NGÀNH CÔNG NGHIỆP IN VỚI CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 (Phần 2)

Tiếp theo phần 1

III.   CÔNG NGHIỆP IN VỚI CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0

1.   Sự phát triển của công nghiệp in tiến tới Công nghiệp 4.0

Ngành công nghiệp in toàn cầu tiếp tục biến đổi kể từ khi bắt đầu phát triển kỹ thuật số cách đây hơn 30 năm. Quá trình in trở nên tinh vi hơn và chất lượng được cải thiện, cơ sở hạ tầng in đã trở nên tiên tiến hơn, có khả năng hoạt động phức tạp và mức độ linh hoạt mà có thể không thể tưởng tượng được vào cuối những năm 1980. Không chỉ về thiết bị in, các nhà sản xuất vật liệu in đang tìm cách mới sáng tạo hơn để xử lý việc khô của mực, cho phép sử dụng các chất liệu nền khác nhau, đồng thời tiết kiệm năng lượng và giảm chất thải. Sự cạnh tranh trên thị trường và áp lực từ người tiêu dùng ngày càng tăng, kết hợp đòi hỏi bền vững hơn cũng buộc các cơ sở in trên toàn cầu phải suy nghĩ lại cách tiếp cận của họ. 

Trong công nghiệp 4.0, nhà in đồng thời có nhiều cơ hội nhưng nó không phải không có những rủi ro. Tất cả các nhà in, bất kể chúng đến từ thị trường hay khu vực nào, nếu họ muốn thành công trong dài hạn, họ phải tiếp tục thích nghi với thị trường và điều kiện kinh tế đang thay đổi. Kiến thức và kinh nghiệm của năm trước có thể không đủ để họ thay đổi. Những gì họ cần là một cách tiếp cận vô thức đến hiệu quả và tự động hóa, đồng thời học các kỹ năng mới và thêm các giá trị dịch vụ mới. Bộ kỹ năng mới là bắt buộc để bán cho khách hàng (một số người có thể thậm chí không tồn tại ngày nay). Ngành in 4.0 (Print 4.0) sẽ phát triển theo hai yếu tố cốt lõi sau.

●   Quy trình in thông minh.

Với công nghệ thông minh ngày nay, có thể lập trình trước các đơn hàng in phức tạp vào dây chuyền sản xuất, cho phép hoàn thành các lô sản phẩm nhỏ hơn với các thiết kế và đặc điểm khác nhau một cách nhanh chóng mà không bị gián đoạn và giám sát rất ít. Các cảm biến thông minh có thể cung cấp các lợi ích bổ sung bằng cách kiểm soát năng lượng đầu vào, và theo dõi phế thải. Điều này ngoài việc cho kết quả tốt, nó còn mang lại lợi ích cho môi trường và cho phép các nhà sản xuất công nghiệp tăng đáng kể tính bền vững trong hoạt động của mình.

Một điểm quan trọng nữa là khoảng cách kỹ năng toàn cầu gia tăng - nơi những tiến bộ công nghệ nhanh dẫn đến sự thiếu hụt các ứng cử viên với kiến thức cần thiết để vận hành các máy móc tinh vi. Các giải pháp thông minh hơn, chẳng hạn như dây chuyền in được tăng cường bởi chức năng IoT có thể loại bỏ sự cần thiết của các chuyên gia trên mặt đất, cho phép các nhà sản xuất đơn giản hóa sản xuất. Điều này rất quan trọng vì nhu cầu ngày càng tăng cho việc hoàn thiện sản phẩm phức tạp hơn bao giờ hết, như bao bì mang tính cá nhân, đòi hỏi quản lý các tệp dữ liệu khổng lồ như là một phần của quá trình sản xuất.

Trong sản xuất in ngày nay, nguyên liệu thiết yếu không phải là giấy hay mực in mà đó là sự dữ liệu kết nối giữa máy móc với máy móc, máy móc trong môi trường nhà máy, môi trường nhà máy với các hệ thống quản lý, và các hệ thống quản lý với khách hàng. Mỗi bước của quá trình tạo ra dữ liệu đều được thu thập và phân tích với một mục tiêu: Tăng hiệu quả sản xuất và tạo ra mức lợi nhuận như nó có thể đạt được. Một nhà máy in hoạt động theo cách này luôn biết nơi để tìm và làm thế nào để ở trong vùng hiệu quả nhất "điểm ngọt”(sweet spot) của sản xuất. Đây là tập hợp các điều kiện sản xuất được xác định chính xác, trong đó sản xuất có thể diễn ra với chi phí thấp nhất có thể. Đạt "điểm ngọt" này dẫn đến lợi thế đáng kể: giá cả thị trường cạnh tranh với mức lợi nhuận cao nhất trong ngành. 

Việc ngành công nghiệp in chuyển sang quy trình in kỹ thuật số, có rất nhiều cơ hội để làm việc thông minh hơn. Ví dụ, với hoàn thiện sản phẩm thông minh có thể lấy công việc và các thông số kỹ thuật liên quan từ đám mây, kết hợp dữ liệu biến đổi và điều chỉnh các chi tiết kỹ thuật dựa trên các tiêu chuẩn công việc như vật liệu in và công nghệ in, sau đó hiệu chỉnh và quản lý màu sắc bằng các hệ thống đo đạc. Kết quả sau đó có thể được xác nhận để đảm bảo chúng đáp ứng yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng. Những điều này có thể được thực hiện mà không cần có sự can thiệp của con người.

●   Tự động hóa sản xuất.

Công nghiệp 4.0 được đặc trưng bởi mạng lưới công nghệ thông tin, dịch vụ, dữ liệu, các thiết bị kết nối với nhau, và mọi người, cung cấp năng lượng cho nhà máy thông minh. Tự động hóa trong ngành in đã trở nên thông minh hơn sau cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba. Một nền tảng cho tự động hóa là sử dụng các hệ thống sản xuất thực- ảo (CPPS- Cyber-Physical Production Systems), những máy thông minh có thể giao tiếp với các thiết bị và hệ thống khác để sử dụng những dữ liệu đầu vào để đưa ra các quyết định tự động và tự trị. Ví dụ, ý tưởng sản xuất Push to Stop của Heidelberg sử dụng dữ liệu để bắt đầu quy trình trong máy in, cái cần thiết để chạy các công việc, mục tiêu cuối cùng là chỉ cho phép người vận hành máy in can thiệp vào khi cần thiết.

Một số nhà cung cấp đang làm việc để phát triển các giải pháp thực tế bổ sung để hỗ trợ các kỹ thuật viên nội bộ và người dùng cuối thực hiện bảo trì thiết bị. Các hệ thống này gồm đồ họa, hình ảnh và video trên các vật thể để hướng dẫn người vận hành thực hiện bảo trì hoặc sửa chữa, thể hiện các phương pháp hay nhất cũng như những điều cần tránh. Mặt khác Robot thay thế sự cần thiết cho lao động của con người.

Các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, đóng tầu container và đúc vật liệu đã được sử dụng và áp dụng các công nghệ trong công nghiệp 4.0 để cải thiện hoạt động của họ trong nhiều năm. Các bài học kinh  nghiệm trong các ngành này có thể và nên được áp dụng trong ngành công nghiệp in ấn. Các nhà cung cấp dịch vụ In nắm bắt và chấp nhận các khái niệm và công nghệ này sớm, chắc chắn sẽ có lợi thế cạnh tranh mạnh.

2.   Khởi đầu công nghiệp 4.0 và ranh giới tiếp theo của ngành in.

Ngành công nghiệp in là một trong số các ngành sản xuất đi đầu trong việc ứng dụng sự thay đổi trong công nghệ. Việc áp dụng công nghệ đang nhanh chóng chuyển từ công nghệ truyền thống sang in kỹ thuật số và với sự khởi đầu của cuộc cách mạng công nghiệp thứ tư, đường danh giới giữa in kỹ thuật số và phương pháp in thông thường đã bắt đầu mờ dần, mở đường cho một kỷ nguyên mới về cá nhân hóa. Trong dòng của công nghiệp 4.0, ngành công nghiệp in, bao bì cũng đã bắt tay vào cuộc hành trình của họ đến in 4.0.

