Содержание |
Учёт обеспечивает контроль на производстве — сколько продукции изготовлено в конкретную смену, сколько поступило на склад? Бытует мнение, что для этого вполне достаточно посчитать сырье на входе и продукцию на выходе. Сравнить полученные показатели, убедиться, что все хорошо, и успокоиться. Всё намного сложнее.
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:
- точный учёт изделий на разных этапах производства
- экономическую безопасность и минимизировать возможность хищения
- уведомление оператора о заданных событиях
- паспортизацию изделия
Способы автоматизации учёта на производстве
Есть несколько способов реализовать автоматизацию учёта на производстве. В этой статье эксперты компании "ВидеоМатрикс (Videomatrix)" 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.
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.
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.
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.
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.
Читайте также
- Vmx SILA: HSE: 4 тренда будущего в автоматизации контроля промышленной безопасности
- Vmx Dequs: ISE:
- Как работает ПО на базе машинного зрения для контроля качества продукта и техпроцессов
- Автоматизированный контроль техпроцесса позволяет сэкономить миллионы рублей
