Блог

Машинное зрение на производстве вибропрессованных изделий

Машинное зрение и системы на основе искусственного интеллекта активно включаются в производственный процесс в самых разных отраслях и производствах. На сегодняшний день - это самая быстрорастущая область в мире.

Рост мирового программного и аппаратного обеспечения в сфере компьютерного зрения


Индустрия 4.0 охватывает даже такие тяжелые сферы промышленности, в которых ручной контроль качества производимой продукции являлся до сегодняшнего дня самым распространенным способом работы. Постепенно улучшая процессы и высвобождая еще больший производственный потенциал.
Особенность индустрии 4.0 - это слияние бизнеса и производства с цифровыми технологиями. Называемое «умное производство».
Начиная с таких базовых вещей, как интернет вещей, датчики, сбор информации. И более специализированных — оптимизация всех производственных процессов: логистики, закупок и самого производства. Максимальная автоматизация, частичное или полное исключение человека из производственных и бизнес-процессов. Вот в чем бизнес сейчас ощущает потребность и чаще всего формулирует свой запрос к нам.

Появляются запросы на системы машинного зрения с использованием высокоточных камер и специального программного обеспечения, заточенного под определенную отрасль производства для решения конкретных задач.
Машинное зрение значительно расширило возможности контроля и оценки качества на производстве, перевела ее на новый, более высокий уровень.
В этой статье расскажем, что такое машинное зрение и чем оно отличается от компьютерного зрения и технического. Какие сферы применения, как может использоваться на производстве вибропрессованных изделий и какие задачи могут решать.

Машинное зрение, техническое зрение и компьютерное зрение - обзор инструментов и технологий.

Машинное зрение и техническое зрение - термины, обозначающие применение компьютерного зрения на производстве. Это объединение технологий, таких как программное и аппаратное обеспечение, системную интеграцию, экспертизу в области компьютерного зрения и искусственного интеллекта. Проще говоря, машинное зрение это применение компьютерного зрения для промышленного производства - железо, ПО и эксперт, который установит, настроит и интегрирует установку на производство.
Компьютерное зрение - это процесс автоматической фотофиксации и обработки изображений движущихся или неподвижных объектов с помощью камер. Компьютерное зрение (Computer Vision) – это технология обучения искусственного интеллекта тому, что мы видим в окружающем мире. Компьютеры могут видеть все то, что видит человек, только другим способом. Для начала его нужно обучить, на что смотреть.

Люди, работающие на конвейерных линиях, осматривают продукцию и делают выводы о качестве. При этом имеют предвзятый подход и могут опираться на догадки и предположения - одному оператору кажется, что здесь брака нет, а другому - наоборот. Системы технического зрения для этих целей используют цифровые интеллектуальные камеры, а также программное обеспечение, обрабатывающее изображение для выполнения аналогичных проверок.

Компьютерное зрение “видит” благодаря изучению изображения. Камеры передают данные для последующего анализа данных в специально разработанную программу. в несжатом формате и имеют высокую скорость съемки.  Во время обработки искусственный интеллект делает выводы  с помощью заранее составленной базы знаний и набора функций, которые ему запрограммировали.


Основная задача компьютерного зрения - получение информации из фото- и видеоизображений для последующей обработки изображений и определения свойств изображений с помощью нейросетей и искусственного интеллекта.

Таким образом, машинное (техническое) зрение - это применение систем компьютерного зрения (цифровые интеллектуальные камеры, а также программное обеспечение, обрабатывающее изображение, компьютерные сети, позволяющее компьютерам “увидеть”) для контроля производства.
Системы технического зрения запрограммированы на выполнение узкоспециализированных задач, таких как контроль качества и  способны провести подсчет объектов, снять измерения, проверить цвет, комплектность, наличие маркировок и штрихкодов, выявить дефекты и, при необходимости, сопоставить изделие с эталоном.  Польза системы визуальной детекции с применением машинного зрения заключается в высокой скорости работы, возможности непрерывной работы 24/7 и точности измерений до 95%. 

