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

   機(jī)器視覺是當(dāng)前很多生產(chǎn)線的重要組成部分。迫于加強(qiáng)監(jiān)管和提高盈利能力的壓力，不同行業(yè)的制造商們正越來越多地采用該技術(shù)，以滿足提高安全性、可追蹤性和生產(chǎn)力的目標(biāo)。

   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(yīng)鏈追蹤的可靠性方面，它們已經(jīng)取得很大進(jìn)展。隨著1DMax+等條形碼閱讀技術(shù)的增強(qiáng)，今天的掃描器能夠成功執(zhí)行各種極具挑戰(zhàn)性的操作，例如當(dāng)代碼中出現(xiàn)極端變化時。

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

   如果再運(yùn)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(shù)據(jù)，例如文本頁面褪色、印刷質(zhì)量拙劣、頁面刮破或識別代碼模糊等。即使在印刷紙頁變形或損壞，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)過直接零件標(biāo)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(yīng)用到汽車、飛機(jī)等制造商。通常情況下，隨著時間的推移，刻有代碼的表面會降解，或其顏色或紋理會形成“雜亂”的背景，從而使掃描器難以準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)。

  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，比如光線昏暗或光照不均勻，也會導(dǎo)致識別困難。

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

  追蹤

  通過使用2D和1D條形碼，各類組織和公司在各自的供應(yīng)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。

  為了迎合太陽能光伏（PV）面板的制造需求，條碼掃描器可以配備藍(lán)色照明模塊。藍(lán)色照明模塊產(chǎn)生的光會營造出適合閱讀藍(lán)色光伏晶圓標(biāo)記的最佳環(huán)境，確保DPM代碼準(zhǔn)確讀取。這些掃描器還具有機(jī)器智能，能夠調(diào)整綜合性照明設(shè)置，為組件找到最佳的燈光設(shè)置。

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

  在醫(yī)療行業(yè)，為了確保病人安全，醫(yī)院需要追蹤手術(shù)設(shè)備狀況。為了把握這種趨勢，醫(yī)療和制藥設(shè)備制造商開始在其產(chǎn)品上標(biāo)注數(shù)據(jù)矩陣碼，以提供必要的安全和數(shù)據(jù)保護(hù)。

  在追蹤醫(yī)院設(shè)備盤存的過程中，這些問題需要回答—設(shè)備使用、保存或消毒的時間和地點(diǎn)。

  在操作層面上，ID讀碼有助于確保這些信息能夠準(zhǔn)確捕捉，（例如）實(shí)現(xiàn)對每臺儀器在滅菌過程中的監(jiān)測。該系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)κ中g(shù)室中使用的儀器設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)置，并確保該設(shè)備應(yīng)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(tǒng)以優(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(lán)光用于對無光和平坦表面的針式打碼進(jìn)行解碼。

  通過使用正確的照明，可以產(chǎn)生清晰的畫面，無論該器具的形狀、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。從管理角度來看，消毒部門經(jīng)理再也不必處理與儀表手動設(shè)置及容易出錯的重新設(shè)置相關(guān)的問題，管理人員也能夠即時獲得實(shí)時信息。

  高速行動

  除了識別之外，機(jī)器視覺技術(shù)同樣用于檢查、缺陷檢測、指導(dǎo)、校準(zhǔn)和測量等方面。現(xiàn)在所能實(shí)現(xiàn)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的裝瓶和制藥生產(chǎn)線上的產(chǎn)品。

   例如，一家啤酒生產(chǎn)廠過去依靠人眼檢查瓶子身上的缺陷。操作人員不得沿著生產(chǎn)線來回轉(zhuǎn)換位置，以手動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(biāo)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)品有效期正確無誤地印刷在每個瓶子上。

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

  由于該瓶裝廠是一家合同制造商，為多個不同品牌生產(chǎn)啤酒，因此也可能會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(biāo)簽粘貼在瓶身上，或額外的標(biāo)簽誤貼在現(xiàn)有的標(biāo)簽上。

  借助機(jī)器視覺解決方案，這些問題都可以迎刃而解。由于每個瓶子都可以接受該系統(tǒng)的檢測，那么質(zhì)量控制（QC）很快就會成為一項自動化過程——不僅檢查徹底，而且節(jié)省人力。

  過去每個班次需要四位操作人員，現(xiàn)在只需一位操作人員監(jiān)督操作即可。除此以外，生產(chǎn)線也不再需要檢測到一次錯誤便停頓一次。有缺陷的瓶子會自動轉(zhuǎn)到指定的垃圾桶中，在每次輪班結(jié)束后由操作人員收集。

