في صناعة إنتاج البطاقات، تُعَد نسبة الهدر مؤشِّرًا بالغ الأهمية، حيث تؤثر تأثيرًا مباشرًا على مقدار الأرباح التي تحققها المؤسسة ومدى تنافسيتها في السوق. وفي عملية القص بالقالب التقليدية، تؤدي مشكلات مثل انحراف التموضع، وانزياح المادة، وبلى القالب وغيرها إلى ارتفاع نسبة الهدر إلى ما بين ٣٪ و٨٪. وأدى الاستخدام الواسع النطاق للآلات الذكية لثقب بطاقات البنوك إلى خفض كبير في نسبة الهدر لدى شركات التصنيع. ويُعزى ذلك إلى اعتماد هذه الآلات حاليًّا تقنيات مثل التموضع البصري، والمراقبة اللحظية، والتحكم بالمحركات servo. وستتناول هذه المقالة بشكل منهجي مبدأ التحكم في الأخطاء الخاص بآلة ثقب بطاقات البنوك الذكية أثناء إنتاج بطاقات الألعاب، والبطاقات الذكية، وبطاقات العمل، وبطاقات اللعب، وغيرها من البطاقات، مع تقديم مرجعٍ لعملية التحول التقني في قطاع الطباعة من خلال دراسات حالة فعلية وتحليل تكلفة.
خلال عملية قص البطاقات، تؤدي التغيرات في الشد عند نقطة التغذية، والاهتزاز الميكانيكي، ودرجة حرارة البيئة والرطوبة، وغيرها من العوامل إلى حدوث أخطاء تراكمية في المواد. وتستخدم طريقة التموضع الميكانيكية التقليدية الحواجز وأجهزة الاستشعار الفيزيائية، والتي يصعب بها تصحيح الانحرافات ذات المستوى الميكروني. وهذا يعني أن موقع الثقب لا يتطابق مع النمط المُحدَّد مسبقًا، ما يؤدي إلى إنتاج منتجات معيبة.
الذكية آلة ثقب بطاقات البنوك يتبنى النظام بصري التموضع عالي الدقة باستخدام كاميرا CCD، ويستند أسلوب التصحيح فيه إلى المسار التقني التالي:
تُركَب كاميرا صناعية فوق منصة التغذية لالتقاط صور لعلامات التموضع (نقاط العلامات) الموجودة على النمط المطبوع قبل دخول المادة إلى محطة الختم. ويحسب النظام قيم الانحراف في الأبعاد الثلاثة: الأفقي (X)، والرأسي (Y)، والدوراني (θ)، وذلك باستخدام الصورة الفورية والإحداثيات القياسية المخزَّنة مسبقًا. ويمكن أن تصل دقة التموضع إلى ±٠٫٠٥ مم، وهي مناسبة لثقب بطاقات الألعاب عالية الدقة، وبطاقات الرسوم المتحركة، وبطاقات البنوك، وغيرها.
يُحرِّك نظام التحكم المحرك المؤازر وفقًا لبيانات الانحراف لتغيير موقع أسطوانة التغذية أو المنصة. وهذا يسمح بتصحيح موقع المادة في الزمن الفعلي. وتتكرر هذه العملية أثناء عملية التغذية لضمان أن تكون المادة دائمًا في موضع اللكم الصحيح عند توقفها. وتنقسم تقنية التغذية بالخطوات أوامر الإنتاج الطويلة إلى تغذية متعددة الخطوات على مسافات قصيرة. وهذا يقلل من مجموع الخطأ، وهي الأنسب للأوامر الصغيرة والمتعددة الدفعات.
من أجل تثبيت البطاقة أثناء عملية التسجيل، يتطلب القص الموحَّد ترك ثقوب تثبيت أو نقاط اتصال على حافة المادة. وعلى الرغم من سهولة إزالة هذه الثقوب في المرحلة اللاحقة، فإن ذلك قد يؤدي بسهولة إلى تلف حافة البطاقة. أما آلة ثقب البطاقات الذكية فتستخدم نظام تحديد الموضع البصري ومنصة امتصاص بالفراغ لتثبيت المادة، دون الحاجة إلى أي نقطة اتصال مادية، حيث يتم ثقب البطاقة الواحدة بشكل منفصل من المادة الأصلية كاملةً، مما يجنب ظهور الحواف الخشنة أو تلف الحواف، ويؤدي إلى الحصول على حافة بطاقات ذات جودة أعلى.
وتتيح هذه التقنية لآلة ثقب بطاقات البنوك معالجة مجموعة متنوعة من المواد، بدءًا من الورق وأغشية البولي فينيل كلورايد (PVC) ووصولًا إلى الألواح المغناطيسية المرنة. وهذا يضمن أن تكون دقة موضع المنتج النهائي ثابتةً دائمًا، وهي ميزةٌ بالغة الأهمية للخطوة التالية من عمليات التلصيق الحراري أو التلقيم أو التعبئة والتغليف.
وبالإضافة إلى خطأ التموضع الأولي، فإن انزلاق المادة، وارتداء القالب، وعطل الآلة، وغيرها من العوامل في عملية الإنتاج تؤدي إلى ارتفاع معدل النفايات. وتحتوي المنظومة الذكية على آلة ثقب بطاقات البنوك نظام مراقبة لحظي، يحقّق الإنذار المبكر والضبط التلقائي من خلال تحليل البيانات ودمج إشارات أجهزة الاستشعار المتعددة.
تُركَّب أجهزة استشعار خطية وأجهزة كشف بالأشعة تحت الحمراء عند حافة منطقة الختم لمراقبة موقع حافة المادة في جميع الأوقات. فإذا تجاوز الانحراف الجانبي للمادة القيمة المسموح بها (مثل ٠٫١ مم) أثناء التغذية المستمرة، يتوقف النظام ويطلب إجراء تعديل. كما يقوم نظام التحكم في الشد أيضًا بتغيير قوة فك اللفة ولَفّها تلقائيًّا لمنع تموج المادة أو امتدادها بسبب عدم تجانس الشد.
بعد فترة طويلة من عملية الختم، تصبح حافة القالب القطعية تدريجيًا باهتة، ويتفاقم انخفاض جودة القص. ويراقب النظام الذكي حالة القالب بالطرق التالية:
تغذية عكسية لقوة الثقب: يتعقب آلية الثقب ذات المحركات المؤازرة القيمة الفعلية للقوة المطلوبة لكل ثقب في الوقت الفعلي. وعندما تستمر هذه القيمة في الارتفاع (ما يشير إلى باهتية الحافة القطعية) أو تظهر تقلبات غير طبيعية (ما يشير إلى كسر الحافة القطعية)، يُصدر النظام تنبيهًا للصيانة.
فحص جودة بصري متكامل: يتم تركيب كاميرا عند مخرج القطع لمسح حواف البطاقات المختارة عشوائيًا. وإذا ازداد معدل الحواف البارزة أو لم تكتمل عملية القص، فإن النظام يربط تلقائيًا عدد مرات استخدام القالب بالحالة الراهنة، ويقترح صقل القالب أو استبداله.
تعرض شاشة التحكم جميع بيانات المراقبة على هيئة رسوم بيانية، بما في ذلك حالة الإنتاج الحالية وعدد المنتجات المعيبة وكفاءة المعدات. ويمكن لوحدة إنترنت الأشياء (IoT) مزامنة البيانات مع الطرف الإداري لتحقيق المراقبة عن بُعد وإرسال تنبيهات مبكرة. ويعتبر هذا الأمر مفيداً للغاية للشركات متعددة الجنسيات التي ترغب في إدارة جميع مصانعها من مكانٍ واحدٍ والحد من توقف التشغيل غير المخطط له.
في عام ٢٠٢٣، قامت شركة هندية في مومباي متخصصة في طباعة بطاقات الألعاب وبطاقات النجوم باستيراد آلة ذكية لثقب بطاقات البنوك من شينتشن لتحل محل الآلة الميكانيكية القديمة لقطع القوالب. وقبل التحول، كانت المصنع يعاني من المشكلات التالية:
ظل معدل الهدر ثابتاً عند نحو ٥٪ لفترة طويلة، خاصةً فيما يتعلق بفقدان بطاقات الرسوم المتحركة عالية القيمة، والتي كانت حالته أسوأ بكثير.
