Digitalni sustavi za planiranje grafičke proizvodnje

dr. sc. Klaudio Pap

Sažetak

Planiranje grafičke proizvodnje je jedno od najzahtjevnijih vrsta planiranja proizvodnje zbog široke lepeze grafičkih proizvoda proizvedene na istom strojnom parku . Jedan grafički proizvod može biti proizveden na puno različitih načina i strojeva. U tom moru mogućnosti proizvodnje neki načini i metode su optimalni, a neki nisu. U radu se proučavaju metode i programski alati za planiranje grafičke proizvodnje. Istraživanje je usmjereno na one metode planiranja koje su razvijene za rješavanje najtežih situacija na jednostavan i maksimalno vizualan način što planeru pojednostavljuje donošenje planerskih odluka.

Ključne riječi: Planiranje, Grafička tehnologija

1. Uvod

U grafičkoj proizvodnji na jednom strojnom parku istovremeno može postojati puno radnih tokova za proizvodnju različitih finalnih grafičkih proizvoda. Ti su radni tokovi ili paralelni ili se isprepliću povečavajući stupanj složenosti planiranja proizvodnje u tiskari. Ponekad treba zbog zadanih rokova replanirani poslove sa jedne vrste strojeva na drugu svjesno poremetivši radni tok drugog proizvoda koji je bio planiran za baš taj stroj. U tiskarama s velikim strojnim parkom takvih odluka ima dosta. Takvi planerski stresovi su sve češći jer se istovremeno na tržištu smanjuje naklada određenih grafičkih proizvoda pa su trajanja radnih tokova kraća, a njihova gustoća odnosno frekvencija veća.
Glavna istraživanja i eksperimentalni rad se izvode na posebno razvijenom programskom sustavu WebPoskok koji služi za modeliranje i simuliranje grafičke proizvodnje (autori dr. sc. Klaudio Pap i dr. sc. Vilko Žiljak) [1]. Temelj te programske platforme su postavljeni XML normativni opisi procesa, strojeva i materijala u relacionoj bazi podataka [2]. Na taj način su omogućena istraživanja i stvaranja modula elektroničkih kalkulacija, kreiranje digitalnih radnih tokova u virtualnoj ili realnoj tiskarskoj okolini [3]. Takav sustav omogućuje ulaženje u proces istraživanja planiranja grafičke proizvodnje [4]. Procesi planiranja u grafičkoj proizvodnji organizirani su kao skup digitalnih softverskih rutina i baze podataka. To je složena interaktivna igra između postojećeg strojnog parka, resursa i ljudi. U svakom trenutku treba biti moguće promjeniti parametre već definiranog plana.
Planeri koriste računalo na različitim razinama i u različite svrhe. Govorimo o alatu koji omogućuje interaktivno rješavanje novih ideja i zapovjedi. Uobičajeni način planiranja je bio upis i promjena podataka na papiru ili kroz različite tablične programe. Glavni cilj je razvijati metode planiranja posebno razvijene za rješavanje proizvodnih situacija u grafičkoj industriji za eksperimentiranje i istraživanje od strane grafičkih stručnjaka kao i studenata. Naglasak je na razvoju procesa planiranja kao složene interaktivne igre između postojećeg strojnog parka, resursa i ljudi kroz jednostavnu funkcionalnost i vizualnost tako da planiranje poslova grafičke proizvodnje bude što manje komplicirano za planera.  

2. Vremenska matrica

U procesu planiranja vremenski segmenti se moraju predstaviti na određeni način. Također mora postojati način zapisivanja vremena u određene vremenske segmente u relacionoj bazi podataka. U našem istraživanju smo postavili vremensku matricu kao isječak iz vremenskog prostora kao bazno sučelje planera i vremenskih zauzeća (Slika 1). Broj redova te matrice odgovara trenutnoj definiranoj gustoći u jednom danu. Tu se misli na minutnu, polusatnu, satnu ili sličnu vremensku gustoću. Za takav pristup su se maksimalno koristile mogućnosti SVG (Scalable Vector Graphics) jezika kao XML derivata što itekako pojednostavljuje implementaciju željenog modula jer su sami podaci za prikaz također XML zapisi. SVG XML zapis je potpuno neovisan o hardweru, softveru i vrsti prijenosa podataka.

