3.4. Интегрированная многоуровневая система автоматизации и управления полиграфическим производством ресом
Печатные процессы по сравнению с другими процессами отличаются наиболее высокой степенью механизации. Автоматизация печатных процессов, в начальной стадии сводилась к созданию локальных систем управления отдельными печатными машинами [3,6,7,16]. И только в последнее время были созданы системы, обеспечивающие комплексную автоматизацию печатного процесса.
Основными направлениями совершенствования автоматизации печатных процессов [10, 36, 50] в последние годы являются:
создание систем сбора и отображения параметров печатного процесса с применением ЭВМ;
разработка комплексных систем управления параметрами печатного процесса и агрегатами печатных машин;
создание интегрированного полиграфического процесса путем объединения процесса переработки текста и иллюстраций, а также процесса печати.
Важной особенностью полиграфического производства является разрывность единого полиграфического процесса во времени. Наличие автономных наборных, формных, печатных и брошюровочно-переплетных процессов приводит к большим потерям времени при переходе от одного этапа полиграфического процесса к другому, а также увеличению объема ручного немеханизированного труда при загрузке сырья и полуфабрикатов в машины и поточные автоматизированные линии.
Анализ перспектив и тенденций развития технических средств полиграфического производства, средств электроники, автоматики и вычислительной техники показывает, что важнейшим направлением совершенствования полиграфического производства является создание интегрированных автоматизированных производств. Интеграция производства в полиграфии идет по нескольким направлениям. Так, вывод информации из лазерных наборных автоматов непосредственно на полиграфическую форму устраняет из технологической цепи большой комплекс формного оборудования, в котором применяются энергоемкие и экологически вредные процессы. Еще больший эффект достигается в том случае, когда текстовая и иллюстрационная информация выводится на формный цилиндр, непосредственно в печатную машину. Такие машины получили наименование цифровых печатных машин. При этом существенно сокращается время на подготовку печатной машины к работе.
Наиболее экономично применение цифровой печати, так как при этом требуется меньше времени на изготовление формы и приладку машины, а также исключается использование фотопленки, формных пластин и химических реактивов. Применение цифровой печати сокращает сроки производства печатной продукции на 40%, а стоимость — на 35% и уменьшает отходы бумаги при наладке машины на 75%. Применение печатно-отделочных линий, объединяющих печатную машину, устройство подборки тетрадей и агрегат бесшвейного скрепления, позволяет устранить разрыв между печатными и брошюровочно-переплетными процессами. Применение бесконтактных методов печати (лазерных, струйных, ксерографии и ризографии) приводит к устранению не только формного оборудования, но и традиционного металлоемкого печатного оборудования, так как все эти методы позволяют выводить информацию из ЭВМ непосредственно на электронную форму. В середине 70-х годов XX века фирма MAN Roland первой в мире фирм полиграфических машиностроителей задалась целью перевести печатные машины на цифровую систему управления. Основой подобной системы явилась иерархическая платформа РЕСОМ.
Система РЕСОМ [10,23,35,50] представляет собой открытую концепцию электронного управления процессами, позволяющую использовать на полиграфических предприятиях колоссальные возможности электронной обработки данных. Основным условием для использования этой системы являются печатные машины с цифровым пультом управления на базе автоматизации их функций. РЕСОМ позволяет объединить различные производственные подразделения и осуществлять обмен данных между ними. РЕСОМ не только делает печатное производство прозрачным для управления и экономически эффективным, но и обеспечивает всем типографиям, производящим печатную продукцию в промышленных масштабах. Решающим фактором эффективного взаимодействия современной производственной техники является оптимизация управления производством с момента поступления заказа, в процессе подготовки его к работе и выполнение допечатных операций, печати и послепечатной обработки вплоть до экономического анализа производственных показателей, т.к. в конечном итоге успех или неудачу производства решает общая цифра баланса всего предприятия. Чем быстрее аппарат управления будет получать реальную информацию по загруженности, производительности и экономического производства, тем раньше сможет он принимать соответствующие меры для достижения стабильного успеха.
