Лет двадцать назад, рассуждая о будущем в одном из полиграфических журналов, я писал о том, что нас ждёт масса прекрасных вещей в сфере автоматизации, но все они, насколько припоминаю, касались в основном допечатной подготовки — что-то про согласование экранных цветопроб, автоматическую проверку файлов, раскладку на листы, спуск полос, билеты заданий, JDF и, кажется, отправку на печать по IP-адресу ЦПМ. Многое из того прогноза сбылось.
Большинство операций полиграфического процесса сегодня автоматизировано, и этот процесс продолжается. У нас есть различные системы автоматизации препресса: проверки, обработки и коррекции pdf-файлов, спуска полос, вывод форм и т. п. Есть предприятия, где системы Web-to-Print построены так, что человек первый раз касается заказа лишь на выходе из цифровой печатной машины. Стали привычными системы удалённой диагностики состояния печатающих устройств, контроля производственных процессов, запаса расходных материалов и т. п. Это тоже относится в первую очередь к цифровым печатным машинам.
После бума устройств CtP и систем допечатной подготовки эпицентр бурного развития сместился в сферу цифровой полиграфии. Тонерные и струйные решения развивались и упорно (год за годом, миллиметр за миллиметром) вытесняли классический офсет с карты мира, добившись заметных успехов в малоформатной и оперативной полиграфии. По данным Smithers за 2019 год, доля цифровой печати достигла 17% от всего объёма печати. Однако, прежде чем поражаться, следует учесть, что в этот объём входит всё, что печатается при помощи тонера и чернил, включая офисную принтерную печать. Цифра забрала часть малых тиражей этикетки у флексопечати, а также небольшую долю у коммерческой и рекламной офсетной полиграфии (скажем, до 500 листов).
Всё это время традиционная полиграфия тоже не стояла на месте. За последние годы в ней наметился не меньший (а возможно, и больший) прогресс. В офсете и флексографии автоматизируются различные функции настройки, используются системы машинного контроля и инспекции (к примеру, от AVT). Как результат, сокращается время настройки на тираж, экономятся материалы и время, электроэнергия и человеческий труд. Извечная идея человека о всеобщей автоматизации (или, проще сказать, о том, чтобы работу за него делали роботы) воплощается на наших глазах и в такой традиционно консервативной области, как полиграфия.
Уже сейчас производители предлагают решение, которое по прошествии некоторого времени станет работать без непрерывного контроля человеком. И речь уже не о принтере или ЦПМ, а об офсетной печатной машине нового поколения. Технически большинство элементов такой системы существуют уже давно. Другая часть компонентов была адаптирована или разработана вновь. Работающие прототипы полностью автоматической машины уже доступны к приобретению. От полного автоматизма их отделяет лишь неготовность кибернетической системы управления. Стоимость же таких машин отличается от традиционных незначительно. Вопрос, насколько такое предложение актуально для российской действительности, где зарплаты (в том числе в полиграфии) пока существенно ниже европейских, оставим на финал статьи.
Предпоcылки
С точки зрения бизнеса автоматическая офсетная печатная машина устраняет целый ряд «проблем»: неэффективность использования техники, зарплата, налоги, найм и обучение персонала, производственная дисциплина, техника безопасности и т. д. Мы постоянно слышим о том, что найти адекватный персонал весьма затруднительно. Печатника днём с огнём не сыщешь! Многие квалифицированные специалисты по договорённости с работодателем совмещают основную работу с дополнительными сменами в других типографиях. Проблема квалифицированной рабочей силы будет в дальнейшем только усугубляться. А автоматическая машина решает проблему некомпетентности персонала на раз. За счёт ликвидации простоев по вине человека повышается КПД. Исчезают пересменки, перерывы, прогулы. По ряду оценок, суммарные организационные потери рабочего времени на производстве сегодня могут составлять до 30 и более процентов.
Технические предпосылки возникновения автоматических печатных машин также понятны. Им предшествовала автоматизация отдельных технологических операций, объединение возможностей программного обеспечения и оптических измерительных приборов, появление и совершенствование программной базы и протоколов обмена, появление облачных сервисов, наработка эффективных исполнительных механизмов с обратной связью, промышленное внедрение IoT.
