胶印机智能化助力产业升级转型大有可为

曹鹏

智能制造装备与印刷装备的智能化

国家《高端装备制造业发展规划纲要》明确了智能装备制造业重点围绕智能基础共性技术、智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备等产业核心环节，大力培育和发展智能装备，加快转型升级，提升生产效率、技术水平和产品质量，降低能源资源消耗，加快实现制造过程的智能化和绿色化，进一步促进工业化和信息化的深度融合。

1.智能制造装备

智能制造装备是指具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备的统称，它是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合。智能化是指能有效地获取、传递、处理、再生和利用信息，从而在任意给定的环境下可成功地达到预定目的。

智能制造发展重点方向主要是关键智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件等。关键智能基础共性技术主要围绕感知、决策和执行等智能功能的实现，重点突破新型传感技术、模块化与嵌入式控制系统设计技术、先进控制与优化技术、系统协同技术、故障诊断与健康维护技术、高可靠实时通信网络技术、功能安全技术、特种工艺与精密制造技术、识别技术等九大类共性、基础关键智能技术，加强对共性智能技术、算法、软件架构、软件平台、软件系统、嵌入式系统、大型复杂装备系统仿真软件的研发；核心智能测控装置与部件是指重点开发新型传感器及系统、智能控制系统、智能仪表、精密传动装置、伺服控制机构和液气密元件及系统等八大类典型的智能测控装置和部件并实现产业化。

2.胶印机的智能化

智能化印刷装备被列为国家“十二五”期间重点发展的八类重大智能制造成套装备的第七类，并明确了重点开发具有墨色预置遥控、自动套准、在线检测、闭环自动跟踪调节等功能的数字化高速多色印刷装备。

胶印机的智能化系统也可以归纳为智能感知、判决和执行三部分组成。其中，智能传感是指利用各种传感器检测输纸、传纸、印刷、烘干、收纸等印刷过程中各类信号，能够实施、准确地获取纸张传递、油墨供给、颜色套准、缺陷检测、故障预测与诊断等各类信号；判决部分是指对各类传感信号经过相应的算法和逻辑运算处理，并作出判断，给执行结构提输出所需的控制信号，代替或模仿人“智能”地驱动胶印机各种动作或传动结构（执行结构）实现印刷机各种动作、运动调节和控制的智能化。

国内外的胶印机经过近几十年的发展，各大品牌胶印机的机械构造已非常成熟，但在胶印机结合电子信息、计算机和智能控制技术后，提升胶印机智能化水平正处于各装备制造企业激烈争夺的制高点。实现胶印机的智能化主要是为了减少甚至消除印刷过程中工人的参与程度，使装备的控制系统能够部分或全部代替人脑，能够正确思考、判断、诊断机器的运行状态，迅速作出反应并不断调整，这体现了机器在信号采集、处理和执行环节方面的智能化程度。

典型的胶印机智能化控制技术

通常高端多色胶印机技术配置的基本控制功能框图如图1所示。

图1中的控制系统可简单分为印刷参数控制和印刷过程控制两部分。印刷工艺参数控制主要指实现印前、印刷、印后一体化，包括印刷图文信息数字化、CTP（计算机直接制版）、JDF/PDF文件解析、印刷图文信息数据传输数据化、网络化、CIP4（印前、印刷、印后全过程集成的国际合作规范）标准化接口；印刷过程控制主要指整机运行实现程序控制，工艺调节实现数据集中采集、集中管理和集中调节，印刷主机运动控制实现全自动化闭环控制。

在上述诸多的胶印机控制功能中，按照智能系统的感知、判决和执行三要素分析，墨色遥控、自动套准、纸张预置、印品质量在线检测系统、多电机协调伺服传动系统（无轴传动）、故障诊断、CIP3/CIP4标准数字化工作流程系统等属于典型的智能控制系统或装置，而纸张预置、自动换版、自动清洗等则属于典型的自动化装置。

下面介绍几个胶印机中典型的智能控制系统。

1.印刷质量检测与控制系统

drupa 2008年展会，高宝（KBA）推出了联机印刷质量检测与控制系统，实现了油墨预置和在线闭环跟踪调节功能。目前，墨色遥控系统已成为多色胶印机的标配，该系统通常与数字化工艺流程系统相结合应用实现两大功能，一是对数字化组版图文信息进行RIP（光栅图像处理）、制版（CTP计算机直接制版或纳米喷墨制版）；另一个是对PDF/ JDF格式文件的图文信息进行解析、提取色彩信息等，生成墨量预置信息，通过CIP4接口传输给印刷机，实现墨量预置等功能。油墨预设定系统如图2所示，主要由CIP4接口、油墨预设定控制接口、油墨预设定曲线和油墨预设定执行部件组成。

