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基于XML的JDF在印刷数位化工作流程中的应用与分析

作者：香港印刷资源燕向晖

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摘要：JDF（活件定义格式）是一种综合的基于XML的档格式，它结合资讯描述标签和资讯传输协定，为端到端的工作规范提供了工业标准；XML则是JDF和CIM（电脑集成制造）支柱技术。本文介绍了XML和基于XML的JDF格式的产生和发展现状，然后介绍了利用基于XML的JDF整合生产流程链的关键技术。最后分析了该研究领域的发展趋势。
关键字：活件定义格式（JDF），XML系统集成，工作流程，CIP4，工作流程管理，活件跟踪

引言

这些年来印刷工业的生产发生了急剧的变化，在很长时期里，所有的生产都是手工的，随后机械化使我们迈向了自动化之路，到现在，我们已经拥有高效率的自动生产系统，然而当前在大多数生产环境中，设备之间的交流还不够充分，处理过程还不够流畅，为了适应现在市场的变化，工业生产面临着以下趋势：

活件周期的缩短
活件复杂度的提高
需要灵活的回应

自动化程度的提升要求生产工程更加有效，灵活和透明。当我们拥有有效的自动控制后，自然需要工作传票，利用传票提供的资讯，生产可以更有效率。

整个公司内外所有的供应生产链的集成都可以通过JDF来实现，基于现代网络和资料库技术集成能实现较高的投入产出比，这样的集成系统可以增强资料获取的有效性、减少准备时间、缩短生产周期和提高生产灵活性，这给设备提供商、生产者和客户都提供了便利。

在激烈的全球竞争中，印刷和出版工业先后应用了一系列过程应用软件来提高企业的管理水平和生产能力，但这些软件间却无法沟通，形成了一个个资讯孤岛。忽略了活件从客户下单到最终产品交付处理过程中的资讯流传播，究其重要原因是不同供应商间的合作只停留在非常有限的基础之上的，这需要花时间去协调不同生产商的设备。虽然XML语言具有对多种语言的编码能力，但是并不是完全适用。

而且，在印刷工作流中，最大和最重要的障碍，是负责计划和控制工作的管理资讯系统（MIS）和负责操作的生产服务系统之间在沟通方面存在很大问题。也就是说，在这两个方面之间，没有一个自动、协调、有效的双向沟通办法。所有列举计划、安排、处理结果、工作状况和工作跟踪的资料必须从生产部门传递到MIS，MIS才可以处理资讯后提供一个工作指示。目前这仍然是一个人手过程。现在我们已具备了一整套由各种设备功能组成的处理过程及完成活件的所有必要条件，却不能将其整合成连贯的工作整体，现金所谓的数位统一体就是这个零碎部分的拼凑，效率很低，最终会被数码时代所摈弃。

万事具备，只欠东风。行业的发展从传统比较注重人力的生产方式进入规格化、标准化、自动化的方向。2000年7月，CIP3改名为CIP4，制定了CIP4/JDF标准。CIP4是“印前、印刷及印后过程的集成化国际合作”的缩写（International Cooperation for Integration of Processes in Prepress, Press and Post-press）；JDF则是“活件定义格式”（Job Definition Format）。CIP4推出的JDF着眼于印刷过程中各环节的资料和财务、会计、MIS（Management Information System）的资讯整合，以实现印刷全流程中电脑集成管理（CIM）。应用JDF流程的印刷厂将实现报价、接活、工单安排、制作、工单追踪、产品发货、开发票、收款的全自动化流程。JDF（活件定义格式）是一种综合的基于XML的档格式，它结合资讯描述标准和资讯传输协定，为端到端的工作规范提供了工业标准。

XML是W3C推荐的资料交换的标准，制定工作始于1996年，而印刷及出版行业也需要一套完整、强大的标准来支援电子商务、自动化和CIM，并要有能力将各个印刷环节联合起来，因此最终促成了以XML为基础的JDF档格式的创建。然而XML和JDF的那些技术特点如何使之成为本行业的标准呢？下面我们来做一下分析。

