Производительность у листовых офсетных машин

«Хотя любые знания берут начало в опыте
из этого ни в коей мере не следует, что
из опыта возникает все»
Первая строка из работы
«Критика чистого разума» Э. Канта

Производительность как интегральный параметр оценки

Любое производство можно оценить презентабельно даже только по двум параметрам – по качеству продукции и по производительности, так как эти параметры многофакторные и определяющие.

Поэтому, приступая к анализу факторов производительности у листовых офсетных печатных машин, сразу определимся и о качестве печатной продукции. Качество печати должно быть максимально высоким. И так как качество определяется способом печати, печатным оборудованием, качеством основных и вспомогательных материалов и их совместимостью, а также цеховыми условиями и человеческим фактором, то принимаем, что все эти параметры оптимальные и обеспечивают высокое качество. Но так как далее будет рассмотрено печатное оборудование, то по этому параметру необходим более конкретный выбор, который и был сделан.

Далее будут рассмотрены только листовые офсетные печатные машины элитного класса, для которых потенциально гарантировано, что они обеспечат самое высокое качество печати, которое достижимо на сегодняшний день в полиграфии.

Наша цель - проанализировать только производительность этих печатных машин, даже точнее, – факторы ее определяющие.

Можно выделить четыре значащих фактора, определяющие производительность листовых офсетных печатных машин. К ним следует отнести:

• Скорость печати (оттиски/час);
• Максимальный формат запечатываемого листа;
• Красочность машины (краскооттиски за один прогон запечатываемого листа в машине);
• Время подготовки машины к печати при смене заказа.

Производительность печатной машины можно оценивать по-разному, используя различные единицы измерения. Самая распространенная и точная единица, характеризующая производительность печатной машины, следует признать количество краскооттисков за смену (за месяц, за год).

(Краскооттиск - единичное взаимодействие запечатываемого материала с печатной формой или связующим звеном, приводящее к переносу краски на запечатываемый материал и создания оттиска. Например, в однокрасочной машине один прогон листа в машине приводит к получению одного краскооттиска, в четырехкрасочной - к четырем, в восмикрасочной машине можем получить до восьми краскооттисков за один прогон листа в машине. Краскооттиски могут быть, как на одной стороне листа, так и на лице и обороте листа.

Оценка производительности точнее, когда усреднение проведено для более длинного периода времени. К дополнительным факторам, влияющие на производительность можно отнести различие в тиражности заказов, печать на «легких» (менее 70 г/м2) и на «трудных» бумагах (более 200 г/м2, металлизированные бумаги), время профилактики и вынужденных простоев машины (поломки и ремонт), замена офсетного резинотканевого полотна, замена валиков красочного и увлажняющего аппаратов и прочих факторов, связанных как непосредственно с работой машины, так и с ее поддержкой в рабочем состоянии.

Изменение факторов с целью увеличение производительности

Изменение факторов при попытке увеличения производительности печатных машин при их создании приводит к необходимости решения дополнительных задач - конструктивных, технических, технологических и экономических. Следует также заметить, что все перечисленные факторы взаимосвязаны. Например, увеличение формата листа требует уменьшение скорости печати или усложнение конструкции машины. Фактор времени подготовки машины при переходе на новый заказ самый независимый.

И не должны забывать, что увеличение производительности не должно приводить к снижению качества печати и к увеличению брака при печати тиража.

Требование к качеству печати, как уже договорились, будем рассматривать как аксиому.
Далее рассмотрим: какие проблемы возникают при изменении факторов производительности?
Кажется, что увеличение скорости напрямую приводит к увеличению производительности. Теоретически, так и есть. Однако, когда проблему решаем конструктивно и технологически, то всплывают ряд дополнительных проблем, которые необходимо решить при создании и эксплуатации высокоскоростных печатных машин.

Высокая скорость печати предъявляет ряд жестких требований к динамическим характеристикам конструкции и исполнительных механизмов машины. Вибрации машины в процессе печатания - это «дробление», «смазывание» и «двоение» элементов изображения на оттиске. Более жесткие становятся и требования к красочному и увлажняющему аппаратам. Они должны быть реактивными, так как накат краски и увлажняющего раствора по направлению движения листа и при высокой скорости должны оставаться равномерными. Высокие скорости печати повышают требования и к системам проводки листа в машине и укладки оттисков в приемке. Для работы на высоких скоростях необходимы другие краски, другие к ним добавки. Особые требования предъявляются к жесткости бумаги и к направлению волокон бумаги при ее форматировании.

Давайте проведем мини анализ, как скорость печати влияет на производительность машины при печати заказов малыми тиражами. Различия в скорости 15 000 или 18 000 оттисков/час несущественны при печати малых тиражей (тенденция современности), так как в этом случае время подготовки машины и время печати тиража соизмеримы. Например, для печати 5000 оттисков (доминирующий тираж сегодня) необходимы 17 минуты или 20,0 минут. В этом временном интервале укладывается и простой современной четырехкрасочной листовой офсетной машины элитного класса при ее подготовке для печатания нового заказа. Поэтому и фирмы обращают большое внимание к оснащению своих машин дополнительными устройствами, сокращающими время переналадки машины.

