Печать без дефектов, или Стратегия контроля<i><A HREF="#vr"><SUP>*</SUP></A></i>

Много лет системы инспекционного видеоконтроля — одно из самых быстроразвивающихся направлений этикеточного рынка. На узкорулонных машинах работают десятки тысяч таких решений — они быстро окупаются, повышают производительность, сокращают отходы, улучшают качество печати. За 10 лет их средняя стоимость упала на 50%, изначально выгодное вложение капитала перешло в разряд максимально выгодных.

Заказчики упаковочной продукции и производители потребительских товаров требуют от поставщиков 100% инспекции. Им нужны бездефектные изделия, стабильное качество печати, сканируемые штриховые коды, корректный и стабильный цвет. Но они не понимают, что 100% инспекция не всеобъемлюща, настаивая на ней, они ставят под угрозу другие важные для качества параметры.

Технологии инспекции полотна в узкорулонной печати быстро меняются. Видеосистемы трансформировались в интеллектуальные модули активного управления печатью. Монтируемые на машину устройства, помимо визуальной инспекции, оснащаются программными средствами, помогающими управлять качеством печати. Они отлично справляются с выявлением дефектов, контролем цвета и штриховых кодов, управлением техпроцессом, позволяют оптимизировать производство. Соответственно, сложнее выбрать оптимальную методику контроля качества и/или инспекции оттисков. Технологические достижения, стандартизация компьютерных систем, современные скорости обработки данных сделали доступной 100% инспекцию. Благодаря успехам в сфере цифровой обработки изображений, разработкам новых видеокамер, появились интересные решения для узкорулонной печати.

Сейчас можно инспектировать всю площадь оттиска (до 33х23 см) каждые 1,5 с, в ходе печати осуществлять автоматический поиск дефектов, в интерактивном режиме управлять цветом и проверять штрих-коды — от оператора требуется лишь начальная настройка параметров.

Важно понимать разницу между зональным (основная технология в инспекционном видеоконтроле и системах автоматического повторяющегося контроля) и линейным сканированием (системы 100% инспекции). У каждой свои сильные и слабые стороны, которые стоит тщательно проанализировать.

Выявлять или предупреждать? (Контроль качества или управление процессом)

Во-первых, нужно определиться со стратегией управления качеством: где производится инспекция — в печатной машине, на устройстве перемотки или на обоих одновременно. Это важное решение, определяющее результат работы печатного цеха и настроение заказчика.

Инспекция в печатной машине позволяет управлять печатным процессом, сокращая отходы. В большинстве случаев, за счёт корректирующих мер, удаётся либо вовсе избежать их, либо сократить, устранив дефекты, не допустить выхода ситуации из-под контроля. Что резко повышает эффективность технического управления, предотвращает или сводит к минимуму количество некачественных изделий.

На перемотчике этого не добиться: здесь качество контролируется по принципу «выявить и удалить» — вручную или с помощью автоматического инспекционного оборудования. Качество готовых рулонов разное в зависимости от возможностей инспекционного механизма.

При выборе методологии инспекции тщательно анализируйте важные для заказчиков параметры качества, объём отходов и дефекты печати, с которыми придётся иметь дело.

Если для клиентов критичен цвет, необходима эффективная система управления им — без неё вы лишитесь многих заказчиков. Эффективно контролировать цвет и управлять им в печатной машине можно с помощью зональной инспекции, линейное сканирование для этого не подходит.

Надо эффективно бороться с дефектами? Системы зонального (матричного) и линейного сканирования определяют широкий их спектр на машине и на перемотчике, но эффективность нахождения и степень универсальности решений различны. Матричные устройства не обеспечивают 100% инспекции, линейные ограничивают скорость машины и работу с эластичными материалами.

Торговые компании типа Wal-Mart, Sears и Target налагают крупные штрафы на поставщиков, если штрих-коды на упаковках или продуктах не сканируются в магазине. Проверяют это в печатной машине автоматические системы повторяющегося контроля оттисков или лазерные сканеры в устройстве перемотки. Блоки линейного сканирования не идентифицируют штрих-код на соответствие ANSI/ISO. Отказываясь от непрерывной проверки кодов на протяжении тиража, типография, по сути, играет в подобие «русской рулетки».

Выбирая способ инспекции, примите во внимание особенности имеющейся системы контроля качества, запросы клиента, законодательные требования к продукции, планируемый объём отходов, возможности печатных машин, связанные с внедрением инспекции, изменения в техпроцессе.

Линейное или зональное?

