北京雅昌艺术印刷有限公司(以下简称“雅昌”)一直积极推动科技与艺术的深度融合,充分整合科技创新资源,以服务各类艺术创作者和市场为己任,以持续创新的精神,不断推动业务升级。利用专业化的生产管理体系和高效的生产交付体系,雅昌将个性定制与工匠技艺相结合,为广大消费者提供小批量、个性化、多频次的画册、书籍及单页等产品。

多年来,雅昌致力于提供平台化、智能化、定制化的服务,为客户提供便捷、高效的印刷解决方案,打造了雅昌POD生产智造系统。2024年3月8日,北京市制造业数字化转型工作启动会暨北京市智能工厂、数字化车间授牌仪式在顺义区HICOOL产业园成功举办。在这个意义重大的会议上,雅昌的POD车间被授予2022年度北京市“数字化车间”的称号。全市共有103家重点企业获评智能工厂和数字化车间的称号。本文以雅昌POD数字化车间为例,介绍了雅昌在智能制造实践中的探索。

科学评估,合理规划

POD车间作为生产交付的核心环节,承担着雅昌云印平台及其他业务渠道的生产交付任务。在POD智能制造系统的建设过程中,秉持着科学评估与规划的原则,旨在满足市场需求并解决生产中的痛点。为此,雅昌明确了一系列具体目标,以建立先进、高效的生产体系。

1.研发自动化印前处理系统

这一系统的引入将大幅提升印前工作的效率和准确性。通过自动化处理,可以实现文件的快速和准确处理,从而降低错误率并提高生产效率。这一举措将有效缩短订单处理周期,提高客户满意度。

2.引进自动智能化印装设备

这类设备具备先进的技术和智能化功能,能够自动完成印刷和装订等工序。相较于传统设备,自动化智能化印装设备具有更高的生产效率和更好的产品质量,同时也减少了对人工操作的依赖,降低了人为误差的风险。

3.建设全生命周期生产管理系统

这一系统将覆盖从订单接收到产品交付的整个生产过程,并结合现代化的追踪和监控技术,实现对生产过程的全面监管和管理。通过全生命周期管理系统,雅昌能够实现生产过程的透明化和信息化,提高生产计划的准确性和执行力。

雅昌在POD智能制造系统的建设中,将以科学评估和规划为指导,着眼于提升生产效率和产品质量,满足市场需求并赢得竞争优势。通过研发自动化印前处理系统、引进自动化智能化印装设备、建设全生命周期管理系统、集成MES和ERP系统,以及实现大规模个性化生产能力,雅昌将打造一个先进、高效、灵活的POD生产体系,为客户提供更优质、更个性化的产品和服务。

产品标准,规范流程

在雅昌的生产建设中,标准化一直是雅昌极为重视的核心要素。雅昌不断完善色彩管理体系,并采取一系列标准化管控措施,旨在确保产品质量和生产效率。在POD数字化车间,雅昌格外重视标准化产品体系和规范的生产流程,因为这是后续自动化生产和高效交付的重要保障。

1.产品标准

通过规范的SKU定义、BOM管理策略以及精密的产品成本核算方法,实现对标准化产品的精细管理,并确保数据信息与生产实际情况的高度一致性和协同性。

1)SKU定义规则:每个SKU对应一个标准产品,确保了产品管理的一致性和准确性。

2)BOM定义规则:设计BOM结构,以确保产品工艺和部件的准确性和可追溯性。

3)标准产品管理:基于BOM定义每个品类的标准产品,以确保产品多样性和生产效率。4)产品成本核算:实时核算生产成本,确保生产过程的成本控制和效率。

图 1 SKU 定义和 BOM 管理策略

SKU定义和BOM管理策略如图1所示。在建立BOM之前,要确保物料和工序信息的准确性和完整性。物料信息作为BOM列表的主要数据,而工序信息则反映了产品在POD车间的生产流程,对于建立BOM至关重要。产品BOM与SKU的匹配相关,必须在新产品生产之前进行好。BOM结构包括产品分类、工艺和部件信息,以确保生产流程的准确性和可控性。

2.流程、产线设计

雅昌设计了灵活的生产线,采用了高精度数字印刷机、智能加工装订设备以及自动物流系统,以适应多品种、小批量生产的需求,从而大大提高了生产效率和生产精准度。

在生产流程设计方面,雅昌POD车间采用了柔性生产线设计。该设计集成了雅昌云印平台及第三方渠道的客户订单与文件处理流程。通过与MES、ERP系统的深度集成,使得业务系统与生产制造环节紧密相连,实时监测和优化生产流程,从而实现了对订单全生命周期的有效管理。

推进自动化,提升效率

1.印前文件自动化处理

一旦生产任务需求进入订单系统,整个生产流程即开始了自动化运转。首先,订单及客户文件会被推送至POD-MES系统。MES系统将根据订单信息生成生产工单,并将客户文件发送至印前文件处理系统。在印前文件处理系统中,根据产品的SKU定义要求,对客户文件进行一系列的预检、加码、拼版合版等处理,以确保最终大版文件的准确性和完整性。处理完成的大版文件会直接被推送给指定的数字印刷机,同时消息也会同步发送给MES系统。数字印刷机收到文件后会自动进行预处理,作业员确认无误后即可开始印刷。印刷完成后,系统将自动完成报工并进入印后加工工序,实现全流程的自动化操作。

