CC BY
114
Автоматизация полиграфического производства
Разработка автоматизированной системы учета и контроля печатной продукции на современном полиграфическом предприятии
А.А. Трубин,
ДЦат-5-1
На сегодняшний день можно с уверенностью сказать, что полиграфия является одной из самых динамичных, быстро изменяющихся отраслей в мире. Меняются технические средства, технологии и подходы к организации производства. Современная типография - это целый комплекс, зачастую включающий не только традиционные допечатные, печатные и послепечатные процессы, но и создание макетов, дизайн и верстку, а также, после завершения выполнения заказа, логистику готовой продукции.
Темпы развития диктует еще и большая конкуренция на рынке полиграфических услуг. Для повышения конкурентоспособности предприятиям необходимо усиливать привлекательность выпускаемой продукции на рынке путем повышения качества, уменьшения трудоемкости, времени изготовления и себестоимости.
Для этого на предприятии внедряется интегрированная система автоматизированного управления, имеющая несколько уровней. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) обеспечивает управление конкретным технологическим оборудованием. Автоматизированная система управления подготовкой производства (АСУПП) обеспечивает формирование планов работы технологических участков, контроль качества продукции и хранение полу-
38
фабрикатов, а также приемку сырья. Верхним уровнем является автоматизированная система управления предприятием (АСУП), обеспечивающая общее руководство цехами и службами.
Для оценки существующего уровня автоматизации на предприятиях и проблем, с которыми сталкивается их руководство, был проведен анализ производственных процессов в четырех типографиях, работающих по разному организационному принципу и выпускающих разную продукцию.
Полиграфический комплекс «Экстра-М» (Красногорск)
Продукция: газеты и журналы различной красочности и формата.
Оборудование: процессоры CtP фирмы AGFA, печатные машины Man Roland Geoman, UNISET 70, ROTOMAN 70, послепечатное оборудование.
Особенности: отсутствует склад готовой продукции, готовый тираж отгружается не заказчикам, а потребителям через собственную службу доставки. Существует участок ручного комплектования заказа для того или иного региона (набор газет для подписчиков) по тиражной ведомости, склад бумаги автоматизирован с применением штрих-кодов, нанесенных производителем.
Проблемы: технологические карты и контрольные листки печатаются вручную и заполняются на бумажном носителе, ручная комплектация заказов является долгим и трудоемким процессом, автоматизирован только склад бумаги.
ОАО «Можайский полиграфический комбинат» (Можайск)
Продукция: книги (мягкий и твердый переплет) и журналы.
Оборудование: процессоры CtP Galileo VXT, копировальные рамы, процессоры для обработки офсетных форм, ролевые офсетные машины без сушки (Циркон-66, Ультрасет-72, 2ПОК-84-42Л) и с сушкой (Rotoman), листовые офсетные машины Man Roland, машины для отделочных, переплетных, брошюровочных процессов и упаковки тиража.
Особенности: работа с большими тиражами при неполной отгрузке по договору с издательством, ручной пересчет листовой бумаги при приемке на склад и отправке в цех, наличие на складе аппаратов для резки рулонной бумаги в листовую, искусственное усложнение учета материалов и готовой продукции (двойной подсчет - при отгрузке и получении).
Проблемы: система автоматизации «Парус» охватывает только бухгалтерию и допечатную подготовку заказа, технологическая кар-
39
та передается по участкам на бумажном носителе, палеты помечаются биркой с номером заказа, ручной пересчет листовой бумаги дает отсрочку (до полутора дней) запуска печати, склад готовой продукции не автоматизирован, продукция пересчитывается вручную и заносится в базу данных «Парус».
Типография «Любавич» (Санкт-Петербург)
Продукция: полный спектр полиграфической продукции (кроме упаковки, линия устанавливается).
Оборудование: процессоры CtP Heidelberg Suprasetter, листовые офсетные машины Rapida и Speedmaster, машины для отделочных, переплетных, брошюровочных процессов и упаковки тиража.
Особенности: применение базы данных, реализованной в среде Microsoft Access, оформление менеджером технологической карты на бумажном носителе, а также конверта с образцом фальцовки и цветопробой, занесение сведений о выполнении технологических операций в бумажную техкарту и базу данных, работа только с листовой бумагой.
Проблемы: палеты с полуфабрикатами помечены бумажными бирками с ручными пометками, отсутствует автоматизированная система учета на складе бумаги и готовой продукции.
Типография «Премиум-Пресс» (Санкт-Петербург)
Продукция: полный спектр полиграфической продукции (кроме упаковки).
Оборудование: процессоры CtP Kodak, листовые офсетные машины KBA RAPIDA, Heidelberg Speedmaster, машины для отделочных, переплетных, брошюровочных процессов.
Особенности: отсутствие склада готовой продукции ввиду небольших тиражей и малых сроков их изготовления, оформление технологической карты с экскизом на бумажном носителе с ручным заполнением, применение ручного труда при сборке книг небольших тиражей и упаковке продукции.
Проблемы: отсутствие системы автоматизации (есть только бухгалтерский учет и ведение базы заказов), ведение технологической карты на бумажном носителе, палеты с полуфабрикатами помечены названием заказа (например, кодовое слово из названия книги), специалисты производственного отдела вручную составляют план загрузки печатных машин на неделю или день, значительное увеличение сроков изготовления книг вследствие применения ручного труда для их сборки, отсутствие гибкой системы отгрузки (срыв срока изготовления приводит к сбою в отгрузке) вследствие обязательного самовывоза продукции заказчиком.
40
Проведенный анализ производственных процессов на действующих предприятиях разных регионов и типов показывает общность проблем, связанных с учетом и контролем полиграфической продукции на разных этапах производственного цикла.
Их можно свести к следующим:
• менеджмент предприятия в большинстве случаев не может контролировать прохождение заказа по стадиям производства;
• учет и контроль зачастую зависит от конкретного сотрудника, который знает размещение материалов на складе, полуфабрикатов в цехе и т. п.;
• технологические карты на каждый заказ ведутся в бумажном виде и не имеют дубликатов, а значит при утере восстановить их крайне проблематично;
• палеты с полуфабрикатом помечаются вручную, что увеличивает риск ошибки при выполнении операций;
• отсутствует (из рассмотренных везде кроме типографии «Любавич») единая система автоматизации производства от заказа до отгрузки (АСУП) при частичной автоматизации участков производства;
• ручной складской учет (поступление продукции к одному сотруднику, производительность которого ограничена, а значит снижение скорости выполнения заказов).
Таким образом видно, что при частичном внедрении АСУТП (системы поставщиков оборудования) на отдельных машинах и участках, отсутствуют примеры полноценной системы управления производством, позволяющей контролировать все процессы с одного рабочего места или удаленно.
Решить ряд вопросов учета возможно, применив получившие в последнее время широкое распространение технологии штрихового, двумерного и радиочастотного кодирования и интегрировав их с системой автоматизации производства (1С, Парус или другие).
Штриховой код - графическая информация, наносимая на поверхность, представляющая возможность считывания ее техническими средствами - последовательность черных и белых полос либо других геометрических фигур.
На сегодня реализуются следующие способы штрихового кодирования.
Линейными называются штрихкоды, читаемые в одном направлении (по горизонтали). Наиболее распространенные линейные символики: EAN, UPC, Code56, Code128, Codabar и другие. Линейные символики позволяют кодировать небольшой объем информации (до 20-30 символов, обычно цифр).
41
Двумерные символики были разработаны для кодирования большого объема информации. Расшифровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). Двумерные коды подразделяются на многоуровневые (stacked) и матричные (matrix). Матричные двумерные коды кодируют информацию с использованием темных и светлых геометрических элементов, расположенных в виде решетки. Положение каждого элемента по отношению к центру символа является ключевой переменной для кодирования. Матричные символики наиболее часто используются для маркировки объектов небольшого размера, а также для высокоскоростного считывания в автоматическом режиме. Наиболее распространенные из них -Data Matrix, MaxiCode, Aztec Code, Code One и QR Code.
Одной из причин выбора двумерных матричных кодов для маркировки и отслеживания промышленной продукции является их надежность при эксплуатации на искривленных поверхностях. Data Matrix и другие двумерные символики способны кодировать уникальный серийный номер, код партии, данные о конфигурации, штемпель времени и прочую информацию о промышленной продукции. Двумерные символы могут с высокой степенью надежности считываться с помощью ручных или автоматизированных стационарных имиджеров в процессах промышленного производства, включая автоматизированные поточные процессы и сборку, отслеживание производственных процессов, учет данных для контроля качества.