在印刷作业过程中，该系统通过光谱或颜色传感器实时采集印刷品的颜色信息，在计算机中与标准样张的颜色信息进行比对，获得色差信息，然后根据印刷机工作速度、承印物以及油墨特性参数，得出墨量跟踪调节信息，也可利用机器学习方法，获取墨量调节信息，实时调节墨斗开口间隙，确保印刷品色彩能尽可能地忠实还原原稿的色彩，完成感知、决策和执行的智能控制系统的功能。

2.自动套准

多色胶印机的颜色套准精度是印刷高质量印刷品的必要条件之一。该系统通常利用相机或电眼获取印刷品图文区域的套色标记，一方面显示在计算机屏幕上，另一方面通过计算机检测套准标记，采取相应的计算机图像处理，获取印版调节控制信息，控制纵向或轴向拉版电机，调节印版，实现色彩套准闭环跟踪调节功能。

3.智能故障诊断

通过胶印机运行状态参数的提取、印刷机运行模态分析，以及基于网络的远程操作技术的综合应用，可及时获取印刷机运行状态信息，实现故障分析、预测和维护。智能故障诊断系统也可具有故障自动恢复、修复功能。

胶印机的未来发展趋势endprint

胶印机在未来较长时期内仍然是主流的印刷设备，尤其在与网络技术、信息技术、智能控制技术、新技术、新工艺结合后，出现了一些新的发展趋势。

1.向高度智能化方向发展

胶印机智能化程度在未来比现在更为发达，实现高端多色胶印机“一键通”操作，印刷作业可以按照需要设定好参数和要求后，所有动作全部由机器完成，印刷作业时根据印刷品质量控制要求，利用各类传感器可以采集到印刷机工作的各种信号，输入到中央控制计算机进行处理、分析和判断，并发出相应的控制、调节信号，印刷机实现自动调整、自主管理、自主故障诊断、故障修复乃至故障预测，胶印机被赋予了更多的人类的“智能”，变得更加智能化。

2.向网络化方向发展

网络印刷即“Web-to-Print”，是在网络服务器支持下，通过电子商务在线产生个性化的印刷文档，在线完成下订单、通知印刷、出货物流、结账等商业处理。网络印刷把数字内容与商业印刷用网络连接在一起，这种印刷营销与生产改变了传统印刷传播的价值链。名片、信封信纸、宣传资料，甚至书籍，顾客可以直接在网上阅览样本、制作文稿式样、校对、上传到印刷厂印制。网络印刷将会为未来印刷市场带来新的曙光。网络印刷在印刷厂更多的是通过合版印刷方式来实现的，该方式可以很好地满足个性化、短版印刷需求，进一步降低印刷成本，增强市场竞争力。

3.向与其他印刷工艺结合方向发展

胶印机作为主流印刷装备，近年来在与其他印刷工艺结合方面表现出了旺盛的生命力。如胶印机和数码印刷、上光、模切以及印后加工生产设备相结合，可更好地满足市场的实际需求。近年来，胶印机和数码的结合，取得了很多令人瞩目的成绩。如drupa 2012展会上班尼·兰达展出的将数码印刷、纳米印刷和类似胶印机印刷方式结合起来，开发出新型印刷装备，引起轰动；英国安东集团为企业新购买的海德堡XL106设备安装了6个柯达stream S5喷头，实现10色兼高品质及个性化印刷服务；高宝展出的新型利必达105最高生产速度达18000张/时，但真正的亮点是这台配备5个胶印和上光机组的设备基础上，另外配备了安装有两个亚特兰·蔡瑟Atlantic Zeiser公司制造的Delta 105iUV喷墨装置的印刷机组，用于个性化加印和编码工作等。

4.向与信息化技术深度融合方向发展

印刷工业信息化是印刷产业未来的一个主要发展方向，其信息化主要包括以下3个层面：

第一，印刷全产业链信息化。基于网络和移动互联，实现网络印刷以及集成化数据管理及信息共享功能，解决印刷生产资源优化配置能力缺乏，印刷生产和物流成本高等问题。

第二，印刷全生产流程信息化。基于印刷作业的标准化，实现全生产流程设备自动调节的数据化和联机生产的无间隙化。如采用CIP3/ CIP4标准，解决印刷联机生产乃至无人值守作业问题。

第三，印刷经营管理信息化。实现印刷企业生产调度、经营管理和业务管理信息化，自动进行资源优化配置，提高管理效率，降低生产运营成本。

国产胶印机的发展可以通过建立产业技术联盟，共同攻关技术壁垒，共享基础性、共性技术资源和成功管理经验，合理配合市场，完善产品标准制定，尤其是数字化作业流程标准（数字化工作流程生产控制和管理标准）、电气与网络接口标准、计算机图文信息处理和网络印刷接口标准，乃至全流程信息处理、作业与管理标准化，使各胶印机制造企业之间形成良好的合作、互助关系，合作突破技术壁垒，联合攻关共性关键技术问题，扶持和培养国内专业化的配套企业，积极争取国家和地方政府更多的支持，解决好印刷速度、印刷质量问题，提高国产胶印机的智能化、网络化水平，进而提升与国外同类装备之间的竞争力，抢占国内外高端胶印机市场，同时带动其他类型印刷装备制造水平的发展和相关产业链的技术进步，具有十分重要的经济效益和社会效益。endprint

胶印机在未来较长时期内仍然是主流的印刷设备，尤其在与网络技术、信息技术、智能控制技术、新技术、新工艺结合后，出现了一些新的发展趋势。

1.向高度智能化方向发展

胶印机智能化程度在未来比现在更为发达，实现高端多色胶印机“一键通”操作，印刷作业可以按照需要设定好参数和要求后，所有动作全部由机器完成，印刷作业时根据印刷品质量控制要求，利用各类传感器可以采集到印刷机工作的各种信号，输入到中央控制计算机进行处理、分析和判断，并发出相应的控制、调节信号，印刷机实现自动调整、自主管理、自主故障诊断、故障修复乃至故障预测，胶印机被赋予了更多的人类的“智能”，变得更加智能化。

2.向网络化方向发展

网络印刷即“Web-to-Print”，是在网络服务器支持下，通过电子商务在线产生个性化的印刷文档，在线完成下订单、通知印刷、出货物流、结账等商业处理。网络印刷把数字内容与商业印刷用网络连接在一起，这种印刷营销与生产改变了传统印刷传播的价值链。名片、信封信纸、宣传资料，甚至书籍，顾客可以直接在网上阅览样本、制作文稿式样、校对、上传到印刷厂印制。网络印刷将会为未来印刷市场带来新的曙光。网络印刷在印刷厂更多的是通过合版印刷方式来实现的，该方式可以很好地满足个性化、短版印刷需求，进一步降低印刷成本，增强市场竞争力。

3.向与其他印刷工艺结合方向发展

胶印机作为主流印刷装备，近年来在与其他印刷工艺结合方面表现出了旺盛的生命力。如胶印机和数码印刷、上光、模切以及印后加工生产设备相结合，可更好地满足市场的实际需求。近年来，胶印机和数码的结合，取得了很多令人瞩目的成绩。如drupa 2012展会上班尼·兰达展出的将数码印刷、纳米印刷和类似胶印机印刷方式结合起来，开发出新型印刷装备，引起轰动；英国安东集团为企业新购买的海德堡XL106设备安装了6个柯达stream S5喷头，实现10色兼高品质及个性化印刷服务；高宝展出的新型利必达105最高生产速度达18000张/时，但真正的亮点是这台配备5个胶印和上光机组的设备基础上，另外配备了安装有两个亚特兰·蔡瑟Atlantic Zeiser公司制造的Delta 105iUV喷墨装置的印刷机组，用于个性化加印和编码工作等。

4.向与信息化技术深度融合方向发展

印刷工业信息化是印刷产业未来的一个主要发展方向，其信息化主要包括以下3个层面：

第一，印刷全产业链信息化。基于网络和移动互联，实现网络印刷以及集成化数据管理及信息共享功能，解决印刷生产资源优化配置能力缺乏，印刷生产和物流成本高等问题。

第二，印刷全生产流程信息化。基于印刷作业的标准化，实现全生产流程设备自动调节的数据化和联机生产的无间隙化。如采用CIP3/ CIP4标准，解决印刷联机生产乃至无人值守作业问题。

第三，印刷经营管理信息化。实现印刷企业生产调度、经营管理和业务管理信息化，自动进行资源优化配置，提高管理效率，降低生产运营成本。

国产胶印机的发展可以通过建立产业技术联盟，共同攻关技术壁垒，共享基础性、共性技术资源和成功管理经验，合理配合市场，完善产品标准制定，尤其是数字化作业流程标准（数字化工作流程生产控制和管理标准）、电气与网络接口标准、计算机图文信息处理和网络印刷接口标准，乃至全流程信息处理、作业与管理标准化，使各胶印机制造企业之间形成良好的合作、互助关系，合作突破技术壁垒，联合攻关共性关键技术问题，扶持和培养国内专业化的配套企业，积极争取国家和地方政府更多的支持，解决好印刷速度、印刷质量问题，提高国产胶印机的智能化、网络化水平，进而提升与国外同类装备之间的竞争力，抢占国内外高端胶印机市场，同时带动其他类型印刷装备制造水平的发展和相关产业链的技术进步，具有十分重要的经济效益和社会效益。endprint

