近年來,出版印刷業的智能制造發展在經歷破題、探索和起步階段之后,智能制造的示范效應逐漸顯現,越來越多的印刷企業認識到數字化轉型和智能化建設對企業發展的作用和意義,“機器換人”或“人機協作”的基本認識已被普遍接受,實施智能制造已從“可選項”變成“優選項”“必選項”。
安徽新華印刷股份有限公司(以下簡稱“安徽新華”)緊跟智能制造趨勢,圍繞印刷業“綠色化、數字化、智能化、融合化”目標,在數智化建設方面專注于數字價值突破,從場景小但價值體現明顯的場景開始,整體規劃、分步實施。
以戰略牽引和現實需求推動數智化建設
數智建設,標準先行
公司聚焦圖書和中小學教材產品特點,深度開展印前體系標準化、質量管理標準化、生產工藝標準化、設備管理標準化4個方面標準化,依據《企業標準體系》系列國家標準,構建了由78項產品實現標準、202項基礎保障標準、162項崗位標準構成的企業標準體系;制定了《中小學教科書質量要求》(Q/AXH 05-2024)、《安徽新華精裝書籍要求》(Q/AHKH 03-2024)等嚴于國家標準的企業標準,以標準化為數智化印刷和新質生產力發展打好根基。
為創建并堅持營造標準化運營的良好生態,公司積極參加國家和行業標準研制,并在標準研制中培養人才、鍛煉隊伍、提升公司標準化建設,近年來先后參加《印刷智能制造標準體系表》《騎馬訂裝書刊要求》《印刷技術 專色階調值的測量與計算》《印刷智能工廠企業資源計劃(ERP)構建指南》《印刷技術 印前數據交換 第5部分:場景相關的標準彩色圖像數據(RIMM/SCID)》《印刷技術 印前數據交換 輸入掃描儀校準用色標 第1部分:輸入掃描儀校準用色標》《印刷技術 印前數據交換 輸入掃描儀校準用色標 第2部分:輸入掃描儀校準用高階色標》《印刷產品分類及編碼方法》《印刷技術 印前數據交換 第3部分:CIELAB標準彩色圖像數據(CIELAB/SCID)》《印刷技術 印刷工作流程的顏色一致性》《印刷技術 印前數據交換 第4部分:顯示用寬色域標準彩色圖像數據[Adobe RGB(1998)/SCID]》《印刷技術 印前數據交換 基于RGB印刷工作流程中使用RGB圖像的準備和可視化》《圖書精細化印制質量要求及檢驗方法》《圖書精細化印制評價規范》等國家和行業標準研制。
用好ERP,建好MES
企業建設數智化要先從信息化建設開始,對離散型印刷企業來說,首先就是要用好ERP、建好MES,從信息化應用中尋智,賦能企業經營管理。早在2005年,安徽新華率先實施印刷ERP信息化項目,構建了以業務為驅動、以財務為管控的信息化平臺,為企業經營生產和各項管理提供了有力抓手。
2017年以來,公司圍繞生產協同,從傳統的ERP“資源管理”延升到MES“生產執行”,實施了MES協同生產系統,信息化延伸到作業生產過程的付印條件、物料跟蹤(物控)、作業排產(生控)、工序協同、進度反饋、移動質檢、碼上管紙、賦碼溯源等作業底層,通過MES實施優化和提高了生產過程效率和質量。圖1、圖2分別為賦碼溯源、移動質檢示意圖和產品二維碼生成示意圖。
圖1 賦碼溯源、移動質檢
圖2 產品二維碼生成
數字采集,數智應用
在前期數智化探索的基礎上,2023年公司開始思考在印刷車間探索數字化車間建設,推動印刷車間深度數字化管理,以數字化提高生產效率、管理效率、運營效率。2024年,以“數字采集、數智應用”為核心的印刷車間數字化建設開始分步實施。
01 印刷機臺實時數字采集,在印刷機臺的不同運行部位采集不同的狀態數據,主動監控印刷機臺運行。通過對印刷機臺的供紙數、印刷數、交頁數的實時采集,進行縱向對比,獲取供紙數、成品數、廢品數,結合產品用紙信息,再計算出紙張出紙率和班組用紙消耗、用紙節超。通過對印刷機臺運行速度軌跡波形圖,獲知開機時間、中途停機、運行速度、用紙、托盤等情況,數為我用,實現有效管理生產現場、提高效率。圖3為機臺數采報工示意圖。
圖3 機臺數采報工
02 計件工資自動核算,通過數字采集、自動報工,結合建立的計件工資檔案,系統可自動計算員工的計件工資,實現員工報工即可知道勞動所得,付出即知回報,系統自動呈現,計算標準,數字透明,員工放心。同時,產量工資自動計算,降低對人員的依賴,也減少工資核算的人力投入,數為我用,實現減員增效和數采應用的延伸。
03 印刷產品棧板數字化,結合數據采集和作業信息,自動生成棧板標識信息、打印棧板條碼掛單標志,實現機臺交付印刷產品數據的可靠、便捷。MES自動打印產品的棧板碼單,不僅降低人工抄寫的掛單工作量,更是避免手工抄寫的信息差錯及可能導致的印刷頁子難找等問題。通過數采和棧板化管理,精準控制各版印刷頁子數量,有效解決多印少印的問題,控制補印、補紙情況的發生,對訂單配套控制提供支持,從而降低消耗。基于數采的機臺自動報產,生產數據的反饋更為及時、準確,實現對印刷生產作業進度的精準透視,生產決策人員對生產的把控能力實時精準,生產協同更加快捷。數為我用,實現對印刷過程數量的實時管理。圖4為機臺生產日報分析示意圖。
圖4 機臺生產日報分析
04 對產品紙張機臺領機的數字挖掘分析,在數采、用紙數字化基礎上,結合ERP&MES信息,實現用紙數量、質量的追溯。紙張用到哪個訂單作業上,印刷什么產品,哪個機臺印刷的,哪位領機生產的,生產時間及數量等,紙張的整個生命周期都可以清晰分析出來、呈現出來。對這些數據進行挖掘分析,從不同維度可以得到不同管理需求數據和改進優化策略;可以對比分析不同廠家品牌紙張的優劣、適性,用以指導企業紙張采購和溯源反饋,優化供應鏈;可以分析不同機臺印刷的損耗和領機的技術水平,做好設備保養和采購管理,做好員工技術培訓,指導企業有效管理員工,揚優汰劣,激勵先進。紙張是印刷企業占比最大最重要的原材料,數為我用,可挖掘出降本增效的巨大潛力。圖5為機臺數采報產過程記錄示意圖。
圖5 機臺數采報產過程記錄
過程管控,碼上賦能
在ERP信息化上線之初,公司對紙張及原輔材料的管理重點是紙質單據及臺賬報表的管理,并沒有對實物進行有效監管。近年來,隨著業務量的增加,紙張庫存增量巨大,公司對紙張的實物管理需求更加迫切。為了精確實現對紙張的過程追溯,公司建設5G+MEC虛擬內網,從一卷一碼切入“碼上管紙”數字化場景應用。自2023年開始,公司卷筒紙開始掃碼(賦碼)入庫、掃碼出庫,從卷筒紙實物與“碼”的綁定,實現“碼上管紙”。2024年,“碼”的應用再向后延伸,開始進行“掃碼用紙”“碼板報工”,后續印刷頁子物流轉序通過掃碼實現“碼上轉序”,裝訂打捆環節銜接已有的每捆書標簽的二維碼,實現“賦碼溯源”。
通過對紙張到廠形成圖書產品出廠6個“碼”的過程管理,將紙張使用與與生產環節、產品實現全流程綁定,為各環節各層次管理賦能。
儲運環節可通過“碼”實現對卷筒紙品牌、規格、庫存、庫齡等管理,印刷環節可通過“碼”實現對卷筒紙出紙率、白破以及紙張適性、印刷質量的管理,印后環節可通過“碼”實現精準定位查頁、物流轉序以及紙張溯源、印刷溯源;基于“碼”,現場操作人員可精準作業、提高工作效率,管理指揮人員可共享信息、提高管理效能,經營決策人員可全景透視、掌控總圖、領航企業經營發展。
供應鏈網,采購詢優
2024年,公司從印刷原輔材料采購供應鏈入手,建設物資采購詢優信息平臺,平臺與企業內部ERP請購流程數據對接,把線下電話、微信等詢價、采購、溝通等行為遷移到平臺線上以流程化、信息化方式進行。