印前文件的自动化处理是整个生产流程中至关重要的一环。在这个环节,客户文件被转化为印刷所需的大版文件,并且根据SKU预设生成工序所需的二维码、条码、JDF等信息。首先,根据产品和业务渠道预先定义好处理流程,包括一系列的处理节点,例如PDF预检、页面提取、合并、颜色转换、加码、拼版等印前处理操作。其中,加码节点是印后自动化工序的重要基础,根据规则生成的码会被放置在PDF文件的指定位置,这些操作都是可配置的。生成的条形码和二维码可以用于订单跟踪、发货和自动化设备生产的JDF作业等用途。

不同类型的码具有不同的用途和放置位置。订单码通常是根据订单号生成的条码,放置在产品背面或者第一页,用于生产期间的订单跟踪及发货。分切机二维码则是用于分切机识别当前订单的JDF作业任务,放置在大印刷张的左小角,以便分切机根据订单页数、规格、拼版数量等参数进行自动化分切。智能胶装机、折配锁、三面切等设备也需要自动化生产码,根据不同设备的要求设置码的内容,并将其放置在页面外。例如,折配锁需要使用ITF14条形码,放置在每个折页的上方,以指示总贴数、贴次、当前页序等信息,以便智能设备进行扫码识别并匹配相应的生产参数进行自动化生产。

2.印后加工自动化

为了提高产品交付效率,雅昌引入了自动智能化设备,包括智能分切机、折配锁一体机、智能胶装机、自动上壳机、自动裁切机和自动打包机等一系列设备。在智能分切机的生产中,设备首先会扫描印张上的二维码,该二维码是在印前文件处理系统中预先加好的,并已将JDF作业任务推送至设备。通过扫描该二维码,分切机能够自动匹配调取所需作业任务的JDF参数,从而实现自动调机并裁切的功能。根据订单及数量,智能分切机能够自动进行堆叠,从而大大提高了生产效率。同时,分切机在完成作业后会回传JMF给MES系统,通过JMF,MES系统可以实现对订单分切工序的生产情况进行实时监控和追溯。

折配锁一体化设备是另一个重要的自动化加工设备。在操作中,设备会扫描每个对折页上方的条码,这些条码包含了总贴数、每贴张数、当前张序号等重要参数,是在印前文件处理系统中预先自动生成的。通过扫描条码,设备能够进行折页锁线操作,确保配页锁线的准确性和稳定性。如果扫描失败,则设备会自动报警,确保生产过程的顺利进行。

智能胶装机和皮壳机是另外两种重要的自动化加工设备。在操作中,这些设备会识别并匹配封面底部及内文第一页底部印有的条码。如果匹配失败,则设备会自动报警,以便及时处理异常情况。一旦匹配成功,设备会载入JDF作业并自动调机作业,从而实现自动化生产。这些自动化加工设备不仅提高了生产效率,还提高了产品质量和一致性。

优化排产调度,提升客户满意度

在排产调度层面,系统采用智能算法,结合设备产能、订单要求等因素,实现了最优设备分配和生产顺序编排。这一系统不仅极大地提高了生产效率,更是确保了订单能够按时交付。雅昌在这一领域也进行了持续的优化,加强了从文件处理、工序流转、物料调配、生产过程控制到成品质量检验等各个环节的精细化管理,以确保产品品质始终如一。

在设备排程规则方面,根据设备的属性列出了优先级规则。这些规则包括设备的最小幅面、支持的纸张厚度、最大支持的颜色等信息,以便在排程时能够自动找到最适合的设备。同时,也设定了每台设备的工作时间和加工产能,以便系统能够将任务合理地分配到最有空闲的机器上。

高级排程系统更是考虑了诸多因素。首先,根据订单的交期,系统能够推算出每道工序的完工时间,并结合材料、颜色、机器负荷、机器属性等信息,自动安排工作到相应设备上。这一系统不仅能够确保订单的生产次序统一,防止交货延误,还能够灵活应对临时停班、任务回收重排、机器故障等各种突发情况。此外,到每个设备时,还允许进行二级微调,以便灵活应对加急件、计划外的产品需求,确保生产计划的顺利执行。

排产调度系统在提高生产效率的同时,也保证了产品质量和交付的及时性。通过智能算法和精细化管理的结合,为客户提供了更加可靠和高效的服务,为企业的可持续发展提供有力支持。

搭建智能高效现代化仓储物流

在仓储物流领域,雅昌POD车间通过实施一系列创新举措,实现了仓储、物料采购、生产MES系统以及订单系统的深度融合。这种深度融合不仅仅是简单的系统连接,而是在实时追踪和智能匹配的基础上,实现了信息的互通共享,从而在降低库存风险的同时提升了物流效率,进一步满足了客户对订单物流信息实时可视化的需求。

