Didier Lacroix詳細解釋了機器視覺(jué)技術(shù)如何幫助制造商們克服人工識別和檢查的局限性。

   機器視覺(jué)是當前很多生產(chǎn)線(xiàn)的重要組成部分。迫于加強監管和提高盈利能力的壓力，不同行業(yè)的制造商們正越來(lái)越多地采用該技術(shù)，以滿(mǎn)足提高安全性、可追蹤性和生產(chǎn)力的目標。

   以條形碼掃描器為例。在確保質(zhì)量控制（QC）、庫存管理和供應鏈追蹤的可靠性方面，它們已經(jīng)取得很大進(jìn)展。隨著(zhù)1DMax+等條形碼閱讀技術(shù)的增強，今天的掃描器能夠成功執行各種極具挑戰性的操作，例如當代碼中出現極端變化時(shí)。

   例如在某些生產(chǎn)線(xiàn)上，傳送帶上運送的產(chǎn)品可能以不同的方位面向攝像機。不必安裝數臺激光條碼掃描器來(lái)覆蓋大多數角度，只需一臺視覺(jué)型閱讀器便可足以勝任此項工作，識別準確率可達100％。

   如果再運用上Hotbars技術(shù)，那么閱讀器甚至在難以閱讀的情形下也能夠捕捉到數據，例如文本頁(yè)面褪色、印刷質(zhì)量拙劣、頁(yè)面刮破或識別代碼模糊等。即使在印刷紙頁(yè)變形或損壞，或者代碼與鏡頭角度非常小的情況下，掃描器仍然能夠順利完成工作。

  技術(shù)的深入發(fā)展也使經(jīng)過(guò)直接零件標識（DPM）的組件更容易和可靠地讀取。能夠有效讀取二維碼矩陣和QR碼的技術(shù)正在被應用到汽車(chē)、飛機等制造商。通常情況下，隨著(zhù)時(shí)間的推移，刻有代碼的表面會(huì )降解，或其顏色或紋理會(huì )形成“雜亂”的背景，從而使掃描器難以準確讀取數據。

  同樣，印刷代碼所在的背景也可能因為褪色致使對比效果不理想。在一些時(shí)候，代碼本身也可能被弄得模糊不清或讀取表面是彎曲的，例如在圓柱體上。環(huán)境因素，比如光線(xiàn)昏暗或光照不均勻，也會(huì )導致識別困難。

  一旦擁有了有效的2D閱讀技術(shù)，這些問(wèn)題都可以迎刃而解，從而減少了需要重新讀取數據的麻煩和生產(chǎn)線(xiàn)中斷的問(wèn)題。例如，某些供應商可以提供一個(gè)紅光模塊，以幫助提高直接標識零件的讀取率。

  追蹤

  通過(guò)使用2D和1D條形碼，各類(lèi)組織和公司在各自的供應鏈中可以有效地追蹤原材料、在制品和制成品 - 即使在產(chǎn)品出倉之后。

  為了迎合太陽(yáng)能光伏（PV）面板的制造需求，條碼掃描器可以配備藍色照明模塊。藍色照明模塊產(chǎn)生的光會(huì )營(yíng)造出適合閱讀藍色光伏晶圓標記的最佳環(huán)境，確保DPM代碼準確讀取。這些掃描器還具有機器智能，能夠調整綜合性照明設置，為組件找到最佳的燈光設置。

  選用合適的“眼睛”來(lái)做適宜的工作，這也是要考慮的重要因素。根據不同的應用環(huán)境，選用不同類(lèi)型的鏡頭，例如C-接口、S-接口或可變焦距液體透鏡。

  在醫療行業(yè)，為了確保病人安全，醫院需要追蹤手術(shù)設備狀況。為了把握這種趨勢，醫療和制藥設備制造商開(kāi)始在其產(chǎn)品上標注數據矩陣碼，以提供必要的安全和數據保護。

  在追蹤醫院設備盤(pán)存的過(guò)程中，這些問(wèn)題需要回答—設備使用、保存或消毒的時(shí)間和地點(diǎn)。

  在操作層面上，ID讀碼有助于確保這些信息能夠準確捕捉，（例如）實(shí)現對每臺儀器在滅菌過(guò)程中的監測。該系統應該能夠對手術(shù)室中使用的儀器設備進(jìn)行重新設置，并確保該設備應用到了正確的患者上。

