基于SPSS軟件的高速高精度多點連續(xù)賦碼系統(tǒng)研究與應用分析

何邦貴　郭力銘　夏家良　王琪　楊述鑫

摘 ?要： 實現(xiàn)凹印設(shè)備大幅面多拼版高速高精度多點二維碼連線賦碼，并對設(shè)備進行調(diào)整。通過凹印機與賦碼系統(tǒng)集成并進行試機實驗，對試機樣張上的二維碼進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)在SPSS軟件中進行頻率與單因素分析。?影響賦碼偏差的主要影響因素為印刷速度，可通過調(diào)節(jié)賦碼噴頭橫向位置或調(diào)節(jié)印刷速度來降低賦碼時的橫（縱）向偏差;凹印連線賦碼設(shè)備使賦碼點位由12點增至18點，位置偏差有效控制在±0.4?mm范圍內(nèi);賦碼速度提升至約16000大張/小時，有效提高了煙標生產(chǎn)效率。?統(tǒng)計分析軟件的分析結(jié)果表明，煙標多拼版高速高精度多點凹印連線賦碼設(shè)備具備良好的生產(chǎn)效果，同時為不具備或只能進行拼版數(shù)少且質(zhì)量不穩(wěn)定的煙標連線賦碼生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：?連線賦碼;凹印機;二維碼;高速;高精度

中圖分類號：?TS 805????文獻標識碼：?A????DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.02.011

【Abstract】： To realize the high-speed and high-precision multi-point two-dimensional code connection of large-format multi-plate printing of gravure printing equipment and adjust the equipment. The gravitation machine was integrated with the code-coding system and tested. The two-dimensional code on the test sample was counted， and the statistical data was analyzed in the SPSS software for frequency and single factor analysis. The main influencing factor affecting the code deviation is the printing speed. The horizontal （vertical） deviation of the code can be reduced by adjusting the lateral position of the coded head or adjusting the printing speed; the gravure line assignment device makes the code point From 12 o'clock to 18 o'clock， the position deviation is effectively controlled within ±0.4 mm; the coded speed is increased to about 16，000 large sheets per hour， which effectively improves the production efficiency of the cigarette label. The analysis results of the statistical analysis software show that the high-speed and high-precision multi-point gravure line assignment equipment of the cigarette label has good production effect， and at the same time， it has no or only the number of imprinting and unstable quality. Line assignment production provides a reference.

【Key words】： Connection code; Gravure printing machine; Two-dimensional code; Cigarette label; High precision

0??引言

二維碼[1]是利用在平面的二維方向上按一定規(guī)律分布的黑白相間的幾何圖形來記錄數(shù)據(jù)、信息的條碼，也被稱為“二維條碼”[2]。目前，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和智能手機的普及[3]，以及二維碼技術(shù)的廣泛應用，其中最主要的就是二維碼追溯體系[4]的構(gòu)建?！耙黄芬淮a”[5]每一最小包裝單位的二維碼都是不同的，這樣可以很好地實現(xiàn)產(chǎn)品的管理和真?zhèn)蔚尿炞C，這一舉措在煙草產(chǎn)品上得到了充分應用，如鑒別產(chǎn)品真?zhèn)?，保護自己權(quán)益[6]。因此煙包的賦碼需求將在今后呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢[8]。

在煙標生產(chǎn)過程中，多通過增加拼版數(shù)量來提高版面利用率，但由于設(shè)備限制僅能進行拼版數(shù)量較少的印刷與賦碼?，F(xiàn)有賦碼采用離線賦碼進行，且賦碼點位最多為12個賦碼點位，耗時較長。雖然連線賦碼技術(shù)已出現(xiàn)，但由于技術(shù)、設(shè)備及工藝限制等因素的影響，很少有印刷企業(yè)對連線賦碼技術(shù)進行應用與研發(fā)。因此，對凹印高速高精度多點連續(xù)賦碼進行研究有較大意義。

1??影響因素分析

1.1??賦碼因素分析

卷煙煙標應用的二維碼為可變二維碼[9]，可變二維碼的應用推廣是煙標“一品一碼”的基礎(chǔ)，根據(jù)賦碼方式可分為離線賦碼[10]和連線賦碼[11]，這兩種賦碼工藝都可以進行煙標“一品一碼”的生產(chǎn)。