一是在平臺上進行印刷采購,可進一步規范工作流程、執行采購標準,實現采購工作及管理可追溯、易追溯。
二是引入線上詢價、競價采購機制,可進一步拓寬采購范圍,降低采購成本。
三是以平臺積累數據,分析挖掘并與ERP等信息化系統鏈接,在成本、質量、效率上為生產管理和經營決策賦能。
印刷數智化建設幾點思考
印刷企業無論是新建設數智化工廠還是在現有基礎上進行數智化改造,可根據行業標準和行業規劃,結合企業自身實際,分階段、分步驟實施。
標準化管理是前提
企業要建立內部標準化體系,標準化要貫穿作業、流程、管理等每一個環節。沒有標準化,無法信息化,更談不上數智化。
智能化設備是基礎
在設備改造上,企業可緊跟國家數字化建設大勢,根據自身情況,以邊改邊建、小步快跑、試點總結、循序漸進的方式進行。新購設備在滿足自動化生產基礎上,要考慮數據接口開放,比如具備CIP4接口的設備,可對接JDF或JMF文件,與其他系統實現數據信息交互,能接收數據,能傳出數據。針對老舊設備,可通過加裝傳感器等辦法先試先用。
物流自動化是關鍵
近兩年,印刷企業智能立體倉儲系統、無人搬運車AGV、自動化分揀系統等場景應用不斷呈現。對于印刷企業來說,按照自動化物流和智能化物流的標準投入,是一筆不菲的投資。企業要在短期和長期投資中尋求平衡,確保自動化建設具有較高的經濟效益。因此,要充分關注企業長期發展,平衡短期投資與長期效益,要充分考慮成本和收益,要根據自身實際情況和資金投入能力,避免一味地追求高度自動化,“為自動化而自動化”,可能會產生新的資源浪費。
數據采集深度應用任重道遠
數采的關鍵是數據的活用,將看不到的問題顯現出來,通過持續改進,提高設備平均每小時產量,帶動整個企業效率提高、成本降低。要重點關注如何對有效數采數據進行分析,在涉及產品有效產出、設備OEE指標、人員操作技能水平、紙張原輔材料超節耗、財務成本管理等多維度多方向進行綜合挖掘,發現存在問題,思考解決辦法并付諸實踐應用,在經歷一個循序漸進的過程后,逐步把企業的數字化場景應用做實做精。
安徽新華數智化建設的幾點想法
安徽新華下一步的數智化建設進程中,將圍繞企業數智化轉型過程中的“痛點”和“堵點”,重點在精益化管理、自動化、數字化投入、數字化運營等方面逐步進行。
01 以智能系統數據拉動為核心,優先建設平張印刷車間區域實現AGV智能物流場景,探索實現在制品AGV應用智能搬運場景,實現生產全數據拉動的智能物流,以數智化智能化賦能效率提升、效率提高。
02 推進物料的全條碼化管理,實現所有物料的全生命周期追溯,及時發現物料管理中的問題,持續改進對物料的出入庫及使用管理,降低物料消耗,提高周轉率。
03 探索印前數字化全流程拉動。通過智能化印前軟件,替代印前流程重復性大、容易出錯、需人工干預的工作模式,真正實現印前流程的全面數字化。探索MES系統與印前系統、在線檢測等生產、質檢系統的融合集成,一方面實現印刷工序數字化轉化,另一方面打通印前設計、制作數據與批量印刷的隔離,避免信息傳遞過程中的失真度,實現印前、印刷到印后的全面數字化貫通,實現提質增效、降本減耗。
04 建設企業數智化運營平臺。加強生產協同、生產計劃和生產執行3個環節的信息化和數字化集成應用,利用BI分析工具,輔助智能化的分析和預測,從信息化系統應用著手打造生產計劃控制中心,實現訂單計劃在屏、物料“碼”上在線、設備狀態可視、排產動態播送、指令一“觸”即達、作業透明生產、品檢實時呈數、信息推送共享。
來源丨印刷技術雜志
作者丨 安徽新華印刷股份有限公司 姚 峰