Рассмотрим следующий фактор - увеличение красочности. Сравним четырехкрасочную с восьмикрасочной машиной. Производительность восьмикпасочной машины больше, чем в два раза. За один прогон листа вместо четырех краскооттисков получаем восемь. Однако это не все. Чтобы второй раз прогнать лист в четырехкрасочной машине, необходимы минимум два часа, чтобы оттиск от первого прогона подсох. В противном случае «смазывание» и «перетискивание» гарантированы.

К чему приводит увеличение красочности машины? Удлиняется машина, что усложняет конструкцию силовых систем и систем управления и синхронизации печатных секций. Увеличивается занимаемая площадь, усложняется обслуживание. И чем больше печатных секций, тем дороже машина.

Попытаемся представить себе работу восьмикрасочной печатной машины, и намстанут понятны проблемы, которые возникают с увеличением красочности машины.

Сколько времени потребуется для регулирования общей и зональной подачи красок на восьми красочной машине, при условии, что это будут делать несколько печатников вручную?

При этом должны учесть, что общая подача красок определяет баланс «по серому», баланс «вода-краска» и зависит от многих других факторов (бумага, краска, цветоделение, последовательность наложения красок и пр.), а зональная подача краски зависит от сюжета изображения. Не должны забывать и о длине машины и о количестве макулатуры, необходимой при этой самой регулировке. И это только настройка красочных аппаратов при смене тиража. А сколько еще подготовительных операций должны провести печатники? Назовем основные: смена печатных форм, смывка красочного аппарата, смывка офсетного полотна, установка на толщину и формат бумаги. Пока будут меняться формы или проводиться смывки в последней секции, остальные уже готовые к печати будут простаивать. Это заявление чуть утрированное, но оно отражает суть проблем.

При печати малых тиражей восьмикрасочная машина будет все время стоять под подготовку и только иногда печатать тираж. Это, конечно, экономически не выгодно.

Только печатные машины, оснащенные автоматическими системами на базе компьютерных цифровых технологий для быстрой переналадки машины при смене заказа, выгодны для многокрасочной печати за один прогон листа.
Таким образом, и фактор увеличение красочности привел нас к выводу, что это рационально только в случае, что это увеличение проводится совместно с уменьшением времени подготовки машины при смене заказа.

Рассмотрим и последний фактор - увеличение формата. Если полуформатную (50 х 70 см) машину сравним с полноформатную (70 х 100 см) при одинаковой величине других параметров, то, очевидно, что производительность возрастет в два раза. Однако это приводит к увеличению габаритов и веса машины, а, следовательно, и ее цены. Необходимы больше производственные площади и увеличение форматов как минимум одноножевой резальной машины, копировальной рамы, процессора для обработки формных пластин и фальцевальной машины (хотя это не обязательно, оттиски можно разрезать перед фальцовкой). Одним словом - сильно возрастают начальные капиталовложения.

Запечатывание листов формата больше 70 х 100 см повышает требование к красочному и увлажняющему аппаратам. Они должны нанести равномерно краску и увлажняющий раствор по образующей печатного цилиндра. Сложности возникают и при подаче и проводке листа большого формата. Вероятность перекоса и замятия листа сильно возрастают. Линейные остаточные деформации листа после увлажнения и прохождения листов большого формата в печатные секции по абсолютной величине намного больше, что существенно влияет на совмещение красок в начале и в конце оттиска. Здесь уместно вспомнить и об условии, которое приняли за аксиому: качество должно оставаться неизменным.

После всего сказанного напрашивается один вывод: печатные машины большого формата необходимы для печатания заказов, требующих печать изданий большого формата (плакаты, фотообои) или книжных изданий большого объема (энциклопедии, словари). Однако повышение производительности за счет увеличение формата более чем 70 х 100 см самое невыгодное по сравнению с другими параметрами.

Из сказанного в первом приближении следует - для того чтобы в два раза увеличить производительность, необходимо удвоит печатные секции или в два раза увеличивать рабочую скорость машины. Об увеличении скорости и о проблемах и эффективности этого пути уже говорили. Однако не уточнили, что чем выше скорость сегодня, тем труднее ее завтра удвоить. Этот принцип, думается, можно отнести и к максимальному формату запечатываемого листа.

Обобщим сказанное. Как увеличение скорости, так и увеличение красочности непосредственно связаны с автоматизацией подготовительных процессов, проводимых в машине. За 10 лет скорость печати (сравнение проведено по максимальной скорости листовых полуформатных офсетных печатных машин РАПИДА фирмы КБА) выросла с 15000 до 18000 оттисков/час (рекорд в книге Гиннеса - 21200 оттисков/час), у МАН Роланд - до 18000. Следовательно, путь наращивания скорости при создании новых листовых офсетных печатных машин для увеличения их производительности вызывает сомнение по целесообразности и эффективности.

Самый эффективный путь увеличения производительности

После этих рассуждений можно сказать, что самый эффективный параметр с учетом сегодняшней тенденции уменьшения тиражности заказов - это увеличение красочности с автоматизацией подготовительных операций перед печатью тиража и контрольных и управленческих операций во время печати тиража.