胶印机在未来较长时期内仍然是主流的印刷设备，尤其在与网络技术、信息技术、智能控制技术、新技术、新工艺结合后，出现了一些新的发展趋势。

1.向高度智能化方向发展

胶印机智能化程度在未来比现在更为发达，实现高端多色胶印机“一键通”操作，印刷作业可以按照需要设定好参数和要求后，所有动作全部由机器完成，印刷作业时根据印刷品质量控制要求，利用各类传感器可以采集到印刷机工作的各种信号，输入到中央控制计算机进行处理、分析和判断，并发出相应的控制、调节信号，印刷机实现自动调整、自主管理、自主故障诊断、故障修复乃至故障预测，胶印机被赋予了更多的人类的“智能”，变得更加智能化。

2.向网络化方向发展

网络印刷即“Web-to-Print”，是在网络服务器支持下，通过电子商务在线产生个性化的印刷文档，在线完成下订单、通知印刷、出货物流、结账等商业处理。网络印刷把数字内容与商业印刷用网络连接在一起，这种印刷营销与生产改变了传统印刷传播的价值链。名片、信封信纸、宣传资料，甚至书籍，顾客可以直接在网上阅览样本、制作文稿式样、校对、上传到印刷厂印制。网络印刷将会为未来印刷市场带来新的曙光。网络印刷在印刷厂更多的是通过合版印刷方式来实现的，该方式可以很好地满足个性化、短版印刷需求，进一步降低印刷成本，增强市场竞争力。

3.向与其他印刷工艺结合方向发展

胶印机作为主流印刷装备，近年来在与其他印刷工艺结合方面表现出了旺盛的生命力。如胶印机和数码印刷、上光、模切以及印后加工生产设备相结合，可更好地满足市场的实际需求。近年来，胶印机和数码的结合，取得了很多令人瞩目的成绩。如drupa 2012展会上班尼·兰达展出的将数码印刷、纳米印刷和类似胶印机印刷方式结合起来，开发出新型印刷装备，引起轰动；英国安东集团为企业新购买的海德堡XL106设备安装了6个柯达stream S5喷头，实现10色兼高品质及个性化印刷服务；高宝展出的新型利必达105最高生产速度达18000张/时，但真正的亮点是这台配备5个胶印和上光机组的设备基础上，另外配备了安装有两个亚特兰·蔡瑟Atlantic Zeiser公司制造的Delta 105iUV喷墨装置的印刷机组，用于个性化加印和编码工作等。

4.向与信息化技术深度融合方向发展

印刷工业信息化是印刷产业未来的一个主要发展方向，其信息化主要包括以下3个层面：

第一，印刷全产业链信息化。基于网络和移动互联，实现网络印刷以及集成化数据管理及信息共享功能，解决印刷生产资源优化配置能力缺乏，印刷生产和物流成本高等问题。

第二，印刷全生产流程信息化。基于印刷作业的标准化，实现全生产流程设备自动调节的数据化和联机生产的无间隙化。如采用CIP3/ CIP4标准，解决印刷联机生产乃至无人值守作业问题。

第三，印刷经营管理信息化。实现印刷企业生产调度、经营管理和业务管理信息化，自动进行资源优化配置，提高管理效率，降低生产运营成本。

国产胶印机的发展可以通过建立产业技术联盟，共同攻关技术壁垒，共享基础性、共性技术资源和成功管理经验，合理配合市场，完善产品标准制定，尤其是数字化作业流程标准（数字化工作流程生产控制和管理标准）、电气与网络接口标准、计算机图文信息处理和网络印刷接口标准，乃至全流程信息处理、作业与管理标准化，使各胶印机制造企业之间形成良好的合作、互助关系，合作突破技术壁垒，联合攻关共性关键技术问题，扶持和培养国内专业化的配套企业，积极争取国家和地方政府更多的支持，解决好印刷速度、印刷质量问题，提高国产胶印机的智能化、网络化水平，进而提升与国外同类装备之间的竞争力，抢占国内外高端胶印机市场，同时带动其他类型印刷装备制造水平的发展和相关产业链的技术进步，具有十分重要的经济效益和社会效益。endprint