機器視覺檢測系統(tǒng)在印后裝訂質(zhì)量控制中的應(yīng)用

李汝星

記得前些年，每季中小學(xué)教材印制結(jié)束后，只要學(xué)生們一開學(xué)，出版社總會接到很多老師家長關(guān)于教材印制質(zhì)量的投訴，主要集中在缺頁、倒頁、白頁等問題上，處理起來不勝其煩。因工作緣故，近兩年作者有幸走訪了國內(nèi)幾家大型的書刊印刷企業(yè)。在和對方溝通中小學(xué)教材印裝質(zhì)量控制的問題時，大家不約而同提到了機器視覺檢測系統(tǒng)。近幾年，這類問題大幅減少。在出版社加大質(zhì)量管控力度的同時，不得不說機器視覺檢測系統(tǒng)（也稱圖文在線檢測系統(tǒng)）的應(yīng)用在教材印裝質(zhì)量方面的發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

機器視覺技術(shù)（Machine Vision Technology）是人工智能的一個重要分支。簡言之，就是利用工業(yè)相機代替人眼來識別和測量。隨著“工業(yè)4.0”“中國制造2025”等概念的推動，我國機器視覺產(chǎn)業(yè)進入了快速發(fā)展期，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天、軍事、交通、安全、科研等各個領(lǐng)域。在印刷行業(yè)應(yīng)用雖然相對滯后，但近些年也有逐漸普及的 ? ?趨勢。

傳統(tǒng)的印刷品質(zhì)量檢測方式主要是通過人工完成，由人工識別不合格半成品和成品，與合格品分別碼放。人工質(zhì)檢存在的問題是勞動強度大、人工成本高、檢測效率低，并且很難做到百分之百檢測，準確率不能保證。而機器視覺檢測系統(tǒng)完美地解決了上述問題，從而大大提升了印裝質(zhì)量。

機器視覺檢測系統(tǒng)一般包括：光源、鏡頭、工業(yè)相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。該系統(tǒng)在印后產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的工作原理（見圖1）并不復(fù)雜。在照明光源下，通過工業(yè)相機采集合格產(chǎn)品的圖像，進而建立標準圖像。在生產(chǎn)工位裝置攝像頭，采集流水線上的產(chǎn)品圖像，與標準圖像進行配準，圖像處理系統(tǒng)進行運算分析，如果存在的差異超出了允差范圍，即判定為不合格產(chǎn)品，然后觸發(fā)不合格產(chǎn)品剔除裝置。

目前在印后裝訂工藝領(lǐng)域，機器視覺檢測系統(tǒng)主要應(yīng)用于配頁、折頁、模切、裝訂等環(huán)節(jié)。例如，在配頁機每個工位下紙位置安裝攝像頭，對每個書帖進行拍照，通過檢測系統(tǒng)分析判斷是否發(fā)生錯帖、漏帖、白頁等異常情況。當發(fā)生異常情況時，及時發(fā)出聲光報警信號，提示操作人員剔除錯誤帖（目前主流機型已經(jīng)安裝自動排廢設(shè)備）。折頁機的檢測攝像頭一般安裝于折頁機正上方的作業(yè)面，可及時發(fā)現(xiàn)白頁，圖文錯誤等問題。還可用于檢測漏印、漏燙金、混料等多種印后問題。機器視覺檢測系統(tǒng)的應(yīng)用基本上杜絕了缺陷產(chǎn)品的 ?流出。

在印品的印裝質(zhì)量控制中，視覺檢測系統(tǒng)發(fā)揮的作用日益顯著。某大型民營書刊印刷企業(yè)，主要經(jīng)營中小學(xué)教材、教輔印裝業(yè)務(wù)，曾因新招聘的員工操作經(jīng)驗不足，管理缺失，造成大量教材印裝錯誤，導(dǎo)致出現(xiàn)重大經(jīng)濟損失，業(yè)務(wù)訂單也大量流失。企業(yè)的管理者痛定思痛，深感單靠人工在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控中的不確定性，積極探索，從源頭解決問題，投入幾十萬元購置了全套的機器視覺檢測系統(tǒng)、在線產(chǎn)品稱重系統(tǒng)，利用技術(shù)手段把印裝質(zhì)量問題發(fā)生的概率降到最低，取得了立竿見影的效果。

目前，我國生產(chǎn)機器視覺檢測系統(tǒng)的廠家多集中在北上廣深等一線城市，品牌種類較多。很多大型的印后裝訂設(shè)備制造商通過技術(shù)合作或企業(yè)并購，主流的機型都可選配機器視覺檢測系統(tǒng)，設(shè)備造價也呈逐年下降趨勢。由于行業(yè)并未形成統(tǒng)一的標準，設(shè)備的軟硬件質(zhì)量良莠不齊，印企采購時應(yīng)多方問詢、實地考察，多借鑒一些成功案例，避免蒙受損失。

2019年，在中國印刷業(yè)創(chuàng)新大會上，由中國印刷科學(xué)技術(shù)研究院牽頭建設(shè)的“一本圖書印刷智能制造測試線”正式啟動。該測試線為行業(yè)打造了一個智能工廠的參考模型。因其具有印刷首檢和色差監(jiān)控的印刷缺陷在線檢測系統(tǒng)、AGV智能搬運、全程檢測，成為大會亮點。由此可見，自動化、智能化是當今印企發(fā)展的重要方向。

近些年，在傳統(tǒng)出版與新興出版發(fā)展日益融合的大背景下，知識產(chǎn)品傳播方式產(chǎn)生巨大變革，出版業(yè)傳統(tǒng)的紙介質(zhì)產(chǎn)品需求量很難再有跨越式增長，甚至還會出現(xiàn)一定的下降。報刊雜志類產(chǎn)品已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)和移動客戶端普及的沖擊下，發(fā)行量發(fā)生了嚴重萎縮。據(jù)中國報業(yè)協(xié)會印刷工作委員會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國報紙的印刷量已經(jīng)連續(xù)5年發(fā)生下降，很多大型報刊印刷企業(yè)，因為產(chǎn)能過剩，只能向書刊印刷轉(zhuǎn)型，進而使得傳統(tǒng)的出版物印刷業(yè)市場競爭更趨激烈。在上游產(chǎn)業(yè)面臨巨大變革的背景下，作為產(chǎn)業(yè)鏈的下游，印企更應(yīng)認識到印刷業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化是大勢所趨，堅持不斷創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低運行成本，獲取持續(xù)生存和發(fā)展的空間。

作者單位：北京師范大學(xué)出版社（集團）有限公司

責任編輯：李倩 liqian@cprint.cn