Продукты на конвейере дискретного производства напоминают русский хоровод. Внешне одинаковые объекты непрерывно следуют друг за другом, повторяя одну и ту же траекторию. И когда кто-то выбивается из линии движения, по возвращении не сказать сразу, кто именно выбывал и вернулся.
Так и однотипные изделия на конвейере следуют один за другим из точки А до точки Б. По пути они проходят этапы обработки, иногда их снимают с конвейера руками или механизмами, затем возвращают. Или не возвращают. Или возвращают, но на совершенно другой участок. В итоге непросто точно подсчитать продукцию в одной точке и не задублировать.
Секретным ингредиентом качественного учёта становится трекинг. Прослеживаемость изделий позволяет ответить не только на вопрос "сколько", но и на вопросы "а какие этапы проходило?", "когда?", "а куда делось?", "а не было ли посчитано дважды?".
В металлопромышленности трекинг решает и еще более интересную задачу — паспортизации изделия. Согласно ГОСТу 2.601-2013 от 2014-06-01, паспорт — это вид обязательного эксплуатационного документа, "содержащего сведения, удостоверяющие гарантии изготовителя, значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, а также сведения о сертификации и утилизации изделия". Таким документом у поставщика, как правило, интересуется заказчик, чтобы удостовериться в качестве продукта. А от аргументированного качества зависит и цена, а значит — прибыль компании.
Как по листу проката определить, из какого именно сырья, какого сляба он был сделан, какие этапы прошёл и в какой именно печи был? Инструменты Индустрии 4.0 — в помощь. При всем уважении к человеку, его способностям и глазу, качество автоматизированного учета на базе машинного зрения и искусственного интеллекта бесспорно лучше.
Итак, автоматизация учёта и прослеживаемость продукции на производстве нужны, чтобы обеспечить:
1. точный учёт изделий на разных этапах производства
2. экономическую безопасность и минимизировать возможность хищения
3. уведомление оператора о заданных событиях
4. паспортизацию изделия
Способы автоматизации учёта на производстве
Есть несколько способов реализовать автоматизацию учёта на производстве. В этой статье эксперты компании "ВидеоМатрикс" рассмотрели плюсы и минусы четырёх из них.
Способ 1. Счёт по пересечении линии
Объект на конвейере определяется по факту пересечения им луча оптических датчиков. Последние устанавливаются вдоль конвейера — основной и дублирующий комплект. В каждой точке контроля ставится блок счёта и индикации. На индикаторах отображается общее число изготовленной продукции и считается производительность за час.
Принцип работы — подсчет по факту пересечения оптической линии
Плюсы:
Удобный контроль через ПК оператора, куда поступают данные с блоков счёта
Блоки работают независимо от ПК. Выключение оборудования не повлияет на качество счёта
Минусы:
Счёт происходит по факту пересечения линии в контрольной точке. При этом если контрольных точек несколько, на каждой из них необходимо ставить продублированный комплект оборудования
Между контрольными точками счёта образуется "слепая зона" — если брикет от одной контрольной точки не дошел до другой, практически невозможно ответить на вопрос, куда он делся
Система считает однотипные объекты по факту пересечения линии. При включении человеческого фактора, пересекать оптическую линию может один и тот же объект, перемещаемый вручную за пределами системы
При скоплении продукта в сплошную линию близко к друг другу оптический луч может воспринять весь массив за одно изделие, что повлияет на качество счёта
Работает с одномерным движением продукции, не работает с двумерным. Если в один ряд движется несколько продуктов, то наличие хотя бы одного в ряду расценивается системой как верное событие
Нет данных для паспортизации изделия
Способ 2. Учёт по маркировке
На изделие наносится маркировка, которая позволяет идентифицировать конкретный продукт. По этой маркировке считается продукция в начале производственного цикла и второй раз — в конце. Показатели сравниваются между собой.
2 способ автоматизации учета на производстве — маркировка
Плюсы:
Высокая надежность. Исключает вероятность посчитать одно изделие дважды. Скопления изделий близко друг к другу не страшны
Невысокая цена
Минусы:
Процесс нанесения маркировки может дать сбой, в результате не все 100% изделий остаются промаркированы
Маркировка в производственном процессе может портиться, стираться, смещаться. В результате успешно считывается порядка 95-99%
Судьба потерянных 5-1% остаётся объективно неизвестной: не дошли до конца цикла или дошли, но не прочиталась маркировка
Считается маркировка, а не сами изделия, систему можно легко обмануть, переместив штрих-код на любой другой объект
Особенности производства могут не разрешать наносить маркировку на изделие. В некоторых случаях маркировка модифицируется или исчезает полностью в результате технологической обработки продукта
Проконтролировать, какие этапы когда прошёл продукт, можно только при считывании маркировки на каждом из ключевых узлов процесса. Между ключевыми узлами сохраняется "слепая зона"
Способ 3. Измерительная лазерная система
В данном случае устанавливаются лазерные сканеры, которые выстраивают 3D-модель, измеряя "время полёта" — Time of Flight — отраженного светового луча. "Ощупывая" пространство, сканеры визуализируют рельеф, по геометрии объекта обнаруживают изделие на конвейере и следят за его перемещением в зоне действия сканирующего оборудования.