Область применения машинного зрения

Сегодня любое производство требует особых подходов к контролю качества выпускаемой продукции. Это связано с высокой конкуренцией, клиентоориентированным подходом и экономией на издержках. И хотя человеческий контроль качества все еще превалирует на многих видах производств, так как любое промышленное предприятие имеет обученных сотрудников и принятые стандарты качества, на соответствие которым изделия проходят проверку. Можно говорить о том, что автоматизированный контроль качества, основанный на искусственном интеллекте, способен значительно сократить время участия человека в оценке качества на всех этапах производственного процесса.



Системы машинного зрения уже используются в самых современных отраслях промышленности - при производстве механических деталей, автомобильных запчастей и комплектующих, печатных плат, микросхем. И переходят в более консервативные отрасли - металлообработка, строительная отрасль, производство вибропрессованных изделий.

Машинное зрение на производстве вибропрессованных изделий

Техническое зрение совершило настоящий технологический прорыв и значительно расширило возможности контроля качества в промышленности, перевела ее на новый, более высокий уровень. 
Теперь технологии позволяют отслеживать качество не только после изготовления изделия или продукта, но и непосредственно во время производственного процесса.  
Это особенно актуально для отрасли ВПИ, где контроль качества продукции осуществляется как правило только на сухой стороне. В этом случае можно только по факту сделать выводы о количестве бракованной продукции. 
Установка систем машинного зрения на мокрой стороне позволяет максимально оперативно вносить изменения в настройки на конвейере и максимально точно прогнозировать % выполнения производственного задания.  
Для анализа лицевой поверхности плитки важно видеть дефекты формы или структуры, такие как вмятины, трещины, сколы, неровности поверхности.    Требуется установка камер (анализ в видимом диапазоне), что в свою очередь, требует их точной калибровки и полной неподвижности конструкции.

Производство ВПИ требует особенного подхода не только к контролю качества выпускаемой продукции, но и к сбору аналитики и статистики всей выпускаемой на производстве продукции.

Это стало возможным благодаря  QuatroPBC - интеллектуальному помощнику на производстве тротуарной плитки.
Для этого помимо камер и защищенного корпуса, разрабатывается специальное ПО и хранится на сервере, который устанавливается локально на производстве. Где хранятся все данные производственного процесса. 

Системы машинного зрения QuatroPBC на производстве вибропрессованных изделий включают в себя:

  • «Умная» камера: цифровые камеры, которые передают цветное изображение, процессор и по для технического зрения;
  • Источники света (специальные светодиодные матрицы и контроллер который ими управляет, люминесцентные и галогенные лампы и т. д.) для подсветки плитки на конвейере;
  • Специализированные приложения программного обеспечения для обработки изображений и обнаружения дефектов и заданных параметров.

Камера определяет, когда поддон с плиткой, который движется по конвейеру, находится в положении, подлежащем инспекции. Камера делает снимок поддона, когда он проходит под камерой и синхронизируется с импульсом освещения, чтобы сделать четкое изображение.


Изображение с камер попадает в программу на компьютере оператора, где в режиме реального времени выводится информация о каждой плитке на поддоне. 



Преимущества внедрения систем машинного зрения для для контроля качества ВПИ


Интеграция систем машинного зрения на производство ВПИ не требует изменений в производственном процессе. При этом, решения на основе компьютерного зрения выполняют задачи контроля качества быстрее и точнее, чем человек.
Экономия времени на дефектоскопию продукции или сырья в условиях массового производства значительно повышает общую производительность труда, снижает издержки и позволяет точнее выполнять производственное задание. Что в перспективе позволяет значительно экономить на сырье. 
Системы машинного зрения  гарантированно обеспечивают выход с производственных линий плитки, четко соответствующей стандартам качества. И Именно в том количестве, на которое получен заказ. Что позволяет не загружать производственные и складские помещения разносортными остатками. 
Внедрение системы контроля качества QuatroPBC способно значительно снизить уровень непродуктивных потерь и уменьшить непроизводительные затраты. 
Развитие технологий, увеличение производительности, надежности и точности систем машинного зрения способствуют стремительной и повсеместной модернизации систем оценки контроля качества на производстве.

Узкоспециализированные решения, такие как QuatroPBC позволяют решать конкретные задачи на производстве ВПИ. 









Индустрия 4.0