Od targów drupa 2016 trend technologiczny przemysłu 4.0 przyjął się wśród profesjonalistów z naszej branży pod nazwą Print 4.0. Producenci wyposażenia włączyli go do wielu różnych aplikacji. Czy jednak konstruktorzy maszyn i przedsiębiorstwa poligraficzne są gotowi na Internet Rzeczy?
Przemysłowi poligraficznemu wciąż zarzuca się pewien konserwatyzm. To zarzut być może słuszny pod pewnymi względami, jednakże z pewnością nie z punktu widzenia postępowości tego sektora. Uwzględniając olbrzymi postęp w dziedzinie techniki, jaki się dokonał w ostatnich latach, i najnowsze zmiany w przemyśle wytwórczym, można nawet mówić o skoku do przodu. Liczba zatrudnionych w sektorze zmniejsza się, co nie stanowi jedynie odzwierciedlenia rynkowego popytu. Produktywność pracy w rzeczywistości wyraźnie się polepszyła, powodując duże nadwyżki mocy produkcyjnych na rynku. Przedsiębiorstwa poligraficzne wciąż inwestują w nowe technologie, co sprawia, że proces produkcyjny ulega głębokim przemianom.
Przemysł 4.0 jeszcze zintensyfikuje to zjawisko. Częściowo można go tłumaczyć za pośrednictwem Internetu Rzeczy (Internet of Things, IoT), terminu najczęściej używanego w Stanach Zjednoczonych w celu określenia tego rozwoju. Przemysł 4.0 prowadzi do rozwoju „inteligentnych przedsiębiorstw” czy „przedsiębiorstw przyszłości”, w których znajdują zastosowanie systemy cyberfizyczne (red.: określenie to odnosi się do systemów, w których świat fizyczny, poprzez sensory i aktuatory, czyli moduły wykonawcze, łączy się z wirtualnym światem, w którym następuje przetwarzanie informacji dotyczących świata fizycznego, w oparciu o matematyczne odwzorowanie fizycznych obiektów – www.utrzymanieruchu.pl). Oprogramowanie i świat materialny (sprzęt) ściśle się tu przeplatają, a wyposażenie, przepływ produkcji i systemy zarządzania są połączone poprzez zdematerializowaną informatykę (chmurę – Cloud). Już wkrótce będziemy mieli z tym do czynienia, ze środowiskiem systemów kognitywnych, które umieją ze sobą automatycznie współpracować w funkcji kontekstu. I to naprawdę nie jest science fiction, ponieważ we wszystkich sektorach stanowi to już codzienną praktykę. Przychodzą tu na myśl automatyczne wózki podnośnikowe, które wzajemnie wymieniają swoje ładunki w świecie logistyki czy też roboty, które składają modele różnych serii w przemyśle samochodowym. W sektorze poligraficznym myśli się oczywiście o połączeniach pomiędzy przygotowalnią, drukiem i obróbką końcową, ale także o automatycznej koordynacji zdolności produkcyjnych pomiędzy różnymi zakładami.
IoT lokalny
Motorem rozwoju przemysłu 4.0 jest zmiana popytu rynkowego. Praktycznie wszystkie sektory mają do czynienia ze zmniejszaniem się nakładów w połączeniu – lub nie – ze wzrostem popytu. Czas od powstania koncepcji produktu do jego wprowadzenia na rynek jest coraz krótszy. Rezultatem jest stałe dostosowywanie procesu produkcji i rosnący napływ zróżnicowanych krótkoterminowych zamówień. Sytuacja ta dotyczy zarówno przemysłu poligraficznego, jak i np. sektora elektronicznego. Żadne przedsiębiorstwo działające w przemyśle wytwórczym tego nie uniknie: zarządzający są zmuszeni do zastanowienia się nad procesem produkcyjnym jutra. Rozwiązaniem powinno się stać przedsiębiorstwo przyszłości (smart factory).
Wielką różnicą pomiędzy trzema pierwszymi rewolucjami przemysłowymi (w porządku chronologicznym: maszyna parowa, elektryczność i informatyka) a tą związaną z przemysłem 4.0 jest fakt, że była ona przewidywana. W zasadniczej części jeszcze nie nadeszła, lecz jej elementy już tu są. Przedsiębiorstwa poligraficzne korzystają z nich od lat. W pewnym sensie wszystkie innowacje, które widzieliśmy podczas ostatnich targów drupa, zaczynają być wdrażane.