Термин РЕСОМ происходит от названия на английском языке трех уровней системы –Process Electronic of «Control-Organization-Management», что означает «Процессы Электронного Управления — Организации и Менеджмента».
На рис. 3.7 показана архитектура системы управления полиграфическим производством РЕСОМ.
Нижний уровень этой концепции включает в себя весь производственный блок, т.е. печатные машины со всеми их функциями, и называется РЕС (электронные процессы управления). Он связан со средним уровнем РЕО (электронными процессами организации производства), координирующим организацию работы в печатном цехе: подготовку заказов, сканирование форм или их подготовку на рабочем месте РЕСОМ Press Management (PPM). Верхний уровень управления РЕМ (электронные процессы менеджмента) обеспечивает связь руководства предприятия с его производственными подразделениями и позволяет с помощью соответствующих стандартизованных отраслевых программ быстро обрабатывать информацию о работе административно-управленческих служб и технологических подразделений для принятия необходимых административных решений.
Стандартизация процессов позволяет получать на полиграфическом предприятии единообразное качество. Централизованная техническая подготовка к работе помогает соблюдать такую стандартизацию. Таким образом, повторяющиеся заказы могут точно воспроизводиться независимо от того, какая конкретно печатная машина используется в данный момент. Кроме того, уровень электронной организации процессов РЕО (Process Electronic Organization) выполняет и такие функции, как учет и архивирование по видам продукции, форматам или параметрам краски.
Модуль PECOM Press Manager (PPM) позволяет производить техническую подготовку заказов для нескольких рулонных печатных машин. Здесь или на уровне руководства составляются электронные папки заказов, которые содержат всю необходимую для печати информацию и данные по предварительной наладке машины, включая предварительную регулировку подачи краски и поясняющие указания. Таким образом, печатник получает точно подготовленные заказы. При этом какие-то неясности и недоразумения полностью исключены.
Рис. 3.7. Архитектура комплексной многоуровневой системы управления полиграфическим производством РЕСОМ
Модуль РРМ выполняет важную функцию обеспечения сохранности данных, которая может быть дополнительно усилена решениями резервного копирования. Если прямой перенос данных с допечатной стадии невозможен, то для обеспечения качества скопированных форм или оптимизации предварительной регулировки подачи» краски можно брать необходимые данные, используя сканер печатных форм Roland (EPS). Подключенный к локальной сети в режиме «on line», он измеряет печатные поля (площади печатных элементов) на печатной форме и передает эти данные для технической подготовки заказа. В результате сокращается время переналадки и количество макулатурных листов.
Данные по текущему процессу печати постоянно передаются в режиме «on line» в вышестоящую информационную систему управления (MIS — Management Informations System), что обеспечивает возможность получения текущих сведений о ходе производственного процесса. Таким образом, печатные машины фирмы MAN Roland гармонично дополняют всю систему управления предприятием, так как целенаправленно руководить производством можно только при согласованной работе всех его участков (допечатной стадии, печати, отделки, складов и т. д.).
Верхний уровень (РЕМ) концепции РЕСОМ, отражает работу управленческого аппарата типографии. Открытый для подключения в сеть модуль управления РРМ обеспечивает прозрачность данных о работе предприятия. При разработке этого интерфейса фирма MAN Roland ориентировалась на международные стандарты. Анализ такой актуальной информации, как загруженность машины, время ее работы, расход материалов и протокол работы, делает прозрачными сведения о затратах и неиспользованных мощностях. Кроме того, таким образом можно оптимизировать составление графиков работ и осуществлять предварительную калькуляцию заказов. В настоящее время в типографиях обычно используются такие отраслевые программные обеспечения, как Информационные системы управления (MIS) или Системы производства и планирования (PPS), с помощью которых можно составлять калькуляции и планировать заказы. Основу расчетов составляет информация о произведенной продукции и возможно более точные данные о работе. Эта информация очень часто черпается из рабочих отчетов или терминалов ввода данных BDE.
