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経済産業省が2017年5月に製造業者に向けて「ものづくりスマート化ロードマップ」を発表した。印刷産業もこのスマートファクトリー化に向けて動き始めたが、2020年2月頃からパンデミックCOVID-19への対応で、印刷企業の取組みは足踏み状態となった。
2020年中頃から感染防止対策として人との接触を避けるために、インターネットによるリモートワークやオンライン印刷、WtP（Web to Print）の活用が広がり、これが結果的にDX（Digital Transformation：デジタル技術による変革）を呼び起こすことになった。
2021年後半から2022年前半にかけて感染が拡大しながらも経済が回り出し、印刷物需要が戻り始め、2022年、印刷業界ではDXによる「スマートファクトリー」への取組みが再スタートした。
ロードマップでは、品質向上、コスト削減、生産性向上、新生産ライン構築の短縮化、人材育成、新製品開発、リスク対策強化の7つの課題が提案されている。その中からIGASでの情報収集に際して、印刷会社が優先的に着手するのが望ましい課題について述べる。
近年、オフセット、フレキソ、グラビア、インクジェット、レーザープリンターなどの印刷固有の品質（調子再現、精彩効果、刷り映えなど）は飛躍的に良くなっている。また製本や紙器などの各種紙加工においても高水準の品質を維持している。
しかし、印刷物を一般の工業製品と比較すると再作業率や製品不良率は高いままだ。
プリプレス工程ではミスが発見されればすぐに修正できるが、印刷や仕上げ工程は量産工程であるから些細な不具合でも刷り直しとなる。どんなに印刷画像の品質が良くても、一つの誤字や微妙な色違い、ポストプレス工程のわずかな不具合でも刷り直さなければならない場合がある。また納品後に発注者が不良箇所を見つけて刷り直しを要求するケースが時折見られる。ミスによる再作業は材料や労働、装置稼働コストを倍増させて工場の加工高利益を削いでしまうのだ。
プリプレス部門での自動組版、レイアウト支援システム、編集支援システムや自動校正システム、オンラインによる校正、校閲、推敲サービスの活用や刷版の検査機能を強化するなどの対策を進め、作業者のケアレスミスを印刷工程に入る前に発見し修正すれば、理論的には不良品をゼロにできる。
人間はどんなベテランでもミスを犯すことがあるから、個人の注意力に依存する検査では不良品の撲滅は不可能である。高性能センサーやAIを組み込んだ各種検査装置の活用は不良品の製造を未然に防ぎ、再作業コストを削減すると同時に不良品納品ゼロを実現して顧客満足度と社会的信頼を高めて、スマートファクトリー具現化への距離を大幅に縮めることになるだろう。
世界経済は諸般の事情からインフレ傾向が続いている。印刷産業においても紙やインキなどの材料費、製造設備、光熱費の上昇、労働力確保のための労務費の引き上げなどで経営環境は厳しくなっている。しかも原価上昇分の売価への転嫁は、印刷物需要が減少傾向にあるから現実的には極めて難しい状況だ。
印刷物の主要な材料は用紙だが、印刷工場から相当な量のヤレ紙が廃棄されている。
オフセット印刷は、その独特なメソッドにより見当合わせや色調調整で試し刷りが必要なためどうしてもヤレ紙が出てしまう。ヤレ紙は印刷工程だけではなく、断裁、折り、綴じ、丁合い、製本、表面加工、紙器加工、仕上げ加工など、ポストプレスのほとんどの工程で発生している。また小ロット化傾向が強まり、製造物件単位のヤレ率が高まっていることも気になる。
ヤレ紙の削減は、印刷や製本、紙加工機のセットアップ時間の短縮、調整作業の迅速化、チョコ停の減少など加工装置の改良と作業改善で実現でき、結果的に工場の生産性を向上させることにつながる。
紙は再生可能な材料でパッケージではプラスチックに変わる素材として有望視されている。印刷工場のヤレ紙削減は地球環境保全にも貢献できるのだ。
印刷機や紙加工機メーカーはセットアップ作業を短縮しヤレ紙を削減する改良を加えているが、展示されている製造装置について具体的に確認するといいだろう。
経産省の工業統計によれば2000年以降の20年間、印刷従事者1人当たりの付加価値額≒生産性はわずかな減少傾向で推移している。
印刷産業は組版や製版、印刷、製本、紙加工など成熟した固有技術を基盤に受注生産で成り立っていて、顧客との関係は固定化している。それが、生産性が20年以上も低迷していても産業として存続できている理由だろう。しかしこれからはどうだろうか？
優秀な人材を雇用し育成しなければ事業の未来はあり得ない。人材育成には相当な投資が必要となる。そのためには売り上げを増やし利益率を高めなければならない。受注競争に勝ち抜くには、「良いものを最適価格で必要な時と場所に速やかに納品する」というQCD（Quality、Cost、Delivery）で優位に立つことが前提だ。