  此外，該系統(tǒng)還會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(jī)前經(jīng)過，相機(jī)就會捕捉到它的圖像，由此形成的圖片庫可作為否定出現(xiàn)缺陷產(chǎn)品的有力證據(jù)。

  餐飲行業(yè)中，嬰兒配方奶粉廠商在檢驗過程中同樣面臨著類似挑戰(zhàn)。操作員沿生產(chǎn)線部署，確保生產(chǎn)批號、日期代碼能夠正確地用激光打標(biāo)到包裝罐或包裝袋上。考慮到肉眼觀察的局限性，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確保每個包裝上的日期準(zhǔn)確無誤，很大程度上是做不到的。

  機(jī)器視覺系統(tǒng)能自動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(tǒng)都會將其移除。除上述優(yōu)勢外，該系統(tǒng)還能確保每個包裝罐或包裝袋內(nèi)含有一個勺子—規(guī)格、顏色準(zhǔn)確無誤的勺子。

  電子產(chǎn)品檢驗

  電子設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。除了要確保檢驗過程精確之外，記錄檢驗過程也尤為必要。

  一個強(qiáng)大的視覺系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行高速識別檢查，能在集成電路包裝生產(chǎn)線之初就為產(chǎn)品部件拍照。

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

  理想情況下，該系統(tǒng)可與現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量管理體系并用，可以實(shí)時提示生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的誤差。該系統(tǒng)還應(yīng)該就次品與成品數(shù)量產(chǎn)生報告，算出次品與成品比率，繼而通過遠(yuǎn)程信息傳遞將這些信息傳輸給監(jiān)控中心。

  該檢驗系統(tǒng)應(yīng)易安裝，易更改。操作員應(yīng)能在無需技術(shù)人員幫助的情況下配置該系統(tǒng)。本質(zhì)來講，就是該系統(tǒng)應(yīng)包含安裝文件的加載程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時更新。

  精細(xì)化管理

  制藥生產(chǎn)屬受高度監(jiān)管的行業(yè)，制藥廠商需具備嚴(yán)格的管理機(jī)制，控制生產(chǎn)工序，保持供應(yīng)鏈完整。基于視覺的引導(dǎo)、檢驗、測量和辨識之一大優(yōu)勢在于無需身體接觸。省去身體接觸，有兩大好處：降低產(chǎn)品污染的可能性，降低操作時產(chǎn)品或包裝材料損壞或遺失的風(fēng)險。

  機(jī)器視覺可用來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(tǒng)可加以訓(xùn)練，進(jìn)行片劑分類，檢測破損或缺陷片劑。還可識別未裝滿小瓶，并將其移出生產(chǎn)線。制藥廠商可訓(xùn)練視覺系統(tǒng)快速識別標(biāo)簽，辨識字母和數(shù)字。視覺系統(tǒng)還可為進(jìn)行百分之百的內(nèi)聯(lián)打印或標(biāo)簽質(zhì)量評估，實(shí)現(xiàn)在線過程控制。這對于序列化包裝的應(yīng)用，保持項目級溯源性意義極為重大。

  該視覺系統(tǒng)可使包裝機(jī)確保標(biāo)簽與產(chǎn)品相匹配，還可在整個供應(yīng)鏈中跟蹤生產(chǎn)批次和單個產(chǎn)品。這就便于廠商確定產(chǎn)品在何處轉(zhuǎn)手，有助于減少因產(chǎn)品缺陷或污染而召回所需的時間，實(shí)現(xiàn)問題追根溯源。制藥工業(yè)最重要的應(yīng)用之一就是產(chǎn)品認(rèn)證，或追蹤電子履歷。為嚴(yán)防假藥蔓延，認(rèn)證正品醫(yī)藥、正規(guī)制藥廠商或正常供應(yīng)鏈的能力必不可少。

  應(yīng)用該系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)編碼，打標(biāo)，序列號聚合—需依托多個視覺系統(tǒng)和身份掃描器，實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線上的條形碼讀取、脫機(jī)驗證及在線標(biāo)簽質(zhì)量評估。這些工藝使得在以數(shù)據(jù)矩陣為標(biāo)準(zhǔn)的情況下，每個瓶包裝、紙盒包裝或罩板包裝上實(shí)現(xiàn)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手關(guān)聯(lián)。

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