A gépi látás létfontosságú szerepe az Ipar 4.0-ra való átállásban
A csatlakoztathatóság, az automatizálás és az adatrögzítés csak néhány azon technológiák közül, amelyek a 2010-es évek közepe óta hozzájárultak a gyártásban bekövetkezett változásokhoz, és amelyek elég jelentősek ahhoz, hogy kiérdemeljék a „negyedik ipari forradalom” elnevezést. A gépi látás beépítése egy gyár intelligens infrastruktúrájába rengeteg lehetőséget teremt a műveletek hatékonyabbá tételére.
Az Ipar 4.0 néven ismertté vált átmenet során a fejlett érzékelők kéz a kézben dolgoznak a beágyazott szoftverekkel és a kifinomult adatelemző eszközökkel, hogy valóban intelligens gyárakat hozzanak létre. A dolgok internete és a felhőalapú számítástechnikai infrastruktúra által biztosított összekapcsolhatóság hozzáadása további értéket teremt azáltal, hogy összekapcsolódik az üzlet más aspektusaival.
A gyors fejlődéshez az Ipar 4.0 úttörőinek – akik még inkább profitálhatnak az olyan feltörekvő technológiákból, mint a mesterséges intelligencia (AI/MI) – a készletnyilvántartástól a minőségellenőrzésig mindenre megoldást kell találniuk olyan költségekkel, amelyek minden méretű vállalkozás számára megfizethetők.
A gépi látás az egyik példa erre a trendre. Bár az első egyszerű rendszerek 1970-es évekbeli bevezetése óta létezik, egyre nagyobb jelentőséggel bír, mivel olyan rendszerek alapjául szolgál, amelyek nemcsak gyorsabbak és hatékonyabbak, hanem értékes emberi tőkét is felszabadíthatnak.
Fontos megkülönböztetni a gépi látást a számítógépes látórendszerektől, amelyek a képeket feldolgozzák és algoritmusok alapján értelmezik. A gépi látórendszer egy kamerát használ a képi adatok rögzítésére, amelyekkel a számítógépes látás dolgozni tud, és gyakran olyan döntéseket hoz, amelyek a rendszer más összetevőinek adott utasítások alapjául szolgálnak.
Látásmód az Ipar 4.0-ban
Az Ipar 4.0 azon képessége, hogy különböző elemek közötti adatmegosztáson alapuló, nagy értékű, innovatív megoldásokat hoz létre, meggyőző érv a gépi látás bevezetésére olyan folyamatokban, ahol az eddig nem játszott szerepet.
A mesterséges intelligencia növekvő jelentősége a gyártásban fokozza ezt a tendenciát. A gépi látórendszerek által rögzített, meglévő adatokkal képzett AI/MI-modellek mély tanulási következtetéseket alkalmazhatnak a legfinomabb anomáliák felismerésére. A bemenetnek nem is kell a hagyományos kétdimenziós fényképek formájában érkeznie. Jöhet hő- vagy infravörös érzékelőkből is, és a gépi látórendszerek egyre inkább képesek háromdimenziós és mozgóképek feldolgozására is.
Hamamatsu kiértékelőlap és mini-spektrométer
A beruházás indokoltsága
A gépi látás potenciális alkalmazásainak száma az Ipar 4.0-ra való áttérés keretében megnehezítheti egy vállalkozás számára a kezdést. Az előnyök széles körűek lehetnek, de a bevezetés nem csupán néhány kamera megvásárlásával és a gyártóüzemben való elhelyezésével történik. Előre látásra, tervezésre és – ami a legfontosabb – az elérendő célok világos meghatározására van szükség.
A jó hír az, hogy még egy viszonylag szerény beruházást is indokolttá tehet a mérhető megtérülés a rugalmasság, az automatizálás, a terméktervezés, a gyártás, a munkaerő optimalizálása és az energiafogyasztás javulása tekintetében.
Alapvetően a gépi látás olyan ismétlődő, koncentrált feladatokban jeleskedik, amelyekre még a legkitartóbb embernek is kihívást jelenthet hosszabb ideig koncentrálni. Az elektronikai gyártás jó példát szolgáltat a gondos alkalmazás előnyeire. Egy félvezetőgyártó, amely még mindig manuálisan ellenőrzi a gyártás során a szeleteket, felszabadíthatja a dolgozókat produktívabb feladatokra, ha hagyja őket kéz a kézben dolgozni az automatizált minőségellenőrzéssel, amely gyorsabb, hatékonyabb és pontosabb, mint a legjobban képzett emberek. Hasonlóképpen, a NYÁK maratási folyamatán áthaladó alkatrészek ellenőrzése is olyan unalmas feladat, amelyet egy végtelenül türelmes gépi látórendszer egyenletesen magas színvonalon végezhet el – egészen a végső csomagolásig.
Pepperl+Fuchs eseménykamera
A minőségellenőrzésen túl
Az Ipar 4.0 környezetben a gépi látás szerepe a termékminőség és a konzisztencia ellenőrzésén túl a létesítmény működésének és a működés minden aspektusának felügyeletére is kiterjedhet. Képzelje el, hogy végig sétálhat egy gyárban, és valós időben „látja”, hogy egy cső hőmérséklete közelíti – vagy túllépi – a normál üzemi hőmérsékletet, vagy hol rezeg egy kicsit jobban, mint kellene. A gépi látás ezt teszi lehetővé a hőkamerák és a mozgásérzékelő kamerák által gyűjtött adatok segítségével. Miután a rendellenes viselkedést észlelni képes mesterségesintelligencia-modellek figyelik, az információk egy kiterjesztett valóság-interfészen keresztül közvetlenül a karbantartó mérnökökhöz továbbíthatók, így a potenciális probléma felmérhető, és az intézkedések proaktívan megtehetők.