Лазеры (красный цвет) сканируют пространство и определяют позицию сляба на рольганге
Сканирование местоположения сляба, вид сверху
Плюсы:
Идентифицирует объект и производит трекинг, выстраивая очередь и не путая одно изделие с другим
Определяют границы объекта, выстраивая его геометрический профиль — считают только заданные изделия, а не факт перекрытия оптического луча
Высокие скорость и качество измерений сканером
Минусы:
Производит трекинг объектов по фиксированным внешним параметрам. Сложно проследить за изменением формы изделия в результате технологического процесса
Работает только в зоне досягаемости сканирующего оборудования. Между сканерами — "слепые зоны"
Высокая стоимость
Способ 4. Серверная видеоаналитика на базе машинного зрения
В данном случае используются установленные камеры видеонаблюдения, которые охватывают весь путь продукта от начала и до конца. При помощи CV и AI специально разработанное ПО Vmx Qualex находит и определяет изделие в кадре. Каждому детектированному объекту присваивается идентификационный код.
В привязке к ID продукт прослеживается на протяжении всего пути. Каждое произошедшее событие записывается в базу данных. В случае с брикетами каучука в БД формируются записи времени и факта взвешивания, упаковки, снятия и возврата на конвейер вручную. В случае с металлургическим производством фиксируется, из какого металлического сляба или блюма был произведен конечный продукт. Подробная детализация в результате трекинга позволяет сформировать на выходе паспорт изделия. Система фиксирует случаи человеческого вмешательства. Контроль таких событий обеспечивает высокий уровень экономической безопасности.
Система гибкая в настройке. Есть программа-клиент для оператора. Все изображения с видеокамер вне зависимости от углов и поворотов конвейера выстраиваются софтом в единую панораму пути продукта. В пользовательском интерфейсе отображается схематическая копия конвейера с движением продукта в реальном времени. Мнемосхема интерактивна. При клике на камеру в определенном месте открывается окно с видеопотоком с данной точки. При клике на объект открывается окно с характеристиками конкретного продукта в текущий момент времени. Система позволяет также посмотреть индивидуально историю производства каждого продукта в отдельности и статистику за необходимый промежуток времени.
Мнемосхема. При клике на брикет на схеме выводится диалоговое окно с информацией по объекту
Мнемосхема. При клике на иконку камеры выводится окно с видеопотоком онлайн
Фрагменты интерфейса системы: статистика
Плюсы:
Идентифицирует объект и производит трекинг, не путая одно изделие с другим.
Исключает "слепые зоны", прослеживая каждый продукт на протяжении всей производственной линии
Выход из строя единичной камеры не сказывается на качестве учёта. Система выстраивает панораму со всех получаемых видеокамер и компенсирует выпавший слот за счет ракурсов с других точек.
Vmx Qualex устойчив к визуальным помехам: эффективная работа сохраняется даже в случае наличия в цехе пара, пыли, искаженного изображения в результате воздействия на воздух высоких температур и др.
Фиксирует на видео весь технологический процесс, облегчит задачу исследования, все ли этапы проходило изделие или куда "пропали" продукты между ключевыми точками
Формирует паспорт изделия благодаря детализированному трекингу — фиксирует в базу данных и паспорт информацию обо всех этапах, пройденных продуктом
При наличии маркировки на продукте ПО может быть дополнено функцией считывания кода MarkerID и привязкой его к ID и паспорту продукта
Удобный интерфейс с отслеживанием процесса в реальном времени и возможностью выгрузки статистики в файлы необходимого формата
Система может быть интегрирована в MES предприятия
Обоснованная умеренная цена
Минусы:
Низкие потолки в производственном помещении уменьшают зону обзора камеры, что требует установки дополнительных камер и поэтому ведет к удорожанию решения в целом.
Видеокамерам как оптическому оборудованию нужно техническое обслуживание
Решение для автоматизации учёта продукта выбирается в зависимости от конкретных особенностей производства и поставленной цели.
Решая задачу автоматизации учёта и трекинга, можно цифровизировать и контроль производства при помощи искусственного интеллекта. В частности, ПО Vmx Qualex можно использовать в комплексе с другими продуктами линейки Vmx. Совместив его с Vmx Dequs, можно автоматизировать и учёт, и контроль качества продукта с классификацией обнаруженного брака.
Journal information