Cinci căi prin care ‘Machine Vision’ îmbunătățește calitatea fabricației

13 IULIE 2021

Intersectare inovativă între inteligența artificială și tehnologia optică

Imagine sursă: pexels.com

Ochiul uman este o structură remarcabilă, dar și el mai poate greși, de aceea pentru a se evita eventualele probleme se apelează la tehnologia ‚Machine Vision’. De exemplu, atunci când vine vorba despre o inspecție de control calitate, repetabilă, detaliată cu zero probleme pentru produse, cerințele moderne solicită mai degrabă o cameră mai puternică decât poate oferi ochiul uman. “Vizualizarea mașină”, cunoscută cu denumirea englezească ‚Machine Vision’, este o intersectare inovativă între inteligența artificială și tehnologia optică. Printr-o combinație între camere de putere ridicată și algoritmi care devin în timp mai ,,inteligenți”, calitatea fabricației face un pas uriaș înainte.

În cele ce urmează sunt prezentate pe scurt unele dintre avantajele tehnologiei ‚Machine Vision’ pentru calitatea fabricației, împreună cu câteva idei de implementare cu succes.

Ce poate face ‚Machine Vision?’

Înainte de a începe să explorați avantajele viziunii automate pentru controlul calității în fabricație, este important să vă familiarizați cu caracteristicile sale generale. Iată o sinteză cu nouă aplicații pe care fabricile moderne de asamblare și distribuție le utilizează ca viziune automată:

  • Numărare, sortare sau măsurare părți sau componente
  • Verificarea părților lipsă și a livrărilor incomplete
  • Realizarea de calibrări și alte testări de produse
  • Verificarea poziționării de componente individuale
  • Recunoașterea și verificarea formelor, culorilor și dimensiunilor corecte
  • Realizarea de imagini 3D pentru conformitatea cu geamănul digital (digital twinning), documentație și alte funcții
  • Citirea și verificarea de identificatori și coduri de bare
  • Oferirea de date pentru trasabilitate, îmbunătățirea proceselor și urmărirea defectelor
  • Furnizare de decizii pentru inspecția de produse − trece / nu trece

Această ultimă aplicație – realizarea de inspecție de înaltă calitate a produselor pentru fabricație și livrare – este un puternic motiv pentru care tehnologia ‚machine vision’ a crescut așa de puternic. Ea este pe cale de a atinge o valoare de 18,24 miliarde USD în 2022, cu o creștere anuală de 7,7%.
Care sunt, în mod specific, beneficiile asigurării calității pentru producători? Iată o privire mai atentă asupra a cinci dintre avantajele cheie ale viziunii automate − sau a „camerelor inteligente” − pentru inspecțiile produselor.

1Permite operare continuă

‚Machine vision’ este un tip de automatizare selectivă, care poate face operațiunile zilnice din fabricile de producție mult mai eficiente. Stațiile de inspecție bazate pe ‚machine vision’ pot funcționa continuu, inclusiv noaptea și în momente în care, astfel, productivitatea ar fi fost scăzută. Această tehnologie permite automatizarea muncii repetitive, cu o toleranță scăzută la erori, cu tură de noapte, permițând angajaților să se implice în activități mai importante. Implementarea automatizării selective ar putea ajuta, de asemenea, angajatorii din industrie să reconfigureze cu mai mare ușurință schimburile.

2Oportunități de recalificare pentru angajați

În același timp, trecerea la controlul automat al calității utilizând viziunea automată nu trebuie să vină în detrimentul lucrătorilor umani și al mijloacelor de trai ale acestora.

Unele dintre argumentele care condamnă automatizarea este pierderea forțată a unor locuri de muncă. Însă, o mulțime de angajatori mici și mijlocii investesc cu succes în inspecții automate de ani de zile, fără a renunța la angajați. Iar specialiștii în inspecții sunt recalificați în activități mai bine plătite, chiar cu valoare mai mare, pentru același angajator, în timp ce sistemele automatizate efectuează verificări.

Numeroase cercetări arată că muncitorii apreciază angajatorii care oferă căi de dezvoltare personală și de competențe. ‚Machine vision’ poate ajuta la crearea unora dintre aceste oportunități.