Những thay đổi công nghệ và với sự khởi đầu của công nghiệp 4.0, dẫn tới sự chuyển đổi mạnh sang kỹ thuật số đang được tiến hành trong ngành công nghiệp in. Các công ty in đang tăng cường khả năng của họ với các công nghệ mới hơn và đang đầu tư vào dây chuyền công việc liền mạch như một khả năng có sẵn để thúc đẩy sự đổi mới và cải thiện đáng kể hiệu quả. Cuộc cách mạng công nghiệp thứ tư đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp in ấn chuyên nghiệp, với sự giới thiệu vô số các công nghệ mới đang dẫn dắt công nghệ in và hoàn thiện cho cấp độ tiếp theo.

Ngày nay, khi kết nối, điện toán đám mây và tự động hóa đã trở thành bình thường và ngành in đang triển khai các công nghệ này đồng bộ với sự phát triển công nghiệp 4.0. Việc sử dụng kỹ thuật số là một điều cần thiết trong môi trường chia xẻ hiện tại vì nó đóng vai trò then chốt trong việc cho phép tăng năng suất, tinh giản quy trình in, cải thiện dịch vụ khách hàng và cho phép các doanh nghiệp ở trạng thái nhanh nhẹn.

Công nghiệp 4.0, thúc đẩy việc tạo ra các nhà máy thông minh, do đó sẽ thu hẹp khoảng cách giữa khách hàng và nhà cung cấp trong tương lai gần. Theo đánh giá sơ bộ các máy in thương mại có thêm khả năng kỹ thuật số có sự tăng trưởng tới 80%; và nó đang làm tăng thêm giá trị lợi nhuận cho nhà in và khách hàng. Mặt khác, máy in thương mại không có khả năng kỹ thuật số đã bắt đầu thấy doanh thu giảm.

In kỹ thuật số đang phát triển với tốc độ nhanh hơn bao giờ hết. Theo một báo cáo của Smithers Pira, tổng số thị trường in ấn kỹ thuật số sẽ đạt 225% giá trị của năm 2013 vào năm 2024. Báo cáo nói rằng in kỹ thuật số đang tăng lên vì nó cho phép các nhà cung cấp in cải thiện mức dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng.

Việc tăng phiên bản và cá nhân hóa giúp in nhắm mục tiêu đến người dùng cuối cùng ngày càng quan trọng vì thế giới kỹ thuật số tiếp tục ngày càng được kết nối nhiều hơn. Sự trưởng thành của Big Data với công nghệ có thể xác định các khách hàng tiềm năng có giá trị là một công cụ rất mạnh mẽ, và in kỹ thuật số sẽ được sử dụng như một kênh truyền thông cho đầu ra này. In kỹ thuật số cũng sẽ khai thác nhiều cơ hội mới cho các giá trị cao với các đơn hàng chạy ngắn và dịch chuyển sang nhãn, bao bì. Xu hướng này thấy trong công nghệ in offset kỹ thuật số vẫn còn giá trị với chạy ngắn, tất cả các quy trình in sẽ sớm dựa vào cùng một cơ sở hạ tầng kỹ thuật số.

Khi kỹ thuật số trở thành bình thường mới, theo một số người gọi là “xoáy nước kỹ thuật số”, chúng ta thấy có bốn dòng ứng dụng song song: Kỹ thuật số thuần túy; In di chuyển sang kỹ thuật số; Kỹ thuật số làm việc với máy in; Sao lưu kỹ thuật số vào máy in. Trong khi in kỹ thuật số tiếp tục đạt được nền tảng vững chắc hơn, đó là sự hợp nhất các công nghệ in làm mờ các đường giữa in thông thường và kỹ thuật số.