Slika 1 Vremenska matrica

Na samom početku se u bazi podataka kreira vremenska matrica koja se dodjeljuje određenom projektu planiranja. Korisničkim intervencijama i algoritmima dolazi se do zauzimanja vremenskih segmenata postavljajući ih u željena stanja. Razvijeni su automatizmi bilježenja svih stanja u relacionoj bazi podataka. Informacije o mogućim promjenama plana prosljeđuje se preko XML zapisa (Slika 2) do SVG procesora koji potom takvo novo stanje vizualizira.

Slika 2 XML zapis koji se zapisuje i čita iz relacijske baze podataka

Definiran je potpuno nov XML rječnik za opis procesa planiranja proizvodnje.  Pomoću XML elementa <AKCIJA> se definirala osnovna transakcija u procesu planiranja.  Skup svih elemenata <AKCIJA> čini vremenski plan jednog resursa u procesu planiranja.  U primjeru  na slici 2 prikazano je planiranje tiskarskog stroja POLYMAN 40 što se naznačuje kao atribut Naziv korjenskog elementa <root> , a jednoznačno definirano u bazi podataka s atributom StrojID.
Svaki element  <AKCIJA> ima djecu elemente  <FRAGMENT> s čime su definirani vremenski odsječci od kojih se sastoji ukupno trajanje elementa <AKCIJA>. Svaki fragment ima atribut Termin i Bilješka.  Vrijednost atributa Termin se sastoji od datuma i sata i minute kada se želi započeti vremenski fragment neke akcije. Svaki put kada dolazi do replaniranja neke akcije  dolazi do promjene u fragmentnom zapisu te akcije. Ukoliko dolazi do premodeliranja radnog toka na nivou akcija tada dolazi do promjena na nivou XML elemenata  <AKCIJA>.

3. Planiranje resursa

Da bi se olakšao rad s resursima za planiranje u grafičkoj tehnologiji postavila se metoda kategorizacije u skladu s osnovnom podjelom u grafičkoj tehnologiji: grafička priprema, tisak i grafička dorada.  Slika 3 prikazuje osnovno sučelje za definiranje i editiranje grafičkih resursa za planiranje . Na taj način je svaki resurs koji ulazi u proces planiranja dobio osnovne planerske karakteristike i smješten je u odgovarajuću kategoriju. Definirane su ove osnovne kategorije resursa: grafička priprema, tisak iz arka, tisak iz role, grafička dorada i ostalo.

Slika 3 Sučelje za definiranje i editiranje grafičkih resursa za planiranje

Jednom stvoreni resurs na takav način je spreman za planiranje kroz dinamički sustav vremenske matrice (Slika 1). Na toj vremenskoj matrici uvijek je jasno naznačeno za koji resurs je momentalno prikazan vremenski plan.
Svakom vremenskom segmentu se može mijenjati način informiranja kroz boju, identifikacijsku šifru posla, planersku bilješku i mnoga druga svojstva (Slika 4). U planersku vremensku  matricu ugrađena je animacija krajnjeg roka, a kada dođe do replaniranja pojedinog vremenskog segmenta posla može se dogoditi planerski prebačaj krajnjeg roka. Kada dođe do takve situacije algoritam zaustavlja željeno replaniranje resursa i obaviještava planera o nedozvoljenom potezu.

Slika 4 Planiranje novog posla na jednom resursu

Takvi mehanizmi i rješavanje situacija sliče igrama pa se proces planiranja svodi na sintezu iskustva planera u proizvodnji i iskustva planiranja sa razvijenim metodama za planiranje. Razvijen je sustav predložaka tipičnih poslova za planiranje pa se na taj način planiraju poznati fiksni ili ugovorni poslovi za koje se zna ritam izlaženja i uobičajenih naklada.
Svaki željeni korak replaniranja moguće je ponovo rekonstruirati mehanizmom vrati stanje nazad. S time se je dobila nova istraživačka mogućnost planiranja. Planer može probati planirati neki posao više koraka unaprijed pa ukoliko ne vidi domino efekt planiranja već nakon prvog koraka, može se vraćati nazad i povući drugačiji planerski potez.
Dnevno planiranje automatski prikazuje paralelno sve željene faktore planiranja (Slika 5). Replaniranje u dnevnom prikazu nudi sve što i matrični prikaz po stroju uz dodatne alarme probijanja dnevne satnice.

