Czy systemy wizyjne stanowią krok milowy w kierunku przemysłu 4.0?

327

Ludzie oko – choć jest niemal doskonałe nie zapewni jednak pełnej precyzji. Efekt? Duże ryzyko powstawania wad produkcyjnych. Aby tego uniknąć, nowoczesne zakłady coraz chętniej decydują się na automatyzację procesów produkcyjnych. Jednym z coraz bardziej popularnych rozwiązań jest system wizyjny – MVS.

Systemy wizyjne – możliwości

Największą zaletą systemów wizyjnych jest możliwość obserwacji i analizy rzeczywistości w bardziej zaawansowany sposób niż zero-jedynkowo. Firmy decydują się na ich wdrożenie, gdyż MVS mają ogromny potencjał adaptacyjny. Stosuje się je w obszarze kontroli jakości, oceny wykonania, pomiarów rozmiarów w trudnych lokalizacjach, przeliczania stanu czy współpracy z robotami. Wdrażanie tego typu produktów to realny krok w kierunku Przemysłu 4.0.  Taką możliwość daje swoim klientom Etisoft Smart Solutions, tworząc i rozwijając systemy wizyjne dla zakładów produkcyjnych. Firma zwykle dostarcza  je razem z interfejsem użytkownika (HMI), który służy do prezentacji wyników działania MVS. Dzięki temu operator może obserwować aktualne statusy inspekcji i identyfikować potencjalne błędy. Taki „nadzorca” niezawodnie czuwa nad jakością produkcji i wyrobu, co stanowi dla przedsiębiorstwa istotną wartość.

Asystent 4.0.

Od jakiegoś czasu można zauważyć, że systemy wizyjne coraz częściej awansują do roli asystentów stanowiskowych. Nie skupiają się wyłącznie na jednym punkcie inspekcyjnym, ale są zaangażowane w kontrolę całego procesu wytwarzania. Dzięki skomunikowaniu systemu wizyjnego z innymi maszynami, MVS staje się ich „oczami”. Dostarczając im informacji on-line i pozwalając na skorygowanie działań, prowadzi do zwiększenia wydajności i podniesienia jakości. Systemy wizyjne mogą komunikować się także z systemami MES oraz ERP na bieżąco przekazując dane o produkcji. Jest to możliwe, ponieważ często do wytworzenia aplikacji rozpoznawania obrazów używa się tych samych technologii informatycznych, co do implementacji systemów nadrzędnych. MVS może przesyłać bieżące informacje z linii produkcyjnej odnośnie parametrów ilościowych i jakościowych wytworzonych elementów. – Te dane często zasilają systemy odpowiedzialne za śledzenie przepływu produktów i procesu składania. Pozwalają także wyciągnąć wnioski o stanie linii produkcyjnej. Bez nich mechanizmy planowania produkcji czy analiz wydajności pozostałyby ułomne i niemiarodajne. Funkcjonalność ta staje się zatem nie tyle istotna, co niezbędna.

Wsparcie w wielu wymiarach

Systemy wizyjne, choć zwykle nie są wyposażone w mechanizmy predykcyjne, pracując w chmurach obliczeniowych i przekazując odpowiednie dane, wspierają prognozy predykcyjne. Opierając się na nich, można ocenić stan maszyn produkcyjnych i np. zaplanować z odpowiednim wyprzedzeniem czynności serwisowe, unikając tym samym nieplanowanych postojów, a co za tym idzie – strat w produkcji. Taka prewencja nie byłaby możliwa bez wdrożenia systemów analizy obrazu w kluczowych punktach linii produkcyjnych. Do tej funkcjonalności systemy wizyjne muszą zostać wyposażone w możliwość komunikacji wertykalnej czyli przesyłania danych do systemów nadrzędnych. Tym, co charakteryzuje systemy wizyjne, jest ich dwuaspektowa adaptacyjność, wyrażająca się w samoadaptacji oraz wspieraniu adaptacji innych urządzeń. Pierwsza wynika z faktu, że system wizyjny może samodzielnie dobrać odpowiednie kryteria rozpoznania – widząc na tej samej linii produkcyjnej różne modele produktu, zweryfikuje je stosując właściwe parametry.