Есть три типа систем: визуальная видеоинспекция, автоматические системы сравнительного (повторяющегося) контроля оттисков (Print Process Management) и 100% инспекция. Первые две работают по методу зонального сканирования, третья — по принципу линейного. Технологии существенно отличаются — у каждой свои преимущества и недостатки.

Системы зонального сканирования в каждой картинке проверяют один фрагмент (зону обзора): захват и обработка изображения занимают 1-2 с. С увеличением ширины полотна и длины печати растёт и время инспекции фрагмента. Сократить его можно за счёт максимального увеличения зоны обзора, для чего нужна камера с большим разрешением, достаточным для высокой детализации.

Линейные камеры сканируют полотно по ширине. Для высококачественной инспекции обычно (но не обязательно) используют одну камеру на каждые 200 мм. Так как у камеры фиксированное разрешение, оно станет ниже при увеличении инспектируемой зоны.

C шириной полотна растёт и стоимость решений, в основном за счёт дополнительных камер, без которых не получить нужного разрешения. Сейчас доступны камеры с разрешением 2048 и 4096 пикселей, в том числе и цветные, отображающие полотно не чёрно-белым, а цветным.

На устройствах перемотки системы с 100% инспекцией зарекомендовали себя как доступный и удачный инструмент. Они надёжнее, стабильнее и намного точнее работы оператора. Установка автоматической 100% инспекционной системы на устройство перемотки пред-отвращает перепечатки и возврат тиражей, окупает вложенные средства. На перемотке она гарантирует, что клиенту будет отправлена только качественная продукция.

Но не рассчитывайте на сокращение отходов. Скорее, тщательная проверка будет способствовать росту их объёмов. Даже если проанализировать картину в целом (с учётом всех отходов, перепечаток и возвратов), сокращения может и не быть.

Установленные в печатных машинах системы 100% инспекции (линейного сканирования) имеют минимальные преимущества перед зональными аналогами. Они инспектируют всю площадь материала, эффективно выявляют случайные дефекты, по большей части (хотя не все) находят повторяющиеся и медленно развивающиеся дефекты.

Как и в системах повторяющегося контроля, недостатки в большинстве случаев перевешивают преимущества. В печатной машине линейное сканирование чревато ложным спокойствием: принято считать, что 100% инспекция распространяется на всё.

Все системы линейного сканирования имеют ограничения по скорости. Отсюда два последствия: (1) при увеличении скорости машины размеры фиксируемых камерой дефектов растут, и (2) если машина печатает слишком быстро, инспекционная система вообще выключается.

Важно помнить, что почти все 100% системы не лучшим образом работают с эластичными материалами и не способны распознавать медленно развивающиеся дефекты — смещение приводки, вуаль, полошение. Установка такого устройства на узкорулонную машину может обернуться катастрофой.

При линейном сканировании невозможно точно измерять и контролировать цвет — для этого технология просто не подходит. Если в машине устанавливается 100% инспекционная система, а заказчику критичен цвет, для его контроля и коррекции потребуется отдельное решение или устройство.

То же относится к штриховому кодированию. Часть камер линейного сканирования способна «считывать» штрих-коды, но ни одна не проверяет их на соответствие стандартам ANSI/ISO.

Ещё один важный момент при выборе линейной системы — удобство в эксплуатации. Некоторые столь элементарны, что почти не требуют обучения, другие же разрабатывались безразлично к удобству, поймёт их суть разве что конструктор космической техники с учёными степенями.

И хотя 100% системы отлично выявляют дефекты, при решении задач управления качеством и борьбы с отходами они не так эффективны, как зональные.

При установке на печатную машину они часто становятся причиной снижения производительности, поскольку операторы пытаются выявить каждый мельчайший дефект. Эффективность 100% систем приводит к тому, что время обработки заказа растёт, а с ним и затраты.

У зональных же систем всего два недостатка — они не находят случайных дефектов и не инспектируют 100% полотна, но отлично справляются с контролем цвета и проверяют штрих-коды по стандартам ANSI/ISO. Фиксируют регулярные дефекты всех типов, а на флексографских машинах с центральным печатным цилиндром даже управляют приводкой. Зональные решения крайне полезны для осмотра полотна и увеличения отдельных фрагментов для оценки качества печати.

Чтобы выбрать оптимальную систему, ознакомьтесь с таблицами, сравнивающими эффективность инспекционного видеоконтроля, повторяющегося автоматического контроля и 100% инспекционных систем по 18-ти критериям, которые надо учитывать при оценке и выработке эффективной стратегии по управлению качеством печати.