Slika 5 Dnevno planiranje

Isplanirani vremenski segmenti jednog posla mogu se automatski ulančano sažimati interaktivnim “potezima” korisnika. Na taj način se je minimizirao rad kroz uobičajeni tablični način promjene parametra trajanja fragmenta posla.
Za svaki željeni entitet plana moguće je izvršiti dinamički ispis u boji za definirani vremenski interval. Ispis sadrži sve bilješke koje su se tokom planiranja pridruživale vremenskim odsječcima (Slika 6).

Slika 6 Ispis planiranih poslova (Akcija) na stroju POLYMAN 40

4. Gantagram

U Gant prikazu se omogućuje koji posao i resurse želimo vidjeti i analizirati. U toj vrsti prikaza se moraju moći definirati ulančavanja faza rada i kao njihova replaniranja. Također je važna mogućnost definiranja rubnih uvjeta startanja i završavanja međusobno povezanih faza. Obavezna je ugradnja mehanizma zamke s kojom je planeru nemoguće napraviti krivi potez iako ne vidi sve resurse istovremeno.

Slika 7 Gant prikaz

U agregacijskom Gant prikazu (Slika 8) je moguće vidjeti sve faze i resurse paralelno za jedan proizvod. Tu se puno koristi mogućnost SVG tehnologije za dinamičkim uvečavanje da bi se bolje uočili pojedini djelovi radnog naloga ako postoji veliki broj faza proizvodnje za neki složeni proizvod.

Slika 8 Agregacijski Gant prikaz

5. Zaključak

Ovakvi pristupi su potpuno novi u procesu planiranja tiskarske proizvodnje. Paralelno se konzultira veliki broj radnih tokova za potpuno različite finalne proizvode. SVG tehnologija je korištena za dobivanje interaktivnosti  u planiranju i kao softversko sučelje prema relacionoj bazi podataka koje radi u realnom vremenu.
Razvijeni planerski algoritmi dinamički mijenjaju izgled vremenskih segmenata ukoliko dođe do određenih planerskih stanja proizašlih analizom novonastalih podataka. Vremenska matrica se može dinamički prilagođavati željenim formatima prikaza. Svakom vremenskom segmentu se može mijenjati način informiranja kroz boju, identifikacijsku šifru posla, planersku bilješku i mnoga druga svojstva. U planersku matricu ugrađena je animacija krajnjeg roka. Prilikom premještanja odnosno replaniranja pojedinog vremenskog segmenta posla može se dogoditi planerski prebačaj definiranog krajnjeg roka. Kada dođe do takve situacije algoritam zaustavlja željeno replaniranje resursa i obaviještava planera o nedozvoljenom potezu. Ekspertni dio softvera daje prijedlog mogućeg raspleta. Takvi mehanizmi i rješavanje situacija sliče igrama pa se proces planiranja i svodi na sintezu iskustva planera u proizvodnji i iskustva planiranja sa razvijenim metodama

6. Literatura

1. V. Žiljak, V. Šimovic, K. Pap:"Simulation of Stohastic System of Printing Procedures",The International Conference on Modeling and Simulating of Complex System, ICMSCS 2002, Chengdu, Sichuan, China
2. V. Žiljak, K. Pap, D. Agić, I. Žiljak:"Modelling and Simulation of Integration of Web system, Digital and Conventional Printing", 29th International Research Conference of IARIGAI, Lake of Lucerne, Switzerland, 2002
3. Žiljak, Vilko; Šimovic, Vladimir; Pap, Klaudio: ENTREPRENEURSHIP MODEL: PRINTING PROCESSES SIMULATION WITH TIMES AND PRICES IN THE BASE FOR NORMATIVE PROVISIONS,Announcing InterSymp2004,Baden-Baden,16th International Conference on Systems Research, Informatics and Cybernetics,Baden-Baden , Njemacka, 2004
4. Žiljak, Vilko; Šimovic, Vladimir; Pap, Klaudio: ORGANIZING DIGITAL NORMATIVE PROVISIONS AS THE BASE FOR SIMULATION OF THE POST-PRESS,5th EUROSIM Congress on Modelling and Simulation, Paris,2004