Компьютерное зрение — это передовая технология, которая наделяет машины способностью воспринимать и интерпретировать визуальную информацию. В промышленности, где эта технология чаще именуется машинным зрением, она используется для автоматизации контроля качества, оптимизации производственных линий и повышения точности операций. Благодаря компьютерному зрению, на производстве можно существенно повысить производительность, снизить издержки и улучшить качество своей продукции. Это делает компьютерное зрение неотъемлемой частью современной индустрии 4.0.

Сферы применения компьютерного зрения в промышленности

Данная технология играет все более важную роль в различных отраслях промышленности, значительно повышая эффективность и точность производственных процессов. Рассмотрим подробнее, как данная технология применяется в следующих сферах:

Производство

• Контроль качества — обнаружение дефектов на изделиях, проверка соответствия продукции стандартам.
• Автоматизация процессов — сортировка деталей, упаковка продукции, паллетирование.
• Робототехника — наведение роботов на целевые объекты, координация их действий.

Автомобилестроение

• Системы помощи водителю — распознавание дорожных знаков, пешеходов, других автомобилей.
• Беспилотные автомобили — навигация, обнаружение препятствий, принятие решений.
• Контроль качества — проверка сборки автомобилей, обнаружение дефектов на кузове и деталях.

Производство электроники и комплектующих

• Сборка печатных плат — контроль качества пайки, проверка наличия всех компонентов.
• Тестирование электронных устройств — определение работоспособности, выявление дефектов.
• Сортировка компонентов — разделение компонентов по размеру, типу и другим параметрам.

Фармацевтика

• Контроль качества лекарственных препаратов — проверка целостности упаковки, наличие дефектов на таблетках.
• Автоматизация процессов — дозирование, смешивание ингредиентов.
• Исследования — анализ медицинских изображений, разработка новых лекарственных препаратов.

Сельское хозяйство

• Мониторинг состояния растений — обнаружение болезней, вредителей, сорняков.
• Автоматизация сбора урожая — определение зрелости плодов, сбор ягод и фруктов.
• Анализ почвы — определение состава почвы, уровня влажности.

Химическая промышленность

• Контроль качества продукции — анализ химического состава веществ, проверка чистоты.
• Безопасность — обнаружение утечек опасных веществ, мониторинг производственных процессов.

Текстильная промышленность

• Контроль качества тканей — обнаружение дефектов, проверка соответствия цвета и текстуры.
• Сортировка тканей — разделение тканей по типу, цвету, плотности.

Производство пищевой продукции

• Контроль качества продуктов — проверка свежести, обнаружение посторонних включений.
• Сортировка продуктов — разделение продуктов по размеру, качеству.
• Управление производственными процессами — оптимизация рецептур, контроль температуры и влажности.

В каждой из этих сфер компьютерное зрение решает широкий круг задач, повышая производительность, точность и безопасность производственных процессов.

Компьютерное зрение на производстве — это универсальный инструмент, который позволяет оптимизировать производственные процессы и повысить экономическую эффективность предприятия. Базовые функции, такие как контроль качества и сортировка продукции, уже стали стандартом в многих отраслях. Однако возможности этой технологии этим не ограничиваются. Каждый новый проект — это шанс разработать уникальные решения, например, систему диагностики оборудования в режиме реального времени. Инвестиции в компьютерное зрение окупаются за счет повышения производительности, сокращения брака и предотвращения простоев оборудования.

Основные преимущества систем на основе компьютерного зрения

• Раннее обнаружение дефектов и нарушений — размещение камер в труднодоступных местах или вблизи опасных зон позволяет выявлять отклонения на самых ранних стадиях, предотвращая распространение дефектов и минимизируя потери.
• Постоянный контроль качества — системы компьютерного зрения обеспечивают круглосуточный мониторинг производственных процессов без перерывов и снижения концентрации внимания, что позволяет выявлять даже самые незначительные отклонения от заданных параметров.
• Исключение человеческого фактора — автоматизированные системы контроля качества лишены субъективности и усталости, характерных для человека, что гарантирует объективность оценки продукции и минимизирует вероятность ошибок.
• Высокая производительность — одна система способна обрабатывать большой объем данных и контролировать множество объектов одновременно, заменяя собой нескольких операторов.
• Увеличение точности измерений — благодаря высокой разрешающей способности камер и точным алгоритмам обработки изображений, системы компьютерного зрения обеспечивают более высокую точность измерений линейных размеров, площади, объема и других параметров объектов.
• Создание цифровых архивов — сохранение изображений и видеозаписей с камер позволяет создавать обширные базы данных для последующего анализа, оптимизации производственных процессов и обучения персонала.
• Интеграция с другими системами — система легко интегрируются с другими системами автоматизации, что позволяет создавать гибкие и эффективные производственные линии.
• Анализ больших данных — современные системы  способны обрабатывать огромные объемы данных, выявлять скрытые закономерности и тренды, что позволяет оптимизировать производственные процессы и принимать более обоснованные управленческие решения.
• Повышение безопасности производства — системы компьютерного зрения могут использоваться для мониторинга соблюдения правил безопасности на производстве, обнаружения опасных ситуаций и предотвращения несчастных случаев.
• Снижение затрат — автоматизация контроля качества позволяет сократить расходы на оплату труда, снизить процент брака и повысить эффективность использования ресурсов.

Оборудование для систем компьютерного зрения в промышленности 

Системы компьютерного зрения представляют собой сложные технические комплексы, состоящие из множества взаимосвязанных компонентов. В их основе лежат фоточувствительные датчики, преобразующие световые сигналы в электрические, которые затем обрабатываются компьютером. Камеры, различающиеся по типу, разрешению и спектральному диапазону, позволяют захватывать изображения в видимом, ультрафиолетовом или инфракрасном спектре, расширяя возможности анализа. Для создания трехмерных моделей объектов используются 3D-сканеры, а специальные осветительные приборы обеспечивают оптимальные условия съемки.

Однако современные системы промышленного компьютерного зрения выходят далеко за рамки этого базового набора. Оптика, интерфейсы ввода-вывода, промышленное оборудование, специализированные процессоры — все это необходимые компоненты для создания гибких и эффективных решений. Выбор конкретного оборудования зависит от решаемых задач. Например, для контроля качества продукции требуются высокоскоростные камеры с высоким разрешением, а в робототехнике широко используются 3D-сканеры. Кроме того, важную роль играет программное обеспечение, которое обеспечивает обработку изображений и реализацию алгоритмов компьютерного зрения. Современные системы используют такие технологии, как глубокое обучение, нейронные сети и машинное обучение, позволяющие решать сложные задачи распознавания образов и принятия решений.

Таким образом, оборудование для систем компьютерного зрения представляет собой гибкую и масштабируемую платформу, позволяющую создавать высокоэффективные решения для широкого круга задач в различных отраслях промышленности. Комбинация аппаратных и программных средств позволяет автоматизировать рутинные операции, повысить точность измерений, обеспечить контроль качества продукции и оптимизировать производственные процессы.

Внедрение системы компьютерного зрения

Стандартный цикл проекта включает в себя несколько этапов:

• Анализ потребностей — определение конкретных задач, которые должна решать система, оценка имеющейся инфраструктуры и оборудования.
• Разработка технического задания — формализация требований к системе, включая характеристики оборудования, алгоритмы обработки данных и ожидаемые результаты.
• Проектирование и закупка оборудования — выбор необходимого оборудования (камеры, освещение, компьютеры) и его приобретение.
• Монтаж и настройка — установка оборудования на производственной площадке и настройка его работы.

Однако ключевым отличием проектов с компьютерным зрением является этап обучения модели. Для того чтобы система могла эффективно выполнять свои функции, необходимо обучить ее на большом количестве данных. Это означает, что в систему загружаются образцы изделий с различными дефектами, и алгоритмы машинного обучения находят характерные признаки этих дефектов. Чем больше и разнообразнее будет обучающая выборка, тем точнее система сможет выявлять дефекты в реальных условиях.

Специалисты «Интехкома» рассказывают об использовании компьютерного зрения в своих проектах. Подробнее 

Вопросы и ответы

Почему контроль с помощью компьютерного зрения выгоден?

Компьютерное зрение предлагает ряд неоспоримых преимуществ:

• Непрерывность работы — системы компьютерного зрения работают круглосуточно и без перерывов, исключая необходимость в постоянном присутствии человека и связанные с этим расходы.
• Экономия на персонале — отпадает необходимость в найме и обучении большого количества персонала для выполнения рутинных задач.
• Повышение точности — машины не подвержены усталости или ошибкам, связанным с человеческим фактором, что гарантирует более точный контроль качества.
• Автоматизация рутинных операций — системы берут на себя монотонные задачи, освобождая сотрудников для выполнения более сложных и творческих функций.
• Гибкость и масштабируемость — при расширении производства достаточно просто добавить новые камеры или модули в существующую систему.

В итоге, внедрение полного функционала позволяет:

• Снизить операционные расходы за счет автоматизации рутинных операций и сокращения штата.
• Повысить качество продукции благодаря исключению человеческого фактора и более точному контролю.
• Увеличить производительность за счет непрерывной работы систем.
• Повысить гибкость производства благодаря возможности быстро адаптировать систему к новым требованиям.

Проект «Интехкома» с применением компьютерного зрения, реализованный на площадке на металлургическом заводе в Липецке. Подробнее

Система позиционирования рулонов

Как технологию компьютерного зрения можно было бы применить на нашем заводе или другом объекте?

Если вас заинтересовала технология, однако у вас пока нет четкого ТЗ на разработку, наши специалисты могут изучить ваш объект и подготовить различные предложения.