3Protecția sănătății angajaților și un control al calității mai eficient

Reducerea dependenței producătorului de procesele de inspecție manuală este unul dintre cele mai atractive avantaje oferite de ‚machine vision’. Chiar și cei mai calificați profesioniști din domeniul asigurării calității din industria alimentară se confruntă uneori cu epuizarea, iar aceasta poate însemna pierderi ale controlului calității.

Această tehnologie oferă un nivel mai ridicat de consistență, fără grija oboselii ochilor și a altor tipuri de epuizare fizică din îndeplinirea sarcinilor extrem de repetitive. Această victorie este importantă și din punct de vedere al siguranței.

4Facilitarea schimbului de date

Datele reprezintă unul dintre cele mai puternice instrumente aflate la îndemâna producătorului. Implementarea automatizării în etapa de asigurare a calității în fabricație și distribuție este o oportunitate de a colecta noi tipuri de date. După cum se știe, camerele inteligente și inspecțiile automate identifică și reacționează la o varietate de condiții și atribute, cum ar fi culoarea, dimensiunea, poziția, starea și multe altele. Producătorii pot utiliza datele colectate pentru:

  • Identificarea și urmărirea problemelor legate de procesul de fabricație la sursă, inclusiv pentru piesele individuale ale diferitelor echipamente.
  • Implementarea de îmbunătățiri ale procesului sau alocarea de investiții pe baza datelor colectate.
  • Implementarea de control al proceselor industriale în timp real pentru a reacționa la schimbări și probleme pe măsură ce acestea apar.

‚Machine vision’ se referă atât la mobilitatea datelor, cât și la calitatea produselor. Automatizarea proceselor binare precum ‚Trece/Nu trece’ este utilă. Colectarea perfectă a datelor relevante pentru celelalte procese din instalație duce la un alt nivel. Datele colectate aici pot conduce la calibrarea mașinii, stabilirea intervalelor de întreținere, instruirea personalului și alte variabile aflate sub controlul angajatorului.

Rezultatul este o buclă recursivă de date și feedback constructiv cu îmbunătățirea continuă a proceselor, toate conduse de un algoritm și un sistem de camere inteligente, care devin mai utile și „mai atente” în timp.

5Economii pe parcursul funcționării

După unele estimări, un sistem autonom de inspecție bazat pe ‚machine vision’ poate fi livrat și implementat pentru o zecime din costul unei soluții tradiționale. Economiile pe termen lung sunt, probabil, mai interesante pentru producătorul modern.

Facilitează un flux substanțial de producție cu rate de defect aproape de zero. Prin urmare, operațiunile de fabricație devin mai stabile și scalabile. În plus, în orice moment − și mai ales în momentele în care multe produse esențiale aparent nu pot fi fabricate suficient de repede – eliminarea defectelor din lanțul de aprovizionare este literalmente o chestiune de supraviețuire financiară. O singură rechemare în fabrică pentru un produs de bază, de uz casnic poate fi mai mult decât suficientă pentru a afecta puternic reputația unei companii.

Inspecția automată este, de asemenea, mai ușoară și mai eficientă din punct de vedere al costurilor decât soluțiile tradiționale, deoarece acestea nu necesită angajări rapide, instruire suplimentară a angajaților sau adăugiri substanțiale la infrastructura instalației. După cum s-a menționat, recalificarea angajaților pentru activități care aduc o valoare mai mare este un alt avantaj oferit de ‘machine vision’. Eliminarea variabilei forței de muncă din funcții cu valoare mai redusă, foarte repetitive, se traduce prin economii de costuri și rentabilitate mai mare.

Sfaturi generale pentru implementarea ‚Machine Vision’

Implementarea cu succes a inspecției vizuale automate într-un mediu de fabricație, necesită atenție la câteva detalii.

Asigurați-vă că lucrați cu furnizori de hardware, software și iluminat cu experiență relevantă și rezultate documentate. Sistemele de vizualizare automată necesită o iluminare potrivită (mărime și configurație), astfel încât camerele și software-ul să poată efectua inspecțiile vizuale fără obstacole.

De asemenea, merită să acordați atenție standardelor emergente din industrie. Nu există „rezistență la viitor”, dar sistemele de vizualizare mai noi, beneficiind de camere de 10-25 Gigabit Ethernet pot să devină în curând standard industrial pentru viitorul previzibil. Cumpărarea sistemului potrivit la momentul potrivit oferă un avantaj competitiv producătorilor care își înțeleg nevoile astăzi, precum și modul în care aceste nevoi s-ar putea schimba în viitorul apropiat pe măsură ce operațiunile lor se maturizează.