  對于這樣的環(huán)境而言，需要使用一種三色照明系統以?xún)?yōu)化圖像和儀器表面之間的對比度。綠光用于讀取使用激光雕刻的代碼；紅光用于對光亮的凸面的針式打碼進(jìn)行解碼，而藍光用于對無(wú)光和平坦表面的針式打碼進(jìn)行解碼。

  通過(guò)使用正確的照明，可以產(chǎn)生清晰的畫(huà)面，無(wú)論該器具的形狀、顏色、裝飾材料、雕刻等特性怎樣，都能很容易被掃描器讀取和解碼。從管理角度來(lái)看，消毒部門(mén)經(jīng)理再也不必處理與儀表手動(dòng)設置及容易出錯的重新設置相關(guān)的問(wèn)題，管理人員也能夠即時(shí)獲得實(shí)時(shí)信息。

  高速行動(dòng)

  除了識別之外，機器視覺(jué)技術(shù)同樣用于檢查、缺陷檢測、指導、校準和測量等方面?，F在所能實(shí)現的快速采集速度（每秒可捕獲100多張圖像）可以使制造商可靠地檢測快速移動(dòng)的裝瓶和制藥生產(chǎn)線(xiàn)上的產(chǎn)品。

   例如，一家啤酒生產(chǎn)廠(chǎng)過(guò)去依靠人眼檢查瓶子身上的缺陷。操作人員不得沿著(zhù)生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)回轉換位置，以手動(dòng)方式確保每只瓶子都加上了蓋子。

   操作人員除了要確保瓶蓋在正確的封端位置，還要驗證標簽是否存在及其定位是否正確。此外，操作人員還必須要確保條碼信息、生產(chǎn)日期和產(chǎn)品有效期正確無(wú)誤地印刷在每個(gè)瓶子上。

   由于生產(chǎn)速度快速，操作人員根本不可能徹底檢查每個(gè)瓶子。此外，他們也無(wú)法驗證條形碼中是否包含正確的信息——超出了人類(lèi)的能力。毫無(wú)疑問(wèn)，經(jīng)常會(huì )出現生產(chǎn)中的錯誤未被檢測到的情況，導致有缺陷的貨物交付給客戶(hù)。

  由于該瓶裝廠(chǎng)是一家合同制造商，為多個(gè)不同品牌生產(chǎn)啤酒，因此也可能會(huì )有瓶子被錯誤地密封上競爭對手的瓶蓋，也可能有錯誤的標簽粘貼在瓶身上，或額外的標簽誤貼在現有的標簽上。

  借助機器視覺(jué)解決方案，這些問(wèn)題都可以迎刃而解。由于每個(gè)瓶子都可以接受該系統的檢測，那么質(zhì)量控制（QC）很快就會(huì )成為一項自動(dòng)化過(guò)程——不僅檢查徹底，而且節省人力。

  過(guò)去每個(gè)班次需要四位操作人員，現在只需一位操作人員監督操作即可。除此以外，生產(chǎn)線(xiàn)也不再需要檢測到一次錯誤便停頓一次。有缺陷的瓶子會(huì )自動(dòng)轉到指定的垃圾桶中，在每次輪班結束后由操作人員收集。

  此外，該系統還會(huì )記錄每班造成的生產(chǎn)誤差，而非依靠操作員記憶做下的筆記。只要包裝瓶從相機前經(jīng)過(guò)，相機就會(huì )捕捉到它的圖像，由此形成的圖片庫可作為否定出現缺陷產(chǎn)品的有力證據。

  餐飲行業(yè)中，嬰兒配方奶粉廠(chǎng)商在檢驗過(guò)程中同樣面臨著(zhù)類(lèi)似挑戰。操作員沿生產(chǎn)線(xiàn)部署，確保生產(chǎn)批號、日期代碼能夠正確地用激光打標到包裝罐或包裝袋上?？紤]到肉眼觀(guān)察的局限性，操作員只能檢驗必備信息是否完整，但若要用這種檢驗方法來(lái)確保每個(gè)包裝上的日期準確無(wú)誤，很大程度上是做不到的。