По этому пути пошли все фирмы-производители элитных офсетных печатных машин HEIDELBERG, MAN ROLAND, KOENIG & BAUER (KBA), MITSUBISHI и KOMORI.

Это наглядно демонстрирует и рынок листовых офсетных печатных машин и экспозиции на выставках. Сегодня предлагают элитные листовые офсетные печатные машины с максимальной скоростью печати от 13000 до 18000 оттисков/час, красочностью до 14 красок с высокой степенью автоматизации подготовительных и контрольных операций на базе цифровых компьютерных технологий.

Напомним основные подготовительные и контрольные операции - смена печатных форм, смывка красочного аппарата, смывка офсетного полотна, установка на толщину и формат бумаги, контроль синтеза цвета на оттиске, рН увлажняющего раствора, прохождения листа в машине, подача и равнения листа, укладка листов на приемке. Установка общей и зональной подачи краски проводят на базе данных препресс в формате CIP 3/CIP 4.

Использование базы данных допечатных процессов в формате CIP 3/CIP 4 - это высокий класс интеграции процесса печати с допечатными процессами на базе цифровых компьютерных технологий. Уточним: без этих технологий подготовка листовой офсетной четырехкрасочной машины к печати занимала бы не менее часа.

Сегодня подготовка, например, листовой офсетной восьмикрасочной машины Mitsubishi Diamond 1000 с переворачивающим устройством занимает, в среднем, 14 минут. К примеру: смену форм в одной печатной секции проводят меньше, чем за минуту. Установка зональной подачи красок по системе CIP 3 занимает несколько десятков секунд. Если даже допечатные и печатные процессы работают в системе off line, и данные переносят дискетой, то время передачи данных даже сокращается.

Многокрасочные листовые офсетные печатные машины, например, Mitsubishi Diamond серии 1000 и 3000 можно рассматривать, как оптимизация идеи «высокая производительность и превосходное качество печати». Одна передовая технология - цифровые компьютерные системы, вдохнула жизнь в другую передовую технологию - двухсторонняя многокрасочная листовая офсетная печать, и сделала возможным ее воплощение в многокрасочной листовой печатной машине с переворачивающим устройством (и даже без переворачивающего устройства, но с запечаткой двух сторон на примере машины Mitsubishi Diamond 3000 ТР), лакировальной секцией и несколько сушильных устройств.

Однако здесь необходимо заметить, что решение этой сложной конструкторской, технической и технологической задачи по плечу только фирм - производителей печатного оборудования, имеющих большой научно-технический потенциал, соответствующие производственные возможности и практический опыт. Эти фирмы у всех на слуху - по алфавиту это  HEIDELBERG, KOENIG & BAUER (KBA), KOMORI, MANROLAND, MITSUBISHI и SHINOHARA.

Однако посмотрим на производительность печатных машин со стороны потребителя.

Обслуживающий персонал элитных многокрасочных печатных машин поднялся из рабочих-печатников до уровня специалистов-операторов, программирующих и управляющих печатным процессом и работой машины в целом от установки рабочих параметров и режимов до окончания печати тиража, осуществляя непрерывный контроль процесса печати и работы машины.

Однако многокрасочные офсетные листовые машины требуют большие начальные капиталовложения и имеют большие габариты, высокую производительность, большой вес и дают печатную продукцию высокого качества. Но, конечную цель производства нельзя выразить указанными параметрами. Конечная цель всегда оценивается параметром экономическим - время окупаемости, себестоимость продукции (конечно, существуют и исключения, когда цель не связана с рынком, например, политическая, престиж, реклама).

Производительность печатной машины не должен быть самоцелью. Она должна гармонично сочетаться с остальными параметрами эффективности производства.

Только этим можно объяснить разнообразие машин серии Mitsubishi Diamond по скорости, красочности и толщиной запечатываемого материала в пределах двух форматов, что наглядно видно из данных таблицы.

Листовые офсетные машины серии Mitsubishi Diamond (красочностью с 2 до 12)

Вместо заключения: производительность печатной машины понятие комплексное

Многокрасочные листовые печатные машины со схемами печати 4+4, 5+5, 6+6 или 4+6 с системами интеграции с допечатными процессами и высоким уровнем автоматизации подготовительных операций на базе компьютерных цифровых технологий имеют максимальную производительность с учетом всего времени, которое необходимо для печати и передачи печатной продукции в цех послепечатной обработки.

Использование данные допечатных процессов для установки общей и зональной подачи краски во много раз ускоряет процесс подготовки машины к печати. По определению, автоматизация любого процесса повышает производительность.

Расширение функции системы СIР 3/CIP 4 и использование базы данных препресс при разрезке оттисков и их фальцовке будет способствовать увеличению производительности и послепечатных (постпресс) процессов. Такие потенциальные возможности имеются.

Следовательно, производительность печатной машине необходимо увязывать как со временем подготовки машины при переходе на новый заказ, так и со временем передачи и обработки готовых оттисков в цех послепечатной обработки.

Дело за производителями послепечатного оборудования. Однако это уже другая тема.

Версия для печати	Прочитать позднее	Отправить по почте