Quá trình số hóa trong sản xuất in

Mạng công việc và luồng dữ liệu

Thực hiện công việc kỹ thuật số làm giảm số lượng các bước trong quy trình và chi phí sản xuất. Một ưu điểm khác của luồng dữ liệu số là cải thiện về chất lượng. Dữ liệu công việc dạng số, có thể được chuyển từ nơi làm việc này sang nơi khác mà không mất chất lượng. Tuy nhiên, thực tiễn hàng ngày hiện tượng bị lỗi cũng có thể xảy ra trong một luồng công việc kỹ thuật số. Luồng dữ liệu số không chỉ  truyền dữ liệu sang hệ thống in để in trên vật liệu, nó còn giảm thời gian thực hiện và tỷ lệ chất thải - nghĩa là cắt giảm chi phí và tăng năng suất. Ngày càng có nhiều thiết bị sản xuất (hệ thống chế bản, in, hoàn thiện và đóng gói) được kiểm soát bằng điện tử. Ngày nay, kiểm soát điện tử chủ yếu diễn ra bằng phương tiện của một bảng điều khiển trực tiếp liên kết với máy. Tuy nhiên, cũng có thể kết nối thiết bị sản xuất và chuyển dữ liệu điều khiển cho các thiết lập máy và sản xuất thông qua mạng, nhằm tăng năng suất và giảm chi phí. Dữ liệu kiểm soát điện tử có thể được lưu lại, ví dụ trong định dạng sản xuất in PPF  (Print Production Format), định dạng độc lập của nhà cung cấp và được truyền giữa các giai đoạn sản xuất khác nhau.

Mô hình mạng dữ liệu sản xuất (chế bản – in – hoàn thiện) trong nhà in

Trong những năm tới, việc sử dụng dữ liệu số và mạng sẽ không chỉ giới hạn trong việc xử lý dữ liệu công việc và các thông số sản xuất. Ngày nay, cả tổ chức và quản lý của một công ty in đều có thể truy cập cơ sở dữ liệu printshop, cho phép xử lý và điều khiển công việc điện tử. Việc kết nối các giai đoạn sản xuất khác nhau thông qua mạng dữ liệu, dữ liệu liên quan đến việc kiểm soát và hỗ trợ sản xuất có thể được trao đổi thông qua các mạng này. Trong mạng tổng thể có các thành phần riêng lẻ của luồng dữ liệu số trong quá trình sản xuất.

Dây chuyền sản xuất số trong sản xuất in

Dây chuyền sản xuất in tượng tự (analog) gồm nhiều công đoạn khác nhau, theo thời gian chúng từng bước được số hóa từng phần. Đó là quá trình tích hợp các dây chuyền sản xuất in (Integration of Print Production Workflows) và diễn ra theo các bước sau:

Quy trình sản xuất In tương tự. Nhà in là đơn vị sản xuất có cấu trúc phức tạp, việc kiểm soát quy trình làm việc là một thách thức đối với các chuyên gia, mặc dù có thể chia thành ba khu vực. Các công việc chế bản (Prepress), in (Press) và hoàn thiện (Postpress) phải được hoàn thành một cách hài hòa. Sự thành công của sự hài hòa này có thể được hỗ trợ bởi một hệ dây chuyền hiệu quả. Quy trình kiểm soát trong ngành in bao gồm việc kiểm soát hoàn toàn quy trình sản xuất từ ý tưởng thông qua in  tới sản phẩm cuối cùng (Hình 5).

Luồng dữ liệu trong sản xuất in

Quy trình sản xuất in kỹ thuật số với tương tự. Từ năm 1970, quy trình làm việc kỹ thuật số trong ngành công nghiệp in bắt đầu xuất hiện dựa trên dữ liệu tương tự. Khi đó, dây chuyền sản xuất in đã chuyển dần từ quá trình tương tự sang kỹ thuật số. Quá trình này được chuyển dịch từ khâu chế bản.

Dây chuyền sản xuất in dạng tương tự

Sự phát triển việc số hóa của quá trình sản xuất in có thể lấy phương pháp in offset là điển hình. Cho đến nay, việc số hóa từng phần trong dây chuyền công việc của sản xuất in này bao gồm 5 giai đoạn.

