کاربردهای بینایی ماشین در صنعت و تولید

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت و تولید

مقدمه‌ای بر بینایی ماشین #

امروزه یکی از تکنولوژی های برتر در زمینه  بصری و خودکار بخش های تولیدی در صنایع و کارخانجات کاربرد های بینایی ماشین در صنعت  می‌باشد. اخیراً با توجه به بهبود یکپارچگی سیستم و بالا رفتن آگاهی نسبت به این تکنولوژی، رشد قابل توجهی برای منطبق شدن با آن درسیستم کشور هند رخ داده است.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت شامل چندین دسته می‌شود. مثلا برای تشخیص معماری  یک سیستم و اینکه در کدام تکنولوژی سرمایه‌گذاری کنید، ابتدا باید نوع کاربری متناسب با خواسته خود را مشخص کنید. و متناسب با نیازهای کاربری مد نظر شما، ممکن است یک (یا تعداد بیشتری) الزاماتی را نیاز داشته باشید.

بینایی ماشین چیست؟ #

بینایی ماشین عبارت از نظارت بصری خودکار با استفاده از دوربین‌های صنعتی، لنزها و نورپردازی بر چیزهای ساخته‌شده است. این تکنولوژی یک متد نظارت بدون وقفه بر اجزاء است که هم سرعت و هم دقت بالایی دارد. کاربردهای بینایی ماشین در صنعت می‌تواند تمام قطعات را که با سرعت بالا در خط تولید حرکت می‌کند را تصویربرداری و تجزیه‌ وتحلیل کرده و با اطمینان کامل، کیفیت آن‌ها را کنترل کند.به وسیله کاربردهای بینایی ماشین در صنعت می‌توان بسیاری از نظارت‌های صنعتی شامل نظارت‌های بصری برای مشکلات و نقص‌ها، چک کردن وجود یا عدم وجود، تأیید نوع محصولات، اندازه‌ها و قرائت کدها را خودکار کند.

بینایی ماشین اصطلاحی در صنعت است که به تکنولوژی و شیوه‌های کاربردی که  بر نظارت خودکار و مستقل مبتنی بر تجزیه و تحلیل تصویر انجام میگیرد اطلاق می‌شود.کاربردهای بینایی ماشین در صنعت برای نظارت بر مواد، تشخیص اشیاء، شناسایی الگو، تجزیه و تحلیل اجزاء الکتریکی، تشخیص امضاء، شناسایی ویژگی‌های نوری و شناسایی پول مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری به دنبال یافتن راه‌های تازه‌ای برای ترکیب کردن تکنولوژی موجود و استفاده از آن برای حل مشکلات دنیای واقعی است.

این اصطلاح معمولاً با مهارت‌های خاصی در بخشِ اتوماتیک سازیِ صنعت مرتبط است، با این حال در عرصه‌های دیگری مثل امنیت و جهت‌یابی وسایل نقلیه نیز به کار می‌رود. فرایند بینایی ماشین با تجزیه‌ وتحلیل جزئیِ نیازهای پروژه و توسعه یک راهکار شروع می‌شود. رویه آن شامل تصویربرداری و سپس تجزیه و تحلیل خودکار تصویر و استخراج اطلاعات می‌باشد. سیستم پردازش بینایی ماشین در زیر آورده شده است.

                 مرحله اول                      مرحله دوم                      مرحله سوم

                1.ثبت تصویر                     2.پردازش                         3.اقدام

چه مسائلی توسط بینایی ماشین حل می‌شوند؟ #

تشخیص:  تشخیص توسط بینایی ماشین ازکاربردهای بینایی ماشین در صنعت میباشد که مستلزم آن تشخیص بخشی یا تمامی محصول و ردگیری آن در فرایند تولید یا لجستیک  است، و جهت اطمینان حاصل کردن از اینکه محصول به درستی تولیده شده است، مورد استفاده قرار میگیرد.

اندازه‌گیری: همانطور که از اسمش مشخص است، نرم‌افزارهای اندازه‌گیری برای تعیین ابعاد دقیق اشیاء مورد استفاده قرار می‌گیرد و با تعیین کردن نقاط مشخصی از شیء درعکس و سپس دریافت اندازه‌های هندسی آن اندازه گیری انجام می‌شود.

شناسایی نقص: با استفاده از کاربردهای بینایی ماشین در صنعت، نرم‌افزار شناسایی نقص نقص‌های سطوح، فرورفتگی‌ها و خراش‌های سطح محصولات را شناسایی می‌کند.

این نرم‌افزارها باید به دقت برای تمایز قائل شدن بین مسائل قابل قبول و نقص‌های مهم و غیرقابل چشم‌ پوشی برنامه‌ریزی شوند. هوش مصنوعی مبتنی بر بینایی ماشین و کاربردهای بینایی ماشین در صنعت در این زمینه بسیار مناسب است، چرا که نیازی به اجرای قوانین جهت آموزش آن‌ها نیست و درعین لحظه سیستم آموزش می‌بیند.

تشخیص عیب چاپی: هدف از تشخیص عیب چاپی، تعیین کردن محل ناهنجاری‌هایی مثل سایه‌های نادرست رنگ‌ها یا عدم وجود یا نقص‌های بخش‌هایی از چاپ است.