عند تغيير أوامر الإنتاج، يتطلب الأمر إعادة صنع القالب وضبطه يدوياً، مما يستغرق في المتوسط نحو ٩٠ دقيقة.
الطلبات الصغيرة، مثل تلك التي تقل عن ٢٠٠٠ ورقة، يصعب تحقيق ربح منها بسبب ارتفاع تكلفة تغيير القوالب.
السبب الذي تختار به المصانع أجهزة الحضور الذكية هو أنها «قصيرة، مسطحة وسريعة». وتتضمن التكوينات الأساسية ما يلي:
قوة اللكم باستخدام محرك مؤازر بقدرة ٧,٥ كيلوواط، مما يدعم عملية اللكم المستقرة للمواد اللينة والصلبة على حدٍ سواء؛
نظام التصحيح البصري عالي الدقة باستخدام كاميرا CCD يمكن استخدامه مع مجموعة متنوعة من علامات تحديد المواقع أثناء الطباعة؛
وحدة التغذية التدريجية تسمح لك بتقديم الطلبات بكميات صغيرة؛
القوالب الخشبية خفيفة الوزن (ووزنها لا يتجاوز ثلث وزن القوالب المعدنية) يمكن استبدالها خلال ٢–٣ دقائق.
وبعد ثلاثة أشهر من التشغيل، تُقارن بيانات الإنتاج في المصنع كما يلي:
| الفهرس | قبل التحويل (القطع بالقوالب الميكانيكية) | بعد التحويل (آلة ذكية لثقب البطاقات) |
| متوسط معدل الهدر | 5.2% | 0.8% |
| زمن تبديل الطلب | 90 دقيقة | 15 دقيقة |
| دورة التسليم للطلبات الصغيرة الكمية | 5 أيام | يومان |
| زمن تغيير القالب | ١٥ دقيقة (قالب معدني) | ٢٫٥ دقيقة (قالب خشبي) |
| معدل الشكاوى المتعلقة بحافة الحواف المبرّدة | 3% | 0.2% |
التصحيح البصري يلغي أخطاء التسجيل: فعلى سبيل المثال، انخفض معدل الهدر في بطاقات النجوم المطبوعة متعددة الألوان الناتج عن الانحراف الموضعي من ٣٫٥٪ إلى ٠٫٣٪.
تقلل المراقبة في الوقت الفعلي من الخسائر غير الطبيعية: إنذار انحراف المواد، مما يلغي إنتاج المنتجات التالفة؛ ومراقبة حالة القوالب؛ والصيانة الفورية لشفرات القطع؛ كما انخفض معدل الهدر الناجم عن البلى والتآكل من ١,٢٪ إلى ٠,٣٪.
تغيير القوالب بسرعة: وبفضل القوالب الخشبية خفيفة الوزن وقاعدة بيانات معايير العملية المُعدة مسبقًا، يمكن للمصنع معالجة ٨ إلى ١٠ طلبات مختلفة يوميًّا. وهذا أمرٌ مثاليٌّ لسوق بطاقات الأنمي التي تتطلب تسليمًا سريعًا.
توضح هذه الحالة أن النظام الذكي آلة ثقب بطاقات البنوك يساعد مصانع إنتاج البطاقات على تقليل الهدر إلى أدنى حدٍّ وتحسين القدرة على التعامل مع الطلبات الصغيرة من خلال رفع درجة الدقة والتكيف.
عندما تقوم شركات الطباعة بترقية معداتها، فإنها تحتاج إلى التأكد من فهم دورة العائد على الاستثمار (ROI). فعلى سبيل المثال، إذا أنفقتَ ٢٠٬٠٠٠ دولار أمريكي على آلة قياسية لثقب البطاقات الذكية، فيمكنك قياس العائد على الاستثمار من خلال تحليل المبلغ الذي توفره والكفاءة الإضافية التي تحققها.
وتنتج الشركة مليوني بطاقة شهريًّا، بمتوسط تكلفة مواد قدره ٠٫٠٣ دولار أمريكي للبطاقة.
وانخفض معدل النفايات من ٥٪ إلى ٠٫٨٪، ما أدى إلى توفير النفايات شهريًّا بمقدار:
٢ مليون × (٥٪ − ٠٫٨٪) = ٨٤٬٠٠٠
التوفير الشهري في تكاليف المواد:
٨٤٬٠٠٠ × ٠٫٠٣ = ٢٬٥٢٠ دولارًا أمريكيًّا
وتبلغ تكلفة القوالب الخشبية ٤٠٪ فقط من تكلفة القوالب المعدنية، ويمكن إصلاحها وتلميعها عدة مرات خلال عمرها الافتراضي. وبذلك ينخفض الاستثمار السنوي في القوالب بمقدار ٣٬٠٠٠ دولار أمريكي تقريبًا.
قلّل نظام الضبط التلقائي وجمع البيانات من الحاجة إلى مُعدِّلٍ بدوام كامل، ما أسفر عن توفير ما يقارب ٥٠٬٠٠٠ دولار أمريكي سنويًّا في تكاليف العمالة.
يؤدي خفض وقت تغيير القوالب بمقدار ٧٥ دقيقة يوميًّا إلى تمكين الشركة من تنفيذ طلبيتين أو ثلاث طلبات صغيرة، ما يرفع المبيعات بمقدار ٨٠٠ دولار أمريكي شهريًّا.
يمكن للشركة قبول طلبيات صغيرة تتراوح بين ٥٠٠ و٥٬٠٠٠ ورقة، وتصل هامش الربح الإجمالي لها إلى ما بين ١٥٪ و٢٠٪ أعلى من هامش ربح الطلبيات الكبيرة. ومتوسط الزيادة الشهرية في الأرباح يبلغ نحو ١٬٠٠٠ دولار أمريكي.
إجمالي التوفير الشهري والدخل الإضافي:
٢٥٢٠+(٣٠٠٠/١٢)+(١٢٠٠٠/١٢)+١٨٠٠+٢٠٠٠=٨٢٧٠ دولار أمريكي
٢٥٢٠+(٣٠٠٠/١٢)+(١٢٠٠٠/١٢)+١٨٠٠+٢٠٠٠=٨٢٧٠ دولار أمريكي
١٢٠٠٠٠/٨٢٧٠ ≈ ١٤٫٥ شهرًا ١٢٠٠٠٠/٨٢٧٠ ≈ ١٤٫٥ شهرًا
عائد الاستثمار مرتفع، حيث يمكن عادةً استخدام المعدات لأكثر من ١٠ سنوات. كما أن تحسُّن سمعة العلامة التجارية (مثل خفض معدلات العيوب) وولاء العملاء يصعب قياسهما أيضًا، لكن قيمتهما طويلة الأجل واضحة جدًّا.
وتقوم آلة ثقب وقطع بطاقات البنوك الذكية، من خلال الركائز التقنية الثلاث: الموضع البصري، والمراقبة الفورية، والتحكم بالمحركات servo، بحل المشكلات المنهجية المتعلقة بتراكم الأخطاء، وانحراف المواد، وفقدان القوالب في عملية قص البطاقات. وتُظهر البيانات أن نسبة الهدر التي تتجاوز ٥٪ في القطاع يمكن تخفيضها إلى أقل من ١٪. وفي الوقت نفسه، وبفضل إمكانية تغيير القوالب بسرعة (خلال ٢–٣ دقائق) وتكنولوجيا التغذية المتدرجة، يمكن للشركة تنفيذ طلبات صغيرة الحجم ذات قيمة مضافة عالية.
في قطاع الطباعة، وبخاصةً لشركات تصنيع البطاقات مثل بطاقات الألعاب وبطاقات الرسوم المتحركة والبطاقات الذكية، يُعَد شراء آلات ثقب البطاقات الذكية ليس مجرد وسيلة لتحسين الدقة فحسب، بل هو أيضًا خطوةٌ جوهرية نحو مرونة الإنتاج ورقمنة العمليات. وفي غضون دورة استرداد الاستثمار التي تتراوح بين ١٤ و١٨ شهرًا، يمكن للشركات أن توفر المال فورًا، كما يمكنها جعل طاقتها الإنتاجية أكثر مرونةً للتعامل مع التغيرات السريعة في السوق، والحصول على ميزة تقنية تفوق منافسيها.
EN