1) Giai đoạn đầu tiên: Kỹ thuật số hình ảnh, chữ - Chụp ảnh kỹ thuật số và sắp chữ chụp.  

Đầu tiên, máy quét màu (scanner) và hệ thống sắp chữ chụp (phototypesetting) đã được sử dụng để số hóa các bước đầu tiên của chuỗi quy trình. Máy quét trống đọc bản gốc bằng điện tử, thực hiện việc hiệu chỉnh màu sắc và tách màu trong bộ phận xử lý, và ghi lại kết quả trên film. Bằng cách sử dụng các hệ thống sắp chữ chụp (phototypesetting) để sắp chữ tạo văn bản, và một phần tạo ra đồ hoạ vector được số hóa và xuất ra chủ yếu ở dạng các film riêng biệt. Văn bản, hình ảnh, hình vẽ được số hóa ở giai đoạn đầu của chế bản. Tất cả các bước tiếp theo trong quá trình là tương tự, chẳng hạn như việc sắp xếp từng trang tài liệu và dàn khuôn đầy đủ (bình bản) sau đó là chế bản (phơi bản).

Dây chuyền sản xuất in với quét ảnh kỹ thuật số và sắp chữ chụp

2) Giai đoạn thứ hai: Kỹ thuật số đến khâu dàn trang (layout) - Xuất bản trên bàn (DTP)

Giai đoạn tiếp theo trong việc số hóa dữ liệu bắt đầu vào những năm 80, với sự ra đời của máy vi tính, thuờng gọi là DTP (Desktop Publishing). Công nghệ này dựa trên phần cứng và phần mềm máy tính. DTP không chỉ cho phép các văn bản, hình ảnh, và đồ họa được nhập và chỉnh sửa trên cùng một máy trạm (máy tính); nó cũng cho phép lắp ráp các chữ, hình ảnh và đồ họa thành các trang hoàn chỉnh (Page assembly) bằng cách sử dụng các chương trình sắp xếp (layout) và xuất ra dưới dạng tấm phim bằng các thiết bị in laser. Do đó, quá trình dàn trang bằng tay được loại bỏ. Trong giai đoạn thứ hai chữ, ảnh và hình vẽ được số hóa và in ra các trang rời trên các tấm phim (computer to film sheet). Tiếp theo, là quá trình tương tự như bình bản, chế bản.

Dây chuyền sản xuất in DTP với xử lý ảnh, sắp chữ vi tính và dàn trang  kỹ thuật số

3) Giai đoạn thứ ba: Kỹ thật số đến khâu bình bản - Công nghệ từ máy tính đến phim  (CTF)

Ngay sau khi công nghệ DTP được áp dụng, với các máy in phim laser khổ lớn (> A3), có thể in ra tờ mẫu phơi (support) với các loại giấy theo khuôn khổ của máy in tương ứng, đang có mặt trên thị trường. Đồng thời, các phần mềm bình bản (Imposition) kỹ thuật số được phát triển. Các phần mềm này cho phép đặt các trang trong các tờ in (Sheet assembly) và trình bày chúng trên các khổ giấy in, chúng được in ra tấm phim lớn (gọi là phim tấm). Công nghệ này gọi là CTF (Computer to Film). Tiếp theo là chế bản, đây là quá trình tương tự cuối cùng trong giai đoạn chế bản.

Dây chuyền sản xuất in CTF với xử lý ảnh, sắp chữ vi tính và dàn trang, dàn khuôn kỹ thuật số

4) Giai đoạn thứ tư: Kỹ thuật số đến khâu chế bản - Công nghệ từ máy tính đến bản (CTP)

Thông tin chữ, ảnh và hình vẽ của các trang và theo từng khuôn được chuyển trực tiếp sang bản in từ bản bình kỹ thuật số mà không tạo ra phim - công nghệ từ máy tính đến bản (Computer to Plate – CtP). Điều này được thực hiện bằng một thiết bị ghi hình ảnh laser trực tiếp trên bản in. Đến đây quá trình chế bản đã được số hóa hoàn toàn. Đây là công nghệ được dùng trong nhiều năm trước và phổ biến hiện nay. Ngoài ra, còn sử dụng ghi hình trực tiếp lên bản in trên máy in gọi là Coputer to Press (CTPress).

