UNIVERZITET U NOVOM SADU FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA GRAFIČKO INŽENJERSTVO I DIZAJN Dr Dragoljub Novaković RUKOVANJE MATERIJALOM U GRAFIČKIM SISTEMIMA Monografija Novi Sad, 2003.
P R E D G O V O R Ova monografija, plod je višegodišnjeg bavljenja problemima rukovanja materijalom u različitim proizvodnim procesima, čije rešavanje je preduslov kvalitetnog projektovanja ukupne strukture složenih proizvodnih sistema. Određena orginalna rešenja, prikazana u njoj su rezultat i niza objavljenih radova u području projektovanja različitih proizvodnih sistema koji su nastali decenijskim radom autora na projektovanju savremenih proizvodnih sistema. Iskustva i znanja su aplicirana u rešavanje problema rukovanja materijalom u području savremenih grafičkih sistema, kao proizvodnih sistema visoke složenosti. Ona su rezultat baziran na preko sto objavljenih naučnih radova, stručnih radova i projekata, prezentiranih široj naučno-stručnoj javnosti. Na toj osnovi sam prišao grafičkim materijalima i sistemima kao savremenoj integrisanoj interdisciplinarnoj celini različitih sistema i uređaja visoke složenosti, koji kod nas nisu dovoljno razmatrani kako sa aspekta rukovanja materijalom tako i sa drugih aspekata. U monografiji sam sistematizovao i definisao niz novih pojmova i prilaza za koje smatram da su osnova na kojoj se dalje može istraživati. Rešavanje niza problema bilo bi znatno složenije bez podrške i korisnih saveta Profesora dr Ilije Ćosića pa bih ovom prilikom želeo da mu izrazim posebnu zahvalnost. U stvaranju ambijenta dugoročnijeg bavljenja ovom problematikom veliki doprinos je Profesora dr Livije Cvetićanin na čemu se želim zahvaliti. Finansijsku pomoć za izdavanje ove monografije pružio mi je Pokrajinski sekretarijat za nauku i tehnologije Vojvodine na čemu im izražavam zahvalnost. Materijalnu pomoć za izdavanje monografije, pružio mi je i Branislav Vujinović, vlasnik firme Tipografija iz Odžaka, na čemu se zahvaljujem. Zahvaljujem se svima koji su na bilo koji način doprineli realizaciji ove monografije. Autor
Materials Handling For the Graphic System Summary In this monograph investigations which deal with material handle in graphical systems are presented. Functions of material handle and equipment have been systematized as a base for the function base and equipment base for the material handle. Graphical processes, their automation, basic principles of printing, graphical materials and structures of graphical systems have been defined. General model of selection and design of equipment and system for handle of graphical materials, based upon modular principles has been set up by applying modern computer and program systems. Program system for automated design of block schemes for material handle, for selection and design of systems for material handle as well as program system for checking up of module element has been developed. Appropriate conclusions have been made.
Sadržaj S A D R Ž A J 1. UVOD... 1 2. RUKOVANJE MATERIJALOM... 11 2.1 Funkcije rukovanja materijalom... 12 2.1.1 Blok šeme rukovanja materijalom... 17 2.2 Uticajni faktori na rukovanje materijalom... 21 2.3 Uređaji - nosioci funkcija rukovanja materijalom... 24 3. GRAFIČKA PROIZVODNJA - OSNOVE PROCESA... 35 3.1 Mehanizacija i automatizacija procesa grafičke proizvodnje 39 3.2 Osnovni mehanički principi štampanja i vrste štampe... 47 3.3 Završna grafička proizvodnja završna grafička obrada... 59 3.3.1 Knjigovezačka završna obrada... 61 3.3.2 Ambalaža... 63 3.3.3 Obrada papira... 65 3.4 Materijali u grafičkim procesima... 67 3.4.1 Papir... 68 3.4.2 Karton i lepenka... 76 3.4.3 Plastične mase... 80 3.4.4 Materijali za presvlačenje... 81 3.4.5 Lepila... 81 3.4.6 Štamparske boje... 82 3.4.7 Materijali za spajanje... 84 3.4.8 Ostali materijali... 84 3.4.9 Grafički proizvodi... 84 3.5 Tok materijala sa kojim se rukuje... 86 3.5.1 Specifičnosti materijala sa kojim se rukuje... 87 3.5.2 Transportovanje materijala... 102 4. STRUKTURA I SISTEMATIZACIJA GRAFIČKIH SISTEMA... 107 4.1 Princip modularne gradnje grafičkih sistema... 115 4.2 Tokovi materijalom u složenim grafičkim sistemima... 121 4.3 Opšti postupak izbora uređaja za rukovanje materijalom... 131 Monografija I
