印刷世界的數字化——與宋華振的對話

貝加萊工業自動化(中國)有限公司

技術傳播經理宋華振

印刷工業：打印機是一個典型的

數字化系統嗎?

宋華振：是的，打印機是個非常典型的數字化系統。以一臺噴墨打印機為例，它不僅擁有完整的機電系統，其本身還是一個數字化連接系統。

首先，打印機是一個完整的機電系統，包括紙張的精準送入機構、噴墨打印頭、烘干裝置、翻轉打印機構、紙張輸出裝置。它可以配置的包括紙張的尺寸(如 A3/A4/A5)、打印模式(單色 / 彩色、增強)、橫向 / 縱向打印、正反面打印、打印頁數選擇，都是由相應的機構配合才能實現。

其次，打印機本身是一個數字化連接系統，它包括了應用軟件，像每個計算機上的軟件如Word、PDF、CAD/CAE 等都有打印功能，可以通過 Wi-Fi、以太網、USB 等多種物理方式連接打印機，而軟件(應用層)和會話表示、網絡層等本身就是一個典型的 ISO/OSI 參考架構下的系統。

盡管不同品牌的打印機有著不同的應用軟件，但都有一個統一的接口，打印時用戶僅需在軟件中配置自己的打印需求。不管什么品牌的打印機，都可以為用戶提供打印服務，也可以通過網絡，甚至通過 Web 直接打印。打印機的這個規范，使得應用層和設備層實現了“關注點分離”，只要遵循統一的規范，每個應用都可以使用不同品牌的打印機來完成作業。

所以，我們說，打印機是一個典型的數字化系統，能夠實現我們今天所講的各種數字化應用。而印刷機要比普通的打印機更大且價格更為昂貴，其高端的數字印刷系統價值甚至可達千萬級。

印刷工業：印刷這個行業看上去十分傳統，它對社會的貢獻主要體現在哪些方面?

宋華振：印刷是知識與文明的載體，它的發展是整個社會文明推進的基礎動力。印刷技術的發展對于文化的傳播至關重要。在古代的中國，讀書對于平民來說是一件很難想象的事情，科研也不是人人都能參與的。而歐洲歷史上的那些科學家，也是大多來自有錢有閑的階層。據推算，現今一本普通的書籍，如果放在宋朝，其價值將高達   2000 元人民幣左右，按照等值購買力來算，這不是一個小數目。顯然，只有書的價格便宜了，才能將知識傳播到社會的各個角落，廣大人民才可能讀到書。

印刷機的出現，加速了知識的傳播，促進了文化的多樣性，推動了西方的文藝復興，對西方的宗教改革產生了深遠影響。印刷機迅速在歐洲各地普及，成為傳播知識的關鍵工具，后來又經歷了“輪轉印刷”，即采用手搖轉動滾筒，大大提高了送紙、印刷、出紙的速度，然后陸續涌現出多色印刷、卷筒紙連續印刷機。隨著印刷技術的不斷進步，書刊的成本大幅下降，讀書逐漸成為全民的一種生活方式。

印刷工業：您如何看待“印刷已成為一種夕陽行業”這一觀點?

宋華振：我記得全國印刷機械標準化技術委員會秘書長彭明老師曾經講過這樣一句話，“作為一個行業，印刷是夕陽的，但作為一項技術，它并未沒落”。我認為，印刷即使作為一個行業，也不能說它沒落了。因為，在   2018年以前，最大的印刷市場是書刊報紙這類傳統的紙制品市場，但自 2018   年后，包裝印刷成為了印刷的第一大市場，可印制的材料變得多種多樣。以軟包裝材料為例，你會發現，在商品包裝越來越精美的背后，是印刷技術與各種復合材料、微發泡工藝相結合的成果。

我認為，彭明老師所說的“印刷作為一項技術”這句話十分關鍵。他說：“印刷就是滿版的涂布，涂布就是不均勻的印刷。”作為一項技術，涂布在鋰電池的電極制造、電池隔膜的后道處理、光伏鈣鈦礦電池的生產、氫燃料電池質子交換膜等新興的能源領域都有應用，還有像現在的消費電子也更多采用柔性混合電子。顯然，當作為一項技術的時候，印刷并沒有沒落，而是在各種領域發揮著更大且重要的作用。

印刷工業：為什么說印刷技術充滿著高科技?

宋華振：俗話講“失之毫厘，差之千里”。在機械系統里，速度是一個非常重要的指標。隨著速度的不斷提升，機械系統里就會產生各種機械的“不對稱”“質量分布不均”“變慣量的機械系統”“摩擦力”“材料的彈性模量”等問題。這些問題會給材料工藝參數帶來較大的影響，例如印刷速度提升了，油墨的附著力、烘干的溫度都會隨之發生變化，且不是簡單的線性變化。

就印刷技術而言，涉及的因素很多，在此重要講述以下幾方面：

首先就是色彩問題。印刷的核心就是在于對“色彩”的控制，這本身就是一個專業領域。大家都了解，我們在電腦屏幕上看到的顏色與現實中的油墨和印刷出來的成品顏色，完全不是一回事。比如，噴墨打印機噴出的墨滴滴到紙上，按照正常的油墨混合得到的應該是藍色，但油墨通過折射后到呈現在人眼中的顏色會出現偏差，這就需要做一些色彩的“補償”，以使得我們眼里看到的顏色是自己想要的。

然后就是“油墨”。這種材料的復雜性，在于它要考慮機器的速度、材料的吸附、油墨的擴散、烘干的變形……它的顆粒必須是非常精細的，這又是一個專業領域。我們擅長控制的比如最為核心的“套色”，其復雜性則在于“材料復雜性”，紙張本身就有上千種，軟包裝印刷的塑料薄膜也有上千個品種，這些材料被一個個壓印輥給壓變形，再被烘干加熱變形，在   600m/min 的高速下，還要確保 ±0.02mm的顏色套印精度。仔細想想，這個系統復雜不復雜?

從機械速度來看，目前最快的是報紙印刷，通?？梢赃_到 1200m/min   的速度。高端的機器肯定是高速的，因為，高速機械系統如何控制工藝穩定、生產出良品，這里面充滿了高科技。相對于現在很多的新興產業，如光伏、鋰電，就機械系統的速度、精度、良品率等來說，都沒有傳統的印刷機械速度高。而機械速度越高，其對于機電檢測、傳動控制的響應能力的要求會更高，且“高”得可能不是一點點。

印刷技術是高科技，我之所以認同這一觀點，原因十分簡單，這些行業的印刷技術經歷了百年的迭代，已經非常成熟。它的每個細節都被研究過，橫跨材料(油墨、紙張 /   薄膜)、機械、控制、數字化……這里讓我聯想到，今天所謂的數字化，如 IT 和 OT   融合，其實在很多行業還只是“兩張皮”，并沒有得到深化。但是，在印刷行業的“JDF- 作業定義格式”這個規約里，當產品的作業單被發送給機器的控制器，它的XML   文件是可以被解析執行的，這才是真正的“IT與 OT”的融合。而且，在油墨的“AI 學習”上，印刷行業也有了一定的進展。

印刷工業：數字印刷，并不會完全替代傳統印刷，是這樣的嗎?

宋華振：在最近 10 多年里，印刷行業最大的發展是“數字印刷技術”，它的最大優勢是對“小批量訂單”的處理能力，可以實現“1   本起印”的極限個性化。數字印刷和卷筒紙機械系統結合，就能產生“大規模定制”，比如，印刷品的整體部分是基準，可以通過卷筒紙快速印刷，而其中的“個性化部分”，例如印刷不同的二維碼、日期或者個性化的圖案等，是可以實現大批量與個性化的平衡的。

數字印刷的優點很多，但是在印刷品質、速度方面，傳統印刷則優勢明顯，尤其是大批量的印刷品，凹印的速度、色彩品質、單位成本都是數字印刷所無法比擬的。因此，這個世界的運行法則并不一定是“你死我活”，而是各自擁有更好的生存空間，從而共同構成了一個多元化的世界。