Cercetările recente sugerează că producătorii și nu numai ei vor beneficia de aproximativ 16,9 milioane de sisteme bazate pe ‚machine vision’ în funcțiune până în anul 2025. Aproape 11% dintre aceste sisteme instalate se vor baza pe tehnologia ‚deep learning’ (învățare profundă). În mod clar, de la asigurarea calității, costuri mai ușor de gestionat și o reputație mai puternică a companiei la o mai bună siguranță a angajaților, ‘machine vision’ este un plus binevenit în lumea tehnologiei de fabricație.

Acest articol a fost redactat cu ajutorul scriitoarei Megan R. Nichols, care mai precizează că ‚Machine vision’ nu înseamnă numai o camera capabilă de a prelua imagini, ci tot ansamblul de circuite integrate dedicate, software, accesorii de iluminare și senzoriale, precum și standarde care să coordoneze acest concept. Pentru articolul complet accesați https://www.rs-online.com/designspark/5-ways-machine-vision-improves-your-manufacturing-quality, iar pentru a vedea oferta completă de produse și componente pentru sistemul vostru de ‚Machine Vision’ vă invităm să accesați ro.rsdelivers.com

Set pentru vizualizare de mare viteză CMOS, 1920×1080 pixeli
Nr. stoc RS 205-2814 – Marca Niryo – Cod de producător Vision set

Set destinat unor aplicații de ‚machine vision’ de mare viteză, cu o rezoluție de 1920×1080 pixeli, în lumină albă, cu comunicare rapidă prin USB 2.0. Conexiunea dispozitivului este realizată cu pini. Sistemul marca Niryo dispune de tehnologie imagine CMOS, necesitând un curent maxim de 190mA și o tensiune de alimentare de 5V, cu posibilitate de stocare a până la 5 imagini. Sursa de lumină este lumină albă, iar raza de detecție este între 150 și 500 mm. Frecvența de comutație este de 30Hz.

Sony CXD5602 CXD5602PWBCAM1E – senzor imagine CMOS 8 bit, I2C
Nr. stoc RS 183-3894 – Marca Sony – Cod de producător CXD5602PWBCAM1E

Sunt oferite câteva specificații tehnice ale acestui senzor de imagine. Dimensiunea sa este de 23,86mm × 25 mm. Numărul efectiv de pixeli este de 2608(H) × 1960 (V), adică aproximativ 5.11 Mpixeli. Domeniul tensiunii de operare este între 1.8 și 3.7V curent continuu. Interfața camerei este CMOS 8bit paralel. Filtru integrat cu tăiere IR. Câmp vizual (FOV) 78°±3°, iar profunzimea este de la 77.5cm la ∞.

Kit de dezvoltare ‚Machine Vision’ cu modul laser
Nr. stoc RS 697-3519 – Marca Global Laser – Cod de producător Machine vision development kit

Gama Global Laser a fost proiectată specific pentru a răspunde solicitării integratorilor de sisteme și dezvoltatorilor care doresc să rezolve provocările din diferitele piețe.

Kitul de dezvoltare ‚Machine Vision’ oferă o sursă de lumină laser industrială, sigură, de mare putere, cu o linie de iluminare bine definită. Utilizat în special cu camere industriale, kitul este potrivit pentru o gamă largă de sisteme de inspecție, măsurare și control. Kitul de dezvoltare este în conformitate cu specificațiile europene.

Caracteristici tehnice: 660 nm, 35mW; focus reglabil, 6 elemente optice interschimbabile (linie uniformă, cruce, 7 linii, rețea 4×4, 5 cercuri concentrice, matrice de puncte 21×21), carcasă izolată electric.

Dispozitiv de aliniere laser SKF TKSA51
Nr. stoc RS 124-8488 – Marca SKF – Cod de producător TKSA51

Dispozitivul de aliniere a arborilor TKSA 51 de la SKF oferă o flexibilitate ridicată a măsurării și bune performanțe. Aplicația TKSA 51 a fost proiectată pentru a funcționa pe tabletă și telefon inteligent, fără vreo pregătire specială. Aplicația include tutoriale video, care arată clar cum se operează TKSA 51 și cum poate oferi măsurătorile cele mai precise.

Instrumentul de aliniere a arborilor, TKSA 51, oferă o flexibilitate ridicată, permițând operații de aliniere de la începători până la experți.

