автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.15, диссертация на тему:Разработка системы технико-экономической оценки и выбора фотонаборных автоматов для полиграфического производства

/

'.. ' - ; ' ' У У

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Московский государственный университет печати

На правах рукописи УДК 681.616.7

Синяк Максим Александрович

Разработка системы технико-экономической оценки и выбора фотонаборных автоматов для полиграфического производства

Специальность 05. 02. 15. — "Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель — кандидат технических наук Самарин Ю.Н.

Москва 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение............................................................................................................ 4

Глава 1. Современное состояние процессов и оборудования, основанного

на принципе лазерного экспонирования изображения................... 9

1.1. Обзор современных технологий и оборудования на основе лазерного экспонирования изображения................................................ 9

1.2. Обзор научных исследований и патентов по теории и конструкции лазерных фотонаборных автоматов......................................................... 14

Выводы по главе 1............................................................................................ 21

Глава 2. Исследование процесса обработки и записи изображения в фотонаборных автоматах................................................................................. 22

2.1. Анализ параметров, влияющих на технико-экономические показатели фотонаборных автоматов..................................................... 22

2.1.1. Анализ параметров лазерных экспонирующих установок.......... 22

2.1.2. Анализ некоторых параметров растрирующих процессоров...... 41

2.2. Влияние цифрового формата иллюстраций на время приема, интерпретации и записи информации в фотонаборных автоматах...... 50

Выводы по главе 2............................................................................................. 63

Глава 3. Определение основных параметров для комплексной оценки фотонаборных автоматов и использования их в компьютерных информационно-поисковых системах............................................................ 64

3.1. Выбор параметров для комплексной оценки фотонаборных автоматов................................................................................................... 64

3.2. Применение разработанной базы данных для выбора фотонаборных автоматов.......................................................................... 74

Выводы по главе 3............................................................................................. 81

Глава 4. Разработка тест-объекта и сравнительный технико-экономический анализ выбранных моделей фотонаборных автоматов............................................................................................................ 82

4.1. Компьютерное моделирование изображения, получаемого на фотоматериале в процессе записи на фотонаборных автоматах........... 92

4.2. Выбор программного обеспечения настольных издательских

систем для разработки тест-объекта................................................................................................................102

4.3. Разработка тест-объекта для оценки параметров фотонаборных автоматов......................................................................................................................................................................................................110

4.4. Экспериментальные исследования выбранных моделей фотонаборных автоматов с помощью тест-объекта..............................................................115

4.4.1. Методика проведения экспериментов......................................................................................115

4.4.2. Анализ результатов экспериментальных исследований..........................123

4.5. Сравнительный анализ экономической эффективности использования выбранных моделей фотонаборных автоматов........................129

4.6. Система технико-экономической оценки и выбора фотонаборных автоматов......................................................................................................................................................................................................138

Выводы по главе 4..........................................................................................................................................................................................140

Заключение................................................................................................................................................................................................................142

Список использованной литературы..............................................................................................................................145

Приложения..............................................................................................................................................................................................................153

Введение

В связи с развитием научно-технического прогресса и появлением большого количества новых моделей оборудования и технологий для допечатных, печатных, брошюровочно-переплетных процессов остро встает вопрос получения потребителем достоверной информации о представленном на рынке оборудовании для анализа его технологических и технико-экономических параметров.

В настоящее время на территории России действует более 20 крупных фирм, занимающихся поставками и обслуживанием полиграфической техники, а также расходными материалами.

Этому способствует возрастающий интерес зарубежных компаний к российскому полиграфическому рынку с тенденциями значительного обновления всего парка оборудования, начиная с допечатного и заканчивая брошюровочно-переплетным, который в большинстве случаев устарел морально и физически на 75-85% российских полиграфических предприятий. По данным Государственного комитета РФ по печати [29], на период с 1997 по 2003 год общая стоимость капиталовложений в новую технику на полиграфических предприятиях РФ составит около 1 100 млн. долларов.

По опубликованным в печати [41] статистическим данным, наблюдается ежегодный прирост объема печатной продукции и вновь появившихся периодических изданий. По увеличивающейся общей динамике регистрации периодических изданий, а также номенклатуре названий книжной продукции можно однозначно сделать вывод о повышении интереса граждан России к печатным изданиям, а, в свою очередь, у издающих организаций и полиграфических предприятий стимула к улучшению качества и уменьшению себестоимости продукции.

Повышение качества и уменьшение себестоимости полиграфической продукции невозможно осуществить без правильного определения поставщика оборудования и материалов. Это является одним из основополагающих условий бесперебойной работы и сведения к минимуму времени простоя оборудования при ремонтах. Для правильного принятия решения о выборе поставщика и

модели оборудования необходим взвешенный анализ, основанный на независимых исследованиях и рекомендациях.

Как правило, каждое издательство или полиграфическое предприятие в процессе работы ставит перед собой конкретные цели и задачи, стремясь занять определенную нишу на рынке товаров и услуг для развития своего дела. При этом вопросы качества и оперативности выходят на первое место.

Одной из основных стадий в общем процессе получения качественной печатной продукции является запись растрированных цветоделенных данных о черно-белых и цветных изображениях на фотоматериал — фотоформы. Запись происходит путем экспонирования в фотонаборных автоматах (ФНА), которые состоят из лазерной экспонирующей установки и программно-аппаратного обеспечения — растрирующего процессора.

В связи с тем, что ФНА построен на базе сложных наукоемких технических решений, требуется проведение детального анализа основных технических параметров.

Увеличение количества сведений о системе не обязательно повышает качество решения. Как было не раз подчеркнуто в российской и зарубежной литературе по маркетингу и менеджменту, пользователи страдают от избытка не относящейся к делу информации [26, 107]. В связи с этим необходимо проведение ряда научных исследований, направленных на определение той информации о моделях ФНА, которая позволит всесторонне оценить и выбрать наиболее подходящую к производственным задачам модель.

В настоящее время не только в России, но и за рубежом не существует общего подхода к комплексному анализу ФНА, поэтому разработка системы технико-экономической оценки и выбора ФНА независимыми специалистами и внедрение ее в производственный процесс является современной и актуальной задачей. Решение этой задачи обеспечило бы пользователям возможность объективного подхода к анализу предлагаемого оборудования и планированию своего производства.

Никакое планирование производства невозможно без анализа таких экономических показателей, как себестоимость единицы получаемой продукции, рентабельность оборудования, срок окупаемости новой единицы

оборудования, прибыль от внедрения. Перечисленные показатели также должны найти отражение в системе оценки и выбора ФНА.

Для решения поставленных перед производством задач на рынке представлены разнообразные модели ФНА, начиная от самых простых для работы с продукцией малого формата и малых линиатур и заканчивая моделями для экспонирования фотоматериалов формата А1 и более для работы с высокими линиатурами (от 80 лин/см). Цена этих ФНА лежит в пределах от 29-35 до 70-90 тыс. долларов и выше в зависимости от комплектации. При этом каждая фирма-производитель и фирма-поставщик проводят определенную маркетинговую политику, направленную на привлечение пользователя, поэтому выбор ФНА оказывается затруднен и отношение качество продукции/цена оборудования в большинстве случаев не является определяющим.

В связи с большим разнообразием существующих на рынке предложений по лазерным экспонирующим установкам и растрирующим процессорам некоторые фирмаы-поставщики представляют гибридные решения, т.е. экспонирующая установка от одной фирмы-производителя, а растрирующий процессор от другой, что в некоторых случаях уменьшает затраты на приобретение, но ставит под сомнение качество получения фотоформ. Поэтому в данной работе будут рассматриваться только комплексные предложения фирм-производителей фотонаборной техники.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что на принятие решения влияет очень много разнообразных факторов и основывать выбор ФНА на каком-то одном признаке было бы неправильно. Для более взвешенной и рациональной оценки необходим комплекс мероприятий, позволяющих выработать методологический, научно обоснованный подход к вопросу выбора оборудования.

Рассматриваемый нами подход к принятию решения о целесообразности использования той или иной модели ФНА в разрабатываемой системе оценки и выбора укрупненно можно разбить на пять стадий, представленных на рис. 1 в виде блок-схемы алгоритма принятия решения:

1. Выявление наиболее важных параметров ФНА. Необходимость в этом действии продиктована стремлением пользователя иметь заранее определенные

Выявление наиболее важных характеристик ФНА

1

Нахождение ФНА, удовлетворяющего производственным целям и задачам с ориентацией на основные параметры

Оценка качественных показателей ФНА

Нет

Да

Экономический расчет-сравнение выбранных моделей ФНА

Нет

Да

Принятие решения о целесообразности использования выбранного ФНА

Рис. 1. Блок-схема алгоритма принятия решения по разрабатываемой системе оценки и выбора ФНА для полиграфического производства

комплексные параметры, на которые необходимо обращать внимание при анализе и дальнейшем выборе оборудования.

2. Выбор нескольких моделей оборудования, удовлетворяющих потребностям производственного процесса, с использованием массива информации базы данных полиграфического оборудования. При поиске пользователь ориентируется на определенные ранее основные параметры.

3. Оценка качественных показателей ФНА.

4. Сравнение экономической эффективности использования оборудования с целью определения наиболее выгодной модели для инвестирования.

5. Принятие решения о целесообразности использования той или иной модели оборудования.

На каждой из предложенных стадий, кроме 5-й, в работе даны определенные рекомендации на основе анализа и проведенных экспериментальных исследований. Все стадии связаны друг с другом и подходят для любого полиграфического производства. При рассмотрении каждой из стадий и их взаимосвязи в целом необходимо обращать внимание на введенные в работе допущения и упрощения, описанные в определенных разделах. Такой подход обусловлен не только гибкостью самих взаимосвязей, но и трудностями, возникающими при учете поведенческой модели пользователя при принятии окончательного решения.