  機器視覺(jué)系統能自動(dòng)驗證包裝袋上的日期代碼信息和生產(chǎn)批號信息，還能驗證包裝罐罐底的日期代碼信息和生產(chǎn)批號信息。但凡產(chǎn)品未打上代碼或打上的代碼有誤，剔除系統都會(huì )將其移除。除上述優(yōu)勢外，該系統還能確保每個(gè)包裝罐或包裝袋內含有一個(gè)勺子—規格、顏色準確無(wú)誤的勺子。

  電子產(chǎn)品檢驗

  電子設備制造中，集成電路（IC）測試能確保集成電路的制造符合精確標準。除了要確保檢驗過(guò)程精確之外，記錄檢驗過(guò)程也尤為必要。

  一個(gè)強大的視覺(jué)系統應能進(jìn)行高速識別檢查，能在集成電路包裝生產(chǎn)線(xiàn)之初就為產(chǎn)品部件拍照。

  這些技術(shù)用于檢驗針尺寸，確定每個(gè)針的位置是否準確。若檢驗出某部件不合格，系統應能夠識別并移除相關(guān)次品。

  理想情況下，該系統可與現有產(chǎn)品質(zhì)量管理體系并用，可以實(shí)時(shí)提示生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。該系統還應該就次品與成品數量產(chǎn)生報告，算出次品與成品比率，繼而通過(guò)遠程信息傳遞將這些信息傳輸給監控中心。

  該檢驗系統應易安裝，易更改。操作員應能在無(wú)需技術(shù)人員幫助的情況下配置該系統。本質(zhì)來(lái)講，就是該系統應包含安裝文件的加載程序，實(shí)現系統實(shí)時(shí)更新。

  精細化管理

  制藥生產(chǎn)屬受高度監管的行業(yè)，制藥廠(chǎng)商需具備嚴格的管理機制，控制生產(chǎn)工序，保持供應鏈完整?；谝曈X(jué)的引導、檢驗、測量和辨識之一大優(yōu)勢在于無(wú)需身體接觸。省去身體接觸，有兩大好處：降低產(chǎn)品污染的可能性，降低操作時(shí)產(chǎn)品或包裝材料損壞或遺失的風(fēng)險。

  機器視覺(jué)可用來(lái)檢查罩板包裝里是否已放入片劑，片劑的形狀、大小和顏色是否正確。該系統可加以訓練，進(jìn)行片劑分類(lèi)，檢測破損或缺陷片劑。還可識別未裝滿(mǎn)小瓶，并將其移出生產(chǎn)線(xiàn)。制藥廠(chǎng)商可訓練視覺(jué)系統快速識別標簽，辨識字母和數字。視覺(jué)系統還可為進(jìn)行百分之百的內聯(lián)打印或標簽質(zhì)量評估，實(shí)現在線(xiàn)過(guò)程控制。這對于序列化包裝的應用，保持項目級溯源性意義極為重大。

  該視覺(jué)系統可使包裝機確保標簽與產(chǎn)品相匹配，還可在整個(gè)供應鏈中跟蹤生產(chǎn)批次和單個(gè)產(chǎn)品。這就便于廠(chǎng)商確定產(chǎn)品在何處轉手，有助于減少因產(chǎn)品缺陷或污染而召回所需的時(shí)間，實(shí)現問(wèn)題追根溯源。制藥工業(yè)最重要的應用之一就是產(chǎn)品認證，或追蹤電子履歷。為嚴防假藥蔓延，認證正品醫藥、正規制藥廠(chǎng)商或正常供應鏈的能力必不可少。

  應用該系統要求實(shí)現編碼，打標，序列號聚合—需依托多個(gè)視覺(jué)系統和身份掃描器，實(shí)現整條生產(chǎn)線(xiàn)上的條形碼讀取、脫機驗證及在線(xiàn)標簽質(zhì)量評估。這些工藝使得在以數據矩陣為標準的情況下，每個(gè)瓶包裝、紙盒包裝或罩板包裝上實(shí)現項目級序列化。序列化項目遵照主從關(guān)系與更大的包裝箱或托盤(pán)手關(guān)聯(lián)。

  毋庸置疑，視覺(jué)技術(shù)進(jìn)步有助于各個(gè)行業(yè)的制造商在商業(yè)球場(chǎng)上超越其競爭對手。無(wú)論是實(shí)現條形碼溯源還是部件/產(chǎn)品檢驗，機器視覺(jué)都提供了超越肉眼檢驗性能的更優(yōu)解決方案。