3.   Nhà cung cấp thiết bị sản xuất in.

Trong ngành công nghiệp in bao gồm các nhà in và nhà sản xuất thiết bị, vật liệu in trong mối liên kết theo chuỗi giá trị. Trong đó, các nhà in sử dụng thiết bị từ nhà cung cấp để khai thác nó, còn các nhà  sản xuất thiết bị luôn đưa ra các công nghệ, thiết bị mới để tồn tại và phát triển. Trong bối cảnh ngành công nghiệp 4.0, các nhà in không phải lo về phần thiết bị, vì tất cả các nhà sản xuất thiết bị đã đưa ra những sản phẩm có khả năng kết nối cao nhất, tương thích với các thiết bị và môi trường số hóa, nối mạng trong công nghiệp 4.0. Con đường phía trước cho các nhà cung cấp dịch vụ in nhiều hứa hẹn, miễn là họ nắm lấy việc số hóa với tất cả lĩnh vực mà có thể số hóa được. Điều quan trọng là họ phải xác định cách họ có thể trở thành một phần của cơ hội giao tiếp đa kênh. Các nhà cung cấp dịch vụ in phải thực hiện mọi thứ có thể để thúc đẩy lợi tức đầu tư mà in mang lại cho khách hàng của họ.

4.   Nhà in thông minh 4.0

Thông qua tích hợp tự động hóa và tối ưu hóa quy trình, nhà in thông minh của tương lai nhằm mục đích cải thiện kết quả hoạt động với năng suất và chất lượng cao hơn, dẫn đến lợi nhuận cao hơn. Một nhà in thông minh giống như một dàn nhạc. Cả hai đều yêu cầu nghệ sĩ độc tấu xuất sắc, nhưng đó là sự hòa hợp thực sự đáng kể. Hiện nay các nhà sản xuất thiết bị in đang đưa các tính năng thông minh vào các thiết bị để tạo ra một nhà in thông minh. Trong số đó, một trong những nhà cung cấp thiết bị in hàng đầu thế giới Heidelberg là một ví dụ điển hình. Tại hội chợ thương mại drupa 2016, Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg) giới thiệu tương lai số hóa của ngành công nghiệp in và giới thiệu nhà in được số hóa như một yếu tố thiết yếu cho các mô hình kinh doanh thành công trong tương lai.

Hình 5: Mô hình nhà in thông minh (print 4.0)

Nhà in thông minh là nhà in tích hợp và nối mạng, các quy trình và dịch vụ tự động:

●   “Nhà in thông minh” là nhà in được tích hợp và nối mạng.

Trong "nhà in thông minh" của tương lai, quy trình sản xuất sẽ được tự động hóa và tối ưu hóa chi phí và máy sẽ tự thiết lập các quy trình vì chúng sẽ có thể truy cập dữ liệu liên quan đến sản xuất từ thượng nguồn (upstream). Tuy nhiên, quản lý cũng được tích hợp để theo dõi quy trình kinh doanh, cung cấp cho nhà in khả năng cung cấp cho khách hàng của họ quyền truy cập trực tiếp vào quy trình sản xuất.

Hầu hết các sản phẩm của các nhà sản xuất thiết bị in lớn hiện nay đều thích hợp cho việc tích hợp và tự động hóa quy trình trong một nhà in. Dây chuyền tích hợp giữa các hệ thống và máy móc, như việc tích hợp thông minh của in offset và in kỹ thuật số, tự động hóa bổ sung của tất cả các quy trình sản xuất, tích hợp các quy trình thương mại và đưa khách hàng vào quy trình làm việc.

●   "Dịch vụ thông minh" tăng tính tiện lợi và năng suất.

Dịch vụ thông minh bảo đảm hoạt động trơn tru của in suốt ngày đêm. Các nhà in có giao diện mở do các gói dịch vụ từ xa khác nhau, có những lợi thế cụ thể trong cả sản xuất in hàng ngày lẫn về dịch vụ. Ví dụ, sử dụng eCall, một máy in có thể tự động liên lạc với nhóm dịch vụ tại Heidelberg khi xảy ra lỗi. Nhờ Dịch vụ từ xa, các kỹ sư dịch vụ có thể đăng nhập vào hệ thống của khách hàng thông qua cấu trúc giao diện mở và cung cấp hỗ trợ, nhắm mục tiêu nhanh chóng. Giám sát từ xa, trong khi đó, đảm bảo rằng máy móc thông báo cho đội ngũ dịch vụ của một vấn đề trước khi nó gây ra một sự ngừng máy, để các bộ phận có thể được thay thế trong thời gian tốt trong một dịch vụ theo lịch trình.

