Transformacja cyfrowa w produkcji poligraficznej: od procesów manualnych do inteligentnej produkcji

Jak tradycyjny proces wytwarzania w drukarni został zmodernizowany do postaci inteligentnego, skalowalnego systemu, który ograniczył liczbę błędów, poprawił identyfikowalność i zwiększył przepustowość.

Inteligentne, skalowalne rozwiązanie umożliwiło producentowi poligraficznemu ograniczenie błędów, poprawę traceability oraz zwiększenie wydajności produkcji.

Kluczowe wnioski dotyczące inteligentnej produkcji

• Manualne procesy oparte na dokumentacji papierowej powodowały nieefektywność, błędy oraz ograniczoną identyfikowalność produkcji.

• Automatyzacja i centralna integracja danych w czasie rzeczywistym usprawniły przepływ pracy, poprawiły nadzór nad produkcją oraz zwiększyły poziom traceability.

• Transformacja przyniosła mierzalne efekty: wzrost przepustowości, spadek liczby błędów, lepszą zgodność z wymaganiami jakościowymi oraz poprawę efektywności operacyjnej.

W czasach, gdy precyzja, szybkość i identyfikowalność produkcji stanowią przewagę konkurencyjną, jedna z wiodących firm poligraficznych nawiązała współpracę z Industrial Automation Solutions (IAS), aby zmodernizować kluczowy proces produkcyjny. Celem projektu było unowocześnienie silnie manualnego, rozproszonego procesu poprzez zastosowanie automatyzacji oraz integracji danych w czasie rzeczywistym.

Efektem było skalowalne i inteligentne rozwiązanie, które ograniczyło zmienność procesu, zmniejszyło przestoje oraz zapewniło bieżący wgląd w parametry produkcji. Jakie były wyzwania, jak wyglądała architektura systemu i jakie mierzalne korzyści przyniosła ta inicjatywa transformacji cyfrowej?

Wyzwanie biznesowe

Proces produkcji obejmował wiele następujących po sobie etapów: gruntowanie arkuszy, drukowanie, laminowanie, perforowanie, cięcie, kompletowanie (collating) oraz pakowanie. Każdy etap posiadał dodatkowe stanowiska przeznaczone do obsługi braków, odrzutów oraz poprawek (rework).

Przed wdrożeniem automatyzacji dane z tych stanowisk były zbierane ręcznie przy użyciu formularzy papierowych i arkuszy kalkulacyjnych. Takie podejście powodowało:

• niejednolite i niespójne rejestrowanie danych,

• opóźnioną identyfikację problemów produkcyjnych,

• ograniczoną identyfikowalność (traceability) i możliwości audytowe,

• wysokie ryzyko błędów ludzkich.

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania oraz rosnącą złożonością produktów, powyższe ograniczenia zaczęły istotnie wpływać na zdolność zakładu do utrzymania wymaganej wydajności i jakości.

Przegląd rozwiązania Smart Production

IAS opracowało kompleksowy system automatyzacji i integracji danych, który połączył wszystkie stanowiska procesu w jeden scentralizowany, inteligentny system sterowania i monitorowania. Rozwiązanie zaprojektowano jako modułowe, skalowalne i bezpieczne, stanowiące fundament pod rozwój środowiska typu Smart Factory / Przemysł 4.0.

Kluczowe komponenty i funkcjonalności

Integracja skanowania kodów kreskowych

Każde stanowisko wyposażono w skanery kodów kreskowych umożliwiające śledzenie przepływu produktu oraz rejestrację metadanych w czasie rzeczywistym.

Centralne zarządzanie danymi

Dane procesowe ze wszystkich stanowisk zapisywano w centralnej bazie danych SQL, co umożliwiło:

• monitorowanie produkcji w czasie rzeczywistym,

• analizę historyczną,

• poprawę traceability,

• łatwiejsze raportowanie jakościowe i produkcyjne.

Automatyczne kierowanie elementów do poprawek (rework)

Produkty wymagające poprawek były identyfikowane elektronicznie i automatycznie kierowane do właściwych stanowisk. Wyeliminowano w ten sposób błędy wynikające z ręcznego oznaczania i śledzenia.

Architektura systemu

Warstwa sterowania

Platforma PLC: zastosowano sterownik programowalny Siemens (PLC), który pełnił rolę centralnej jednostki sterującej, zarządzając przepływem produktu oraz synchronizując akwizycję danych ze wszystkich etapów procesu.

Interfejs operatora

Stanowiska HMI: każde stanowisko robocze wyposażono w interfejs operatorski HMI w technologii ThinClient oraz skaner kodów kreskowych dopasowany do funkcji stanowiska. System zapewniał operatorom czytelny podgląd oraz intuicyjną obsługę.

Nadzór i sterowanie nadrzędne

Wizualizacja i monitoring: centralny komputer przemysłowy hostował aplikację opartą na platformie Ignition, oferując:

• pulpity produkcyjne (dashboardy),

• monitorowanie stanu systemu,

• prezentację kluczowych wskaźników KPI dla kadry kierowniczej.

Bezpieczeństwo i kontrola dostępu

Autoryzacja użytkowników: wdrożono czteropoziomowy system haseł, zapewniający dostęp do funkcji systemu zgodnie z rolą użytkownika (role-based access).

Integracja czujników i urządzeń

Architektura IO-Link: wykorzystano moduły IO-Link Master, co uprościło i ustandaryzowało podłączenie czujników oraz elementów wykonawczych do systemu PLC.

Śledzenie partii i identyfikowalność

Druk etykiet i dokumentów partii: na stanowisku wykrawania (die-cutting) zainstalowano drukarkę generującą unikalne dokumenty/etykiety partii (traveler), co zwiększyło identyfikowalność w całym cyklu produkcyjnym.

Usprawnienia te nie tylko poprawiły codzienną pracę zakładu, lecz także zwiększyły zdolność firmy do spełniania wymagań dotyczących zgodności, kontroli jakości oraz raportowania dla klientów.

Budowa inteligentnego systemu produkcyjnego

Zintegrowane rozwiązanie automatyzacji i zarządzania danymi opracowane przez IAS skutecznie przekształciło tradycyjny, manualny proces produkcji poligraficznej w wydajny system inteligentny.

Projekt stworzył stabilną podstawę pod dalszy rozwój inicjatyw cyfrowych, takich jak predykcyjna analiza danych produkcyjnych; utrzymanie ruchu oparte na stanie (condition monitoring); zapobiegawcze utrzymanie ruchu; wdrażanie koncepcji Przemysłu 4.0.

Dzięki inwestycji w skalowalną architekturę automatyki oraz solidną integrację danych, firma osiągnęła znaczący wzrost efektywności operacyjnej, poprawę jakości wyrobów oraz lepsze wsparcie dla decyzji zarządczych.