Taustatietoa valokuvien valmistamisesta ja täydentävää tietoa Ifolorin Keravan tehtaan toiminnasta

Transkriptio

1 AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Artikkeli Automaatioväylään -projektityön täydentävä raportti Taustatietoa valokuvien valmistamisesta ja täydentävää tietoa Ifolorin Keravan tehtaan toiminnasta Juhana Kaikkonen Eero Norri

2 Sisällys Sisällys...2 Valokuvan valmistaminen...1 Valokuvatuotannon ammattisanasto...5 Ifolor-kuvapalvelun tuotantoprosessi...5 Muut kuvatuotteet...8 Kuvataulut...8 Kuvamukit...8 Kuvakirjat ja kalenterit...9 Mikropeilitekniikalla toimiva valotuskone Fast Print DLP-siru...12 Katsaus alan muihin toimijoihin...14 Ajatuksia kuvavalmistamon tuotannonohjauksesta...14 Viiteluettelo...16

3 Valokuvan valmistaminen Koska aitojen valokuvien teettäminen noudattaa vedostuksesta eteenpäin samaa perinteistä kemiallista prosessia riippumatta siitä onko kuvattu filmille vai digikameran muistikortille on syytä käydä kuvan muodostuksen pääperiaatteet läpi. Tarkastellaan aluksi yksinkertaisempaa mustavalkokuvan syntymistä. + Kuvattavasta kohteesta (1) saadaan ensin valoherkän hopeasuolan AgBr hopeaionin Ag reagoidessa filmillä valoon ( h υ) ja pelkistyessä tummiksi Ag -hiukkasiksi (2). Prosessi voidaan kuvata seuraavasti: + Ag Br + valo( hυ ) Ag + Br Filmillä hopeabromidi reagoi valon eri aallonpituuksille eli väreille. Filmille kohteesta muodostuu latentti kuva, joka saadaan näkyväksi emäksisen kehitteen avulla. Värit musta ja valkoinen ovat negatiivissa päinvastoin kuin alkuperäisessä kuvattavassa kohteessa (=positiivi). Negatiivista tehdään tämän jälkeen paperivedos valokuvauspaperille ja siinä värit ovat taas oikein päin eli se on positiivi (3). Kuva 1. Kaaviokuva mv-kuvan valmistamisesta /1/ Eli kuvattaessa värit musta ja valkoinen ovat filmillä käänteisiä verrattuna kuvattavaan kohteeseen ja suurennoskoneella filmiltä lopulliseen paperivedokseen siirrettyinä kuvan värit musta ja valkoinen ovat kuten alkuperäisessä kohteessa. /1./ Kuvattaessa filmi valottuu ja syntyvä latentti kuva vaatii vielä monta eri työvaihetta. Emäksisen kehitteen avulla saadaan kiihdytettyä hopeamustuman syntymistä ja latentti kuva saadaan näkyväksi. Kun kuva on sopivasti kehittynyt, pysäytetään kehitysprosessi happaman keskeytteen avulla. Ylimääräinen hajoamatta jäänyt hopeabromidi poistetaan liuottamalla kiinnitteeseen ja lopuksi filmiä vielä huuhdellaan jäämäkemikaalien poistamiseksi. Alla on koko prosessin vaiheet: 1

4 Kuva 2. Kaaviokuva mv-filmin kehitysprosessin eri vaiheista /1/ Filmiltä kuva voidaan siirtää mv-valokuvauspaperille suurennoskoneen avulla. Prosessin aikana voidaan käyttää punaista suojavaloa, sillä paperi on herkistetty muille väreille paitsi punaiselle. Paperivedoksen valmistamisessa toistuvat samat työvaiheet kuin yllä on kuvattu filmin kehitysprosessissa. /1./ Valkoinen valo muodostuu näkyvän valon koko kirjoista eli spektristä. Sininen, vihreä ja punainen ovat perusvärejä ja niillä tapahtuvaa värien muodostusta kutsutaan additiiviseksi värinmuodostukseksi. Valkoinen syntyy kohtaan, jossa kaikki kolme heijastettua värikimppua kohtaavat. Kun kaksi kolmesta väristä osuu päällekkäin, syntyy uusi väri, ns. komplementtiväri. Seuraavalla sivulla ovat koottuina perusvärit, komplementtivärit ja niistä käytettävät nimitykset. Jos sekoitetaan esim. sininen ja punainen, syntyy purppura väri. Siitä käytetään nimitystä magenta. Kaikkien kolmen komplementtivärisuotimien ollessa päällekkäin syntyy musta väri. Musta väri tosin yleensä tehdään riittävän intensiteetin saavuttamiseksi erillisellä värillä K. Komplementtivärejä käytettäessä puhutaan subtraktiivisesta värinmuodostuksesta ja koko järjestelmästä käytetään lyhennettä SMYK tai CMYK. /1./ Kuva 3. Kahta perusväriä sekoittamalla saadaan komplementtiväri /1/ 2