Extensible Markup Language技术分析

XML是面向资料的，它支援用户自定义标记，通过嵌套的、满足一定逻辑关系的元素来组织资料，XML文挡的标记只描述文挡的内容，不描述如何显示与输出等格式化资讯。应用程式可以识别XML文挡中的标记，并根据标记的语义来处理交换的标准。以下我们分析一下XML作为JDF基础来描述生产流程和资讯交流的一些特性：

XML具有一些过程描述语言的特性：

（1） XML是一个以标记为中心的自描述语言；
（2） XML的标记顺序可以表示活动之间的先后；
（3） XML固有的瀑布式层次结构可以直观地表示活动间的父子关系，与JDF树结构实现资料对接。

XML和Java技术

XML和Java技术有许多互补的特性，两者的结合将形成一个强大的资料共用和处理的平台，一方面XML能以一种开放而中立的方式定义资料和文档，当然还要开发那些能处理这些资料或文档的应用程式；另一方面，Java平台提供了一个统一的计算环境，特别是可移植的Java代码能通过网路下载到任何一个Java虚拟机上，而且，XML和Java技术的结合基于它们固有的协作性。

基于XML的资料交换格式（体系结构见图1）具有如下突出的优点：

（1）可增加自描述、可扩展，具有语言特征的标记，使得资料的含义十分直观；
（2）在DTD/XML Schema的帮助下可以创建出更加智慧的文档；
（3）具有标准、统一、通用的解析器界面，避免了特定的文档格式的限制；
（4）若是标记的含义还不够明确和充分，可自由注释，而不会影响文档的解析；
（5）在符合DTD规范的前提下，可以根据需要调整资料在文档中的次序，而不影响文档的解析；
（6）通过查询界面（自己开发或者是商业软件XQL、XML-QL等），可以方便地在大型XML文档中查询、抽取出满足用户需求的具有语义特征的资料；
（7）结合XSL，可以根据需求，方便地将某些资料以特定的样式加以显示；
（8）与资料库有良好的界面，大批量的XML文档可以采用资料库进行存储和管理。

图２资讯流程和生产流程

JOB DEFINITION FORMAT（JDF）技术分析

JDF和Job Messaging Format（JMF）开发用于基于XML标准的高级介面，在不同的生产区域和MIS间，JDF格式必须提供设备无关的通讯，JDF是一个非常全面和灵活的交换格式，它独立于系统结构、作业系统和生产软体，描述档还包括JMF用于生产设备的高级介面。JDF有三个显著优越性：

1．它对任何印刷活件的印前、印刷与印后方面格式予以统一标准化；
2．它为生产加工服务与管理讯息服务（MIS）两者之间架起了桥梁；
3．不论印刷活件将在何种场地结构或何种生产手段的情况下完成，它均能实现以上两种功能。

JDF提供了一个可以控制所有生产过程的机制，JDF的任务是处理活件从开始到结束每个部分的资讯流程和联结MIS和生产设备，重要的是，不管使用什么工具JDF都能执行这两个任务。与其他的活件传票格式不同，JDF允许描述完成生产所需的所有过程，从活件接单直到成品出库。每个工序都转换成一个节点，整个工作描述成一个节点树，所有的节点汇总到一起来描述需要的产品，每个节点都定义为输入和输出。

JDF是整个所有半自动业务和生产程式的开放标准，用于实现不同系统和应用之间流畅的资讯交换，并且试图将实现整个印刷与出版行业（包括按需印刷公司和电子商务公司）的一体化，JDF的优势在于能为印刷工作流（从客户定货到生产出成品）中的各部分之间提供一个桥梁。它还能实现MIS（管理资讯系统）和生成服务部门之间畅通的资讯交流，及实现客户意见和生产状况及时有效沟通。