Dây chuyền sản xuất in CTP với xử lý ảnh, sắp chữ vi tính và dàn trang, dàn khuôn và chế bản  kỹ thuật số

Dây chuyền kỹ thuật số và In kỹ thuật số (từ máy tính đến máy in). Trong giai đoạn thứ tư từ máy tính đến máy in, hình ảnh được tạo trực tiếp lên bản trên máy in. Trong trường hợp cụ thể này, hình ảnh là hoàn toàn được tạo ra trên máy in trên cơ sở dữ liệu số. Trong kỹ thuật in, công nghệ in không tiếp xúc (công nghệ in không cần bản) cho phép mức công việc số cao nhất. Khuôn in là hình ảnh kỹ thuật số đối với mỗi một tờ in mới. Các máy in không tiếp xúc nhận dữ liệu từ khâu chế bản số, khi đó khâu chế bản vật chất (platemaking) không còn. In kỹ thuật số cũng bao gồm việc sử dụng công  nghệ từ máy tính đến máy in với công nghệ hình ảnh trực tiếp dựa trên công nghệ in thông thường, trong đó bản in được tự động tạo ra (ghi hình ảnh) trong máy in.

Hình 13: Dây chuyền sản xuất in kỹ thuật số (in không tiếp xúc hoặc tạo hình ảnh trực tiếp)

5) Giai đoạn thứ năm: Sản xuất máy tính tích hợp CIM (Computer-Integrated Manufacturing)

Việc chuyển giao các dữ liệu liên quan đến sản xuất từ chế bản, và việc chuẩn bị, kiểm soát các hệ thống in và gia công sau in và xử lý vận chuyển đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện CIM trong ngành in. Mục đích của sự phát triển này là để đạt được một " nhà in nối mạng" (networked printhouse), là quá trình nối mạng theo tiêu chuẩn của cách mạng công nghiệp 4.0.

Dây chuyền sản xuất in CIM  với toàn bộ quá trình sản xuất được nối mạng

Nhìn vào quá trình số hóa trong sản xuất in chúng ta thấy quá trình này diễn ra từng phần theo thứ tự từ đầu đến cuối và đã hoàn tất toàn bộ tại giai đoạn chế bản và in kỹ thuật số. Tại khâu in, các công nghệ in truyền thống như offset, flexo, ống đồng… đều được điều khiển bằng kỹ thuật số. Khâu cuối cùng là hoàn thiện sản phẩm sau in việc số hóa tương đối khó vì công việc của nó liên quan trực tiếp tới vật liệu vật chất. Ở khâu sản xuất này hầu hết các công việc đều làm bằng thiết bị tự động, được điều khiển bằng điện tử và kỹ thuật số. Ngày nay, khi quá trình bế hộp bằng laser được thực hiện trực tiếp trên máy in thì coi như tất cả các công việc trong quá trình sản xuất in được số hóa và tự động hóa. Như vậy, trong những năm qua ngành công nghiệp in đã đi trên con đường tiến tới nền công nghiệp 4.0, bằng cách số hóa, tự động hóa và nối mạng theo tiêu chí cơ bản của công nghiệp 4.0.