スマートファクトリーへの取組みとして、まずは生産性向上へのチャレンジである。
経営実務の合理化：見積もりや受注での伝票処理、各工程への作業指示、外注発注、資材発注、在庫管理、納品処理、クレーム処理、経営管理資料など帳票での業務形態をコンピュータとネットワーク、データベースを活用したERP(Enterprise Resources Planning)を運用し、ヒト、モノ、カネ、情報の経営資源を一元管理して、経営管理業務の合理化と省人化を図る。MES（Manufacturing Execution System）のような生産管理の効率化による生産性向上を支援するシステムも提案されている。これはDXを活用した経営のスマート化だ。
IGAS会場では、多数のベンダーから印刷工場向けの統合管理システムや業務支援システムが提案されているので、じっくりと見聞できる。
営業での事務生産性向上：印刷の小ロット化により営業の受注実務量が増える割には売上額が伸びない。パソコンとインターネットを活用したWtP(Web to Print)の活用により、発注者とプリプレスの作業管理者を連結してコミュニケーションの円滑化を図り、担当営業の顧客サポート実務を大幅に軽減化すると同時に生産現場の生産性向上にも役立てる。営業は新規開拓や企画提案などの本来の業務に集中でき、受注を増やせるようになる。
WtPの運用でオンライン印刷やオンデマンド印刷も増え、B to Bの業態からB to Cの比率が増え新しいコンシューマ市場の開拓にもつながっている。
プリプレス工程の生産性向上：プリプレスの生産性向上はデザインワークや組版、写真処理などの自動化アプリの活用度合を高めることだろう。また、刷り直しなどの再作業を防ぐためのデータチェックの自動化や校正、校閲のAIによる支援システムの運用も考えなければならない。
製造現場の生産性向上：印刷機やポストプレスの装置運用による量産工程は、前準備作用→本作業→後準備作業で構成されている。こうした仕事の生産性向上は、前後準備作業の時間短縮化で本作業比率を高めることが目標となる。IGAS会場で製造装置の稼働実演を見て準備作業時間を確認すれば、本作業比率＝納品可能な製品のみを製造している正味稼働率を推測することができる。
稼働中の生産性を上げるには稼働速度を上げるしかないが、それはメーカーの課題。ユーザーは準備作業を改善して生産性の向上を図るのが一般的だが、受注を増やし製造密度を上げることと、MES（製造実行システム）を活用して精度の高い生産計画と進捗管理で稼働に隙間をつくらない運営形態の構築も必要である。
製造装置の連結や異なる加工装置の組み込み：2～3人で個別にしていた前後工程の作業を連結して1人作業にして省人化し、労働生産性を2～3倍に跳ね上げる。印刷や製本装置に異なる加工装置（インクジェットによるバリアブル印刷加工や箔押し、打ち抜き加工など）を組み込み2種類の加工を一緒に行うなども省人化で生産性を向上させる。
こうした複合機の観察や比較検討がIGASでは可能だ。ハイブリッドな加工装置を理解することで新たな印刷商品のアイデアが浮かぶ可能性は大きい。
IGAS会場には印刷会社の展示ブースが多々ある。多くは自社開発した印刷商品の展示だ。
情報伝達は紙かデジタルか？の二者択一ではなく、メディアのハイブリッド化が進んでいて、紙媒体がデジタルメディアに完全に置き換わることはないようだ。
また、パッケージの分野ではプラスチックの廃棄による海洋汚染や再生率の問題から、紙容器への転換が検討され、新たな紙パッケージの開発が進んでいる。
IGASの会場で、印刷会社が自ら開発した印刷商品や印刷サービス、ソフトウエアなどを見聞きして、新規ビジネスへのヒントを得たり、将来、コラボレーションできそうな企業を見つけたりするのもいいだろう。
生産技術コンサルタント・MSE事務所：村松 礼二
In May 2017, Japan’s Ministry of Economy, Trade and Industry announced the “Roadmap for establishing Smart Manufacturing”, and the printing industry has also begun to move toward this effort. However, the countermeasure to the pandemic “COVID-19” was prioritized, and the efforts of printing companies came to a standstill.
From around the middle of 2020, the use of remote work via the Internet, online printing, and WtP (Web to Print) has spread to avoid contact with other people. This seems to have resulted in the use of DX (Digital Transformation).
From the second half of 2021, the economy will pick up even as the infection spreads, and the demand for printed materials will begin to return. In 2022, the printing industry will restart efforts to create a “smart factory” using DX.
The roadmap proposes seven tasks: improving quality, reducing costs, improving productivity, shortening the construction of new production lines, developing human resources, developing new products, and strengthening risk countermeasures. From among them, I will select the issues that printing companies should work on the highest priority and describe the main points as a reference for information gathering at IGAS.
In recent years, the quality (tone reproduction, vivid color effect, print quality, etc.) inherent in printing such as offset, flexo, gravure, ink jet, and laser printers has improved dramatically. We also maintain a high level of quality in various paper processing such as bookbinding and paper containers. However, compared to the printing products and the genera industrial products, the printing industry keep high rate for rework and product defect.
In the pre-press process, if a mistake is found, it can be corrected immediately, but since the printing and finishing processes are mass production processes, even minor defects require printing to be redone. No matter how good the quality of the printed image is, even a single typo, a subtle color difference, or a slight imperfection in finishing may require reprinting. In addition, there are occasional cases where the customer finds a defective part after delivery and requests a reprint.
Rework by mistake take double cost for materials, labor, and equipment operation, shaving off the factory’s high processing profit.
In all prepress work, measures such as operation of automatic typesetting, layout support system, editing support system and automatic Japanese check system, utilization of online proofreading service, preflight check of printing plate and strengthening of plate inspection function are taken. Theoretically, if careless mistakes made by workers are found and corrected before the printing process begins, the number of defective products can be reduced to zero.
Anyone can make mistakes, so it is impossible to eliminate defective products with inspections that rely on the attention of individuals. The utilization of various inspection devices incorporating high-performance sensors and AI can prevent the production of defective products and reduce the cost of rework.
Through the accumulation of these work improvements, it is possible to achieve zero delivery of defective products, increase customer satisfaction and social trust, and increase corporate value as a smart factory.
The global economy continues to experience inflation for various reasons. In the printing industry, it is harder to increase in the cost of materials such as paper and ink, the cost of manufacturing equipment, the cost of heating and lighting, and to raise in labor cost to secure the labor force. Moreover, it is extremely difficult in reality to pass on the cost increase to selling prices because the demand for printed materials is on a downward trend.
The main material for printed matter is paper, but printing factories routinely generate a considerable amount of wasted paper.
Offset printing by the unique method inevitably produces paper waste because it requires trial printing for registration and color adjustment.
Paper waste is generated not only in the printing process, but also in most processes such as cutting, folding, binding, collation, binding, surface processing, paper container processing, and finishing.
It should also be noted that the paper waste rate is increasing due to the trend toward smaller lots of printed matter.
Paper waste can be reduced by improving processing equipment and improving operations, such as shortening the setup time for printing, bookbinding, and paper processing equipment, speeding up adjustment work, and reducing short stoppages. As a result, it leads to improvement of the productivity of the factory.
Paper is a renewable material and is considered a promising alternative to plastic packaging. Reducing paper waste in printing factories can also contribute to global environmental conservation.
Manufacturers of printers and paper processing machines are making improvements to shorten setup work and reduce paper waste, but it would be a good idea to specifically check the manufacturing equipment on display.
According to the Ministry of Economy, Trade and Industry’s industrial statistics, over the 20 years since 2000, the amount of added value per printing worker ≒ productivity has been on a slight downward trend.
The printing industry is built on a build-to-order basis based on mature proprietary technologies such as printing, bookbinding, and paper processing, and has a fixed relationship with customers. That’s probably why it’s been able to survive as an industry even though productivity has been sluggish for more than 20 years. But what will happen to your company in the near future?
The future of the business is not bright without hiring and training excellent human resources. It is important to take a lot of money for human resource development. So we need to increase our sales and our profit margins. In order to win out in the competition for orders, it is premised on having an edge in QCD (Quality, Cost, Delivery), which is to “promptly deliver good products at the right time and place at the right price.”
In a smart factory initiative, we need to try to improve productivity.
Streamlining of management: The administrative tasks of printing companies, such as sales, production, inventory, purchasing, personnel and labor, customers, and finance, are complicated and often duplicated, and tend to depend on individual skills, resulting in low processing efficiency.
An increasing number of companies are using ERP (Enterprise Resources Planning) to centrally manage management resources such as people, products, money, and information, and are working to streamline business administration and save manpower. In factories, it seems that the operation of a system called MES (Manufacturing Execution System) that supports productivity improvement by improving the efficiency of production management is also progressing.
These systems are essential tools for efficient management by using DX.
At the IGAS venue, many vendors are proposing integrated management systems and business support systems for printing companies. Participants for IGAS should find a system that seems to be suitable for their company and consider its introduction and operation.
Improving business productivity in sales: The sales amount does not increase in spite of the increase in the amount of work orders received due to the reduction in the number of printed lots.
By utilizing WtP (Web to Print), which uses personal computers and the Internet, the ordering party and the prepress work manager are connected via a network to facilitate communication and greatly reduce the customer support work of the sales representative. Sales will be able to concentrate on their core business, such as new business development and project proposals, and will be able to increase orders. These measures are also useful for improving productivity at production sites.
The use of WtP has led to an increase in online printing and on-demand printing, an increase in the ratio of BtoC rather than BtoB, and an increase in customers, leading to the development of a new consumer market.
Improving productivity in the prepress process: Improving prepress productivity means increasing the use of automated applications for design work, typesetting, and photo processing.
In addition, we must consider the operation of an AI-based support system for automating data checks, proofreading, and proofreading to prevent rework in post-processes such as printing and bookbinding.
Improving productivity at manufacturing sites: The work of operating machines such as printing presses and folding machines consists of preparatory work, main work, and post-preparatory work. In such work, the goal of improving is to increase the ratio of time spent on main work by shortening the time required for preparatory work.
By observing the demonstration of manufacturing equipment at the IGAS venue and confirming the preparation work time, it is possible to estimate the ratio of this work = the ratio of net operation where only products that can be delivered are manufactured.
The only way to increase productivity during operation is to hasten the operating speed, but that is a manufacturer’s issue.
It is common for users to improve their preparation work and improve productivity, but the sales department firstly increases the number of orders received and raises the production density, and the factory uses an MES (manufacturing execution system) to create highly accurate production plans. And it is necessary to build an operation form that does not create gaps in operation by progress management.
Connection of manufacturing equipment and integration of different processing equipment: For example, by connecting the work of the front and back processes that had been done individually by two or three people to work by one person, labor productivity will increase by two to three times, leading to a reduction in personnel.
By incorporating different processing devices (variable printing by inkjet, foil stamping, punching, etc.) into printing and bookbinding devices, and enabling two types of processing to be performed at the same time, the added value of the operator’s skills increases and productivity increases.
IGAS makes it possible to observe and compare such multifunction devices. There is a great possibility that new ideas for printed products will come to mind by understanding mixed devices.
There are many exhibition booths of printing companies at the IGAS venue. Many of them are displays of printed products developed in-house.
“Is information transmission paper or digital?” Rather than choosing between the two, it seems that hybrid media is progressing, and paper media will not be completely replaced by digital media.
In the field of packaging, the conversion to paper containers is being considered due to the problem of marine pollution and recycling rate due to plastic disposal, and the development of new paper packaging is progressing.
At the IGAS venue, you may be able to see and hear new printing techniques, printed products, printing services, software, get hints for your new business, and meet companies with which you can collaborate in the future.
Reiji Muramatsu , Industrial Engineering Consultant / MSE Office
会場イベント
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