Хотя двумерные коды не получили столь широкого распространения как штрихкоды, им на смену быстро приходит технология будущего - RFID. Это радиочастотное кодирование.
RFID (Radio Frequency IDentification) - способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.
Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег).
Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая -интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая - антенна для приема и передачи сигнала.
Метки подразделяются на активные (с дополнительным питанием) и пассивные (распространены больше всего), а также на типы по дальности их считывания.
Считыватели радиочастотных меток возможно реализовать в стационарном или мобильном формате. Стационарные считыватели крепятся неподвижно на стенах, дверях, движущихся складских устрой-
42
ствах (штабеляторах, погрузчиках). Они могут быть выполнены в виде замка, вмонтированы в стол или закреплены рядом с конвейером на пути следования изделий. По сравнению с переносными, считыватели такого типа обычно обладают большей зоной чтения и мощностью и способны одновременно обрабатывать данные с нескольких десятков меток. Стационарные считыватели подключаются к рабочей станции (ПК). Задача таких считывателей - поэтапно фиксировать перемещение маркированных объектов в реальном времени либо идентифицировать положение меченых предметов в пространстве.
Мобильные считыватели обладают сравнительно меньшей дальностью действия и зачастую не имеют постоянной связи с программой контроля и учета. Мобильные считыватели имеют внутреннюю память, в которую записываются данные с прочитанных меток (потом эту информацию можно загрузить в компьютер) и, как и стационарные считыватели, способны записывать данные в метку (например, информацию о произведенном контроле).
Несмотря на удешевление стоимости RFID-метки, в обозримом будущем полное вытеснение штрихкодов радиочастотной идентификацией вряд ли состоится по экономическим причинам (система не будет окупаться). В то же время технологии могут дополнять друг друга. Современные RFID-принтеры позволяют нанести на метку еще и визуальный код.
Преимущества радиочастотной идентификации:
• Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз.
• Отсутствие необходимости в прямой видимости. Для чтения данных метке достаточно хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь, в том числе, и на довольно большой скорости.
• Большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрихкод.
• Больший объем хранения данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрихкод.
• Поддержка чтения нескольких меток. Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду.
• Устойчивость к воздействию окружающей среды. Штрихкод легко повреждается (например, влагой или загрязнением).
Недостатки радиочастотной идентификации:
• Стоимость системы выше стоимости системы учета, основанной на штрихкодах.
• Сложность самостоятельного изготовления.
• Подверженность помехам в виде электромагнитных полей.
43
Таким образом, видно, что сочетание современных систем идентификации (главным образом технологии RFID) позволит разрешить ряд проблем, связанных с учетом и контролем на полиграфическом предприятии. При интеграции в систему управления производством модуля, обрабатывающего сигналы со считывателей тегов, установленных на тех или иных участках производственного процесса, можно получить оперативную информацию о переходе заказа в следующую стадию производственного процесса, а главное - о поступлении продукции на склад.
Рассмотрим схему полиграфического производства, включающую основные этапы. Видно, что на схеме есть места, где внедрение технологии автоматической идентификации позволит значительно сократить время ручной обработки информации о продукции. Это, например, фиксация поступления упакованных книг на склад готовой продукции. Или размещение двумерного кода на ролях бумаги с целью их учета и контроля отгрузки в цех рулонной печати.
Главной проблемой, с которой можно столкнуться при внедрении автоматизированной системы учета на производстве - психологический барьер перед восприятием технологий у сотрудников и, как следствие, отсутствие доверия результатам работы технических средств (опасения в некорректности работы). Внедрение технологий кодирования требует пересмотра подходов к управлению производством и иной административной структуры, что, наряду с сомнительной экономической эффективностью, останавливает руководителей предприятий.
Системы кодирования имеют смысл лишь в случае, если:
• объемы производства таковы, что визуальный контроль прохождения заказов затруднен или вовсе невозможен;
• цепочка технологических процессов велика (как при производстве журналов или книг) и происходит многоэтапная послепечатная обработка.
Из рассмотренных предприятий внедрение системы было бы целесообразно на Можайском полиграфическом комбинате и в типографии «Любавич».
Технологии штрихового и радиочастотного кодирования уже активно применяются в пищевой промышленности, электронике. Внедрение их в полиграфии позволит по новому взглянуть на менеджмент и организацию производственных процессов. Несомненно, за этим будущее.
44