Параметры эффективного управления качеством

• Систематичность — устройство обеспечивает постоянное и стабильное управление критичными печатными настройками: цвет, дефекты, приводка, штрих-коды и т. д.
• Настраиваемость — изготовитель упаковки должен точно знать, какие критичные для качества переменные имеют значение для заказчиков. Они становятся приоритетом, а каждая переменная классифицируется по значимости для клиента.
• Непрерывность — система проверяет площадь оттисков с заданной периодичностью (промежуток времени должен быть относительно коротким) или выполняет 100% инспекцию готовой продукции.
• Просмотр — для удобства оператора система должна быть укомплектована средствами просмотра любой области оттиска с визуальным увеличением, как минимум, в 20 раз.
• Функциональность — оператору необходим доступ к инструменту с момента настройки до окончания печати тиража.
• Удобство в работе — неинтуитивная и неудобная система использоваться не будет, более того, её будут «обманывать». Пример: система производителя «А» претендует на простоту эксплуатации, но операторы периодически устанавливают настолько низкие настройки обнаружения дефектов, что она отключается.
• Оптимизация качества — отличие этих систем от устройств визуального контроля в интеллектуальности. Они помогают контролировать печатный процесс и отслеживать последствия его коррекций. Я часто объясняю операторам, что обнаружение дефектов, контроль цвета и проверка штрих-кодов должны осуществляться одновременно: один отвечает за дефекты печати, второй отслеживает цвет, третий гарантирует, что магазинный сканер считает штрих-код.
• Универсальность — система должна наступать на отходы по всему фронту. Не рекомендуется принимать решение о выборе метода инспекции без всестороннего анализа отходов. Выясните, какие дефекты встречаются чаще всего и в каких объёмах.
• Документированность и контроль — хорошая система предоставляет средства отчётности и контроля: функции вывода протоколов, инструментарий проверки.

Выводы

Поиск эффективной и оптимальной стратегии управления качеством — непростая задача. Нужно быть готовыми поставить перед собой чёткие цели, проанализировать и зафиксировать объёмы отходов, разобраться в сильных и слабых сторонах двух доступных технологий. Лишь всеобъемлющий анализ позволит выработать единственно верный подход к инспекции.

Можно предположить, что количество печатных машин, где одновременно установлены и 100% системы линейного сканирования, и повторяющегося автоматического контроля, скоро заметно вырастет. Изготовителям упаковки и поставщикам печатной продукции, намеренным повысить производительность, исключить перепечатки и возвраты тиражей, а также поставлять лишь качественную продукцию, стоит рассмотреть вариант с системой видеоинспекции полотна или повторяющегося автоматического контроля в печатной машине и средствами 100% инспекции на устройстве перемотки.

Об авторе: Джон Тоум, генеральный директор BST International.

Редакция выражает благодарность Дмитрию Ширенову, исполнительному директору компании «Варио-Сервис» за консультации при переводе статьи.

Системы линейного сканирования (100%)

Достоинства

• Проверка 100% запечатываемого материала.
• Эффективны при случайных дефектах.

  — Марашки, волосы, складки, пятна.

• Эффективны при повторяющихся дефектах.

  — Приводка, полошение, заливания, непропечатки, марашки.

• Очень эффективны для выявления и сортировки качественной и бракованной продукции.

Недостатки

• Крайне чувствительны к скорости машины.

  — Чем мельче выявляемые дефекты, тем ниже должна быть скорость печати.

• Неэффективны для контроля цвета и связанных с ним дефектов.

  — Цвет, вуаль.

• Не все выявляют мелкие, медленно развивающиеся дефекты.

  — Проблемы с приводкой, постепенное отклонение от цвета.

• Не проверяют штрих-коды на соответствие стандартам ANSI/ISO.
• Неэффективны в качестве инструмента управления печатью.

  — Низкая производительность.

  — Повышение отходов.

• Не исключено увеличение времени и усилий на послепечатную обработку.
• Нельзя просмотреть и увеличить изображение.
• Не помогут при запуске тиража и приладке.

Зональные (матричные) системы

Достоинства

• Очень эффективны для выявления тенденций и оперативного управления печатью.

  — Цвет.

  — Штрих-коды.

  — Повторяющиеся дефекты.

  — Встроенная предварительная настройка приводки.

• Небольшое время реагирования.
• В среднем, более быстрое исправление дефектов.
• Очень эффективны для просмотра и увеличения изображения.
• Помогут при запуске тиража и приладке.

Недостатки

• Не проверяют 100% материала.
• Не выявляют случайные дефекты.

^* Перепечатывается с разрешения журнала Labels & Labeling

Удобство эксплуатации 1

Удобство эксплуатации 2

Функциональность