5 Värinegatiivifilmillä ovat kolme väriherkkää emulsiokerrosta päällekkäin. Päällimmäinen kerros on herkkä vain siniselle valolle, toinen kerros on herkkä siniselle ja vihreälle valolle ja kolmas on erittäin herkkä pankromaattinen kerros. Lisäksi voidaan filmille valaa keltasuodatin ensimmäisen ja toisen kerroksen väliin ja näin estetään sinisen valon pääsy ensimmäiseen kerrokseen. /1./ Värinegatiivifilmien kehityksessä käytetään yleensä kromigeenistä kehitystä, missä väriaineet syntyvät vähitellen kehitysprosessin aikana. Ensimmäisenä vaiheena on värikehitys. Kaikissa kolmessa kerroksessa valottuneet hopeahalogenidit muuttuvat mustaksi metalliseksi hopeaksi. Kehityksen sivutuotteet reagoivat filmikerroksessa olevien väritekijöiden kanssa muodostaen siniherkkään kerrokseen keltaisen, viherherkkään kerrokseen purppuran eli magentan punaherkkään kerrokseen sinivihreän eli syaanin kuvan. Värit eivät tässä vaiheessa kuitenkaan näy, koska emulsiossa musta hopeakuva poistetaan valkaisemalla ja kuvan valottamattomat osat kiinnitetään. Lopuksi seuraa huuhtelu ja kuivaus. Negatiivissa värit ovat aiheen vastavärejä, punainen toistuu negatiivissa syaanina, sininen keltaisena ja vihreä magentana. Valkoinen toistuu mustana ja lisäksi kontrastia vähentämässä ja värejä parantamassa negatiivissa on oranssinen korjausmaski. Se peittää negatiivia kaikkialla muualla paitsi magentan ja syaanin kohdalla. /1./ Kuva 4. Negatiivikuvan muodostuminen negatiivifilmille /1/ 3

6 Väripaperista puuttuu keltasuodatinkerros. Myös kalvojen järjestys voi negatiiviin verrattuna olla käänteinen. Sinivihreä kuva, joka on visuaalisesti voimakkain, muodostuukin päällimmäiseen kerrokseen ja näin vedos toistuu jonkun verran tavanomaista terävämpänä. /1./ Kuva 5. Paperivedostamisen eri vaiheet. Lopullisessa positiivissa ja alkuperäisessä kuvattavassa kohteessa värit ovat yhtenevät. /1/ Väripaperia tulee käsitellä pimeässä tai meripihkan värisessä suojavalossa. Vedoksen valotus määräytyy koevedoksen, kapea liuska väripaperia, avulla. Siitä voidaan päätellä oikea valotus ja suodatus, jota säädellään suurennuskoneen suodatinpitimeen asetettavalla keltaisesta, syaanista ja magentasta koostuvan suodatinpakan avulla. Suodattimet voidaan asettaa suurennusobjektiivin eteen yksi kerrallaankin väripään puuttuessa ja suorittaa kolme eri valotusta. Väripaperilla ovat samat prosessivaiheet kuin värifilmillä eli värikehitys, valkaisu, kiinnitys, huuhtelu ja stabilointi. Väripaperista puuttuu usein negatiiveissa oleva oranssi korjausmaski. /1./ 4