Развитие идеи автоматизации привело к постепенному переводу массы элементов настройки печатной машины под компьютерное управление с инструментальными методами оценки и механизмами цифровой обратной связи.
Алгоритм самостоятельного (осуществляемого машиной в соответствии с настройками приоритета критериев) запуска тиражей в печать тоже уже существует. На сегодняшний день, говоря о передовых печатных системах, можно перечислить ряд уже автоматизированных технологический операций:
• автоматическая загрузка заданий печати;
• автоматическое управление движением материала в машину и из машины;
• автонастройка на формат и толщину субстрата;
• равнение стопы самонаклада;
• автоматическая коррекция деформации хвоста бумаги;
• авторегулировка воздуха на приёмке и самонакладе;
• автозамена пластин;
• автоматическая регулировка натиска, смывки, наката краски;
• автоматическая приводка;
• программный старт печати и выход на цвет;
• частичный накат и частичное снятие краски с валов;
• программное завершение печати каждого тиража;
• автоматическое управление увлажнением;
• автоматическая проверка состояния валов красочного аппарата;
• автоматическая инспекция и отбраковка продукции.
Параллельно разрабатывалась и была создана система визуализации управления (информационный центр печатной машины), за которой последовало подключение облачной структуры управления (накопления, обработки, анализа и передачи информации) распределённым парком машин. Как видите, никакой фантастики — к настоящему времени созданы все необходимые компоненты полностью автоматической печатной машины.
Автоматизация затрагивает и ряд процессов вне физических рамок печатной машины: изготовление и логистика формных пластин, подача краски в красочные ящики, перемещение запечатываемых материалов и чистой бумаги по типографии и др. Впрочем, с перемещением легко справляются автоматизированные тележки. Или… помните этих шустрых роботов Amazon? И поверьте, это не сложнее, чем стыковка «Аполлона» с «Союзом».
Зачем это нужно?
Кому, спрашивается, всё это нужно? Востребованность автоматизированных решений зависит от целеполагания и объёмов выпускаемой продукции. При больших объёмах роботизация, несомненно, выигрывает у ручного труда, как и при частых переналадках на однотипные работы.
Персонал — это, помимо финансовых расходов, ещё и различные социальные аспекты. Даже в типографии с непрерывным производством (при полностью исправном оборудовании) сегодня не удаётся обеспечить непрерывную работу машины в две смены по 12 часов. Можно сравнить такие паузы с простоями таксистов, работающих по часовой ставке. Честно говоря, я даже не понимаю, как владельцы могут спокойно проходить мимо своей простаивающей печатной машины. Это же постоянный стресс!
Производительность пока во многом зависит от личных способностей печатника. Робот же лишён массы человеческих недостатков. Он не ошибается. Он не может упустить что-то из «обязательного» алгоритма действий, не может сам себе плохо передать смену, изменить настройки машины и забыть сообщить об этом сменщику.
В кибертипографии мы полностью убираем человеческий фактор. Возможно, робот никогда не будет отличником печати, он будет печатником на 4,5 балла, но при этом он способен работать 24 часа в сутки и никогда не будет печатать «на троечку». Если составить психологический портрет робота, то это будет человек выше средних способностей, который ничего не забывает и у которого с каждым днём получается всё лучше и лучше. Он не пьёт горькую и никогда не опаздывает, не отказывается от работы и просит помощи исключительно «по делу». Непрерывно совершенствующаяся система, постоянно получающая данные машинного обучения со всего мира, от всех подключённых машин.
Итак, у нас есть управляющий компьютер и подчинённые ему устройства. Ничего принципиально нового в этой истории нет. Мы проходили это с электронными устройствами — кофемолками, телевизорами, телефонами, когда внутри у них появлялся, условно говоря, компьютер и усовершенствовал их работу.