連線賦碼時，供料方式為卷筒紙供料，由于印刷與賦碼連線進行，所以賦碼時速度需與印刷速度同步，同時按印刷版面尺寸調(diào)節(jié)賦碼位置，當?shù)谝淮钨x碼完成后，即可持續(xù)進行賦碼操作。根據(jù)對連線賦碼過程分析，可能導致凹印連線賦碼質(zhì)量與效率降低的因素分為印刷速度因素，凹印連線賦碼設(shè)備因素。

1.2??設(shè)備因素分析

為滿足生產(chǎn)需求云南九九彩印有限公司以BOBST 820H型凹印機為基礎(chǔ)，將張力控制系統(tǒng)、編碼器、定位系統(tǒng)、氣路、賦碼控制系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)[12]安裝在第八色組頂部，進行了連線賦碼改造。設(shè)備改造時，通過支撐架將定位系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)、賦碼控制系統(tǒng)等與凹印機進行支撐固定，固定導軌裝有可橫向移動的固定桿，固定桿裝有編碼器、光標賦碼定位器、用于控制噴頭自動升降功能的氣路以及噴碼系統(tǒng);噴頭后側(cè)設(shè)有UV光固化裝置;二維碼連線檢測設(shè)備安裝于賦碼部分一側(cè)，如圖1所示。其中改造后設(shè)備運行過程中存在的因素可能對賦碼造成一定影響，如設(shè)備銜接不穩(wěn)定或賦碼偏差與糊碼等。

2??賦碼質(zhì)量影響因素SPSS實證分析

2.1??調(diào)查統(tǒng)計

通過對該廠凹印連線賦碼產(chǎn)品進行采樣時，得凹印連線賦碼試機時生產(chǎn)速度以100?m/min為間隔，將100?m/min～160?m/min分為七個實驗組。綜合目標產(chǎn)品生產(chǎn)要求，當160?m/min時賦碼質(zhì)量可以滿足生產(chǎn)要求，但印刷效果未能滿足生產(chǎn)要求;當 ??130?m/min時賦碼質(zhì)量與印刷效果皆滿足生產(chǎn)要求。二維碼檢測指標引用Q/YNZY.J04.111-2018標準，其中小盒煙標賦碼規(guī)范為：寬8±0.4?mm，高8±????0.4?mm，允許偏差為±0.5?mm，且被檢二維碼應符合唯一性原則。所以為確保凹印連線賦碼質(zhì)量穩(wěn)定，對凹印連線賦碼設(shè)備運行結(jié)果進行收集并采樣，共采集35大張共630個二維碼樣品，并采用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，通過圖表將分析結(jié)果進行表達。

2.2 ?SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

2.2.1 ?不確定因素情況下SPSS分析

通過SPSS軟件將影響二維碼賦碼質(zhì)量的因素作為變量進行分析，由于影響因素較多，需進行初步分析。結(jié)合各因素和生產(chǎn)規(guī)范得出，在允差范圍內(nèi)的二維碼為合格品，不對煙標生產(chǎn)造成影響。在進行凹印連線賦碼時，按照賦碼規(guī)范：寬8±0.4?mm，高8±0.4?mm，允差范圍±0.5?mm進行賦碼，并對采樣樣本35印刷大張共630個賦碼點位逐點進行檢測，數(shù)據(jù)如表1所示。（注：表中首行表示檢測次數(shù)，表內(nèi)為每大張內(nèi)合格二維碼數(shù)量。）

通過Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行整理，然后打開SPSS軟件并導入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析。導入數(shù)據(jù)時需根據(jù)分析需要改變文件類型，數(shù)據(jù)導入后生成對應輸出文檔，此時在窗口出現(xiàn)一串代碼，如下圖2所示。將參檢的二維碼檢測結(jié)果導入SPSS軟件后，進行數(shù)據(jù)分析，頻率分析結(jié)果如圖3～圖9所示。其中V1～V7對應100?m/min～160?m/min的速度。