●   Nhà in Bao bì thông minh

Khi đối mặt với toàn cầu hoá, các công ty thương hiệu lớn với cơ sở hạ tầng sản xuất và bán hàng quốc tế cũng có nhu cầu ngày càng tăng về các biến đổi bao bì bổ sung, phương pháp tiếp cận bán hàng cá nhân hơn và thời gian tiếp cận ngắn hơn. Điều này làm tăng tính phức tạp và nguy cơ sai hỏng trong sản xuất bao bì. Mặt khác, việc số hóa tất cả các bước quy trình chính trong sản xuất làm giảm đáng kể nguy cơ sai hỏng này, hoặc thậm chí loại bỏ nó hoàn toàn. Năm 2017, hội chợ thương mại Interpack tại Düsseldorf (Đức), Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg) và chi nhánh Gallus Thụy Sĩ đưa ra một loạt các giải pháp và biện pháp nhằm tự động hóa đảm bảo chất lượng và kiểm soát, sẽ tích hợp trong toàn bộ quy trình làm việc và các máy tham gia trong một môi trường sản xuất được nối mạng thông minh, với phương châm “Nhà in thông minh - Bao bì không lỗi”. Khái niệm “Nhà in thông minh - Bao bì không lỗi”, Heidelberg trình bày các giải pháp về sản xuất nhãn và bao bì không có lỗi. Các giải pháp và biện pháp này được thiết kế để tăng khả năng cạnh tranh quốc tế của các nhà sản xuất bao bì bằng cách cho phép sản xuất đáng tin cậy, hiệu quả và kinh tế, đặc biệt với các hộp carton và nhãn chất lượng cao không bị lỗi, trong in offset, in kỹ thuật số và in flexo.

Quy trình tích hợp Prinect Packaging do Heidelberg phát triển đóng vai trò trung tâm, đặt nền tảng cho sản xuất công nghiệp hóa. Nó cho phép tự động hóa quy trình công việc - từ việc chấp nhận đơn hàng, thông qua thiết kế cấu trúc, chế bản, và in qua đến hoàn thiện sau in - và tạo điều kiện giao tiếp thông minh giữa các giai đoạn để ngăn ngừa các sai hỏng. Sử dụng Prinect làm nền tảng trung tâm kinh doanh thông minh, tất cả các quy trình quản lý và sản xuất trong một nhà in, bao gồm khách hàng và nhà cung cấp, có thể được tích hợp thông minh và được kiểm soát tập trung. Các phiên bản mới nhất của hệ thống đo kiểm soát màu Prinect Inpress Control  và hệ thống điều khiển Prinect Image Control cũng như hệ thống kiểm tra tờ in Prinect Inspection Control, rất quan trọng cho việc sản xuất không bị lỗi. Kết quả cuối cùng là quy trình in tự động hóa và công nghiệp hóa hoàn toàn, nơi các can thiệp thủ công được giảm xuống mức tối thiểu.

Heidelberg đáp ứng nhu cầu bao bì và tem nhãn hàng loạt hoặc thậm chí tùy chỉnh với Primefire 106, công nghệ Perfect Stack tự động xóa các trang in không chính xác khỏi quy trình và in lại ngay lập tức và chính xác chúng. Hệ thống in nhãn của Gallus Labelfire cũng cung cấp tùy chọn nhận dạng riêng toàn bộ bao bì giống nhau hoặc thậm chí là nhãn riêng lẻ. Các hệ thống kiểm tra có thể được sử dụng để đánh dấu các vị trí trong các nhãn bị sai cũng như các nhãn in bị hỏng hoặc không chính xác để chúng có thể được sửa chữa trong các hệ thống phía sau (downstream) bằng cách loại bỏ hoặc in lại chúng.

Xem tiếp - Phần 3...