Dây chuyền kỹ thuật số: Ưu điểm, thách thức và khả năng

• Tiết kiệm thời gian: Việc tạo ra các tấm phim, bản in được thực hiện tương đối nhanh. Thực hiện CIM trong in và hoàn thiện cho phép rút ngắn thời gian hiệu chỉnh.
• Tiết kiệm vật liệu: Khi thay đổi công nghệ sang CTP, việc tiết kiệm vật liệu trở nên đặc biệt rõ ràng, vì không sử dụng film và hóa chất làm phim. Hơn nữa, bằng cách sử dụng CIM làm giảm số lượng phế liệu trong in và hoàn thiện, do công việc đơn giản
• Cải thiện chất lượng: Việc cải tiến chất lượng qua việc số hoá ở tất cả các giai đoạn. Số hóa và tự động hóa cũng đơn giản hóa việc chuẩn hóa toàn bộ luồng công việc in. Việc quản lý màu liên tục chỉ có thể đạt được bằng cách thực hiện toàn bộ số hóa trong suốt quá trình chế bản.
• Quản lý chất lượng: Vấn đề đối với công nghệ CTP là các lỗi file có thể gây ra tổn thất lớn của  bản in. Do đó, việc thực hiện số hoá và tự động hoá trong các giai đoạn khác nhau đặt ra các tiêu chuẩn cao hơn cho quản lý chất lượng. Một bước tiến quan trọng trong luồng công việc số là kiểm soát đầu vào và đầu ra của dữ liệu (preflight check), có thể được thực hiện bởi các tiện ích phần mềm đặc biệt.
• In thử kỹ thuật số: Trong một hệ thống tương tự hoặc một phần kỹ thuật số, cần in thử trước khi bình bản. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống in thử kỹ thuật số vẫn chưa thể mô phỏng được kết quả in một cách chính xác như in thử tương tự, dựa trên film.
• Thay đổi vào phút cuối: Thay đổi thường có thể được quản lý dễ dàng và không mất bất kỳ vật liệu nào, miễn là công việc được thực hiện trong dữ liệu kỹ thuật số.
• Lưu trữ / tái sử dụng dữ liệu: Lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số tiết kiệm không gian và dễ tổ chức hơn phim. Bằng cách này, các dữ liệu được tạo trước đây có thể được sử dụng lại bất kỳ lúc nào cho các công việc khác, có hoặc không có bất kỳ thay đổi nào. Khi sử dụng CIM, lợi thế này cũng có thể được nhìn thấy trong chuẩn bị và sự kiểm soát của các hệ thống in và xử lý.
• Sao lưu: Trong một số công việc kỹ thuật số, mất dữ liệu có thể có hậu quả lớn về thời gian và chi phí nếu không có hình thức dự phòng cụ thể nào được thực hiện. Việc cài đặt các hệ thống sao lưu, thiết bị bảo vệ quá áp và các thiết bị dự phòng cho máy chủ, cũng như việc thiết lập các quyền truy cập, là những biện pháp quan trọng để ngăn ngừa sự mất mát dữ liệu.
• Hợp lý hóa: Do tăng số hóa và tự động hóa, công việc đã được hợp lý hoá và được thực hiện đáng tin cậy và cấu trúc của hệ thống đã được thay đổi; công việc thủ công và phụ trợ không còn cần thiết nữa, và các hoạt động trước đây đã được tách rời và chuyên sâu được tập trung lại.
• Các nhân viên có tay nghề: Một mặt, quy trình làm việc kỹ thuật số tiết kiệm công lao động, mặt khác, các yêu cầu đối với nhân viên đòi hỏi nhiều hơn, và các chuyên môn mới, chẳng hạn như cho công việc chuẩn bị trước (kiểm tra file), là cần thiết. Điều này trở nên đặc biệt rõ ràng trong công tác chế bản, nơi mà các nhiệm vụ của ba chuyên gia trước đây, người sắp chữ, người phục chế ảnh (chụp ảnh) và người chế bản đã được kết hợp thành một và có thể được thực hiện tại cùng một máy trạm. Hơn nữa, tình huống này đã tạo ra một nhu cầu ngày càng tăng cho các quản trị viên hệ thống để đảm bảo hoạt động an toàn của hệ thống mạng ngày càng phức tạp.
• Xuất bản phân quyền: Bằng cách tích hợp số hóa, các quy trình sắp chữ, chụp ảnh, phơi bản, in ấn... có thể diễn ra tại các trang web khác nhau, trong khi việc truyền dữ liệu và liên lạc giữa các công ty tham gia vào các quá trình này được đảm bảo bằng mạng kết nối.

Các hệ thống quy trình làm việc đang được áp dụng rộng rãi để cải thiện năng suất và kiểm soát chất lượng. Các hệ thống công việc kỹ thuật số do các công ty hàng đầu của thị trường phát triển đáp ứng nhu cầu mới này. Các hệ thống này tích hợp công việc và chuyển tiếp chúng tới các đơn vị được giải quyết. Nhiều công việc thường lệ và tính toán có thể được tự động, công việc hành chính có thể được đơn giản hóa. Ngoài ra luồng thông tin trở nên nhanh hơn giữa các đơn vị, hệ thống quy trình làm việc cũng tăng cường lòng trung thành của khách hàng.