Sadržaj 5. ODREĐIVANJE FUNKCIJA RUKOVANJA GRAFIČKIM MATERIJALOM I UREĐAJA KOJI IH REALIZUJU... 133 5.1 Model rešavanja automatizacije rukovanja grafičkim materijalom... 135 5.3 Zadatak rešavanja problema rukovanja grafičkim materijalom... 139 5.3.1 Ulazne informacije... 139 5.3.2 Koncept baze znanja... 142 5.3.3 Klasifikacija uređaja nosioca funkcija rukovanja materijalom... 143 5.3.4 Elementi baze znanja... 145 5.4 Pojektovanje mogućih uređaja nosioca funkcija rukovanja grafičkim materijalom... 146 5.4.1 Modularno projektovanje složenih grafičkih sistema i uređaja... 148 5.4.2 Faze projektovanja složenih uređaja i grafičkih sistema... 150 5.4.3 Koncept projektovanja uređaja i grafičkih sistema... 154 5.4.3.1 Određivanje mogućih uređaja i grafičkih sistema... 154 5.4.3.2 Projektovanje uređaja za rukovanje grafičkim materijalom... 156 5.4.3.2.1 Iskustvene metode definisanja modula grafičkih sistema... 157 5.4.3.2.2 Proračunske metode definisanja modula grafičkih sistema... 157 5.4.4 Model proračuna delova modula grafičkih sistema... 160 5.5 Moduli uređaja i grafičkih sistema za rukovanje grafičkim materijalom... 162 5.6 Proces modularnog projektovanja uređaja i grafičkih sistema uz pomoć ekspertnih sistema... 165 5.7 Metodi provere projektovanih rešenja modula uređaja i grafičkih sistema... 168 5.8 Pristup procesu projektovanja uređaja i grafičkih sistema simultanim inženjeringom... 169 Monografija II
Sadržaj 6. Kombinovanje i komponovanje modularno koncipiranih složenih grafičkih sistema... 171 6.1 Strukturne forme složenih grafičkih sistema... 171 6.2 Strukturne forme složenih grafičkih sistema predstavljene matricama... 173 6.3 Strukturne forme složenih grafičkih sistema predstavljene teorijom skupova... 174 6.4 Strukturne forme složenih grafičkih sistema predstavljene teorijom grafova... 176 6.5 Optimizacija izbora i projektovanja složenih grafičkih sistema i uređaja... 178 7. REŠENJA PROBLEMA RUKOVANJA GRAFIČKIM MATERIJALOM... 181 7.1Računarsko i programski okruženje... 181 7.2 Konkretni zadaci rukovanja grafičkim materijalom... 182 7.2.1 Zadatak rukovanja grafičkim materijalom pri izradi grafičkog proizvoda iz rolni papira... 183 7.2.2 Zadatak rukovanja grafičkim materijalom pri izradi grafičkog proizvoda iz tabaka papira... 184 7.3 Tehnološki postupak izrade izabranih proizvoda... 185 7.3.1 Tehnološki postupak izrade časopisa... 185 7.3.2 Tehnološki postupak izrade knjige... 185 7.4 Programski sistem za razvoj automatizacije rukovanja grafičkim materijalima... 188 7.5 Programsko rešenje postavljenih zadataka rukovanja grafičkim materijalom... 193 7.5.1 Projektovanje blok šeme rukovanja grafičkim materijalom pri izradi časopisa... 195 7.5.2 Projektovanje blok šeme rukovanja grafičkim materijalom pri izradi knjige... 196 7.6 Izbor i/ili projektovanje uređaja za rukovanje grafičkim materijalom... 196 7.6.1 Izbor uređaja za postavljene zadatke... 196 7.6.2 Projektovanje uređaja za postavljene zadatke... 199 8. Analiza dobijenih rešenja razvoja automatizacije rukovanja materijalom u grafičkim sistemima... 201 Literatura... 203 INDEKS POJMOVA... 209 Monografija III
Skraćenice... KORIŠĆENE SKRAĆENICE, OZNAKE ILI SKRAĆENJA ZBOG JEDNOSTAVNOSTI PRIKAZA ATrL - Automatizovana transportna linija ATrS - Automatizovani transportni sistem CAD - Computer Aided Desin - Raučnarom potpomognuto projektovanje CAM - Computer Aided Manufacturing - Računarom potpumognuta proizvodnja CAQ - Computer Aided Quality - Računarom potpomognut kvalitet CD - Computer Disc - Računarski memorijski medijum CIM - Computer Integrated Manufacturing - Računarom integrisana proizvodnja CPC - Computer Print Control - Računarom upravljana štampa CP - Computer Print - Računarski potpomognuta štampa D - Deo sklopa ili podsklopa elemenata DI - Digital Image - Digitalna slika E - Element FTrS - Fleksibilni transportni sistem GFTL - Grafička fleksibilna tehnološka linija GD - Grafička delatnost GM - Grafički materijal GP - Grafički proizvodi GS - Grafički sistem g/m 2 - Gramatura papira GFTS - Grafički fleksibilni tehnološki sistem GRS - Grafički struktura GLU - Glava ulagača GLI - Glava izlagača HP - Hewlet Packart - firma proizvođač opreme IC - Infra crveno zračenje I-DEAS - Integrated Design Engineering Analysis Software - Programski sistem K - Komponenta KIS - Kinematski sistem KOM - Kontrolni mehanizam M - Modul MKS - Merno kontrolni sistem NA - Nivoi automatizovanosti NSV - Noseći sistem jedinice za štampu NSU - Noseća struktura uređaja za slaganje NEP - Noseći elementi postolja Monografija IV
Skraćenice... NSI PC PP PVC PVA PVAL PA PU PE P POS POI SM SP SO SKS S SD SE SUM SIM SO SO SBO SVL STP STU VAK SVP SV SUT ŠF TESI TV TM TMI TRP UIS VER VDI - Noseća struktura uređaja za izlaganje materijala - Personal Computer - Personalni računar - Polipropilen - Polivinilhlorid - Polivinilacetat - Polivinilalkohol - Poliamid - Poliuretan - Polietilen - Podsklop - Postolje mašine - Podloga za izlaganje - Stanje materijala - Stanje pozicije - Stanje orjentacije - Skladišni sistem - Sklop - Simultaneous Design - Simultano projektovanje - Simultaneous Engineering - Simultano inženjerstvo - Sistem ulaganja u mašinu - Sistem izlaganja materijala - Sistem za otisak - Sistem za sušenje otiska - Sistem za boju - Sistem za vlaženje - Sistem transporta podloge - Sto za ulaganje - Vakum uređaj - Sistem vođenja podloge - Simboli veze - Sistem utemeljenja postolja mašine - Štamparska forma - Transfer o the Elektrostatic Image - Prenos elektrostatičke fotografije - Television - televizija - Transportno manipulacioni sistem - Transportni mehanizam izlagača - Transportna podloga - Upravljačko informacioni sistem - Modul za štampu - Vorichtung Deutsche Information Monografija V
Rešenja problema rukovanja GM... 7.4 Programski sistem za razvoj automatizacije rukovanja grafičkim materijalima Na bazi postavljene koncepcije modela automatizovanog rukovanja grafičkim materijalom i podloga razrađenih u /132/ razvijen je programski sistem za razvoj automatiyacije rukovanja grafičkim materijalom. Programski sistem razvijen je tako da se korisničkim radom razvija niz rešenja i to: Blok šema rukovanja grafičkim materijalom i Uređaja za rukovanje grafičkim materijalom. Ovo se realizuje uz stalnu mogućnost ažuriranja baza za razvoj blok šema rukovanja i uređaja nosioca funkcija rukovanja materijalom i to: Funkcija rukovanja i Veza funkcija rukovanja..... Funkcije rukovanja grafičkim materijalom Funkcije rukovanja grafičkim materijalom obuhvataju bazu funkcija koja je razvijena na osnovu širih podloga. Karakterišu je sledeći parametri: Simboli funkcija rukovanja, Identifikacione oznake, Nazivi, Definicija, Primarna primena, Materijali sa kojim se rukuje, Šifra, Opis, Grupa, Podgrupa, Klasifikator, Uređaji, Objekti i Ocena primenljivosti. U korisničkom programskom okruženju funkcije su predstavljene u matričnom rasporedu jedne forme (slika 7.3). Biraju se opcijom događaj (klik) nad objektom, memorišu se u progarmskoj memoriji i ponovnom opcijom događaj omogućuju projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom. Slika 7.3 Funkcije rukovanja u programskom okruženju Monografija 188
Rešenja problema rukovanja GM....... Veze funkcija Veze funkcija obuhvataju bazu simbola veza koji definišu redosled odvijanja funkcija rukovanja materijalom. Karakterišu je sledeći parametri: Simbol veze, Identifikaciona oznaka, Naziv, Definicija, Primena i Opis. U korisničkom programskom okruženju funkcije su takođe predstavljene u matričnom rasporedu jedne forme uz funkcije rukovanja (slika 7.4). Slika 7.4 Veze funkcija rukovanja u programskom okruženju.... Blok šeme rukovanja Projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom obuhvata izradu blok šeme rukovanja grafičkim materijalom na osnovu raspoložive baze funkcija rukovanja i baze veza. Veze predstavljaju tokove između funkcija rukovanja grafičkim materijalom. Funkcije u grafičkom obliku, pri projektovanju blok šema rukovanja, se događajem zapisuju u polje matrične forme za projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom. Na slici 7.5 je prikazano korisničko okruženje za projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom. Slika 7.5 Korisničko okruženje za projektovanje blok šema rukovanja Razvijenu bazu blok šema rukovanja materijalom karakterišu: Identifikaciona oznaka šeme, Naziv i Identifikacione oznake: funkcije, veze, Monografija 189
Rešenja problema rukovanja GM... uređaja i materijala..... Uređaji za rukovanje grafičkim materijalom Za funkcije rukovanja grafičkim materijalom, projektovano rešenje blok šeme rukovanja grafičkim materijalom, omogućuje izbor, sa razvijenim kriterijumima izbora, mogućih uređaja. Bazu uređaja karakterišu: Identifikacioni broj, Naziv uređaja, Klasifikacini broj, Oznaka rešenja, Materijal sa kojim rukuje, Funkcija čiji je nosilac, Grafičko programsko rešenje uređaja, Karakteristike materijala sa kojim rukuje (masa, gabariti..), Podaci o proizvođaču, Pripadnost grupi ili podgrupi uređaja, Moguće funkcije realizacije, Ocena primenljivosti uređaja za rukovanje određenim grafičkim materijalima. Korisničko okruženje omogućava upis parametara uređaja za odlučivanje. Na slici 7.6 je prikazano korisničko okruženje za prikaz karakteristika uređaja. Pored navedenih karakteristika u programskom korisničkom okruženju su i podaci o grafičkom materijalu materijalu sa kojim uređaji rukuju (slika 7.7) i to: Vrsta materijala, Ocena primenljivosti uređaja za tu vrstu grafičkog materijala i Oblik grafičkog materijala sa kojim uređaj rukuje. Uređaji se u programskom okruženju karakterišu i njihovim mogućnostima izvršavanja funkcija rukovanja grafičkim materijalom (slika 7.8). Za funkcije rukovanja grafičkim materijalom programski su definisani kriterijumi izbora uređaja za određene funkcije rukovanja grafičkim materijalom čije korisničko okruženje je prikazano na slici 7.9. Uslovi izbora uređaja za određenu funkciju rukovanja grafičkim materijalom iz blok šeme rukovanja su: Identifikator funkcije, Vrsta grafičkog materijala, Oblik grafičkog materijal i Kvantitativne karakteristike grafičkog materijala. Monografija 190
Rešenja problema rukovanja GM... Slika 7.6 Korisničko okruženje za prikaz karakteristika uređaja Slika 7.7 Korisničko okruženje za prikaz karakteristika i ocenom materijala sa kojim uređaj može da rukuje Monografija 191
Rešenja problema rukovanja GM... Slika 7.8 Korisničko okruženje za prikaz funkcija koje uređaj može da realizuje Slika 7.9 Korisničko okruženje za uslove izbora uređaja Monografija 192
Rešenja problema rukovanja GM... Za definisane karakteristike uređaja i kriterijume izbora uređaja za određene funkcije rukovanja grafičkim materijalom u korisničkom okruženju je omogućen prikaz izabranog uređaja (slika 7.10, primer automatski vođenog vozila proizvođača grafičkih mašina Heidelberg). Sveukupno za uređaj su vezani: Prikaz karakteristika uređaja Prikaz za koje grafičke materijale je moguća primenljivost, Prikaz koje funkcije uređaj realizuje, Uslovi izbora i Grafičko rešenje uređaja. Slika 7.10 Korisničko okruženje za prikaz izabranog uređaja Izabrano rešenje, kao objekt, je programski povezano sa odgovarajućim programskim sistemom. Ono se akcijom događaj automatski prebacuje u programski sistem u kojem se mogu raditi modifikacije uređaja ukoliko su potrebne. 7.5 Programsko rešenje postavljenih zadataka rukovanja grafičkim materijalom Programsko sistem (slika 7.11) omogućuje za postavljene zadatke otvaranje formi za: Projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom i Izbor, projektovanje i/ili doprojektovanje uređaja za rukovanje grafičkim materijalom. Monografija 193
Rešenja problema rukovanja GM... Slika 7.11 Moguće forme rešavanja postavljenih zadataka Korisničko okruženje forme za projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom za rešavanje navedenih zadataka prikazano je na slici 7.12. Slika 7.12 Korisničko okruženje forme za projektovanje blok šema rukovanja grafičkim materijalom Monografija 194