Модуль управления РЕСОМ Press Manager (PPM) позволяет использовать привязать так называемое отраслевое программное обеспечение. Использование современных печатных машин фирмы MAN Roland и подобных отраслевых программ позволяет получить следующие преимущества:
прямой обмен данными о заказах и производстве между планово-финансовым отделом и печатным цехом, калькуляция заказов на основе самых последних данных;
оперативный обзор работы оборудования, более точное планирование его использования и тем самым оптимальное распределение загрузки;
быстрое реагирование на изменение обстоятельств, исключение ошибок за счет дублирования вводимых данных и сквозной электронной коммуникации.
Однако в большей степени положительный эффект зависит от внутренней структуры вашего предприятия и возможностей используемого отраслевого программного обеспечения.
Трехуровневые системы РЕСОМ позволяют значительно сократить производственные расходы, увеличить производительность на 30% и привлечь новых заказчиков. Посредством подключения к сети Интернет можно обеспечивать прием заказов, в системе РЕСОМ определить их стоимость и обратно отослать всю необходимую информацию о заказе клиенту. Благодаря цифровой системе РЕСОМ многие производственные процессы от приема заказов до отгрузки готовой продукции становятся "прозрачными", т.е. осуществляется полное организационно-техническое и коммерческое планирование производства. С вводом в типографии электронной сети РЕСОМ ликвидируется разрыв между управленческим аппаратом и производством. Таким образом, на предприятиях, где умеют считать деньги, можно практически полностью избежать ошибок благодаря тому, что система РЕСОМ позволяет вести статистику по реальным затратам. Печатные машины фирмы MAN Roland являются составной частью системы РЕСОМ на 3-ем, самом низшем, уровне. Это позволяет существенно расширить возможности системы РЕСОМ вплоть до управления всем полиграфическим производством. Система состоит из: компонентов нижнего уровня — рулонных печатных машин, например Uniset Man Roland; среднего уровня — модуля PECOM Press Manager, который позволяет сформировать необходимые данные для настройки печатных машин и освободить печатника от их ввода. Это ускоряет процесс перехода от одной работы к другой. Верхний уровень — административный — может формироваться в зависимости от структуры производства. При этом система РЕСОМ обеспечивает связь между допечатными и после печатными процессами.
Фирма MAN Roland использует в качестве сервера заказов систему PECOM-ServerNet, которая реализует гибкую основу для реализации интерфейсов основе операционной системы Windows NT и локальной сети типа Ethernet. Это дает возможность подключения вычислительных сетей различных печатных машин. При этом обеспечивается обмен данными между объединенной локальной сетью и цифровыми пультами управления, и подготовленные файлы оцифрованных данных какого-либо заказа могут быть легко переброшены для исполнения на нужную печатную машину с обеспечением возможности дополнительного централизованного архивирования данных. Необходимые точки подключения для различных пользователей могут быть интегрированы с обеспечением оперативного установления желаемых связей. В эту платформу локальной сети могут быть интегрированы все машины фирмы MAN Roland с цифровым программируемым управлением. Могут быть также включены в эту сеть с ограниченным охватом функций и более ранние модели машин Роланд с пультами управления RCI и красочными линейными шиберными аппаратами. Платформа операционной системы обеспечивает высокую функциональную совместимость и в будущем. В зависимости от потребностей фирма MAN Roland поставляет программное обеспечение вместе с компьютером, услугами по проектированию, монтажу, сервису и ремонту или без них. В течение многих лет фирма MAN Roland пропагандирует на примере использования систем РЕСОМ типографии с локальными сетями для эффективного промышленного производства. При этом централизованная предварительная настройка производственных машин при помощи модуля Press Link является основным узлом. Модуль Press Monitor выполняет функции контроля работы оборудования в печатном цехе. При этом отображаются текущее состояние изготовления заказа на печатных машинах и предыдущие этапы прохождения заказов. Сокращение времени на настройку печатной машины за счет ее централизованной предварительной настройки. Предварительная настройка параметров машины на рабочей станции стоит дешевле, чем та же наладка с помощью пульта управления печатной машиной, т.к. рабочее место печатника само по себе стоит дороже. Кроме того, возможно использование архивированных данных с различных машин для предварительной подготовки заказа, что при подготовке данных на одной определенной машине исключается. Это приводит при повторяющихся или стандартных заказах к резкому сокращению затрат времени на подготовку машины к печати заказа, а также к исключению возможных ошибок, недоразумений и необходимости повторных запросов. Функция контроля печатного процесса на машинах в печатном цехе обеспечивает эффективное повышение производительности всего цеха в целом. Если возникает необходимость принятия оперативных решений в ходе производственного процесса и перебросить заказ с одной машины на другую, при подобном варианте управления данные по предварительной настройке машин очень быстро могут быть переданы на эту или другую машину.