JDF将整个工作描述成操作的等级网路，节点间通过消耗输入和产品输出连接起来，每个节点的输出按顺序又将成为进一步处理的输入，最后的结果就是所有输出的合成物从而得到所要成品。JDF将单独的动作嵌入宏观流程中，使之成为整个系统结构一部分。

图３树结构节点细分图

JDF可以用来处理任意大小的业务，小到几个活件，大到几十个活件。JDF可以降低用于实现不同提供商系统间交流的配置费用。同时它还能帮助完成印刷活件每个方面，从制造到运输。

操作处理层次

JDF活件有一系列指定生产步骤的节点组成，节点之间通过输入输出连接起来，且被安排在分等级的树结构中，节点描述最终产品和生产的不同部分，例如图3中的封面和插页。包含在节点中的树枝资讯变得更加详细准确，每个子节点都定义了生产的一个组成部分，并有一系列特有的特性，比如不同的媒体，不同的物理尺寸，或不同的颜色要求，树中层的节点代表生产产品各部分所需要的一组操作。每个接近树枝末梢的节点代表单独的操作。示例中的子节点封面和插页都具有截然不同的需求。所以，两个节点需要在广泛意义上更好地描述活件要素，而在内页上又有黑白页面和彩色页面之分，这就需要不同的操作方法，进一步的分枝是必需的。

图４JDF树结构层次图

因为许多JDF节点的输出资源同时又是另一些节点的输入资源，许多节点直到它们的资源全部到位后才开始工作，这就意味着节点需要按制定好的次序进行工作。例如，制版工序的输出资源印版就是下一个印刷工序所要求的输入资源，在JDF分层树结构里，上部的节点就代表更高级别更抽象的操作，相反接近底部就代表更详细更特定的操作。特别地，接近树的顶部的节点就只是代表有关产品各组分的意义。而叶子节点就为设备提供特定详细的操作指令。

在这种节点树的分层结构中，节点是由各自的资源连接到业务链中的，一个接点的输出资源是下一个节点的输入资源。这种相互关系叫做资源连接。利用资源连接就可以构建复杂的业务网。

图５JDF树／网络图

在JDF中的业务连接并没有明确说明，节点也没有安排抽象的时间表和指令，比如套色印刷节点一定要在RIP节点之前，而是隐含定义在输入和输出的交换中，好资源依从构建业务网路，所有业务的执行都通过这些依从驱动，一个资源依从可能含有多个业务路径脚本，由MIS利用相关的局部约束来确定恰当的解决方案，所以MIS中写JDF活件的代理伺服器也要和这些局部约束条件保持一致，像印前软体的支配能力、印前设备和印刷的传输距离、印刷负载量和交货时间等都应考虑在内。所有这些因素综合到一起来描述生产流程，为帮助代理伺服器定义工作流程，JDF提供了四种不同的基本业务路由机制类型，这些路由机制可以任意组合：

·连续处理（总体上资源是连续的生产和消耗，最简单的业务链）
·重叠处理（同时进行资源的生产和消耗）
·并行处理（资源分解支配和共用）
·迭代处理（通过前后处理过程的回圈迭代来生成资源）

MIS--体化

要使不同生产商的设备协调工作需要付出很大的努力，虽然XML语言具有对多种语言的编码能力，但是并不是完全可用的。而且，在印刷工作流中，最大和最重要的障碍是，负责计划和控制工作的管理资讯系统（MIS）和负责操作的生产服务系统之间在沟通方面存在很大问题。也就是说，在这两个方面之间，没有一个自动、协调、有效的双向沟通办法。所有列举计划、安排、处理结果、工作状况和工作跟踪的资料必须从生产部门传递到MIS，MIS才可以处理资讯提供批示。

JDF为自然生产系统提供了控制及跟踪活件的机制，同时为MIS和生产之间提供资讯传递服务，在活件执行过程当中，每个处理过程的结果都存储起来以供更好地跟踪。体系机构定义了一系列标准资讯、资讯格式和设备执行协定，另外还提供了信息量的范围，最小接受量为零资讯，在没有资讯选择时，控制器必须检查JDF来确定处理的结果，独立于资讯容量之外，JDF包括各个处理过程的不同审核记录，它提供了处理计划和实际结果的细节。多数设备将选择支援不同级别的资讯容量。

设备须支援命令功能，假如设备选择命令功能，控制器就能发布指令来中断当前工作，重新开始一项工作或改变工作的优先权，除通讯外，JDF还能支援控制器收集每个处理过程的执行资料并将资讯传输到跟踪系统供活件核算系统（job accounting system）使用。

另外也可以将整个工作资讯传输到活件核算系统（job accounting system），系统再检查审核记录来确定整个活件的成本，每个单独工程管理器选择一个或多个操作来完成每个单独工作，在第一版本创建之初JDF就是与设备提供商无关的，这就保证了所有的提供商都可以利用JDF发展系统，也就没有任何提供商在竞争中处于不利地位。

JDF定义了一个消息体系结构，其中包括消息格式、语义和通信协议，JDF驱动器用这个体系结构来与控制生产设备的系统交流资讯。系统提供商也在选择消息机制时有了更大的灵活性。JDF为MIS一体化提供了良机。

JDF库和模拟器

在伍珀塔尔大学和海德堡公司合作下，写入和解释JDF的Java类库已经实现。该库将由CIP4联盟公布，作为一个共用的资源库对CIP4成员公开，以此公开源代码库为基础的代理、控制器和设备能得到有效的发展。

在该库顶部有一个基于Java的仿真工具用为为JDF工作流程建模，此工具也是由Wuppertal大学开发的，用户可以通过WEB介面将JDF放入热档夹作为模拟器的输出资讯，处理资讯通过JDF传送到不同的生产资源，这些仿真资源可以在单个电脑或作为分散式系统（基于TCP/IP）处理过程，在模拟器运行离散事件时，生成的生产状态、错误资讯等将作为工作消息被发送到控制器，在将来甚至“真正的”JDF控制器被整合到仿真环境用于测试。

依此，用于测试新代理、新控制器和新设备的高级方法将被实现，这样早期的测试就无需真实的生产环境。

结论和展望

XML可以实现独立电脑系统间资料的自动传输，这样，在将工作资讯流从报价、接活、工单安排、制作、工单追踪、产品发货、开发票直到收款过程中，减少了大量资料完整的重新输入，公开XML和JDF标准的目的就是使工作流程一体化更加容易，尽管我们现在看到这些流程边接只在单一的提供商设备上实现，比如海德堡的Prinect、爱克发的Apogee和网屏公司的TrueNet等，JDF还是承诺要为多个提供商协同工作铺平道路，不过说起来简单做起来难。

我们很难保证所有的设备提供商会开发出适应相同的JDF的设备，也就是说，只有两个系统都适应JDF标准时，它们之间才能成功连接。所以，在两年前，Creo宣布成立了Networked Graphic Producion(NGP)，该组织的发起成员将死致力于定义、发展、测试和提供它们系统间基于JDF的整合，为了保证不同提供商实现较好的整合，NGP成员决定定义和使用一套标准的JDF介面。NGP的成员现在已超过25个，其中包括软件提供商（Adobe）；MIS（DiMS!, Printcafe, Primac, Prism, Radius和Streamline Solutions）；数码印刷提供商（Xerox）；印刷机提供商(KBA, Komori, MAN Roland和MBO)。

海德堡公司已经提前使自己的印前，印刷和印刷后设备适应了JDF标准，一旦提供商达到这个目标，它的设备就可以协调地与其他供应商的设备合作。海德堡公司宣布将计划与Electronic for Image和Printcafe合和把Printcafe的印刷管理软体整合到海德堡印刷系统中，就是通过CIP4规定的JDF标准来实现。

我们期待更多的提供商加入JD联盟并有新的产品问世，期待基于XML标准的JDF能给印刷与出版行业带来更多机遇。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/21/2006)


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