Najważniejszą jest bez wątpienia powszechna akceptacja standardu JDF. JDF (Job Definition Format) obiecywał koniec z dokumentacją pracy na papierze. Od tej pory wszystkie kluczowe dane były przekazywane od jednego etapu procesu produkcyjnego do drugiego w oparciu o system zarządzania (MIS lub ERP). Prawdziwie rewolucyjną koncepcją był JMF (Job Messaging Format), podzespół standardu JDF, który przesyłał informacje z urządzenia do innych części workflow za pośrednictwem sieci.
Przemysł zrobił w ten sposób pierwszy krok do Internetu Rzeczy, nawet jeśli miało to miejsce tylko na poziomie sieci lokalnej. Dzięki JMF maszyna może np. przesyłać informacje do systemu MIS lub dostarczać mu niezbędnych danych do kalkulacji cen. Teoretycznie jest także możliwe przesyłanie informacji zwrotnych lub ich przekazywanie do innego urządzenia. Tak więc tworzy się sieć urządzeń, które współdziałają i sterują sobą wzajemnie. Taka przynajmniej była idea wyjściowa. Ponieważ CIP4, organizacja stojąca za JDF, od jakiegoś czasu wydaje się cofać. Utrzymywanie otwartej możliwości dysponowania ogółem informacji przez wszystkie elementy workflow skutkuje ociężałością systemu. W praktyce konstruktorzy maszyn korzystają więc jedynie w ograniczonym zakresie z możliwości oferowanych przez JDF/JMF. Wprowadzenie XJDF uprościło system; odtąd raporty ze środków produkcji są przesyłane jedynie do MIS i vice versa. XJDF jest zatem prostszy od swojego poprzednika, zarówno z punktu widzenia rozwoju, jak i implementacji. Oczekuje się, że ten standard zostanie wprowadzony w przyspieszonym tempie, co pozwoli sektorowi na uporanie się z chorobami młodości przemysłu 4.0, zanim rewolucja techniczna nie znajdzie się na właściwym torze.
Zrozumieć dane analityczne
Jeśli JDF i XJDF stanowią doskonały punkt wyjścia dla Print 4.0, to przepływ produkcji generalnie był od lat głównym tematem rozmów producentów wyposażenia poligraficznego. Gracze tacy jak KBA, Manroland, Komori, ale także producenci maszyn fleksograficznych i urządzeń do obróbki końcowej zaprezentowali swoje rozwiązania dla Print 4.0 podczas ostatnich targów drupa.
Wszyscy uważają, że są atakowani przez olbrzymie ilości danych gromadzonych codziennie w chmurze przez ich sprzęt. Mogą one okazać się użyteczne dla, na przykład, programowania prewencyjnej konserwacji maszyny czy automatyzacji zamówień materiałów eksploatacyjnych. Pozwalają one również oczywiście dowiedzieć się więcej o sposobie, w jaki sprzęt jest eksploatowany, co umożliwia też domaganie się od producenta wprowadzenia ewentualnych ulepszeń. Można także na ich podstawie uzyskać informacje o najnowszych rozwiązaniach wprowadzanych na rynkach, na których klienci danej firmy są aktywni.
Heidelberg nawiązał do tego zagadnienia podczas targów drupa w Düsseldorfie, m.in. pokazując wielkie ekrany demonstracyjne zawieszone na zautomatyzowanych ramionach. Przesłanie było jasne: Heidelberg traktuje Print 4.0 bardzo poważnie. Jak twierdzi Steve
Debloem, dyrektor sprzedaży w dziale Investment Goods Heidelberg Benelux, zjawisko Industrie/Print 4.0 spowoduje nieodwracalne zmiany w przemyśle poligraficznym. Ten, kto w tym nie uczestniczy, na dłuższą metę będzie miał problemy. Powtarzamy to od ponad 10 lat. Drukarnia powinna generować coraz większe obroty i wartość dodaną, by przetrwać. Nie jest to możliwe, jeśli nie będzie ona funkcjonować coraz bardziej na podobieństwo fabryki. Część związana z rzemiosłem zanika; obecnie wszystko kręci się wokół wydajności.
W odniesieniu do Print 4.0 Debloem woli mówić raczej o ewolucji niż o rewolucji. Jego zdaniem wiele jeszcze pozostaje do zrobienia w przemyśle poligraficznym, zanim będzie można naprawdę mówić o nowej erze technologicznej. Rozwój postępuje od roku 2000 i rozpowszechnia się poprzez internet. Jeśli chodzi o nasz przemysł, jesteśmy jeszcze na etapie Print 3.7. Ruch do przodu wciąż jednak ma miejsce. Debloem uważa, że przedsiębiorstwa przyszłości zaistnieją dzięki JDF i rozwiązaniom chmurowym (Cloud).
Podwojenie efektywności
Podobnie jak inni producenci maszyn, Heidelberg oferuje drukarzom możliwość samooceny via chmura (Cloud). Osiągi maszyny są porównywane anonimowo z uzyskiwanymi przez użytkowników w innych przedsiębiorstwach. Dzięki temu operator maszyny i manager wiedzą, czy udaje im się maksymalnie wykorzystywać daną maszynę.
Firma Heidelberg otrzymuje także dzięki temu systemowi pożyteczne informacje o sposobie, w jaki maszyny są użytkowane oraz o ich funkcjonowaniu. Czujniki w maszynie dostarczają analitycznych informacji, które są automatycznie przesyłane do producenta. Wie on zatem dokładnie, ile płyt zostało zmienionych, ile arkuszy zadrukowano i z jaką prędkością pracowała maszyna. Debloem: Pracując 24 godziny na 24 przez 7 dni w tygodniu z maksymalną prędkością 18 000 ark./h można by zadrukować prawie 158 mln arkuszy w ciągu roku. To ustanawia teoretyczne maksimum, jakie możemy uzyskać na naszej maszynie. W rzeczywistości pewien procent musi zostać odjęty. Maszyna nie może faktycznie funkcjonować bez przerwy z powodu bieżącego utrzymania, zmiany płyt itp. Analizując uzyskane rezultaty widzimy, że drukarnie wykorzystują w praktyce ok. 1/3 maksymalnych możliwości. Naszym celem jest podwojenie tej wartości.
Osiągnięcie tego celu jest możliwe, ale konieczne są również zmiany w organizacji drukarni, by stała się ona bardziej efektywna. Debloem: Jeśli porównać maszyny sprzed drupa 2016 i te, które pojawiły się później, widać już duży postęp. Jednak maszyna to nie wszystko; automatyzacja całego jej otoczenia jest równie ważna. Zbędne etapy procesu produkcyjnego powinny zostać w ten sposób wyeliminowane.
Góra danych
Śledzenie urządzeń produkcyjnych za pośrednictwem smartfonu lub tabletu coraz częściej staje się możliwe. To tendencja, która odnosi coraz większy sukces we wszystkich sektorach. Można bowiem obserwować przebieg produkcji nie ruszając się z fotela w domu i interweniować w razie potrzeby. Debloem: Heidelberg również oferuje taką możliwość. (...) Nasze oprogramowanie Analyze Point wskazuje mankamenty w organizacji. Można porównywać indywidualną wydajność różnych drukarzy. Jeśli jeden jest szczególnie szybki w narządzaniu, a drugi w drukowaniu, można odpowiednio dostosować program szkolenia.
Aby udoskonalić workflow, niezbędne są góry danych. Są one stopniowo generowane przez maszyny. Użytkownik nie musi się jednak obawiać utraty pliku, zapewnia Debloem. Do wydrukowania danych dostarczanych w ciągu jednej minuty przez maszynę potrzeba byłoby ok. 100 stron A4. To nie działa w taki sposób. Informacje są automatycznie segregowane. Jedynie żądane kluczowe wskaźniki są pokazywane w funkcji parametrów.
Według Debloema temat Print 4.0 był siłą napędową ostatnich targów drupa. Celem nie było już konstruowanie coraz szybszych maszyn, lecz bardziej wydajnych. Sprawiliśmy, że proces druku stał się doskonalszy i bardziej zrozumiały. Kontynuujemy nasz rozwój w tym kierunku.
Dostawcy środków produkcji dla przemysłu poligraficznego pracują z myślą o dalekiej przyszłości. Skłonienie przedsiębiorstw, konfrontowanych na co dzień z obecną rzeczywistością, do zaadaptowania tej wizji będzie wymagało jeszcze wiele wysiłku. Skok Print 4.0 jest jednak nieunikniony. Debloem: Potrzeba nowego sposobu myślenia. Nasz sektor powinien bardziej inspirować się metodami przyjętymi, na przykład, w przemyśle samochodowym. Powinniśmy wiedzieć z góry, jaką liczbę arkuszy wydrukujemy, ile czasu na to potrzebujemy i ile to będzie kosztować. Niektórzy drukarze podejmują się zbyt często realizacji zlecenia mówiąc sobie „będzie dobrze”. Dopiero po jego zrealizowaniu dowiadują się, czy ich praca była rentowna, czy nie. Taki sposób działania doprowadzi ich wkrótce do ściany. Proces produkcji powinien być całkowicie przewidywalny.
Na podstawie artykułu Alexa Kunsta „Le Print 4.0 exige un changement de mentalite” z „Nouvelles Graphiques” nr 10/2017 opracowała IZ
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
