Giải thích về giải pháp Công nghiệp 4.0: Thuật ngữ này nghĩa là gì đối với hoạt động dán nhãn và in ấn

Thế nào được coi là một giải pháp Công nghiệp 4.0

Một giải pháp Công nghiệp 4.0 là gói công nghệ kết nối cho phép thiết bị sản xuất thu thập dữ liệu, chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống và kích hoạt hành động với rất ít can thiệp thủ công. Cụm từ này bao trùm tổng thể được ứng dụng: máy móc và cảm biến tự báo cáo trạng thái của mình, phần mềm tổng hợp các tín hiệu đó, và các quy trình thay đổi vì những gì dữ liệu cho thấy. Các khối cấu thành phổ biến gồm kết nối công nghiệp (tầng IIoT), giám sát thiết bị dây chuyền theo thời gian thực, phân tích dữ liệu sản xuất, và bảo trì được lên lịch theo tình trạng máy thay vì theo lịch.

Trong hoạt động in và đóng gói, khái niệm này ghi dấu ở khâu đánh mã và dán nhãn. Máy in nhiệt chuyển nhiệt kiểu TTO in ngày hết hạn và số lô (batch/lot) lên màng bao bì với tốc độ bằng nhịp sản xuất, và các mã ấy chính là dữ liệu đọc được bằng máy mà một dây chuyền kết nối tiêu thụ: catalogue ribbon TTO liệt kê đánh mã ngày cho thực phẩm và đồ uống, đóng vỉ blister dược phẩm, in trên màng mềm, và in số lô (batch/lot) trong số các ứng dụng điển hình. Máy in nhiệt chuyển nhiệt đầu phẳng tạo ra các nhãn nhận diện mang dữ liệu đi khắp nhà máy, và mực ribbon hỗn hợp wax-resin liệt kê nhãn WIP sản xuất và theo dõi tài sản trong số các ứng dụng điển hình của dòng này.

Vì vậy, khi một nhà cung cấp chào "giải pháp Công nghiệp 4.0" cho dây chuyền của bạn, câu hỏi cụ thể là dữ liệu nào đi đến đâu: máy nào báo cáo, hệ thống nào nhận dữ liệu, và quyết định nào phát sinh từ đó.

Giải pháp Công nghiệp 4.0 khác IIoT và tự động hóa như thế nào

Giải pháp Công nghiệp 4.0, IIoT, tự động hóa và sản xuất thông minh mô tả những tầng khác nhau của cùng một nhà máy, và coi các từ này có thể hoán đổi cho nhau sẽ che khuất điều mà nhà cung cấp thực sự đang bán. Bảng dưới đây tách bốn thuật ngữ theo cách chúng thường được dùng trong kỹ thuật nhà máy và trong đề xuất của nhà cung cấp.

Sự phân biệt này quan trọng trong lúc đánh giá. Một máy đánh mã ngày tự động chỉ in mà không báo cáo gì cho hệ thống dây chuyền thì là tự động hóa, chưa phải giải pháp Công nghiệp 4.0; khoảng trống này bộc lộ ngay lần đầu tiên một lô bị tạm giữ vì chất lượng phải truy vết xem lô hàng nào đã chạy với lô ribbon nào. Theo chiều ngược lại, một nhà cung cấp có thể quảng bá kết nối IIoT như một giải pháp hoàn chỉnh, trong khi quy trình lẽ ra phải hành động theo dữ liệu lại còn thiếu. Khi rà soát một đề xuất, hãy hỏi nó thực sự bao phủ tầng nào trong bốn tầng trên trước khi so sánh giá.

Nguồn gốc của thuật ngữ Công nghiệp 4.0

Thuật ngữ này đến từ "Industrie 4.0", một chương trình hiện đại hóa công nghiệp của Đức, trong đó nền sản xuất kết nối mạng và vận hành theo dữ liệu được đưa ra như cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Cách đánh số này đếm ba bước chuyển trước đó — sản xuất cơ khí, sản xuất hàng loạt dùng điện, và tự động hóa bằng máy tính — và đặt sản xuất kết nối, tự tổ chức ở bước thứ tư. Từ chương trình đó, bộ từ vựng này lan sang hoạt động marketing của các nhà cung cấp trên toàn thế giới, và đó là lý do cụm từ này nay xuất hiện trên các chào hàng từ phần mềm nhà máy cho đến từng máy đơn lẻ.

Sự lan rộng đó cũng là lý do riêng cái nhãn này mang ít trọng lượng về mặt kỹ thuật. Nó đặt tên cho một cách tiếp cận chứ không phải một thông số đo lường được, nên hai nhà cung cấp dùng cùng những từ ngữ ấy để mô tả công việc của mình có thể chào những phạm vi rất khác nhau. Hãy xem "giải pháp Công nghiệp 4.0" như một tuyên bố khởi điểm, rồi hỏi về kiến trúc đằng sau nó: thiết bị nào được kết nối, chúng gửi dữ liệu gì, và quy trình nào thay đổi nhờ đó. Với một đơn vị vận hành in ấn, điều đó nghĩa là hỏi khâu đánh mã báo cáo vào hệ thống của bạn ra sao — những lô hàng và sự kiện in nào được nhìn thấy, và ai được nhìn thấy.

Nhãn Công nghiệp 4.0 không nói cho bạn biết điều gì về ribbon

Máy in hay dây chuyền sản xuất được mô tả là sẵn sàng cho Công nghiệp 4.0 vẫn cần ribbon được chọn theo loại đầu in, chất nền nhãn và môi trường mà bản in phải vượt qua. Khả năng kết nối thay đổi cách dữ liệu in đến máy, chứ không thay đổi cách mực liên kết vào vật liệu. Độ bền vẫn đến từ dòng ribbon: mực wax là lựa chọn kinh tế cho mật độ in trên nhãn giấy như nhãn ký hiệu vận chuyển, mực hỗn hợp wax-resin cộng thêm khả năng kháng cân bằng trước ma sát mức vừa phải và độ ẩm cho các ứng dụng như nhãn WIP sản xuất và theo dõi tài sản, còn mực resin toàn phần đảm nhận nhận diện vĩnh viễn trên vật liệu tổng hợp ở nơi có ma sát, hóa chất, nhiệt độ hoặc phơi nhiễm ngoài trời.

Tính tương thích cũng vẫn là câu hỏi phần cứng. Máy in nhiệt chuyển nhiệt đầu phẳng — các dòng Zebra ZT, ZD, GK và GX; các dòng SATO CL, CT, WS và GL; các series Honeywell PM, PC và PD; các series TSC TTP, MA và MH, cùng những dòng khác — dùng các dòng ribbon đầu phẳng, trong khi các máy đánh mã near-edge như Markem-Imaje SmartDate, Videojet DataFlex, Domino V-series, Linx TT-series, các máy ICE, và đầu in Zebra ZE500 dùng ribbon TTO near-edge được chế tạo cho kết cấu đầu in kiểu đó. Các catalogue coi đây là những họ ribbon riêng biệt, nên mức tự động hóa của dây chuyền không cho bạn lối tắt nào. Chất lượng mã cũng theo logic ấy: đầu in TTO phân giải 12 điểm in trên mỗi mm, nên khả năng quét phụ thuộc vào việc đầu in và mực vận hành ăn khớp với nhau, không phụ thuộc vào kết nối dữ liệu.

Trước khi đặt ribbon cho bất kỳ dây chuyền nào, tự động hóa hay không, hãy đi qua bốn bước kiểm tra:

1. Xác định loại đầu in — đầu phẳng hay near-edge (TTO) — từ model máy in hoặc máy đánh mã.
2. Ghép dòng ribbon với chất nền nhãn và với điều kiện tiếp xúc mà bản in phải vượt qua.
3. Xác nhận định dạng cuộn mà model máy in yêu cầu: bề rộng, lõi cuộn và chiều mặt mực.
4. In thử trên chính chất nền của bạn và quét các mã trước khi chuyển toàn bộ khối lượng sang.

Dữ liệu và dẫn chứng

Bảng dưới đây tập hợp các dữ kiện catalogue được dùng trong bài viết này, kèm điều kiện áp dụng của từng dòng, để bạn đối chiếu với dữ liệu kỹ thuật của nhà cung cấp trước khi đặt hàng.

Hai điều kiện đáng được nhấn mạnh. Việc đạt yêu cầu tiếp xúc thực phẩm là một tùy chọn trong các dải ribbon TTO chứ không phải thuộc tính của mọi công thức, nên hãy nêu rõ yêu cầu này khi xin thông số kỹ thuật. Độ phân giải đầu in quyết định mức trần của độ chi tiết mã, nên một vấn đề độ rõ nét xuất hiện sau khi đổi ribbon là bài toán giữa đầu in và mực, cần được xử lý bằng bản in mẫu, chứ không phải lỗi kết nối.

Bước tiếp theo của bạn: liệt kê mọi máy in và máy đánh mã trên dây chuyền kèm loại đầu in, ánh xạ mỗi máy sang một dòng ribbon và chất nền, và dùng bảng đó khi xin báo giá hoặc xin mẫu. Nguồn của bảng: catalogue sản phẩm wax và wax-resin của COLORFULTTR; catalogue sản phẩm ribbon resin, TTO và màu của COLORFULTTR (mô tả danh mục và tham chiếu tương thích máy in).