На основе трехуровневой иерархии РЕСОМ обеспечивает структуризацию перечня заказов по следующим атрибутам:
Заказ — номер листа — этап производства (печать).
Проверка состояния выполнения работ непосредственно по перечню заказов и подготовка следующих заказов.
Текущий контроль и внесение изменений в прохождение заказов, оптимизация срока их готовности.
Снятие ограничений по числу регистрируемых и контролируемых заказов!
Главной особенностью системы РЕСОМ является возможность объединения в локальную сеть типографии рулонных печатных машины разного формата, и подключения к ней машины других типов.
После подтверждения заказа начинается работа над ним на уровне управления, где уже имеются такие базовые данные, как формат запечатываемого материала, тираж и др. Здесь же с помощью информационной системы управления (MIS) осуществляются планирование прохождения заказа и выбор допечатного оборудования, печатных и отделочных машин, а также обрабатываемых материалов. После этого информация, относящаяся к технологии печати, передается с уровня управления через интерфейс РЕСОМ Press Management на организационный уровень (Organizations Level), где она дополняется технологическими параметрами печати, например данными о предварительной настройке и регулировке подачи краски на конкретной машине. Благодаря подобной поддержке, а также высокому уровню автоматизации и соединению on line можно значительно сократить период подготовки машины, включая предварительную настройку на новый формат, толщину материала, условия работы красочных аппаратов и др.
При этом возможен прием оцифрованных данных для предварительной настройки с допечатной стадии производства по интерфейсу РЕСОМ Prepress (PPI)-CIP4. На уровне управления (Control Ebene) печатная машина оптимально подготавливается к тому, чтобы работать, не простаивая ни одной лишней секунды. Используя, например, систему регулировки подачи краски Roland CCI, можно очень быстро выйти на стабильно высокое качество продукции и сохранять, контролировать и «документировать» его на протяжении печати всего тиража. Во время печатного процесса текущая информация поступает на интерфейс РЕСОМ Management. Таким образом, информационная система управления (MIS) постоянно получает данные о стадии производства конкретного заказа. Показания приборов или сообщения об обнаруженных печатниками неполадках в машине поступают в систему MIS в режиме реального времени через открытый интерфейс, базирующийся на международных стандартах.
Фирма MAN Roland смогла реализовать привязку через интерфейс РЕСОМ Management (PMI) и тем самым объединить сетью всю типографию совместно с фирмой Optimus Deutschland GmbH, которая одна из первых применила систему информационного управления (MIS). Сильной стороной концепции электронного управления производством является открытость системы MPI для подключения практически ко всем системам MIS в зависимости от их назначения. Фирма Optimus является одним из ведущих производителей программ для систем информационного управления(М18), специализирующийся в полиграфической промышленности. Она предлагает разнообразные программы для ведения учета. Кроме такого устаревшего способа учета, как ежедневные отчеты, для допечатной стадии была создана система BDE для Windows. Специальные терминалы BDE имеет смысл использовать для ввода данных во всех производственных подразделениях. Очень простым и эффективным является проведение BDE через терминалы с устройством считывания бар-кодов. Объединение в сеть с системой РЕСОМ с целью ведения учета чрезвычайно удобно. Только так можно осуществить обмен данными в автоматическом режиме. При этом исключаются затраты на дополнительный персонал;
Диалог идет между печатной машиной и системой Optimus. Печатная машина общается с Optimus с помощью переводчика, функции которого выполняет модуль (PPI) РЕСОМ Press Interface . При этом может осуществляться привязка к печатным машинам всех крупных фирм-производителей. Однако существуют отличия в виде привязки, формате данных, временной последовательности и т. п. Одни производители пока еще не могут поставлять данные, другие предлагают только данные BDE для их последующего анализа. Обмен данными в двух направлениях и в реальном времени реализован исключительно фирмой MAN Roland. Система РЕСОМ повышает степень автоматизации движения данных. Из общего заказа, начиная от его проекта и заканчивая составлением сметы, Optimus автоматически отбирает рабочие операции, предусмотренные для машин, объединенных сетью РЕСОМ. «Подзаказ» для каждого прогона машины автоматически посылается в архив оперативных данных, а все базовые данные из Optimus сохраняются. Технические данные из Optimus, которые можно использовать для подготовки заказа, автоматически передаются на печатную машину для предналадки. Общий заказ может распределяться на несколько прогонов и несколько машин. Каждый сегмент может автоматически контролироваться через модуль «Прослеживание составных частей заказа». Подсистема Optimus управляет общим заказом и подразделяет его затем по отделам, затратам и видам работ. Данные по предварительной регулировке краски из сканера EPS или параметры красок могут поступать непосредственно через интерфейс PPI (РЕСОМ Prepress Interface) или через интерфейс CIP3, или же это могут быть данные из других заказов или «эталонных заказов», что позволяет еще раз оптимизировать и упростить предварительную наладку. Как только печатная машина начинает печать заказа, начинает поступать и обратная информация с печатной машины на систему Optimus. При этом различают данные MDE (автоматические данные машины) и данные BDE (время ожидания и простоя). Данные, сообщаемые системой РЕСОМ на Optimus, могут использоваться на двух уровнях: для обычного автоматического анализа по затратам времени и расходам в реальном времени с постоянной коррекцией заданных и фактических параметров (вовремя/не вовремя), а также для специального анализа через запрос банка данных.
РЕСОМ располагает интерфейсами для стыковки с системами планирования и калькуляций, с внутрифирменной электронной обработкой данных (ЭОД), с системой планирования листа и размещения объявлений, с системами дальнейшей обработки, с системой материально-технического обеспечения "AUROSYS" и с системами подачи краски. При этом используется международный стандарт "Print Product Format" (PPF), в разработке которого фирма MAN Roland принимала участие в рамках проекта СIРЗ. Через интерфейс ISDN или же модем специалисты имеют возможность доступа ко всем системным данным и к компонентам системы, а тем самым в состоянии провести анализ системы. MAN Roland предлагает для системы РЕСОМ сканеры для передачи данных в on-line-режиме на рабочем месте Press Monitor. В распоряжении имеются также версии, работающие в едином масштабе времени и подключаемые к автоматическим линиям для изготовления печатных форм. Программное обеспечение промышленного типа последнего поколения, операционная система UNIX и стандартизованное оборудование связи (Ethernet, TCP/IP), а также обширные проверки качества гарантируют стабильную, перспективную с точки зрения развития на будущее систему автоматизации. Бесперебойное электропитание (USV), система печатных форм с дублированием (RAID) и резервная ЭВМ обеспечивают защиту от потери данных и гарантируют непрерывную рабочую готовность.