Komentarz eksperta

 Rafał Kucharski, District Sales Manager, Poland

Systemy wizyjne, które umożliwiają dokładną analizę elementów produkcyjnych, przez ostatnie cztery dekady sukcesywnie przenikały do świadomości osób, które są odpowiedzialne za zapewnienie jakości produktów na nowoczesnych liniach produkcyjnych. W zamierzchłych czasach kamery były jedynie nośnikiem obrazu, jego przetwarzanie i aplikowanie narzędzi wizyjnych odbywało się na platformie komputerowej.

Od kilku lat bardziej popularne stały się rozwiązania typu smart, czyli systemy, które pełne procesowanie przeprowadzają na kamerze, natomiast na zewnątrz wysyłany jest jedynie sygnał OK/NOK. Takie podejście pozwoliło wyeliminować konieczność użycia komputera na linii produkcyjnej. Dodatkowo tego typu systemy posiadają wbudowane oświetlenie oraz optykę, co uczyniło z kompletnego systemu znacznie bardziej kompaktową konstrukcję. Gigantycznym krokiem naprzód było zastosowanie w pełni modułowej platformy, czyli możliwości zbudowania oraz rozbudowania systemu z poszczególnych elementów takich jak optyka, oświetlacz, bądź filtr obrazu. Umożliwiło to zabezpieczenie inwestycji na wypadek zmiany aplikacji,bądź potrzeby dostosowania kamery do nowych odległości pracy czy zmiennych warunków oświetleniowych (np. poprzez zmianę ogniskowej obiektywu lub/idostosowanie oświetlacza).

Najnowszym rozwiązaniem na rynku jest czwarta generacja systemów wizyjnych oparta na wielopoziomowych sieciach neuronowych Deep Learning. Trzy poprzednie generacje wymagały od użytkowników określenia konkretnych zestawów cech, które po wystąpieniu na produkcie odpowiednio klasyfikowały detal. Samouczące się sieci neuronowe w systemach ViDi, potrafią na podstawie bazy przedstawionych zdjęć badanego elementu określić czy mamy do czynienia z detalem “OK” czy “NOK – Nie-OK, niezależnie czy konkretna wada albo cecha występuje w diametralnie innym obszarze, bądź ma inną postać.

Wprowadzenie technologii głębokiego uczenia do systemów wizyjnych, znacznie rozszerzyło spektrum rozwiązywanych nimi aplikacji, minimalizując przy tym konieczność programowania systemu w celu określenia detalu jako “dobry” bądź “zły”. Obecnie widzimy diametralny wzrost implementacji tego typu rozwiązań na rynku co utwierdza nas w przekonaniu, iż technologia ViDi ustanowi przyszłość branży systemów wizyjnych.

 

Adaptacyjność rozwiązań

W jaki sposób systemy wizyjne wspierają adaptacyjności innych urządzeń? Przekazując do współpracujących maszyn zestaw informacji, które pozwolą im na poprawę swojego działania. Dobrym przykładem jest wykonywanie pomiarów pozycji materiałów produkcyjnych i przekazywanie danych dalej, np. do robotów, które na ich podstawie wykonują korektę ścieżek manipulacyjnych. Bez tego robot nie byłby w stanie wykonać poprawnie swojej pracy. Jest w stanie ją realizować dzięki komunikacji horyzontalnej z obu stron.

W XXI wieku trudno już mówić o nowoczesnych liniach produkcyjnych bez funkcjonujących systemów MVS. Jakość stała się priorytetem, a tego rodzaju rozwiązania pozwalają ją bez problemu osiągnąć.

Autor: Mariusz Nowak, kierownik projektów Etisoft Smart Solutions

https://ess.etisoft.pl/

https://etisoft.com.pl/