7 Valokuvatuotannon ammattisanasto Ifolor-haastattelua tehdessämme törmäsimme moniin meille vieraisiin termeihin ja ammattislangin sanoihin. Lopulliseen artikkeliin näitä sanoja ei kuitenkaan päätynyt, vaikka koko tuotannon esittely pidettiinkin näitä (ilmeisen vakiintuneita) termejä käyttäen. Tärkeimmistä sanoista teimme seuraavan termiboksin (taulukko 1): Taulukko 1. Termiboksi Ifolor-kuvapalvelun tuotantoprosessi Seuraavassa esityksessä täydennetään Automaatioväylään kirjoitetussa artikkelissa Valokuvien tuotantoprosessi alkaa tilauksesta esitettyä tuotantoprosessia. Tarkoituksena ei ole siis käydä artikkelissa kuvattua prosessia uudelleen läpi, vaan kirjata jotain artikkelin ulkopuolelle jätettyjä huomioita tuotantoprosessista. Tilausjärjestelmän kautta tulleet (digi)tilaukset käsitellään automaattisesti, mutta postitse kuvapussissa tulleet filmit, kertakäyttökamerat ja muistitikut lajitellaan käsin. Filmit lajitellaan halutun koon ja kiiltävä/matta paperin pinnan mukaan ja ne liimataan yhteen ennen filmien kehittämistä viivakoodeilla erotetuksi noin 150 filmistä koostuvaksi rullaksi. Valotuskoneelta eteenpäin prosessi etenee automaattisesti, paketointi kuvakuoriin ja loppulähetys vaativat yhden koneenkäyttäjän. Prosessin vaiheet selviävät seuraavista lohkokaavioista (kuvat 6 ja 7). 5

8 Digi Asiakas Filmi Kuvien tilaus Filmin lähetys Tilausjärjestelmä Lajittelu työeriin Lajittelu Manuaalisia työvaiheita Liimaus Filmin kehitys Valotus mikropeilitekniikka Valotus suurennoskone Kuva 6. Tuotantoprosessi, osa 1 6

9 Kehitys Laadun seuranta Leikkaus Paketointi kuvakuoriin koneenkäyttäjä Loppupaketointi ja lähetys Kuva 7. Tuotantoprosessi, osa 2 7

10 Muut kuvatuotteet Perinteisten vedostettujen valokuvien lisäksi Ifolorilla tehdään myös muita kuvatuotteita. Volyymit ainakin muissa kuvatuotteissa kuin digitaalisen suorapainon mahdollistamissa kuvakirjoissa ja kalentereissa ovat niin pieniä, että monet työvaiheet tehdään manuaalisesti. Kuvataulut Canvas-kuvataulut tehdään tulostamalla kuva taulukankaalle, joka sitten niitataan kiinni puukehyksiin. Kankaan leikkaaminen ja kehyksiin niittaaminen tapahtuu manuaalisesti. Näiden työvaiheiden automatisointi on vaikeaa. Kuvamukit Kuvamukit tehdään printtaamalla kuva-aihio peilikuvana erikoispaperille Epson Stylus Pro 4450 värimustesuihkutulostimella (kuva 8), joka sitten kiedotaan mukin ympärille ja muki laitetaan kuvan kiinnittämiseksi lämpökäsittelykoneeseen (kuva 9). Valmiiden mukien annetaan jäähtyä, jonka jälkeen ne paketoidaan ja lähetetään asiakkaille. Kuva 8. Mukien kuvien tulostamista 8

11 Kuva 9. Kuvamukien valmistusta. Etualalla kuva-aihioiden kiinnittämistä mukeihin, takana mukien lämpökäsittely ja hyllyillä valmiita mukeja jäähtymässä. Kuvakirjat ja kalenterit Uusinta tekniikkaa Ifolorilla edustivat Xerox igen3 -tuotantopainokoneet (kuva 10). Koneet vaatinevat ainakin yhden koneenkäyttäjän paperinlisäystä ja muita toimia varten. Kuvakirjojen reunat leikataan leikkauskoneella (kuva 11) ja kannet muovitetaan (kuva 12). Näissäkin työvaiheissa tarvitaan ihmistä. Kuva 10. Digitaaliset suorapainokoneet 9

12 Kuva 11. Kuvakirojen reunojen leikkaus Kuva 12. Kirjan kansien muovituskone 10

13 Mikropeilitekniikalla toimiva valotuskone Fast Print 20 Filmiltä kuvan vedostaminen suurennoskoneen avulla valokuvapaperille on esitetty edellä. Digitaalisessa muodossa olevat kuvat vedostetaan mikropeilitekniikkaa käyttävällä valotuskoneella. Ifolorilla on tällä hetkellä tuotannossaan kolme perinteistä suurennoskone-periaatteella toimivaa valotuskonetta filmeille ja kolme Imaging Solutions Fast Print 20 -valotuskonetta (kuva 13). Jo nyt asiakkailla on mahdollisuus tilata kuvansa skannattuna digitaaliseen muotoon cd:lle perinteisten paperikuvien ohella, joten lähitulevaisuudessa Ifolorilla tullaan skannaamaan kaikki filmiasiakkaiden tilaukset, jolloin kuvien valotus tulee tapahtumaan digitaalisesti (samaan tapaan kuin digitilaukset). Kuva 13. Valotuskoneet: vas. suurennuskoneet oik. takana mikropeilitekniikalla toimivat Fast Print 20 -valotuskoneen toiminta perustuu videoprojektoreissa käytettyyn DLP (Digital Light Processing) -mikropeilitekniikkaan. Tekniikan on kehittänyt Texas Instruments. Valotuskoneen DLP-siru sisältää 2.2 miljoonaa tarkalleen 90±:n kulmaan paperirataan nähden asennettua peiliä, joilla hallitaan LED-valonlähteeltä jokaiselle yksittäiselle kuvapisteelle kohdistuvan RGB-valon määrää. /2./ 11

14 DLP-siru Suorakaiteen muotoisella DLP-sirulla on yli kaksi miljoonaa saranoitua mikroskooppista peiliä. Kunkin peili voi heijastaa siihen osuvan valon joko pois optiikasta (musta piste) tai optiikkaa kohden (valaistu piste). Peilit vaihtavat tilaansa päälle ja pois useita tuhansia kertoja sekunnissa. Kun peili on kytketty päälle useammin kuin pois, se heijastaa vaaleanharmaan pisteen; peili joka on kytketty pois useammin heijastaa tummemman pisteen. /3./ Alla oleva havainnekuva (kuva 14) esittää mikropeilitekniikalla toimivaa videoprojektoria. Valotuskoneessa punainen, vihreä ja sininen valo saadaan LED-valonlähteestä, joten pyörivää suodatinkiekkoa ei tarvita (muutenkin tilanne on siinä mielessä erilainen, että paperille valotettava kuva ei ole tarkoitettu suoraan ihmissilmälle katsottavaksi, joten välkkymätön kuva ei ole samalla lailla tärkeää). Kuva 14. Mikropeilitekniikan toimintaperiaate /3/ Kuvassa valkoinen valo kulkee värisuodattimen läpi, jolloin muodostuu punaista, vihreää ja sinistä valoa. Perusvärien keskinäistä voimakkuutta kuvapisteessä peileillä säätämällä saadaan aikaan komplementtivärit aikaisemmassa luvussa esitetyllä tavalla. 12

15 Kuvissa 15 ja 16 nähdään Fast Print 20 valotuskone ja DLP-siru asennettuna koneeseen. Koneen tärkeimmät tiedot ovat: jatkuva paperin eteneminen: 51.8 m/min kuvan leveys: 7.6 cm 13 cm kuvan pituus: 5.2 cm 38.3 cm tuotantokapasiteetti: kuvatulostusta/h (10 cm x 15 cm kuvia) enintään 400 m/h ilman paperinvaihtoa Valotustekniikka: Time Integrated Gray Scale (TIG) Digital Light Processing (DLP) Digital Mirror Device (DMD) 2.2 miljoonalla peilillä resoluutio: 300 ppi (pikseliä tuumalla) harmaasävyasteikon resoluutio paperilla: 11 bittiä väriä kohden Kuva 15. Imaging Solutions Fast Print 20 /2/ Kuva 16. DLP siru valotuskoneessa /2 / 13

16 Katsaus alan muihin toimijoihin Nopeat internet-yhteydet ja suuret volyymit mahdollistavat kuvapalveluiden toiminnan kilpailukykyisesti kansainvälisestikin. Artikkelimme Ifolor toimittaa Keravan tehtaalta kuvatilauksia Suomen lisäksi myös Ruotsiin ja Norjaan. Suomeen toimittavia alan yrityksiä on toistakymmentä. Niin kuvien siirtotavoissa kuvavalmistamoon kuin maksu- ja toimitustavoissa on eroja. Taulukossa 2 on vertailtu näitä ominaisuuksia. Taulukko 2. Valokuvavalmistamot /4/ mukaillen Ajatuksia kuvavalmistamon tuotannonohjauksesta Yritysten tuotantotekniikka, tuote ja asiakaskunta määräävät paljolti, voiko yritys toimia tilauspohjaisesti vai tekeekö se tuotteita varastoon. Puhtaasti tilauspohjaisen ja varastoon valmistamisen välissä on useita variaatioita. Kuvavalmistamossa kuvat tehdään tilauksesta, mutta tarjottavat, tilattavissa olevat kuvatuotteet on päätetty etukäteen joten tarvittavat materiaalit, kuten tietyn kokoiset valokuvapaperit ja kehitetiivisteet voidaan hankkia ennakkoon. Tuotteisiin tarvittavat materiaalit ovat hyvin yleiskäyttöisiä eikä liene vaaraa, että jotain varastoon hankittua materiaalia ei saataisikaan hyödynnettyä tuotannossa myöhemmin (toisinkuin vaikka kokoonpanotehtaan erikoistuneimmissa komponenteissa tuotantomallin muuttuessa). Kuvavalmistamo eroaa siis olennaisesti muista tehtaista siinä, ettei mitään tuotteita voida tehdä varastoon, ts. jokainen tuote tehdään tilauksesta. Ifolorilla haastattelemamme tuotantoesimies Ilkka Niemisen mukaan kysyntä pystytään kuitenkin ennakoimaan tarkasti ja esimerkiksi joulun ruuhkiin osataan varautua niin materiaalien kuin työvoimankin suhteen. Lisäksi kampanjoilla voidaan ohjata tehokkaasti kysyntää haluttuihin kuvatuotteisiin, esimerkiksi myöntämällä reiluja alennuksia, jos tuotteet tilataan ennen ennakoitua ruuhkahuippua. Ifolorin toiminnasta voidaan tunnistaa tärkeitä tuotannonohjauksen komponentteja. Tuotannonohjauksen tärkein taso on karkeasuunnittelutaso. Sen tehtävänä on järjestää edellytykset 14

17 tuotannon järkevälle toteutukselle. Eli käytännössä pyritään varmistamaan, että tilauskanta on oikeassa suhteessa tehtaan kapasiteettiin. Karkeasuunnittelu tehdään tietyin toiminnan luonteeseen sopivin aikavälein ja siihen osallistuvat sekä myynti, että tuotanto. Myynti kertoo, paljonko kapasiteettia tarvitaan lähitulevaisuudessa ja tuotanto puolestaan kertoo, miten kapasiteetti järjestetään. Lopputuloksena on yhteinen sopimus, jota noudatetaan seuraavaan karkeasuunnitteluun saakka. /5./ Kuva 17. Karkeakuormitus /5/ ERP (Enterprise Resource Planning) toiminnanohjausohjelma yhdistää yrityksen taloushallinto- ja tuotanto-ohjelmistot. MES (Manufacturing Execution System) on puolestaan tuotannonohjausohjelmisto ERP-järjestelmien ja tuotantoautomaation välillä. ERP-järjestelmästä tilaukset siirretään MES-tasolle, jossa niiden valmistusjärjestystä voidaan optimoida. MES-tasolta tilaukset siirtyvät automaatiolle siinä muodossa, kun automaatio ne vaatii. /6./ Ifolorilla tilausjärjestelmä näyttää kattavan ERP- ja MES-tasot. Tilausjärjestelmän hinnoittelu ym. toimilla voidaan ohjata toimintaa tuotantokapasiteettiin sopivaksi. Valmistuksen optimointikin suoritetaan tilausjärjestelmän toimesta, sillä se osaa jakaa tilaukset valmiiksi työeriin paperinkäyttöä ym. optimoiden. Työeräkortti tulostuu samasta, hyvin integroidusta tilausjärjestelmästä. Usein tuotantolaitoksissa ongelmalliseksi koetaan eri tuotannonohjausjärjestelmän tasojen yhdistäminen. Ja toisaalta oman IT-osaston kuormittuminen tätä yritettäessä. Ifolorilla integraatio vaikuttaa onnistuneelta ja toisaalta IT-osastolle kohdennetut resurssit riittäviltä. 15

18 Viiteluettelo /1/ Aho, Hannu, Kemian opetusta valokuvauskemian avulla. Pro gradu-tutkielma. Helsingin yliopisto. Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta. Kemian laitos 2005 /2/ Imaging Solutions AG:n verkkosivut, viitattu Saatavissa: /3/ Texas Instruments DLP Technology -verkkosivut, viitattu Saatavissa: /4/ Ylä-Jääski, Vesa, Biteistä paperikuviksi - internetin kuvavalmistamot. Tekniikan Maailma 2/2008 /5/ Hemilä, Jukka; Pötry, Jyri ja Häkkinen Kai, Tuotannonohjaus ja tietojärjestelmät: kokemuksia sekä kehittämistarpeita. Prologi-hankkeen loppuraportti. VTT 2009 /6/ Wikipedia - vapaa tietosanakirja. Hakusana: Tuotannonohjaus. Viitattu Saatavissa: 16