Самый свежий пример — автомобиль «Тесла», который с осени прошлого года законно ездит по дорогам Калифорнии на автопилоте. Совершенствование кибернетических «мозгов» происходит по мере накопления информации (опыта).
Ключевым критерием для перехода на полную автоматизацию является объём работ. Если много маленьких тиражей, то автоматизация нужна как воздух, чтобы человек не терял, не тратил драгоценное машинное время. Если длинные тиражи, то искусственный интеллект (ИИ) нужен, чтобы следить за машиной и своевременно менять пластины, краску, контролировать качество и т. д.
ИИ не нужен там, где печатная машина эксплуатируется в одну смену пять дней в неделю, или в «придворной» некоммерческой типографии. При такой загрузке мощности полностью автоматической машины и ИИ будут простаивать ощутимо дороже.
Вообразите: вы создаёте типографию Web-to-Print. У вас в автоматическом режиме поступают заказы через интернет, делается раскладка на листы, выводятся формы, которые автоматически перемещаются и устанавливаются в печатную машину, она автоматически прилаживается и печатает по стандарту, тираж выгружается и идёт на послепечатные операции (тоже автоматические). Ваша кибертипография ликвидирует пяток обычных типографий в той же нише. Выживает тот, кто даёт минимальные цены и сроки при гарантированном качестве.
О «железе»
Уровень автоматизации, теоретически описанный выше, уже достигнут на практике. Проиллюстрируем его на примере концепции Smart Factory, которая впервые была представлена на выставке IGAS 2018
в Токио. Для демонстрации машина RMGT под управлением АСУП была интегрирована в единую производственную линию с послепечатным оборудованием Horizon. Было показано, как подъезжает автоматическая тележка с бумагой, печатная машина настраивается и печатает заказ, который затем уезжает на фальцовку, а на выходе из линии КБС мы получаем готовую продукцию.
Решения, обеспечивающие автоматизацию на машинном уровне, реализованы в машинах RMGT,
которые пользуются в России известной популярностью. Как сообщает поставщик RMGT в России, компания «Терра Системы», каждая машина индивидуально проектируется (в том числе уровень автоматизации) под задачи типографии, так что заказчик получает на базе серийной конструкции решение, индивидуально сконфигурированное именно под его задачи. Усовершенствованный вариант печатной машины RMGT планировалось показать на выставке drupa 2020, но жизнь изменила планы.
В результате летом 2020 года RMGT представила 970-ю модель и концепцию ASAP онлайн. В США на момент подготовки материала, как сообщают «Терра Системы», продано уже около двух десятков машин 970-й модели, в основном это машины с переворотом листа, со светодиодными сушками и высокой автоматизацией. Ещё больший спрос на такие машины в самой Японии.
Что особенного в 970-й машине, кроме увеличенного формата? В ней впервые появились «нервно-информационные» центры и не осталось неавтоматизированных операций. Она, образно говоря, в состоянии себя почувствовать во всех важных местах. У машины есть возможность подключения к облачному управлению и масса контроллеров, датчиков, устройств, собирающих информацию. Их назначение — мониторинг состояния узлов и прохождения процессов в машине для передачи в облако ИИ RMGT, где собираются и анализируются данные от всех подключённых машин. На основании этих данных вырабатываются рекомендации по проведению ремонтов и обслуживания.
Посредником между «облаком» и печатной машиной является её информационный центр. Он же руководит перемещением бумаги и отпечатанной продукцией, осуществляет связь с информационной системой предприятия и другими полиграфическими машинами. Через ИЦ типография загружает задания на печать и получает непрерывный отчёт об их исполнении.
Умный автоматизированный ассистент
Технология ASAP (Automated Smart Assist Printing) позволяет владельцам машин RMGT насладиться совершенно новым уровнем автоматизации и автономной работы пресса, сообщает компания. Система полностью функциональна при оснащении печатной машины автоматической сменой пластин и ПЗС-камерой контроля приводки, качества и цвета. Алгоритм работы ASAP копирует действия печатника во всём, кроме ошибок.
