Analisis Kelebihan dan Kelemahan Teknologi Pemeriksaan Visi Can: Laluan Ke Arah Kawalan Kualiti Pintar

1. Pengenalan: Kepentingan Pembungkusan Tin dan Pemeriksaan Kualiti

Tin, sebagai salah satu format pembungkusan yang paling biasa dalam industri makanan dan minuman moden, digunakan secara meluas untuk membungkus beribu-ribu produk, termasuk minuman berkarbonat, bir dan susu tepung. Dengan perkembangan pesat teknologi pembungkusan dalam industri makanan negara saya, terdapat tidak kurang daripada 8 juta syarikat pembungkusan sekunder, tersebar di pelbagai industri dan wilayah, dengan industri makanan mengalami kekerapan penggunaan pembungkusan yang paling tinggi.

Didorong oleh peningkatan tahap ekonomi dan perubahan gaya hidup, permintaan untuk pelbagai makanan pra-pembungkusan telah meroket, secara langsung memacu perkembangan pesat industri pembungkusan tin. Dalam konteks pengeluaran berskala besar dan berkelajuan tinggi ini, memastikan kualiti setiap tin telah menjadi isu kritikal.

Pengeluaran tin adalah berintensifkan modal, menuntut teknologi, dan menuntut alam sekitar. Ia sering menggunakan kaedah pengeluaran volum tinggi yang berterusan, meletakkan permintaan yang sangat ketat pada kualiti visual.

Pemeriksaan kualiti tradisional sangat bergantung pada buruh manual, dengan pekerja melakukan tugas pemeriksaan yang sangat berulang di barisan pemasangan. Ini bukan sahaja menanggung kos buruh dan pengurusan yang besar, tetapi juga menyukarkan untuk menjamin kesilapan sifar. Faktor seperti keletihan, perbezaan individu dan gangguan boleh menjejaskan ketepatan dan ketekalan keputusan pemeriksaan. Dengan perkembangan pesat pembuatan pintar, automasi, pendigitalan dan pemformatan, teknologi pemeriksaan penglihatan mesin telah muncul dan secara beransur-ansur menjadi penyelesaian arus perdana untuk pemeriksaan kualiti tin.

Sistem pemeriksaan visual meniru penglihatan manusia, menggunakan kamera untuk menangkap imej dan pemprosesan dan analisis komputer untuk mencapai pemeriksaan dan pertimbangan automatik, dengan berkesan mengatasi banyak batasan pemeriksaan manual. Artikel ini akan menganalisis secara menyeluruh kelebihan dan kekurangan teknologi pemeriksaan visual tin, meneroka prinsip teknikalnya, aplikasi semasa dan trend pembangunan masa hadapan.

2 .Prinsip Teknikal dan Komposisi Sistem Pemeriksaan Visual Tin

Teknologi pemeriksaan visual boleh ialah kaedah pemeriksaan automatik yang menyepadukan optik, elektronik, komputer dan kejuruteraan mekanikal. Prinsip asasnya ialah untuk menangkap imej digital permukaan tin melalui sistem pemerolehan imej, kemudian menggunakan algoritma pemprosesan imej untuk mengekstrak maklumat ciri, dan akhirnya mengenal pasti dan mengklasifikasikan kecacatan berdasarkan kriteria pratetap.

2.1 Komposisi Sistem

Sistem pemeriksaan visual tin yang lengkap biasanya terdiri daripada tiga komponen utama:

Sistem pemerolehan imej: Ini termasuk komponen seperti kamera industri berkelajuan tinggi, sumber cahaya khusus dan kanta optik. Kamera industri berkelajuan tinggi membolehkan tangkapan berterusan berkelajuan tinggi dan tangkapan imej resolusi tinggi, membolehkan tangkapan kecacatan permukaan dan maklumat terperinci lain pada tin.

Untuk menangani sifat pemantulan tinggi permukaan tin, sistem biasanya menggunakan reka bentuk pencahayaan khusus, seperti pencahayaan tanpa bayang berbentuk kubah, pencahayaan tanpa bayang tiga cincin, pencahayaan cincin sudut rendah atau sistem pencahayaan sepaksi, menangani cabaran pencahayaan dengan berkesan.

Sistem pemprosesan imej: Ini adalah teras pemeriksaan visual, bertanggungjawab untuk prapemprosesan, pengekstrakan ciri dan pengenalpastian kecacatan imej yang ditangkap. Prapemprosesan termasuk operasi seperti denoising imej, penukaran skala kelabu dan perduaan, bertujuan untuk meningkatkan ketepatan dan kelajuan pemprosesan berikutnya.

Pengekstrakan ciri melibatkan pengekstrakan ciri daripada imej yang memudahkan pengelasan dan pengecaman, seperti bentuk, saiz, tekstur dan warna. Akhir sekali, sistem menggunakan model pengelas untuk mengelas dan mengenal pasti kecacatan permukaan pada tin dengan tepat.

Sistem kawalan: Ini bertanggungjawab untuk kawalan automatik dan pemantauan operasi peralatan, termasuk antara muka manusia-mesin, program automasi PLC, dan pemantauan parameter operasi. Operator boleh menetapkan pelbagai parameter peralatan dan memantau status peralatan melalui antara muka manusia-mesin.

Sistem kawalan juga berinteraksi dengan mekanisme penolakan untuk mengeluarkan produk yang rosak secara automatik.

2.2 Proses Pelaksanaan Teknikal

Proses teknikal untuk pemeriksaan visual tin biasanya termasuk langkah-langkah berikut:

Pemerolehan Imej: Semasa tin melalui kawasan pemeriksaan pada tali pinggang penghantar, penderia fotoelektrik mencetuskan kamera untuk menangkap imej, menangkap imej berkualiti tinggi di bawah sumber cahaya tertentu.

Prapemprosesan Imej: Algoritma penyah bunyi suai dan teknik peningkatan tepi digunakan untuk mengoptimumkan kualiti imej dan mengurangkan gangguan hingar.

Penyetempatan dan Segmentasi Wilayah: Kawasan utama pada tin, seperti mulut, badan, tab tarik dan kawasan cetakan inkjet, dikenal pasti.

Pengekstrakan dan Analisis Ciri: Ciri geometri, tekstur dan warna setiap kawasan dikira.

Pengenalpastian dan Pengelasan Kecacatan: Algoritma pra-tetap atau model AI digunakan untuk menentukan kehadiran dan jenis kecacatan.

Output Keputusan dan Pelaksanaan: Keputusan pemeriksaan dihantar ke sistem kawalan PLC, mencetuskan mekanisme penolakan untuk mengeluarkan produk yang rosak dan merekodkan data pemeriksaan. 

Jadual: Komponen Utama dan Fungsi Sistem Pemeriksaan Visual Tin

3 .Kelebihan Utama Pemeriksaan Visual Can

Bolehkah teknologi pemeriksaan visual menawarkan kelebihan ketara berbanding pemeriksaan manual tradisional dalam banyak aspek, menjadikannya amat diperlukan dalam pengeluaran perindustrian moden.

3.1 Peningkatan Ketepatan dan Kestabilan Pemeriksaan

Sistem pemeriksaan visual boleh mencapai ketepatan pengukuran tahap mikron. Sebagai contoh, peranti HY-M5 Xianyang Technology mempunyai ketepatan pengimejan sehingga 0.01mm dan kadar ketepatan sehingga 99% untuk maklumat pengesanan kecacatan. Keupayaan pemeriksaan ketepatan tinggi ini membolehkan sistem mengenal pasti kecacatan halus yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia, seperti calar kecil, penyok dan cela cetakan kecil.

Tambahan pula, sistem pemeriksaan visual adalah sangat stabil, tidak terjejas oleh keletihan, emosi atau pengalaman, memastikan piawaian dan kualiti pemeriksaan yang konsisten.

Ini penting untuk memastikan kualiti produk yang konsisten dalam pengeluaran berskala besar. Sistem ini juga menyekat gangguan daripada cahaya ambien dan menyediakan pengimejan yang lengkap walaupun pada permukaan yang sangat memantulkan cahaya, menyelesaikan kebanyakan cabaran pemeriksaan penampilan semasa.

3.2 Kecekapan Pengeluaran yang Diperbaiki dengan ketara

Sistem pemeriksaan visual mampu melakukan pemeriksaan dalam talian berkelajuan tinggi, mencapai kelajuan kira-kira 700 pemeriksaan sejam,

atau bahkan sehingga 1,200 tin seminit. Kelajuan ini jauh melebihi kecekapan pemeriksaan manual dan boleh memadankan dengan sempurna rentak barisan pengeluaran berkelajuan tinggi moden, mencapai 100% pemeriksaan dalam talian tanpa memperlahankan talian.

Keupayaan pemprosesan masa nyata sistem pemeriksaan membolehkan maklum balas segera hasil pemeriksaan kepada barisan pengeluaran, membolehkan pengesanan dan penyingkiran produk yang rosak tepat pada masanya dan menghalang penjanaan sejumlah besar sisa. Sistem ini juga menjana laporan statistik secara automatik, membantu pengurus pengeluaran memantau status kualiti dalam masa nyata dan membuat pelarasan pantas.

3.3 Pengurangan Kos dan Faedah Ekonomi yang Ketara

Walaupun sistem pemeriksaan visual memerlukan pelaburan awal tertentu, ia boleh mengurangkan kos buruh dengan ketara dalam jangka panjang. Proses pemeriksaan tradisional memerlukan ratusan pekerja, manakala pemeriksaan automatik hanya memerlukan segelintir pengurus, dengan ketara mengurangkan keperluan tenaga kerja.

Tambahan pula, sistem ini mengurangkan risiko pulangan dan kerosakan jenama akibat pemeriksaan yang tidak dijawab, memberikan pulangan pelaburan yang lebih tinggi.

Ciri ukuran bukan sentuhan sistem pemeriksaan visual mengelakkan haus dan lusuh yang disebabkan oleh sentuhan dengan bahagian ujian, memanjangkan hayat peralatan dan mengurangkan potensi kerosakan sekunder pada produk.

Sistem ini juga membantu pengeluar mengurangkan sisa bahan dan meningkatkan penggunaan sumber dengan mengenal pasti isu kualiti secara proaktif.

3.4 Kebolehkesanan Data dan Pengurusan Kualiti yang Diperbaiki

Sistem pemeriksaan visual bukan sahaja mengesan kecacatan tetapi juga mengumpul dan merekodkan banyak data berkualiti, memberikan maklumat berharga untuk proses pengeluaran. Data ini boleh digunakan untuk kawalan proses statistik (SPC) untuk menganalisis arah aliran kualiti, mengenal pasti masalah yang berpotensi dan mengoptimumkan parameter proses pengeluaran. Sesetengah sistem termaju juga boleh berkomunikasi dengan pangkalan data kebolehkesanan produk, membolehkan kebolehkesanan kualiti rantaian penuh daripada bahan mentah kepada produk siap. Ini amat penting untuk memenuhi keperluan keselamatan makanan dan peraturan kualiti. Sebarang isu boleh dikesan dengan cepat dan ditarik balik, meminimumkan kerugian dan risiko.

Jadual: Perbandingan Metrik Utama antara Pemeriksaan Manual Tradisional dan Pemeriksaan Visual

4. Had Pemeriksaan Visual Tin

Walaupun teknologi pemeriksaan visual untuk tin menawarkan banyak kelebihan, ia juga mempunyai batasan dan cabaran dalam aplikasi praktikal yang memerlukan pemahaman dan tindak balas yang objektif.

4.1 Keupayaan Terhad untuk Mengenalpasti Kecacatan Kompleks

Sistem pemeriksaan visual semasa masih menghadapi cabaran dalam mengesan kecacatan kompleks tertentu. Sebagai contoh, calar dan kotoran pada pengedap di dalam tin boleh menjejaskan ketepatan pengesanan disebabkan oleh sudut tontonan dan oklusi. Begitu juga, untuk jenis kecacatan tertentu, seperti sedikit ubah bentuk atau ralat dalam corak yang kompleks, sistem mungkin tidak dapat mengenal pasti mereka secara fleksibel serta pekerja berpengalaman.

Kepekaan cahaya memberikan cabaran lain. Walaupun menggunakan teknologi pencahayaan khusus, pemprosesan permukaan yang sangat reflektif masih boleh dipengaruhi oleh perubahan dalam pencahayaan ambien.

Kesan ini amat ketara pada barisan pengeluaran berkelajuan tinggi, di mana sistem bergelut untuk mencapai pelarasan pencahayaan masa nyata yang berkesan, yang berpotensi membawa kepada kualiti imej yang tidak konsisten dan, seterusnya, menjejaskan ketepatan pemeriksaan.

4.2 Ambang Teknikal dan Pelaburan Permulaan yang Tinggi

Kos pelaburan awal sistem pemeriksaan visual adalah tinggi, termasuk perolehan peralatan, penyepaduan sistem, pemasangan dan pentauliahan. Ini boleh menjadi beban yang besar bagi perusahaan kecil dan sederhana.

Tambahan pula, penyelenggaraan dan kemas kini sistem memerlukan juruteknik khusus, meningkatkan kos operasi.

Banyak sistem pemeriksaan visual lanjutan bergantung pada model pembelajaran mendalam, yang memerlukan sumber pengkomputeran yang luas dan sokongan data. Ini memberikan halangan teknikal yang tinggi untuk perusahaan yang mempunyai kepakaran teknikal yang terhad.

Latihan model-model ini memerlukan sejumlah besar data berlabel, yang memakan masa dan intensif buruh, yang memerlukan pengetahuan dan pengalaman khusus. 4.3 Cabaran Kesesuaian dan Fleksibiliti

Sistem pemeriksaan visual sering memerlukan penyesuaian semula parameter dan konfigurasi semula apabila berurusan dengan produk atau spesifikasi baru, kekurangan fleksibiliti dan kebolehsuaian pengendali manusia.

Apabila jenis produk berubah pada garis pengeluaran, sistem mungkin perlu direkodkan semula atau bahkan diganti sebahagiannya, mengakibatkan peningkatan downtime dan mengurangkan fleksibiliti pengeluaran.

Selain itu, kestabilan dan kebolehpercayaan sistem pemeriksaan visual yang sedia ada mungkin menghadapi cabaran dalam keadaan persekitaran yang melampau. Sebagai contoh, dalam persekitaran suhu tinggi, kekerasan tinggi, atau persekitaran pengeluaran berdebu, prestasi kamera dan pencahayaan mungkin terjejas, memerlukan langkah-langkah perlindungan tambahan, meningkatkan kerumitan sistem dan kos.

5. Trend Pembangunan Masa Depan

Untuk mengatasi batasan semasa, bolehkah teknologi pemeriksaan visual berkembang ke arah kecerdasan, kecekapan dan fleksibiliti yang lebih besar.

Integrasi Mendalam Kecerdasan Buatan dan Pembelajaran Mendalam: Sistem pemeriksaan visual masa hadapan akan semakin menggunakan teknologi pembelajaran mendalam, memanfaatkan algoritma lanjutan seperti rangkaian saraf konvolusional (CNN) dan rangkaian musuh generatif (GAN) untuk meningkatkan keupayaan mereka mengenal pasti kecacatan kompleks. Sistem ini boleh menyesuaikan diri dengan cepat kepada jenis kecacatan baharu melalui pembelajaran sampel kecil, mengurangkan pergantungan mereka pada sejumlah besar data beranotasi.

Aplikasi Teknologi Penglihatan 3D Ketepatan Tinggi: Pembangunan teknologi penglihatan mesin 3D telah menyediakan pendekatan baharu untuk pemeriksaan tin. Contohnya, sistem penglihatan mesin 3D definisi tinggi Xianyang Technology, HY-M5, boleh menangkap data awan titik 3D ketepatan tinggi tin dan menentukan integriti tab tarik dengan mengira maklumat ketinggian, menyelesaikan masalah pengesanan kedalaman yang bergelut dengan penglihatan 2D tradisional.

Teknologi ini juga berkesan menyekat gangguan cahaya ambien, membolehkan pengimejan lengkap permukaan yang sangat reflektif.

Gabungan Berbilang Teknologi dan Integrasi Sistem: Sistem pemeriksaan visual masa hadapan akan semakin berintegrasi dengan teknologi lain, seperti pengimejan berbilang spektrum, pengesanan inframerah dan pengimbasan laser, untuk membentuk penyelesaian pemeriksaan berbilang teknologi secara kolaboratif. Penyepaduan ini memanfaatkan kekuatan pelbagai teknologi untuk mencapai pengesanan yang lebih menyeluruh terhadap pelbagai kecacatan. Tambahan pula, sistem ini akan disepadukan dengan lebih mendalam dengan peralatan lain pada barisan pengeluaran, membentuk sistem pembuatan pintar gelung tertutup.

Pengecilan dan Reka Bentuk Modular: Untuk mengurangkan halangan dan kos teknikal, sistem pemeriksaan visual sedang menuju ke arah pengecilan dan pemodulatan. Pengilang menawarkan pilihan konfigurasi yang lebih fleksibel, membolehkan perusahaan kecil dan sederhana memilih sistem yang betul berdasarkan keperluan dan belanjawan mereka. Reka bentuk modular juga menjadikan sistem lebih mudah untuk menaik taraf dan menyelenggara, memanjangkan kitaran hayat peralatan.

6 Kesimpulan: Pilihan Yang Tidak Dapat Dielakkan Ke Arah Kecerdasan

Sebagai komponen penting automasi pembuatan moden, teknologi pemeriksaan visual untuk tin secara beransur-ansur menggantikan kaedah pemeriksaan manual tradisional dengan kelebihan ketaranya iaitu ketepatan tinggi, kelajuan tinggi dan kestabilan tinggi. Walaupun teknologi pada masa ini mempunyai had dalam pengecaman kecacatan kompleks tertentu, rawatan permukaan reflektif tinggi dan kos pelaburan awal, cabaran ini sedang diatasi secara beransur-ansur melalui inovasi dan pengoptimuman teknologi yang berterusan.

Nilai teknologi pemeriksaan visual bukan sahaja terletak pada meningkatkan kawalan kualiti itu sendiri, tetapi juga dalam mengoptimumkan dan menaik taraf keseluruhan sistem pengeluaran secara bijak. Ia membolehkan pengilang mencapai kebolehkesanan kualiti yang komprehensif, mengoptimumkan proses pengeluaran, dan menggunakan sumber dengan cekap, menyediakan sokongan teknikal untuk pembangunan mampan. Dengan kemajuan dalam Industri 4.0 dan pembuatan pintar, teknologi pemeriksaan visual untuk tin akan terus berkembang dan disepadukan secara mendalam dengan teknologi digital lain untuk membina ekosistem kawalan kualiti yang lebih pintar, cekap dan boleh dipercayai.

Bagi pengeluar tin, mengguna pakai teknologi pemeriksaan visual bukan lagi satu pilihan tetapi satu keperluan. Berdepan dengan persaingan pasaran yang semakin sengit dan keperluan kualiti yang semakin meningkat, pengenalan awal dan penyesuaian sistem pemeriksaan visual akan membantu syarikat membina daya saing teras dan mencapai pembangunan yang berkualiti tinggi dan mampan. Pada masa hadapan, apabila kos teknologi berkurangan dan kemudahan penggunaan meningkat, teknologi pemeriksaan visual akan merebak daripada perusahaan besar kepada perusahaan kecil dan sederhana, menggalakkan peningkatan keseluruhan dalam tahap kualiti keseluruhan industri.