Глава 1. Современное состояние процессов и оборудования, основанного на принципе лазерного экспонирования изображения

1.1. Обзор современных технологий и оборудования на основе лазерного экспонирования изображения

Последние достижения в области допечатных процессов и развитие настольных издательских систем (НИС) ясно показывают стремление специалистов полиграфической области к использованию передовых информационных технологий и автоматизации допечатных процессов. Набор и обработка текста, репродукционные работы и обработка иллюстраций, верстка, цветоделение, процесс растрирования, спуск полос, управление записью лазерных экспонирующих устройств, цифровая и аналоговая цветопробы — все эти операции выполняются при помощи персонального компьютера.

Наряду с постоянно появляющимися новыми технологиями идет процесс совершенствования старых, хорошо зарекомендовавших себя на потребительском рынке. Это утверждение доказывает, что в настоящее время для производства печатного издания параллельно существуют и применяются четыре основные технологии [91]. Рассмотрим кратко эти технологии (последовательность приведенных операций, а также названия некоторых из них могут варьироваться или даже отсутствовать в зависимости от конкретного производственного цикла предприятия).

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис. 1.1. Запись изображения на фотоматериал

1 .Запись изображения на фотоматериал с последующим копированием на формный материал (Computer-to-film) (рис. 1.1)

Эта технология является не только традиционной и наиболее распространенной, но и самой продолжительной. Отличительной особенностью ее является создание с помощью ФНА промежуточного носителя информации — фотоформы. Основные стадии технологии следующие:

1. Обработка данных на ЭВМ.

2. Растрирование данных.

3. Запись изображения в лазерной экспонирующей установке и химико-фотографическая обработка цветоделенных фотоформ.

4. Цветопроба с фотоформ.

5. Проверка, корректура, монтаж фотоформ.

6. Перенесение изображения на формный материал.

7. Химическая обработка формного материала и получение печатных форм.

8. Печать.

Основным элементом данной технологии является ФНА (растрирующий процессор и лазерная экспонирующая установка). За рубежом насчитывается более 10 крупных фирм, занимающихся выпуском ФНА. К ним относятся такие широко известные фирмы, как AGFA, FujiFilm (Crosfield), ECRM, EXXTRA, Heidelberg PrePress (Linotype-Hell), NewGen, PrePress Solutions, Scitex, Dainippon Screen. На территории бывшего СССР ФНА выпускает только один завод — АО "Ленполиграфмаш".

1 2 3 4 5

Рис. 1.2. Запись изображения на формный материал

2.Запись изображения на формный материал (Computer-to-plate) (рис. 1.2)

В отличие от первой — традиционной технологии — при данной запись изображения производится при помощи лазерной экспонирующей установки на формный материал. При этом количество операций, а следовательно, и весь технологическии цикл выпуска конечного продукта уменьшается до 5 стадии:

1. Обработка данных на ЭВМ.

2. Цифровая цветопроба.

3. Растрирование данных.

4. Запись изображения на формный материал, химическая обработка и получение печатных форм.

5. Печать.

По прогнозам зарубежных специалистов из английской аналитической компании Vantage Strategie Marketing [92], лишь 13% западных типографий к 2001 году будут пользоваться этой технологией. Ими будет использовано около 45 млн. м2 металлических пластин. Подобные оценки специалисты связывают с несовершенством метода регистрации изображения, снижением качества по сравнению с традиционной технологией, невозможностью обеспечения необходимой точности и промежуточного контроля, что, в свою очередь, приводит к появлению брака и резкому возрастанию себестоимости оттиска.

В качестве примера можно привести несколько систем, используемых в рассматриваемой технологии: Gutenberg фирмы Heidelberg PrePress (LinotypeHell), Creo 3244 Platesetter фирмы Creo, PI-R1080 PlateRite фирмы Dainippon Screen, Laserstar LS140C фирмы Krause, Galileo фирмы AGFA, Aurora фирмы Optronics, Lotem фирмы Scitex [67, 68, 92].

Большинство этих систем предназначено для работы с серебро содержащими формными материалами, которым необходима химическая обоработка. Но существуют системы лазерных экспонирующих установок для работы с такими формными материалами, как фотополимеры или термочувствительны пленки [45, 99].

К таким системам, выпускаемым на территории России, относятся например, LaserGraver 2000 Научно-производственного центра "АЛЬФА" и "Гранат 530" фирмы "СюрПресс".

3 .Запись изображения на формный материал в печатной машине (Computer-to-press) (рис. 1.3)

Эта технология записи изображения основана на прямом экспонировании формного материала в печатной машине, причем отдельно для каждой краски в своей печатной секции. Печатная машина непосредственно связана с ЭВМ, которая модулирует сигналы, несущие информацию. Это исключает трудоемкое упр