Комплексное задание автоматически загружается в рабочую программу печатной машины. Из него пресс узнаёт формат, толщину материала, количество листов, данные настройки красочных аппаратов. Процесс начинается с установки машины под размер и толщину бумаги и продолжается точной настройкой красочных шиберов. Одновременно с очисткой офсетного полотна происходит накат краски по профилю.
Автомат смены пластин в последовательном или одновременном режиме удаляет использованные и заряжает новые пластины. Поверхность пластин обкатывается краской и увлажняющим раствором. Как только настроечные процедуры завершены, начинается тестовая печать. При достижении заданных параметров цвета, качества и приводки запускается производственная печать. В процессе печати все параметры непрерывно отслеживаются и поддерживаются на заданном уровне. По завершении тиража красочный профиль на валиках выравнивается. Машина автоматически приступает к следующему заданию.
Благодаря системе ASAP типография может полностью автоматизировать ручные этапы, которые
в прошлом замедляли производство. ASAP сегодня обеспечивает автономное производство и снабжает информацией систему машинного обучения ИИ RMGT.
Таким образом, все необходимые компоненты полностью автоматической печатной машины уже созданы. Ряд процессов автоматизируется вне рамок печатной машины, но с будущим управлением ИИ: изготовление и логистика формных пластин, перемещение запечатываемых материалов по типографии, подача краски в красочные ящики и т. д. ASAP (см. видео) уже работает. Концепция ASAP — это предпоследний шаг перед переходом к полностью автоматическому управлению печатной машиной.
ИИ: достижения и перспективы
Если рассчитать производительность печатной машины (с приличным качеством работы с приличной бумагой), исходя из заявляемых производителями данных, то мы получим 6 млн листопрогонов в месяц. На практике же мы имеем гораздо меньше, поскольку часть времени машина работает на холостых обротах.
Основная задача для повышения КПД заключается в снижении потерь времени между тиражами. Для этого, во-первых, нужна соответствующая печатная техника. И RMGT 970 успешно справляется с этой задачей, являясь практическим достижением на пути к автономной автоматической печатной машине. Во-вторых, требуется безукоризненная организация: логистика, оптимальный порядок форматов и красочности, безошибочные технические и технологические настройки. Это понятные, хорошо описанные, но вызывающие постоянные сбои при выполнении операций человеком.
Выход прост и очевиден: переложить рутину на того, кто не ошибается и не нуждается в отдыхе — на искусственный интеллект. И это вновь не фантастика: он уже существует и развивается. Сейчас к искусственному интеллекту RMGT подключаются всё новые машины — как только что изготовленные, так и уже установленные у клиентов. На наших глазах происходит становление облачного искусственного интеллекта RMGT Cloud. Он обитает в облаке Google и питается информацией от подключённой сети машин. Информационный центр печатной машины (через камеры прохождения листов на самонакладе, перевороте, приёмке) подключён ко всем контроллерам системы децентрализованного управления, ПК и локальным сетям.
ИИ уже оценивает отпечатанные листы через ПЗС-камеру, контролируя цвет, физическое качество и приводку. В недалёком будущем активируются функции контроля состояния валов, офсетных полотен, системы увлажнения, листопередающей системы, управления температурным режимом красочных аппаратов, настройками раздувов и вакуума и т. д. Средством общения с человеком являются дисплей информационного центра, носимый планшет (связанный с ИЦ) или очки дополненной реальности.
Человек пока (ненадолго) требуется для того, чтобы налить воду в смывочный бачок, натянуть или ослабить крепежи валов, установить офсетные полотна и т. д. Ряд процессов не будет автоматизирован ещё долгое время, так что рядом с полностью автоматизированной машиной будет присутствовать оператор, но с абсолютно другой, чем сегодня, квалификацией и задачей. ИИ будет рекомендовать человеку выполнить необходимые операции: сменить воду в системе увлажнения, заложить смесевые краски в красочные ящики, сменить присоски или офсетное полотно.
Если необходимо произвести замену подшипника или отрегулировать какой-то вал, ИИ увидит эти дефекты раньше, чем человек, и даст соответствующие рекомендации. Затем управление полностью переходит к ИИ.
Минус пока один: в схеме работы ИИ отсутствует элемент творчества. Есть стандарт, шаблон, и есть самообучение (накопление массива информации о различных типовых ситуациях, сочетании факторов и т. д.). Если машина никогда раньше не сталкивалась с какой-то проблемой, то она остановится и будет ждать человека. Если нужно напечатать что-то, выходящее за рамки её алгоритмов, то человек тоже будет необходим. Но машина обучается и становится каждый день совершеннее. При этом абсолютно весь функционал для ручного управления пока останется как есть. Все органы управления – сенсорный экран, пульт управления, механика – сохранены. Человек может выбирать: запускать машину в полностью автоматическом режиме или принять управление на себя.
Этапы развития ИИ
Необходимый для реализации третьего и четвёртого этапов срок оценивается как 2–5 лет. Развитие ИИ упраздняет не только печатника, но диспетчера, технолога и механика. Роль человека при работающем ИИ несложная: выполнение неавтоматизированных настроек, обслуживание, ремонт и т. п.
ИИ обучается и раскрывает новые функции. В ноябре 2020 года появилась функция контроля ПЗС-камерой и управления приводкой при печати с использованием смесевых красок. В январе 2021-го облако RMGT открыло пользователям возможности автоматической диспетчеризации и формирования комплектных заданий для автоматической печати.
Что достигнуто:
• Автоматическое определение оптимальной последовательности заданий на печать.
• Возможность получения в любой момент отчётов о стадии выполнения задач, эффективности машины, статистики и т. п.
Какие перспективы нас ждут вскоре:
• Автоматическое взаимодействие с до- и послепечатными машинами (передача отпечатанных листов, маркировка дефектных листов для удаления при подборке или фальцовке и т. д.).
• Автоматическое производство всех печатных работ.
• Автоматический выбор и регулировка технологических параметров тиража.
• Автоматический контроль пригодности сменных элементов (присоски, подложки, настройка валов, указание на проведение неавтоматизированных настроек).
• Контроль технического состояния всех узлов и агрегатов, управление текущим обслуживанием и ремонтами, заказ запчастей и вызов сервисной бригады.
Комментарий инженера
Технический директор компании «Терра Системы» Алексей Искоростинский
Системы с участием ИИ разрабатывают все производители офсетных машин. Имеются существенные идеологические различия в подходах разных производителей. По нашему мнению, RMGT не только не отстаёт, но и опережает коллег по ряду аспектов. RMGT предлагает комплексные и работающие решения. Докупать программные модули или оплачивать абонемент не придётся. На наших глазах происходят изменения революционного масштаба.
Для выполнения той же печатной работы в будущем потребуется гораздо меньше машин нового поколения, а сами машины станут на порядок сложнее. Надёжность оборудования не пострадает. RMGT уже сейчас делает машины, которые не ломаются: регулярные обращения за запасными частями начинаются не ранее чем через 5–7 лет с момента установки новой машины.
Совершенствование печатных машин происходит непрерывно: каждая новая содержит заметные улучшения. Это может касаться новых функций программного обеспечения, улучшения работы красочных аппаратов или работы контрольных систем печатной машины. Ни одна из инноваций не вызывает сомнений в надёжности или функциональности. Мы рассчитываем, что появление в нашей стране полностью автоматических печатных машин RMGT не сломает эту добрую традицию.
RMGT нигде открыто не заявляет, что машины с ручным и полуавтоматическим управлением это уже практически прошлое, но возможности новой 97-й серии и потенциал ИИ говорят сами за себя. Автоматизированы все этапы печатного процесса, и есть кому за ними присматривать. ASAP — это, по сути, уже функционал полностью автоматической машины. «Скайнет» пока себя не осознал, но все «терминаторы» уже на своих местах и ждут поворота стартового ключа.
Александр Шмаков
Фото и иллюстрации предоставлены компанией «Терра Системы».
Опубликовано в журнале «Полиграфия Петербурга», май 2021.
