Systemy wizyjne w procesach produkcyjnych

Chociaż ludzkie oko jest narzędziem niemal doskonałym, może nie być w pełni precyzyjne. Zmęczenie, choroba, powtarzające się czynności – wszystko to zmniejsza zdolność postrzegania i widzenia. Może zatem skutkować ewentualnymi niedociągnięciami i prowadzić do powstawania wad produkcyjnych.

Aby tego uniknąć, nowoczesne zakłady coraz chętniej decydują się na automatyzację procesów produkcyjnych. Jednym z ciekawszych rozwiązań, stosowanych w tej dziedzinie, są systemy wizyjne, (machine vision systems, MVS) – automatyczna weryfikacja oparta na analizie obrazu.

MVS, rozwiązania w zakresie „widzenia maszynowego”, wykorzystywane w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych, zajmują należne sobie miejsce w nowoczesnym przemyśle. Wspierają one zakłady na drodze transformacji do przemysłu 4.0.

Co potrafią systemy wizyjne?

Systemy wizyjne pozwalają na możliwość obserwacji i analizy rzeczywistości w bardziej zaawansowany sposób niż zero-jedynkowo. Przedsiębiorstwa decydują się na ich wdrożenie, ponieważ 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. 

Zaawansowani asystenci

Od pewnego czasu da się 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 – zauważa Mariusz Nowak z Etisoft Smart Solutions.

Wielowymiarowe wsparcie

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.

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.

Systemy wizyjne w przemyśle, oprócz tego, że spełniają wymagania stawiane przez nowy wymiar Przemysłu 4.0, stają się także kluczowym elementem tej coraz bardziej złożonej koncepcji. Trudno mówić o nowoczesnych liniach produkcyjnych bez funkcjonujących systemów MVS. W wyścigu o wyższą jakość i lepszą wydajność warto skorzystać z najlepszych rozwiązań już teraz.

Korzyści w pakowaniu

Obszarem, w którym warto przeprowadzić pierwszy pilotaż wdrożeniowy, jest pakowanie. System potrafi między innymi może sprawdzić kompletność opakowań jednostkowych dla danej konfiguracji pakowania oraz określić, czy pozycja wszystkich opakowań jednostkowych w pakiecie lub opakowaniu zbiorczym jest spójna. Chodzi o to, by żaden element nie obrócił się w żadnej z osi i nie odstawał położeniem od reszty. System wizyjny może także zweryfikować, czy pakowane są jednorodne (jednakowe) opakowania jednostkowe. Ponadto potrafi definiować, czy opakowania wyrobów nie są zagniecione, zniekształcone lub niedomknięte oraz jest w stanie sprawdzić, czy pakiety elementów znajdują się w odpowiedniej pozycji względem innych opakowań i pakietów. System wizyjny może również obsłużyć zafoliowane pakiety, składające się z wielu jednostkowych opakowań.

To jeszcze nie koniec jego możliwości. – System posiada funkcję inspekcji szerokiej gamy referencji i obsługi procesów, w których na przemian produkowane/pakowane są elementy w wielu wariantach. Jest bezobsługowy, co oznacza że nie ma konieczności wprowadzania i usuwania referencji z systemu. System zaprojektowaliśmy tak, aby na podstawie zdjęcia wykonanego w czasie rzeczywistym mógł automatycznie skonstruować model referencji. M.in. po to, aby określić, czy wszystkie elementy z danego zestawu do niego pasują – tłumaczy Adrianna Orzoł z Etisoft Smart Solutions.

Artykuł ukazał się w czasopiśmie Eurologistics nr 3/2021