Accesoriile incluse permit utilizarea TKSA 51 pentru o gamă largă de aplicații de aliniere cu arbori orizontali și verticali, precum motoare, sisteme de comandă, ventilatoare, pompe, reductoare și multe altele.

Caracteristici: flexibilitate măsurare; rapoarte automate; cuprinzător și compact; vizualizare live 3-D; compensarea perturbațiilor.

Specificații:

  • Lungime de undă laser: 635nm
  • Clasă laser: 2
  • Putere de ieșire: 1mW
  • Dimensiuni 52mm × 64mm × 50mm

SL2561T ams, senzor de lumină ambientală pentru iluminare auto, detecție luminoasă și ‚machine vision’
Nr. stoc RS 642-4367 – Marca ams – Cod de producător TSL2561T

TSL2560 și TSL2561 convertoare lumină-digitală, care transformă intensitatea luminoasă în ieșire semnal digital capabil de interfață directă I2C (TSL2561) sau SMBus (TSL2560). Fiecare dispozitiv combină pe un singur circuit integrat CMOS o fotodiodă de bandă largă (vizibil plus infraroșu) și o fotodiodă de răspuns în IR. Dispozitivul este capabil să ofere un răspuns aproape fotopic pe o plajă dinamică efectivă de 20-biți (rezoluție 16-biți). Două convertoare analog digitale integrate convertesc curenții fotodiodei într-o ieșire digitală care reprezintă iradianța măsurată pe fiecare canal. Această ieșire digitală poate fi introdusă într-un microprocesor în care iluminarea (nivelul de lumină ambientală) în flux este derivată folosind o formulă empirică pentru a aproxima răspunsul ochiului uman.

Dispozitivul TSL2560 permite o întrerupere în stil SMB-Alert, iar dispozitivul TSL2561 acceptă o întrerupere în stil tradițional, care rămâne stabilă până când firmware-ul o elimină. Deși sunt utile pentru aplicații de detectare a luminii de uz general, dispozitivele TSL2560/61 sunt create în special pentru panouri de afișare (LCD, OLED etc.) cu scopul de a prelungi durata de viață a bateriei și de a oferi vizualizare optimă în diverse condiții de iluminare. Iluminarea de fundal a panoului de afișare, care poate reprezenta de la 30 până la 40% din puterea totală a platformei, poate fi gestionată automat. Ambele dispozitive sunt, de asemenea, ideale pentru controlul iluminării tastaturii pe baza condițiilor de iluminare ambientală. Informațiile privind iluminarea pot fi utilizate în continuare pentru a gestiona controlul expunerii în camerele digitale. Dispozitivele TSL2560/61 sunt ideale pentru notebook-uri/tablete, monitoare LCD, televizoare cu ecran plat, telefoane mobile și camere digitale. În plus, pot fi menționate și alte aplicații precum controlul luminii stradale, iluminatul de securitate, panouri fotovoltaice, ‚machine vision’ și indicatoare în mediul auto.

S300 Mini – scaner laser standard, rază maximă de acțiune 30m
Nr. stoc RS 136-3388 – Marca Sick – Cod de producător S32B-3011BA

Siguranța pe primul plan – soluții eficiente pentru protecție industrială

Scanerele laser de siguranță de la SICK combină ‚know-how’-ul și experiența cu performanța maximă. Fie că e vorba de sisteme mobile sau staționare, pentru protecția zonei sau a căii de acces, pentru interior sau exterior – portofoliul nostru cuprinzător oferă soluția potrivită economică pentru fiecare cerință. Utilizând principiul de măsurare în timpul funcționării, dispozitivele compacte scanează împrejurimile și măsoară distanțele. Oglinda integrată rotativă permite protejarea zonei definite de client spre a fi monitorizată în 2 dimensiuni.

Avantaje:

  • Integrare simplă datorată designului compact
  • Operații simple de instalare, punere în funcțiune și întreținere
  • Eficiență cost de neegalat – unghiul de scanare de 270° permite o aplicație completă cu numai două scanere
  • Fără pierderi de productivitate
  • Repunere rapidă în funcțiune prin memorie de configurare
  • Expansiune modulară simplă
  • Aliniere simplă și operare sigură în modul vertical

Autor:
Bogdan Grămescu
COMPEC-lOGOAurocon Compec
https://www.compec.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre