Интеллектуальное будущее - обработка изображений как важный компонент в промышленности четвертого поколения
В мире, основанном на концепции «Промышленность 4.0», любые текстильные изделия будут изготавливаться на заказ, благодаря эффективной обработке данных. После того как покупатель выберет модель, будут определены его точные размеры с помощью системы обработки изображений (системы машинного зрения).
Такая система может представлять собой небольшую примерочную с четырьмя камерами, которые сфотографируют тело со всех сторон. Расчет размеров выполняется с помощью программного обеспечения, как и построение выкройки. Оставшиеся этапы производства осуществляются в автоматическом режиме, вплоть до доставки.
Таким образом, в будущем принцип работы универмагов одежды будет основан не на переполненных множеством моделей полках, а на огромном вирту
Как промышленные камеры превращают футуристические производственные процессы в реальность уже сегодня
Системы обработки изображений на основе промышленных камер уже выступают важным компонентом автоматизации производства. На всех этапах производства – от проверки сырья и мониторинга производства (например, выявления дефектов) до выходного контроля и обеспечения качества – подобные системы играют ключевую роль в достижении высокой эффективности и обеспечении соответствия стандартам качества.
Термин «Промышленность 4.0» означает новые формулы процессов и подходы к организации промышленного производства. В основе этой концепции лежит обмен огромными объемами данных по сети. Цель состоит в создании модели самоорганизованного, более ориентированного на конкретные потребности и высокоэффективного производства за счет сбора больших объемов данных и четкого обмена информацией.
Системы обработки изображений будут выступать ключевым компонентом в этой концепции, обеспечивая сбор требуемых данных. Развитию новой концепции способствует тот факт, что камеры продолжают уменьшатся в размерах и дешеветь, при том что их производительность неуклонно растет.
В тех областях, где когда-то было не обойтись без сложных систем, сегодня компактные и эффективные решения справляются со всеми задачами с таким же результатом, а порой даже лучше. Этот технологический прогресс, а также непрерывно расширяющиеся возможности сетевого взаимодействия открывают новые горизонты для промышленности четвертого поколения.
Новые возможности производства небольших партий
Одна из важных характеристик промышленности четвертого поколения заключается в том, что благодаря полной автоматизации средств управления технологическими процессами появляется возможность экономически выгодного производства самых разнообразных изделий не только крупными, но и мелкими партиями — феномен, известный как «единичный размер партии», или производство по индивидуальным заказам. В качестве примеров можно привести изготовление одежды, описанное выше, и производство металлических заготовок с учетом особых требований заказчика, таких как почтовые ящики или перила.
И все же – как высокоточные промышленные камеры помогают решать эти задачи?
Рассмотрим, например, систему машинного зрения, которая используется для нанесения покрытия на только что изготовленные металлические детали. Покрытие обычно наносится в автоматизированном режиме с помощью распылительных сопел, перемещающихся по предварительно запрограммированной траектории. Такое движение сопел невозможно просчитать заранее в случае изготовленных на заказ деталей. Несмотря на то, что ход сопел можно вычислить на основе проектной спецификации, расчеты окончательной траектории движения, как правило, отличаются сложностью и высокой погрешностью. Промышленные камеры, напротив, позволяют точно рассчитать размеры детали непосредственно перед нанесением покрытия, определить ее форму и положение и передать соответствующие команды роботу-автомату. Одновременно с этим камеры могут осуществлять оптический контроль результатов путем анализа оттенка цвета или посредством более сложной оценки отражающих свойств. Эти контрольные данные передаются в режиме реального времени в блок управления. По сути, система автоматизированного нанесения покрытия может быть самообучающейся. С учетом полученной ранее информации нанесение покрытия на другие аналогичные детали будет более эффективным.
Камеры как неустанные контролеры
Данные, полученные сенсорами, также можно использовать для раннего обнаружения отклонений или даже сбоев в работе устройств и последующего принятия ответных мер в автоматическом режиме, таких как, например, изменение параметров, заказ или замена материалов и/или вызов бригады техобслуживания. Это относится как к производственному оборудованию, так и готовой продукции. Промышленные камеры играют важную роль в решении этих задач, поскольку способны беспрерывно обеспечивать оптический контроль качества и выявлять отклонения в цвете, структурных и геометрических свойствах даже крупных деталей и изделий. При этом также возможна оценка «мягких» (не поддающиеся количественной оценке) факторов, таких как наличие смазки, износ и коррозия, а значит, предоставление данных для корпоративных систем планирования бизнес-ресурсов.
Обработка изображений в производстве: роботы и люди работают вместе
Работники производственной сферы также получат преимущества от применения промышленных камер. Независимо от прогресса в автоматизации, всегда найдутся веские причины, по которым в промышленном производстве будет необходимо присутствие человека. К ним относятся «человеческие» сенсорные способности, гибкость реакции и экономические факторы.
Несмотря на это в рамках концепции «Индустрия 4.0» трудовые процессы также будут меняться. Эффективность работы человека можно повысить за счет применения интеллектуальных систем машинного зрения, интегрированных в шлемы, рабочую одежду и инструменты. Это абсолютно осуществимо с технической точки зрения, поскольку камеры продолжают уменьшаться в размерах и становиться легче: уже сегодня можно приобрести высокоточные промышленные камеры размером с почтовую марку и весом менее 30 г, включая объектив и корпус. Подобные системы машинного зрения осуществляют визуальную регистрацию операций и контроль статуса работ, выполняют проверку результатов, обоснованно определяют последующие действия и собирают требуемую информацию. На следующем этапе все эти данные передаются человеку, например в виде уведомлений на смарт-очках с «дополненной реальностью». Это гарантирует своевременную подачу материала на обработку и способствуют дальнейшему повышению производительности.
Резюме
Независимо от того, каким смыслом термин «Индустрия 4.0» наделяется в настоящее время, обработка изображений однозначно будет играть важную роль в будущих производственных процессах. Концепция «Индустрия 4.0» предполагает:
Создание новых, более эффективных бизнес-моделей благодаря применению систем обработки изображений.
реализацию автоматизированного, самоорганизованного производства за счет сбора больших объемов данных и визуальной информации;
повышение эффективности производства благодаря сетевому взаимодействию систем машинного зрения в производственных процессах.
Системы машинного зрения как источники данных
Среди наиболее важных и высокопроизводительных датчиков в автоматизированной производственной среде можно назвать системы машинного зрения, оснащенные камерами. Они уже играют чрезвычайно важную роль в современной автоматизации производства и обычно состоят из следующих компонентов: