Меняев М.Ф. Цифровые системы управления техническими процессами в полиграфии
Подождите немного. Документ загружается.
одновременно подключаемых рабочих мест.
Типовая структура типографии в PrintEffect показана на рис. 5.8. Она содержит контур управления
полиграфическим заказом, контур производственного планирования, контур учета материальных и
финансовых ресурсов и контур аналитической отчетности.
Рис. 5.8. Типовая структура типографии в PrintEffect
Аплер Типография позиционируется на рынке программного обеспечения как автоматизированная
система оперативного управления и анализа для малых и средних предприятий полиграфии. Она
поддерживает сквозную автоматизацию работы всех подразделений и служб типографии: маркетинг,
продажи, допечатная подготовка, технологический отдел, производственный цех, снабжение, склад
материалов и готовой продукции, служба доставки, руководство компании.
Доступ к системе осуществляется с помощью ролей: менеджер продаж, технолог, мастер цеха и т. п.
Система ориентирована на типовую модель прохождения заказа от калькуляции до отгрузки печатной
продукции.
DISO - цифровая интегрированная система управления и организации для предприятий
полиграфической промышленности, ориентированная на отдельные средние организации и на
небольшие корпорации. Она содержит следующие модули: предварительной калькуляции, заказа, учета
производственных данных, планирования производства, материально-технического хозяйства, складов,
торговли/сбыта. В системе предусмотрен интерфейс для электронной торговли, взаимосвязи с
интегрированной системой R/3.
6.Системы управления малотиражным производством
Малотиражное производство (оперативная печать) определяет значительный рынок
полиграфических услуг. Этот сегмент рынка характеризуется не только своими показателями, но и
своими технологиями, методами и системами управления. Последние базируются на технологиях
цифровой печати, формирования цифровых активов, глобальных информационных сетей, электронного
бизнеса, динамических системах управления информационным пространством.
Эффективное применение цифровых производств изменяет традиционную систему управления
полиграфическим производством.
6.1.Жизненный цикл заказа на полиграфическое издание
Полиграфическое издание можно представить в виде последовательности заказов, которую можно
разбить на следующие основные этапы: подготовка издания (K1, рис. 6.1), непосредственно выпуск
основных тиражей (K2 - K3 ), выпуск дополнительных тиражей по отдельным заказам (K4 - K5),
реализация уникальных изданий текущего заказа (K6). Для каждого этапа жизни заказа характерен
определенный тираж, от единиц до сотен тысяч экземпляров. Зависимость числа выпускаемых
типографией экземпляров издания (N) от конкретного этапа выпуска книги (K) определяется как
жизненный цикл заказа на полиграфическое издание.
Рис. 6.1. Жизненный цикл заказа на полиграфическое издание: 1 - подготовка издания к выпуску; 2, 3
- основные тиражи; 4, 5 - дополнительные тиражи; 6 - тиражи уникальных изданий; 7 - минимальный
объем офсетного производства (2)
На рис. 6.1 показана модель жизненного цикла заказа на полиграфическое издание в виде
графической зависимости объема тиража от соответствующего заказа: подготовка издания к выпуску
(сигнальные экземпляры, каталоги, пилотные тиражи и т. п.), "активные издания", объем которых
может иметь различные величины, потенциально востребованные издания (дополнительные тиражи по
специальным заказам) и издания вне основного производства (редкие книги, уникальные издания,
книги, возвращенные к производству и т. п.).
На графике показан уровень минимально экономически оправданного производства (7). Он
показывает, что этапы K1, K3, K4, K5, K6 характеризуются дополнительными убытками в
полиграфическом производстве.
Как правило, на крупных производствах расходы, связанные с нерентабельной печатью,
"растворяются" в общем объеме разнородных заказов. Однако необходимость повышения прибыли
заставляет внедрять новые технологии, которые приводят к появлению новых видов работ - таких как
малотиражная полноцветная печать, изготовление изданий в соответствии с требованиями заказчика,
разработка и производство в едином цикле управления, которые определяются как
"кастомизированные" и "персонализированные" издания, содержащие переменные данные. Такие
полиграфические системы используют технологию цифровой печати.
Стратегия управления жизненным циклом изделия предусматривает два этапа создания единого
информационного пространства:
o автоматизация отдельных процессов жизненного цикла изделия и представление данных о
них в электронном виде согласно международным стандартам;
o интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных в составе
единого информационного пространства организации.
Для интеграции всех данных в рамках ИП применяются системы управления данными об изделии -
цифровые активы. Их задача - аккумулировать всю информацию, создаваемую прикладными
системами, в единую модель с целью повышения эффективности производственных процессов,
формирования новых видов продуктов/услуг.
6.2.Цифровые активы
Цифровые активы (Digital assets) представляют собой организованное хранилище корпоративной
информации, представленной в цифровом виде, позволяющее использовать эту информацию для
расширения производства. Их появление обусловлено как процессами перевода входной информации
на машиночитаемые носители, выполнения операций допечатной подготовки в веб-среде, так и
необходимостью печати новых изданий с использованием фрагментов ранее выполненных заказов. На
рис. 6.2 показан фрагмент структуры типографии, отражающий процессы формирования цифрового
актива.
Рис. 6.2. Контур управления цифровым активом типографии
В качестве входных потоков информации отражены процессы передачи данных на цифровых
носителях от редакций (текст, графика, изображения) и дизайн-бюро. Эта информация поступает на
веб-портал типографии. Цифровые данные от различных клиентов могут поступить и на цифровых
дисках, лентах и других носителях.
Входной цифровой поток поступает в систему сопровождения заказа, где осуществляется его
калькуляция и формируются исходные данные для планирования производства. Производственные
данные в виде рабочих карт (job tiket) передаются на производственные участки и в цифровой актив
типографии, где они соединяются с содержательными файлами заказов, формируя цифровой актив
типографии (ЦА).
В процессе подготовки дополнительных вариантов издания, использования фрагментов
выполненных заказов и в других подобных случаях система управления активами позволяет выполнить
необходимую редакцию содержательной части заказа и передать его вместе с рабочей
(технологической) картой на выполнение.
Эффективность формирования и применения цифровых активов определяется значительным
сокращением времени подготовки дополнительных заказов, возможностью подготовки оперативных,
персонализированных и малотиражных дополнительных изданий, без привлечения дополнительных
складских помещений, технологических операций. Ведение цифрового актива повышает надежность
хранения и уменьшает время поиска нужного материала издания.
На рис. 6.3 показан контур управления цифровыми активами. Он состоит из следующих
взаимосвязанных контуров: контур формирования оригинала, контур формирования оригинал-макета,
контур управления цифровой печатью, контур управления каталогом заданий и контур
администрирования.
Рис. 6.3. Контур управления цифровыми активами: СК - сканирование оригиналов, ЗИ - захват
изображений, АИ - автоиндексация, ЗТИ - захват текстовой информации, ДВ - дизайн и верстка, СЛ -
слияние, РД - редактирование, МЗ - монтаж заданий, ПФ - преобразование форматов, ОА - оперативный
архив, РД - репозитарий долгосрочный, УК - учетные карточки, К - каталог, ПЛ - планировщик
Контур формирования оригинала предполагает выполнение операций по формированию цифрового
кода, включая подготовку текста, графики и сканирование изображений (СК), операции по захвату
изображения (ЗИ), операций автоиндексации компонентов файла (АИ) и операции подключения
текстового файла к графической и изобразительной информации (ЗТИ).
Операции этого контура позволяют не только сканировать страницы документа, но и выполнять:
очистку изображения, устранение перекосов и геометрических искажений, регистрацию заранее
заданных кромок и т. п. Отсканированные изображения автоматически вводятся в систему. При этом,
сканируя по частям, их можно перетащить или скопировать в одно печатное издание или распределить
по нескольким. Все растровые изображения хранятся в форматах .tiff или .jpeg, что позволяет
осуществить прямой импорт изображения или графического приложения в издательскую систему.
Контур формирования оригинал-макета содержит следующую последовательность операций:
верстки и дизайна (ВД), слияния текстовых и других файлов (СЛ), редактирование оригинал-макета
(РД), монтаж производственных заданий (МЗ), запись подготовленных кодов в оперативный архив
(ОА), который реализован на базе СУБД, архивирование файлов архива и передача их в долгосрочный
репозитарий (РД), преобразование форматов (ПФ) для подготовки электронных публикаций.
Выполнение операций этого контура позволяет показать заказчику растровую копию всех страниц
готового документа до выполнения печати.
Процесс подготовки страниц издания (дизайна) при использовании цифрового кода реализуется в
процессе "наклеивания" на них отсканированных изображений и готовых текстов. Также можно
разместить дополнительный текс, вписывая его по месту и размещая как на свободном поле, так и
поверх графики. Для более сложного редактирования используется инструментальный набор
графических редакторов, например, Adobe Photoshop.
Операция слияния позволяет совместить отсканированные страницы и их элементы с материалами,
подготовленными дизайнерами в одном печатном издании и использовать шаблоны страниц, логотипы
и другие дополнительные элементы. На этом этапе выполняется редакция погрешностей, связанных с
небольшим выравниванием полей, грамматическими ошибками, заменой картинок и т. п.
По окончании допечатной подготовки полиграфическое задание импортируется в систему
управления цифровыми активами, преобразуясь в растры страниц, в формат .pdf, или сохраняется в
формате PostScript.
Таким образом, полиграфические заказы хранятся в системе вместе с готовыми страницами и
подробной картой описания работы, что позволяет расшифровать и обработать необходимые
документы без участия оператора (технолога), внести необходимые изменения в любом объеме и месте
издания и выполнить полный цикл издания.
Процесс изменения порядка страниц, нумерация, спуск полос с пропорциональным и
непропорциональным масштабированием под формат, задание параметров печати, оформление обложек
и вставок оформляется с помощью интерфейса оператора системы.
Репозитарий данных системы управления ЦА поддерживает возможность записи на различные
носители: магнитооптические диски, CD-ROM, DVD и т. п. Для этого необходимо указать систему
маркировки цифрового актива, которая отражается в картотеке.
Контур управления цифровой печатью содержит операции по подготовке данных для цифровой
печати: карт описания заказа (технологической карты) (КОЗ) и управления печатью заданий (УПЗ), и
операции по подготовке публикации в веб-пространстве. Для этого используются операции подготовки
электронных публикаций (ЭП) и операции установки информации на веб-браузере системы.
Электронные копии выполняемой продукции передаются заказчику на основе подготовленных к
печати электронных образцов выполняемых работ. Эти копии, используя форматы .pdf или .jpeg,
рассылаются с помощью электронной почты или публикуются на веб-сервере типографии.
Контур управления каталогом заданий формирует учетные карточки полиграфических заказов (УК),
которые размещаются в виде каталога (К) цифрового актива. На каждую работу, поступающую в
цифровое хранилище, заполняется учетная карточка, позволяющая выполнить поисковые операции.
Администратор системы может модифицировать информационные поля карточки, оставляя
неизменным лишь внутренний номер работы в базе данных. Можно завести несколько картотек,
распределив к ним доступ или использовать одну картотеку, распределяя материалы заказа в разных
местах.
Поиск по картотекам ведется по различным признакам, включая ключевые слова, логические
выражения, даты и др.
Контур администрирования включает планировщик (ПЛ) выбора необходимой информации из базы
данных и направление ее на систему правления печатью заданий модуль администрирования системой
управления цифровым активом. Администратор системы осуществляет регулярные операции по сверке
и упорядочиванию баз данных, что выполняется в наименее загруженные отрезки рабочего времени.
Система управления ЦА базируется на сетевом сервере типографии, где размещается и СУБД. Она
может использовать как выделенный сервер, так и применить пиринговую схему (Peer-to-peer - равный
с равным). Эта концепция позволяет хранить материалы на различных компьютерах, что позволяет как
повысить надежность системы, так и иметь возможность ее масштабирования вместе с ростом
производства.
6.3.Структура типографии на основе системы управления цифровым активом
Применение системы управления цифровым активом полиграфической организации позволяет
сформировать новую структуру типографии (рис. 6.4), ориентированную на применение цифровых
методов печати.
Рис. 6.4. Структура цифровой типографии: ЦН - цифровые носители, КИ - компьютерная
информация, ЦД - цифровые потоки, ТН - традиционные носители, ПД - повторное использование
данных, ОА - оперативный архив, ЭП - электронная публикация, Т - тираж, СД - компакт-диски, ВЕБ -
веб-сервисы
Здесь входная информация в форме материалов, переданных по цифровым каналам или на цифровых
носителях (ЦН), подготовленных на компьютерах пользователей или издателей (КИ), полученных из
потока цифровых данных (ЦД) или переданных на бумажных носителях, поступает в систему сбора
исходных материалов, а оттуда - на допечатную обработку (ДП). Далее идет традиционный процесс
реализации печати издания и на послепечатную обработку, что позволяет получить заказанный тираж
(Т). В процессе передачи заказа на печать его цифровой код поступает в оперативный архив системы.
Оттуда он вновь может быть направлен на печать при наличии запроса из системы повторного издания
(ПД), где при необходимости цифровой код дополняется новыми материалами и поступает в печать.
Дополнительно, независимо от выполнения печатных процессов, реализуется цифровой код нового
издания, который реализуется в форме электронного издания. Это позволяет записать его на носители
цифровой информации (СД) или установить на сервере заказчика (ВЕБ). Процесс подготовки цифровых
изданий управляется оператором ЦА.
7.Системы управления полиграфическим производственным процессом
7.1.Функциональная структура системы оперативного управления производством
Системы оперативного управления производством рис. 7.1 (MES-системы - Manufacturing Execution
System) обеспечивают информацией процессы решения производственных задач управления
технологическим процессом в целях обеспечения заданного качества и минимизации расходов. Система
работает в режиме реального времени, что предполагает использование специализированной
информационной технологии, применения активных методов управления на уровне машин и
оборудования.
Рис. 7.1. Основные элементы системы управления производственными процессами: 1 - технические
средства системы управления, 2 - система управления оборудованием и каналами получения
информацией, 3 - система оперативного контроля производственного процесса, 4 - система управления
ресурсами производства (2)
К производственным задачам относят: обеспечение эффективности работы машин, механизмов и
технологических процессов, диспетчерский контроль за производственными процессами, за расходами
материалов и энергоносителей, соответствие режимов работы технологических устройств,
своевременный ремонт, профилактику и загрузку оборудования и др.
Особенность таких систем заключается в том, что они предъявляют повышенные требования к
процессной информации в реальном масштабе времени и обеспечивают реализацию конкретного
варианта управления из многообразия производственных технологий.
MES-системы (рис. 7.1) содержат инструменты и методы управления производством в целях его
оптимизации за счет быстрой реакции на происходящие события и компенсации отклонений от
плановых заданий. Они обеспечивают выполнение следующих информационных процессов: сбор
технологических данных, обработка и преобразование данных в информацию для управления, передача
данных в режиме реального времени в систему управления организацией, MIS-систему и др.
Современные системы управления производством базируются на активном использовании
концепции интеллектуального управления производством (Intelligent Production Management - IPM),
которая предполагает применение совокупности программных и технических средств, обеспечивающей
эффективное использование и синхронизацию рабочих потоков производственного процесса при
получении продукции заданного качества. Таким образом, задача управления рабочим потоком в
подобных системах сводится к реализации оптимального взаимодействия производственного
(технологического) процесса и процесса управления его (технологического процесса) ресурсами.
Рамки управления производственным процессом охватывают как процессы управления
оборудованием в цехах, так и подготовку аналитической информации о состоянии производства.
Информация о состоянии технологических процессов передается в систему управления организации
(MIS-систему).
Технические средства системы управления представляют собой набор устройств, обеспечивающий
поступление первичных данных в контур системы управления, а также исполнительных механизмов, на
которые подается управляющая информация. К таким устройствам относятся программируемые
логические контроллеры, промышленные компьютеры, исполнительные механизмы и др.
Система управления оборудованием и каналами получения информациий обеспечивает
диспетчерский контроль и управление непосредственно производственными процессами. Она содержит
средства управления оборудованием (индикаторы, переключатели и т. п.) и каналы получения
информации о работе технических устройств в режиме реального времени. Этот уровень системы
включает также терминальные компьютеры (рабочие компьютеры) и программные приложения,
которые обеспечивают технологов возможностью оперативно влиять на состояние технологического
процесса. Схема управления строится на базе мнемосхемы производственного процесса (рис. 7.2), т. е.
топологии всего установленного оборудования по участкам машины.
Рис. 7.2. Мнемосхема производственного процесса
На поле мнемосхемы показываются элементы управления печатной машиной, а также
информационное оборудование, позволяющее передать информацию на верхний уровень системы
управления.
На рис. 7.3 показана функциональная структура уровня управления оборудованием, предназначенная
для реализации системы сбора технологической информации. Здесь, на его нижнем уровне (3),
находятся технические средства сбора информации (устройства ввода данных - контроллеры,
регуляторы и др.). На другом уровне (2) находятся средства диспетчеризации данных и их размещения с
помощью соответствующего программного обеспечения. На верхнем уровне системы (1) находятся
программы архивизации фактографической информации, инструменты для оперативного контроля за
ходом производства.
Рис. 7.3. Функциональная структура уровня управления оборудованием: 1 - система оперативного
контроля технологических процессов, 2 - оборудование и каналы информации, 3 - технические средства
управления, РК - рабочий компьютер
С помощью этого оборудования реализуются операции планирования и выполнения
профилактического обслуживания, а также операции мониторинга, диагностики и ремонта.
Оперативный контроль производства определяет средства контроля за эффективностью производства
в целях принятия решений на основе информации о работе технологических процессов, поставляемой в
режиме реального времени. Основные функции этого уровня реализуются с помощью программных
приложений, которые обеспечивают наглядное (табличное и/или графическое) представление
аналитической информации.
Управление основными ресурсами предполагает контроль информации о состоянии различных
технических устройств (рис. 7.4), что позволяет повысить производительность технологического
оборудования за счет организации профилактического обслуживания и ремонта, предупредительной
замены деталей, узлов и агрегатов в оборудовании и т. п. Программное обеспечение этого уровня
концентрируется на задачах оперативного планирования и диспетчеризации процессов, что
предполагает построение динамической компьютерной модели производства, имитирующей движение
материальных потоков внутри цеха в соответствии с технологическими маршрутами.
Рис. 7.4 Информация о состоянии печатной машины на экране РК
Взаимодействие MES- и MIS-систем в составе интегрированной информационной системы
управления технологическими процессами показано на рис. 7.5.
Рис. 7.5. Функциональная схема MES-системы
Структура MES-системы содержит инструментальную часть и набор исполнительных модулей. На
базе инструментальной части разрабатывается проект системы автоматизированного управления, а с
помощью модулей системы осуществляется запуск проекта в режиме реального времени.
Информация производственной системы предоставляется с помощью корпоративного портала в
модуль управления технологическими процессами, где она организуется в форме аналитических
отчетов на поле документа или на мониторе рабочего компьютера.
В процессе разработки информационной системы управления производством разрабатываются
мнемосхемы для каждого технологического подразделения, данные от которых объединяются на уровне
систем управления технологическими процессами организации. Доступ к мнемосхеме может быть
осуществлен с помощью панели наблюдения и дистанционного управления полиграфической MES-
системы, показанной на рис. 7.6.
Рис. 7.6. Панель наблюдения и дистанционного управления полиграфической МЕS-системы
7.2. Контуры управления производственным процессом
На рис. 7.7 показана схема управления производственными процессами типографии. Контур
управления заказом (ПЗ) формирует исходные параметры допечатных процессов (ДП) и позволяет
сформировать производственный план ПП. Полученные результаты направляются на систему
управления процессом печати (УПП), откуда она передается на пульт пресс-менеджера (ПМ), который
организует и контролирует процессы работы печатной машины (ПМ). Система технического
обслуживания производственного процесса формирует документы, определяющие необходимость
проведения мероприятий технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОРО) и передает их в
систему организации печати и в систему ресурсного обеспечения (MIS-систему).
Рис. 7.7 Схема контуров управления производственными процессами: ПЗ - полиграфический заказ,
ДП - допечатные процессы, ПП - производственное планирование, УПП - управлние процессом печати,
ПУ - пульт управления, ПМ - принт-менеджер, ПМ - печатная машина, ПО - послепечатная обработка,
ТОРО - техническое обслуживание и ремонт оборудования, СБМ - склад бумаги и материалов, Э -
экспедиция.
После выполнения операций печати тиража на соответствующих машинах выполняются операции
послепечатной обработки. Подготовленный тираж передается на экспедицию (Э).
Контур управления процессом печати содержит устройство управления печатью, пульт управления и
машину печати, которая снабжена устройствами контроля и регулирования различными
исполнительными устройствами, переключателями, датчиками, регуляторами и т. п.
Процессы допечатной подготовки передают на пульт менеджера параметры производства, данные
предварительной настройки (рис. 7.8), необходимую связку агрегатов машины, описание продукта (имя,
количество страниц, структура тетради, красочность, зеркало полос с ключевыми словами,
предложение по спуску полос и др.).
Рис. 7.8. Мнемосхема предварительной настройки печатной машины
Допечатная подготовка формирует данные о разрешенном спуске полос, ограничениях исходя из
конкретных условий дня, обобщения "сходных" схем спуска полос для планирования последующих
производств и др.
Также передается грубый растр по краскам с идентификацией по продукту, полосе, краске.
7.3.Распределенная система управления печатью
На рис. 7.9 показана структура организации распределенной сети управления технологическим
процессом печати. Она предусматривает три уровня управления сетевыми ресурсами:
административный (3), диспетчерский (2) и уровень контроллеров.