由上圖2-圖8可得出，通過SPSS軟件數(shù)據(jù)分析可以得出所選的630個有效樣本中，每組各二維碼偏差出現(xiàn)的頻次變化，其中在允差范圍內(nèi)的樣本數(shù)量占各自樣本組87.8%～92.2%，出現(xiàn)頻率較多的偏差為0.2?mm、0.3?mm、0.4?mm，數(shù)量和約占各自樣本組總數(shù)的70%～76.6%;最小偏差為0.1?mm，出現(xiàn)頻率百分比分別為5.6%、13.3%、4.4%、10%、4.4%、0%、1.1%;最大偏差為0.7?mm，出現(xiàn)頻率百分比分別為1.1%、2.2%、4.4%。將實驗結(jié)果進行繪圖分析，如圖10-11所示。

由圖9得，各實驗組賦碼合格數(shù)量均在79以上，合格數(shù)量先上升，后隨著印刷速度的提升逐步降低。其中在120?m/min與130?m/min時達到最高合格數(shù)量83;在100?m/min與160?m/min時達到最低值79。對已合格二維碼進行±0.3?mm范圍內(nèi)更小偏差統(tǒng)計，如圖10所示。

由圖10得，七組實驗組賦碼質(zhì)量均可達到生產(chǎn)要求，其中以110?m/min時±0.3?mm范圍內(nèi)二維碼數(shù)量最高，隨著印刷速度提高，±0.3?mm范圍內(nèi)二維碼數(shù)量逐漸降低，其中在130?m/min時數(shù)量達到第二峰值，隨后±0.3?mm范圍內(nèi)二維碼數(shù)量再次降低。通過數(shù)據(jù)分析可知，改造后的凹印連線賦碼設(shè)備可以進行連線賦碼，但賦碼合格率暫未達到正式生產(chǎn)要求，需對7.8%～12.2%的偏差不合格率的產(chǎn)生原因進行分析，以便通過調(diào)整設(shè)備或原輔料來提高賦碼合格率。

2.2.2 ?逐級排除因素情況下的SPSS分析

由于生產(chǎn)需要在進行凹印連線賦碼時，需保持高速高精度多點連續(xù)賦碼，以確保生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在對試機過程中采樣的630個樣張進行分析得出，設(shè)備安裝位置可以實現(xiàn)二維碼賦碼且賦碼質(zhì)量已初步達到要求，但仍存在7.8%～12.2%的偏差不合格率，基于此需對其進行分析。

2.2.2.1 ?凹印連線賦碼設(shè)備因素

對改造后凹印連線賦碼設(shè)備進行檢查得，賦碼設(shè)備安裝穩(wěn)定性良好，賦碼時賦碼及支撐部分牢固無松動。對偏差大于0.5?mm的樣張分析得出，其偏差多為橫向偏差。由于賦碼部分在導軌上橫向排布，橫向排布和移動可以滿足煙標排版要求從而進行生產(chǎn)，若賦碼噴頭對應位置偏移就會導致賦碼時出現(xiàn)橫向偏差。出現(xiàn)橫向偏差時可通過調(diào)節(jié)賦碼部分在導軌上的位置，減小或避免賦碼出現(xiàn)橫向偏差。

2.2.2.2 ?賦碼數(shù)量因素

由于通過凹印連線賦碼進行煙標賦碼，凹印版的應用增加了煙標印刷時的拼版數(shù)量，由膠印的12拼提升至18拼，拼版數(shù)量的提升增加了可賦碼點位，對提升煙標生產(chǎn)效率有顯著影響。通過上機實驗及結(jié)果得出，賦碼數(shù)量增多對賦碼質(zhì)量影響較小，賦碼時存在的賦碼偏差可通過調(diào)節(jié)印刷速度與賦碼速度進行調(diào)節(jié)。

2.2.2.3??印刷速度因素分析

凹印連線賦碼是指在煙標圖文印刷完成后，通過加裝在凹印設(shè)備上的賦碼系統(tǒng)對印張進行賦碼操作，賦碼速度應與印刷速度相協(xié)同進行，從而完成煙標印刷生產(chǎn)。在凹印連線賦碼時進行了100?m/min～ 160?m/min的七組試機，在通過樣本數(shù)據(jù)分析得出參檢各印刷速度下賦碼偏差在允差范圍內(nèi)的二維碼概率最高可達92.2%，其中約75%左右的二維碼偏差在0.2?mm～0.4?mm范圍內(nèi)，且7.8%～12.2%的二維碼偏差不合格率中也存在部分縱向偏差。

