【深度】从德国汉诺威工业博览会看柔印机数字化变革

在两天的参观时间内，笔者明显感受到工业领域风向的改变，这从各展馆的参观人数可以印证。其中，2号馆以AR/VR/XR等技术设备吸引了大量观众，这也得益于这些新兴技术带来的现场体验，观众可以通过各种智能头戴设备体验这些技术在游戏、工业设计等方面的应用。不过，结合个人感受以及这几年市场的反馈来看，这些技术能够真正运用于工业领域还需要一段时间。此前，包括印刷行业设备商在内的不少公司尝试过一些解决方案，但最终效果并不理想，在国内市场尚未见到特别成熟的应用案例。

3号馆的参观人数较少，一方面可能是传统工业零部件本身在展会上的吸引力较小，另一方面是我国零部件供应商的品牌效应较弱，且部分产品质量欠缺，影响了我国工业产品的海外形象。8、9号馆参观人数较多，特别聚集于规模较大的工业数字化解决方案供应商展台。通过观察，可以感受到观众对于工业数字化的需求正在快速提升，如何利用数字化技术降低成本、提高效率、简化产品研发流程、增加客户黏性等，是大家十分重视的问题。相较于降低零配件成本、降低研发投入成本等传统降本增效手段而言，企业及其设备的数字化转型能够更为有效地带来长远利益。14～17号馆内有人工智能等技术案例的展示，吸引了大量观众前去参观。目前看来，人工智能在工业行业的应用主要集中于两个方面：一是辅助产品设计，包括软件开发和硬件设计仿真技术运用；二是通过自然语言与机器进行交流，诸如数据查询与分析、任务设置与提醒等。总而言之，人工智能目前的应用主要还是辅助专业人员完成各项工作，完全依赖其进行设备操作尚未成熟，但人工智能在工作中的占比逐步增大，已是毋庸置疑的趋势。

从笔者整体参观感受来看，我国工业领域企业的发展仍然任重道远。展会上一个令人深思的现象是：除华为等少数头部企业能够展示出具有全球竞争力的创新成果外，绝大多数国内参展商仍然停留在传统发展模式中。这种差距不仅体现在技术层面，更反映在整个产业价值链的定位上。深入观察可以发现，我国大多数工业企业的展台主要呈现以下几个特点：首先，产品同质化严重，许多企业展品仍然是标准化、低附加值的零部件；其次，技术创新含量不足，很少能看到具有突破性的原创技术；最后，解决方案的完整性欠缺，往往只能提供单一产品而非系统化解决方案。这种情况导致我国工业企业在全球产业链的利益分配中处于劣势。

参观2025年德国汉诺威工业博览会之后，笔者对柔印机数字化系统进行了一些初步思考：从近年来的市场反馈看，印刷机数字化改革已成为印刷行业转型升级的必然选择。需要特别说明的是，这里所说的数字化并非指数字印刷技术，而是指通过构建完整的印刷机数据生态系统，实现生产全流程的智能化管理。这种数字化转型的核心价值在于通过数据驱动来优化企业运营的各个环节。

柔印机数字化改革带来的效益主要体现在：一是通过设备状态监测实现预防性维护，降低故障停机损失；二是建立在数据分析基础上的能耗管理系统，能够减少能源消耗；三是完整的历史数据记录，为工艺优化和质量问题追溯提供可靠依据；四是辅助诊断功能，能大幅缩短故障处理时间。随着工业互联网技术的成熟，数字化转型正在从大型印刷企业向中小型企业普及，成为提升行业整体竞争力的关键路径。

数字化在印刷设备制造的发展过程中起到了承上启下的作用。“承上”指的是向前对接印刷设备的自动化，“启下”则对应设备的智能化。笔者认为，印刷设备制造的发展过程是自动化、数字化、智能化的过程。自动化，即通过各类伺服电机、传感器等配件自动完成部分原本需要人工操作的程序。例如自动张力控制、套色控制、收放卷自动接纸等功能，在设备自动化之前都需要人工操作，耗费大量时间和材料。数字化，即大量采集设备运行的过程数据，借助数据分析找寻设备可能存在的问题，提升设备效率。智能化，即在自动化和数字化的基础上，使设备可以自行寻找运行过程的最优解并完成设置，例如智能压力调整、张力设置等。

为此，潍坊东航印刷科技有限公司正在进行针对性开发，将设备组成分为不同层级，由低到高分为：硬件层、运控软件层、数据化运维层、智能化运行层。其中，硬件层和运控软件层构成设备自动化的基础，实现的功能主要有无轴传动、自动套色、自动张力、不停机接纸等。

数据化运维层则主要包括以下几个方面。

1.数据采集。数据采集采用分级管理策略，将设备运行数据划分为宏观和微观两个层级，形成全方位的数据监测网络。这种分级数据架构既满足了不同使用者的需求，又实现了数据价值的最大化挖掘。

宏观数据层面聚焦于整机运行效能指标。这些数据通过可视化看板呈现，为企业管理者提供产能规划、生产排程的决策依据。主要包括：

⑴生产数据：实时产量、设备利用率、运行速度等；

⑵效率指标：整体设备效率（OEE）、有效作业率；

⑶质量数据：废品率、合格品数量等。

微观数据层面则深入设备运行细节，主要包括：

⑴电气参数：各电机电流、电压波动曲线等；

⑵机械状态：轴承温度、振动频谱数据等；

⑶工艺参数：各色组张力变化、干燥温度等；

⑷能耗数据：各单元电力消耗分布。

精细化的运行数据为技术团队提供了强大的诊断工具。系统通过建立设备健康模型，将当前数据与历史正常值进行比对，可预警潜在故障。

2.印机维保。按照设定时间提醒用户对设备进行保养，提供完善的保养指导（分为出厂信息和客户自行添加信息），并且可以保存完整的保养记录，方便用户日后查询，减少因缺乏保养而带来的设备故障停机。同时，系统可以记录每次保养或者故障时的问题处理方式，帮助用户建立设备维保知识库。

3.能耗管理。通过采集设备在运行过程中各工位的实际能耗数据，找寻不合理的能耗点，提高能源利用率。同时建立设备能耗数据库，监控与对比设备长时间使用后的能耗变化，避免由于设置、操作错误以及耗材性能改变等带来能耗增加。

4.多机数据互联互通。该技术可以实现整个印刷流程中不同设备间数据的互通。在现代印刷工厂中，这一系统需要实现从订单管理、生产排程到成品出库的全链路数据自动流转。具体而言，当工单信息通过系统派发后，相关数据会自动同步至各个生产环节：配件仓库根据工单需求，自动准备相应物料；自动装版机获取印版数据，实现智能化装版；印刷设备接收工艺参数，自动完成预设；后道加工设备获取要求，精准执行模切、覆膜等工序。

多机数据互联的价值主要体现在三个方面：一是消除信息障碍，避免人工重复输入带来的差错；二是提升生产效率，通过自动数据流转，缩短生产准备时间；三是确保产品质量可追溯，每件产品的生产工艺参数、质量数据都得以完整记录，为质量分析改进提供数据支撑。

5.与上层系统的数据共享。前文提到的数字化功能均构建在机台层面的系统之上，除此之外，数字化技术还需要为企业上层信息管理软件提供必要接口，将所需信息接入到全局系统之中。为帮助企业快速完成部署，需要在设备设计之初便规划和预留好数据接口，缩短全局系统的部署时间。数字化之后的设备智能化运行还有很长的路要走，本文不作过多探讨。