在雅昌POD车间,采用了按产线优化设计的仓储物流系统。将仓储和物流布局与生产线进行了紧密结合,通过精心规划的物流路径和自动化小车系统,实现了工序间半成品物料的高效转送。每辆自动化小车上都搭载着指定订单的半成品物料,并在MES系统的监控下按照预定的路线和时序自动运送到指定位置,保证了生产过程中物料的及时供给和准确配送。同时,MES系统也可以清晰地记录每台物流车所携带的订单及其状态,为生产调度和物流管理提供了重要依据。

当订单生产完成后,产品即进入发货工序。在这一环节,采用了条码扫描和面单打印的智能化流程,每个产品背面都附有独特的条码信息,通过扫描条码,系统能够自动识别产品的详细信息,并根据订单要求生成相应的物流面单。同时,物流单号也会同步上传至云印平台或者第三方平台,实现了订单的即时发货处理。不仅提高了发货速度和准确度,还为客户提供了更便捷的订单跟踪和物流信息查询服务。

严抓质量管控,把好质量关

在质量管控方面,雅昌采取了智能化设备与人工质检相结合的方式,对每一个生产环节进行严格把关,以确保出厂的每一件产品都符合雅昌的高标准要求。在质量管控环节,雅昌充分利用智能化设备的自动化质检功能,这些功能包括数字印刷机自带的色彩检测功能,能够自动检测并排除白线、墨点等质量问题。此外,针对印后设备如智能分切机、胶装机和三面刀裁切设备,雅昌采用JDF智能指令驱动,实现了对裁切精度、页面匹配等问题的自动检测和控制。

在实施智能化设备自动化质检功能的同时,雅昌也没有忽视人工检查,并给予了高度重视。因此,雅昌在关键工序设立了专门的人工检查岗位,通过人机结合的方式,有效防止质量问题的遗漏。这种方式可以更全面地审查产品的质量,确保每一件产品都符合雅昌的高品质要求。

除了内部质量管控,雅昌还注重与供应商的合作与沟通。公司与供应商建立了长期稳定的合作关系,严格审核和管理供应商的质量体系,确保所采购的原材料和配件符合雅昌的质量标准。同时,公司还定期组织供应商培训和质量考核,促进供应链上下游的质量管理和协同优化。

在质量管控方面,雅昌始终秉承着“品质为本、持续改进”的理念,不断优化和完善质量管理体系,以满足客户不断提高的需求和期待。通过智能化设备和人工质检相结合的方式,雅昌将继续保持产品质量的稳定性和可靠性,为客户提供优质的产品和服务,以赢得市场和客户的信赖与支持。

构建系统架构,实现协同管理

在系统集成方面,雅昌构建了一个完善的系统架构,包括订单系统、文件处理系统以及生产MES系统。这些系统共同协作,为POD生产运营提供了强大的支持和保障。

首先,订单系统是业务端需求的承接者,负责与雅昌云印平台对接,还提供开放的API接口,以便任何有定制化印制需求的第三方平台能够快速接入并将平台订单转换为可执行的生产工单。这种开放式的接口设计,不仅能够满足客户的个性化需求,还能够促进行业内各方的合作与交流,共同推动整个产业链的发展与进步。

其次,文件处理系统是整个POD智能制造系统的关键组成部分,负责订单文件的自动化处理工作。该系统是为了解决印前文件处理时间长、易出错等痛点而研发的,采用了一套流程化、自动化的处理系统。通过自动化执行一系列PDF操作任务,如文件预检、颜色转换、合并、页面提取、拼版、添加条形码/二维码、图像优化等,该系统大大降低了人为参与度,提高了生产效率和准确性。同时,文件处理系统还支持热文件夹、项目(渠道)流程组、流程配置等功能,实现了对文件处理过程的灵活控制和监控。

最后,MES系统是生产管理的核心,负责生产数据采集、扫码生产、报工、计划排程、生产看板等重要功能。通过实时监控订单生产状态,MES系统能够及时发现并处理生产过程中的异常情况,确保订单能够按时交付,并提供可视化的生产看板,为生产管理人员提供决策支持和数据参考。

结语

不断超越自我,雅昌致力于以创新为动力推动行业发展,为行业发展注入新的活力和动力。雅昌POD数字化车间所做的一系列智能制造实践,构筑了一个高度数字化、网络化、智能化的现代印刷环境,在生产效率、产品质量和客户服务等方面带来了显著提升,为整个行业树立了新的标杆。雅昌的努力不仅是追求技术的创新,更是为了让客户体验到更好的产品和服务。

在未来,雅昌将继续推进科技创新,不断加大技术研发的力度,进一步深化智能制造实践,通过持续引入最先进的技术和设备,不断优化生产流程,以满足客户日益增长的需求,推动印刷业朝着更加智能化、更高品质的方向发展,为客户提供更优质的产品和更满意的服务。

作者:北京雅昌艺术印刷有限公司 肖辉