合版印刷的智能制造实现
 

by 游云斌




随着印刷定制化需求的不断扩大，以及“互联网+”的经济浪潮，近两年国内涌现了一批合版印刷互联网企业，通过互联网收集大量小批量的印刷订单，让合版印刷得到了最大化的效能发挥。这也让合版印刷逐渐成为印刷人的热门话题，同时得到了强势的发展。

合版印刷介绍
合版印刷模式就是将相同纸张、相同克重、相同色数、相同印量的印刷品组合在一个大版上进行印刷，这样就能形成批量印刷的优势，分摊制版和开机费用，从而降低单个印刷品的成本。实践证明，合版印刷能够有效的降低成本，一般能比独立开版印刷降低30%左右的成本，并且缩短交货的周期。

由于传统合版印刷中每个印刷品的订单数量一致(比如说网络商业印刷中的最低起订量或者其倍数数量)，传统合版印刷的排版策略处理上就会比较简单。随着印刷定制需求日渐趋于个性化以及多样化，在市场上存在这样一个普遍情况，那就是需要放在一个大版上拼版的印刷品订单数量不一致，有时候差别很大，且相互之间不成简单比例关系，在这种情况下，如果没有合理的进行数量组合的排版规划，由于印刷模切无法同时刚好满足一个大版上每个印刷品的订单数量，就会造成印刷品的浪费和成本的上升。

因此，是否能够有效的、快速的解决此类小批量多产品不同印量的排版规划策略问题，直接决定了有此类需求客户的印刷企业在市场上的竞争优劣势。



案例分析

先通过一个具象的案例来分析，例如有一个鼠标品牌商需要针对15个国家和地区推出一个营销活动，在该营销活动中会推一款最新设计的具有后现代设计风格的无线鼠标，并基于以往的销售数据向每个目标市场区域投放不同数量的产品，且在其包装上需要针对这15个目标市场分别设计相应的营销内容。这样的营销活动非常普遍，人们称之为定制化营销。如表1所示为该订单的各产品数量，从表1数据可以看到15个印刷品之间的数量完全不同，且没有一个简单的比例关系。



那么，针对这样的多产品订单，合版印刷显然是首选的生产模式，但是如何进行排版规划来最小化生产成本就成了一个大问题，下文将会详细分析与阐述。

首先，看看该印刷品的结构，该鼠标采用卡纸+泡罩包装的形式，其卡纸包装结构如图1所示。基于现有供应商印刷模切机门幅的限制，其刀模设计为如图2所示。



其次，确定该订单的生产处理方法有别于传统的合版印刷模式，基于对该订单的产品订单数量分析，印刷公司需要考虑以下3点：

1) 一个大版上最多只能放12个产品，产品种数为15个，那么需要多少块印版来生产这批订单呢？即便一个大版上能够容纳所有的产品种类，也需要考虑是否需要制作2块或更多的印版，并基于整体生产成本的思考模式(制版费用+开机费用+产品浪费)来降低成本。

2) 在每个大版上应该有怎样的产品组合以及它们的数量分配，以确保生产的数量足够，又不会过度出现多印的问题？

3) 产品在大版上应该如何摆放，才能降低色差和浪费率？

针对这上述三个问题，下面将逐个分析，对于问题3，业内的通用解决方法是将产品以如图3所示的S字形方式排列(沿着印刷机滚轮走向)，并且将数量较多的产品摆放在两边。





一般情况下，边上出现印刷不良品的概率较高(由于印刷滚轮油墨流量不均)，而如果将订单数量较小的产品摆放在两边，如果出现印刷不良，就必须整版的补印，那么订单数量较多的产品就会出现多印的情况。显然，这样情况下的浪费会多于将订单数量较大的产品摆放在两边的情况下出现的多印浪费。

对于问题2，如果知道了该将哪些产品摆放在一个大版上，产品之间的数量配比的计算复杂度就相对来说会较低，可以基于产品订单数量之间的比例和大版上所能容纳的产品总数量来决定，简单的处理方法为制作EXCEL公式进行计算，而印刷公司的工作人员往往无法编制最正确高效的公式，从而导致产品浪费率的增加(虽然产品浪费率往往无法避免)。

而问题1才是解决此类排版规划策略问题的关键所在，因为每个产品有不同的订单数量，而每个大版上所能容纳的产品数量却是一定的，那么到底应该如何选择合适的产品组合呢？在IT界，这样的问题接近于NP-Hard问题，显然无法通过EXCEL公式来计算，必须要建立一个数学模型，并设计智能的算法来解决。在该算法中需要基于整体成本的思考模式，找出合适的大版数量和每个大版上的产品组合及其之间的数量分配，并自动化按照S型排列产品。由于需要考虑整体生产成本，我们假定每个产品的价值为1，而每增加一块印版的成本为5000。使用百适优化出品的软件PlateWiz做一番分析之后，如图4，这样可以快速找出最优的方案。




分析后的合版方案中，会使用3个大版，每个大版上的产品组合和数量分配如表2、表3和表4所示，该方案的整体生产成本最低，产品浪费率仅为6.17%。经过实践，该算法的处理方式能够比目前印刷企业所使用的EXCEL方式更加有效的降低产品浪费率，且幅度很大。





通过以上阐述，可以看到，在传统合版印刷模式的基础上，通过IT技术利用整合智能优化算法，就可以让合版印刷模式更好的扩展应用到更多样化的定制化印刷领域。将该技术融入印刷生产流程中，将更有效的降低生产成本，从而利用智能制造来增强印刷企业在市场上的竞争优势。

| 作 者 简 介 |



游云斌

游云斌，上海交通大学硕士毕业，十多年的印刷包装和物流行业包装设计与技术经验；同时长年研究如何使用IT技术解决包装与物流行业内的难点痛点，以提升效率。目前是百适优化创始人，已经成功研发出包装和配载优化系统Smartpac和Plusload，以及印刷排版优化系统PlateWiz。