A mesterséges intelligencia által lehetővé tett másik alkalmazás az egészségügyi és biztonsági protokollok megerősítésének képessége. Egy gépi látórendszer – amelyet olyan algoritmusok támogatnak, amelyek tudják, hogy egy létesítményen belül mely helyek korlátozottak, kik léphetnek be oda, és milyen védőfelszerelésre van szükségük – hatékonyabban képes szemmel tartani a műveletek aspektusait, mintha emberi felügyeletre hagyatkoznánk.
Itt azonban még nincs vége, mivel a mesterséges intelligencia lehetséges alkalmazási lehetőségeinek határait nem ismerjük. Például a készletgazdálkodás automatizálásának képessége pontos nyomon követést biztosít, csökkenti a hibákat és optimalizálja a készletszinteket, ami minimalizálja a felesleges készleteket és csökkenti a tárolási költségeket.
A válogatás és csomagolás tekintetében az MI biztosíthatja az anyagok pontos és hatékony felhasználását, ami csökkenti a pazarlást. Természetesen maga a hulladék nyomon követése is elvégezhető az MI segítségével, hogy azonosítani és csökkenteni lehessen a hulladéktermelő tevékenységek számát.
A gépilátás-vezérlésű robotrendszerek alkalmazása a pontosság javítása és az anyagmozgatási hibák csökkentése érdekében az anyagmozgatás számos aspektusát is jelentősen javíthatja, nem utolsósorban a biztonsági előírások betartásának protokolljait, amelyek nyomon követhetők és betartathatók a balesetek és az erőforrás-veszteségek kockázatának csökkentése érdekében.
Mi a kínálat
A gépi látás technológiája kiválóan alkalmazható ott, ahol a különböző típusú gépek folyamatosan kapcsolatban állnak, illetve kölcsönhatásban vannak egymással, részben ezért is alkalmazzák számos különböző alkalmazásban. A gyors elterjedés nagyrészt az alkatrészek megfizethetőségének köszönhető, ami viszont elősegíti a továbbfejlesztett hardverek és szoftverek szélesebb körének kifejlesztését. Bár a gépi látás bevezetését minden vállalkozás a saját szervezete számára észszerű ütemben fogja megközelíteni, a legjobb megoldás jellemzően a várt konkrét előnyök egyértelmű meghatározásától függ, és attól, hogy ezek az előnyök hogyan fogják javítani az általános stratégiát.
Sokak számára a gépi látás elsődleges előnye az lesz, hogy hatalmas mennyiségű információ összegyűjtésére, feldolgozására és automatikus kezelésére lesz képes – mindezt a másodperc töredéke alatt. Erről szól az Ipar 4.0, és ezek az adatfeldolgozási és elemzési képességek önmagukban is elég meggyőzőek ahhoz, hogy belevágjunk.
Szerencsére a különböző komponensek elérhetősége és megfizethetősége megkönnyíti az elindulást anélkül, hogy jelentős beruházásra kellene kötelezettséget vállalni. Az olyan jól ismert nevek, mint az Analog Devices és a Microchip értékelő készletei mellett a Farnell széles körű gépilátás-kínálata olyan gyártók megfizethető és nyílt forráskódú megoldásait tartalmazza, mint a Raspberry Pi, a BeagleY-AI és a kínai LattePanda, valamint az Arduino Portenta és Nicla családja. Az AMD Xilinx a Kria-26 rendszerchipet kínálja, amelyet látó-, mesterségesintelligencia- és robotikai alkalmazásokhoz optimalizáltak, míg az NXP EdgeReady termékcsaládja hardveres és szoftveres mesterségesintelligencia-megoldásokat kínál látó alkalmazásokhoz, például arcfelismeréshez. A HUSKYLENS AI gépilátás-érzékelő egy másik olcsó és egyszerű módja a gépi látás elindításának.
Omron Industrial Automation monokróm kamera
A lehetőségek száma pedig olyan eszközökre terjed ki, mint a Hamamatsu kiértékelőlap és mini-spektrométer; a Pepperl+Fuchs eseménykamerája; és az Omron Industrial Automation monokróm kamerája, hogy csak néhányat említsünk. Ezek és más fejlesztések tovább emelik a gépi látás eszközeivel és technológiáival elérhető lehetőségek színvonalát.
Bármelyik utat is választjuk, már most egyértelmű, hogy a gépi látás a gyártás digitalizálásának sarokköve. Ahogy az Ipar 4.0 gyorsan normává válik, azok a vállalatok, amelyek késlekednek azzal, hogy legalább fontolóra vegyék, hogyan fogják használni a gépi látást, azt kockáztatják, hogy létfontosságú teret veszítenek ambiciózusabb versenytársaikkal szemben.
Aki többet szeretne megtudni, az e-TechJournal „Lépés a jövőbe” című legújabb kiadása itt olvasható: https://uk.farnell.com/e-techjournal
Szerző: Ankur Tomar – műszaki marketing menedzser, Farnell
Farnell element14
Ingyenesen hívható telefonszám: 06 80 016 413
Műszaki támogatás e-mailben:
http://hu.farnell.com
www.element14.com