據(jù)頻率分析得出，各印刷速度下均有0.6?mm與0.7?mm的賦碼偏差，其中以100?m/min、150?m/min與160?m/min的較大縱向偏差數(shù)量較多，110?m/min～ 140?m/min的賦碼質(zhì)量較好。由于印刷速度對賦碼偏差影響較大，在速度因素中進行SPSS單變量因素分析，導入4組數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果如圖12。

通過SPSS軟件的T檢驗分析出印刷速度對賦碼偏差有較大影響，印刷速度升高，印刷速度與賦碼速度失衡，導致二維碼出現(xiàn)縱向偏差且二維碼偏差數(shù)量逐步增多。由此得出印刷速度對二維碼賦碼合格率有明顯影響，在后續(xù)生產(chǎn)中可通過調(diào)節(jié)賦碼與印刷速度達到調(diào)節(jié)賦碼質(zhì)量的目的。

3 ?結(jié)果

通過云南省九九彩印有限公司現(xiàn)有煙標生產(chǎn)設(shè)備進行試機生產(chǎn)，對生產(chǎn)時出現(xiàn)的不合格煙標可變二維碼進行因素分析及匯總，記錄相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用SPSS軟件對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，進一步糾正或改善生產(chǎn)參數(shù)，為進一步調(diào)節(jié)完善凹印連線賦碼生產(chǎn)設(shè)備的方案提供了參考依據(jù)。綜合實驗結(jié)果，7個速度梯度都可以滿足18個賦碼點位賦碼，凹印使煙標二維碼生產(chǎn)效率明顯提升。實驗所涉及的360個檢測點中，有519個二維碼位置偏差達到生產(chǎn)規(guī)范，其中有268個二維碼偏差有效控制在 ?±0.3?mm范圍內(nèi)。對可能的影響因素進行匯總分析，得出印刷速度為影響賦碼偏差的主要因素，同時印刷速度受目標煙標產(chǎn)品生產(chǎn)要求影響，連線賦碼時煙標印刷速度為130?m/min，所以賦碼速度需與印刷速度相配合。12個賦碼點位賦碼提升至18個賦碼點位賦碼，明顯提高了煙標印刷和賦碼的效率與質(zhì)量，為凹印連線賦碼和相關(guān)設(shè)備改造提供了一定的參考。

參考文獻

劉軍， 李碩煒. 互聯(lián)網(wǎng)+時代的二維碼體驗服務研究[J]. 包裝工程， 2016， 37（22）： 124-128.

高飛， 葛強， 羅磊. 二維條碼技術(shù)在通用裝備保障中的應用研究[J]. 包裝工程， 2008， 29（12）： 131-133.

李叢芬， 李海波， 楊寶雙， 王瀟. 企業(yè)如何使用商品二維碼[J]. 條碼與信息系統(tǒng)， 2018（2）： 47-50.

熊承霞. 解讀二維碼技術(shù)構(gòu)建食品包裝新形態(tài)[J]. 包裝工程， 2013， 34（12）： 1-4.

段正紅（文）. 煙包印刷企業(yè)如何應聶可變二維碼賦碼業(yè)務[J]. 印刷技術(shù)， 2018（11）： 54-58.

馬超， 張朝忠. 淺讀二維碼的印刷質(zhì)量評估[J]. 上海包裝， 2018（3）： 63-67.

鄭曉波. 煙包二維碼賦碼離線還是凹印在線？[J]. 印刷技術(shù)， 2015（22）： 31-33.

張敬勇. 可變二維碼賦碼工藝在軟包裝上的應用研究[J]. 印刷技術(shù)， 2018（2）： 41-44.

趙樹敏. 沒有數(shù)字印刷設(shè)備， 就不能實現(xiàn)二維碼賦碼？[J]. 印刷技術(shù)， 2016（12）： 31-33.

符秀科. 凹印機連線賦碼的開發(fā)及應用[J]. 印刷雜志， 2018， （2）： 46-48. DOI：10.3969/j.issn.1004-6267.2018.02.015.

尹健康， 陳昌華， 黃登仕. 基于TRIZ理論的卷煙分揀作業(yè)中噴碼系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計[J]. 包裝工程， 2018， 39（9）： 108-113. DOI：10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.09.019.