрии 4.0» является интеграция всех этапов жизненного цикла в единое информационное пространство и взаимодействие машин без участия человека. Главная роль человека в «Индустрии 4.0» заключается в разработке алгоритмов и обучении машин методом программирования.

«Индустрия 5.0» будет базироваться на самообучении машин, копировании действий человека или других роботов и автоматической оптимизации алгоритмов производства. Самостоятельно!

Многие еще не осознали, что такое четвертая промышленная революция, которая уже у нас на пороге, а такие ученые, как Яннис Алоимонос (Yiannis Aloimonos), Корнелия Фермюллер (Cornelia Fermüller), Езхо Янг (Yezhou Yang), Ю Ли (Yi Li), уже разработали фундаментальные технологии, которые сулят пятую промышленную революцию в самое ближайшее десятилетие.

Эта группа ученых совсем недавно совершила прорыв в области робототехники, который станет фундаментом совершенно нового принципа организации гибких производственных систем.

Представьте, что вам нужно автоматизировать производство, и вы вместо многомесячных исследований, расчетов, проектирования берете с собой лазерный сканер и видеокамеру. Сканируете внутреннее пространство производственных помещений, получая массив точек, который превращаете в 3D­модель и снимаете все действия рабочих на обычную видеокамеру. Полученные результаты вы загружаете в базу данных симулятора, который сам выстраивает модель производства в формате 4D, рассчитывая и оптимизируя производственные операции, обеспечивая их эффективное взаимодействие. В результате вы получаете максимально эффективную модель автоматизированного производства.

Исследователи из Университета Мэриленда, Института передовых компьютерных исследований University of Maryland Institute for Advanced Computer Studies (UMIACS) в партнерстве с учеными из National Information Communications Technology Research Centre of Excellence in Australia (NICTA) разработали робототехническую систему, способную самообучаться. В частности, эти роботы способны усвоить сложные хватательные движения и манипуляции, необходимые для приготовления пищи, просматривая в онлайн видео по кулинарии. Ключевой прорыв заключается в том, что роботы могут «думать», определяя наилучшее сочетание наблюдаемых движений, что позволит им эффективно выполнять поставленные задачи.

Ну, что ж, а теперь переложите все это на свой опыт работы в той или иной области полиграфии. Какими будут типографские процессы? Представили?

Стремительное развитие технологий автоматизации производства в настоящий момент обеспечивает переход от индустриализации к постиндустриализации. Технологии будущего уже в обозримом будущем обеспечат переход от постиндустриализации к автоиндустриализации.