تعیین محل کردن: بینایی ماشین معمولاً برای یافتن اشیاء وهدایت رباتها مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف سیستم بینایی ماشین، مشخص کردن مختصات و مکان شیء مورد نظر است. مانند برداشتن شیء یا هر وظیفه دیگری، در استفاده از بینایی ماشین لازم است که سیستم آن آموزش ببیند تا اجزاء مد نظر را در حین پروسه تولید تشخیص دهد.

شمارش: درکاربرد های بینایی ماشین در صنعت از شمارش اشیاء مد نظر مثل نشانگرهای نام استفاده می‌شود. که برای تبدیل داده متنی بدون‌ ساختار به داده مشخص برای        تجزیه ‌وتحلیل، تخمین بازدید مشتریان، ارزیابی محصولات و بازخورد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

چه صنایعی معمولاً از بینایی ماشین استفاده می‌کنند؟

 نظارت می‌تواند برای هر تأسیسات صنعتی که یک رویه تکرارشونده را انجام می‌دهد، مفید باشد. کاربردهای بینایی ماشین در صنعت به صورت گسترده بخش‌های مختلفی را شامل   میشود، مانند خودروسازی، پلاستیک، غذا و بسته‌بندی، دستگاه‌های پزشکی و الکترونیک.

بخش‌های سیستم بینایی ماشین چیست؟

دوربین‌ها، تجهیزات نورپردازی، لنزها و تجهیزات پردازش تصویر، اجزاء سیستم بینایی ماشین را تشکیل می‌دهند. وهر قطعه‌ای با توجه به کارکردش انتخاب می‌شود.

انواع قطعات در بینایی ماشین

دوربین: دردوربین حسگرهای تصویرِی وجود دارد که، نور را به داده‌های دیجیتال تصویر تبدیل می‌کنند تا به کنترلر انتقال داده شود.

لنز: لنزها برای متمرکز کردن نور بر روی حسگر تصویر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نور: هر مجموعه تجهیزات نظارتی نیازمند انتخاب دقیق وسایل نور است؛ سیستم بینایی ماشین نمی‌تواند چیزی را که توسط دوربین‌ها دیده نشود، ارزیابی کند. فرم، اندازه و رنگ نورپردازی و فاصله و زاویه‌ای که قرار میگیرد تا نوردهی کند باید به درستی انتخاب و تنظیم شود.

 تا نکات مهم مورد نظر را برجسته کرده و در همان حال از هرگونه تأثیرپذیری از محیط بپرهیزد.

واحد پردازش تصویر: واحدهای پردازش تصویر که به عنوان کنترلرها هم شناخته می‌شوند، تصاویر ورودی را پردازش کرده و اطلاعات حیاتی را با استفاده از الگوریتم‌های ازپیش تعریف‌شده استخراج می‌کنند.

هدف نهاییِ شیوه تحلیل ویدیو های مبتنی بر هوش مصنوعی، شناسایی رویدادهای زمانی و مکانی در ویدیوها به صورت خودکار است.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت چگونه می‌تواند مفید باشد؟ #

 نمونه ای از کاربردهای بینایی ماشین در صنعت، کاربردهای تکنولوژی بینایی ماشین در خودروسازی و خطوط تولید می‌باشد. فناوری های بینایی ماشین به سیستم اجازه می‌دهند تا مدت زمان مشغول بودن انسان برای انجام کارهای مختلف را تا جای ممکن کاهش دهد.این کار ممکن است در خلال یک روند مثل نظارت یا تولید رخ دهد. بکارگیریِ مناسب سیستم‌های بینایی ماشین در بخش انتهای خط تولید، می‌تواند پیش از مواجه شدن مشتری با خطا آن را تشخیص دهد، خروجیِ کار را اصلاح کند و یا بهره‌وری را بهبود بخشد.

از آنجا که ممکن است کاربردهای بینایی ماشین در صنعت با سیستم‌های دیگری مثل نوار نقاله‌ درارتباط باشد، می‌تواند در محیط‌ هایی که به طور بالقوه خطرناک هستند یا به تمیز بودن محیط نیاز دارند مورد استفاده قرار گیرد. چرا که  حضور افراد در این محیط‌ها ممکن است باعث آلودگی شود و یا سبب صدمه به آنها گردد.سیستم‌های بینایی ماشین درصنعت با کاهش خطای انسانی و با اطمینان حاصل کردن از کنترل کیفیت تمام محصولاتی که در خط تولید حضور دارند، کیفیت محصولات را نیز افزایش می‌دهند.

فعالیت این تکنولوژی در کارکرد کلی یک صنعت نیز تأثیرگذاراست؛ زیرا که کاهش تعداد محصولات معیوب که به سرعت از خط تولید خارج شده و مراحل بعدی تولید را طی نخواهند کرد، هزینه نهایی تولید محصولات را هم از نظر زمانی و هم از نظر مالی کاهش خواهد داد. همچنین این کار باعث جلوگیری رسیدن محصولات معیوب به مشتری و به وجود آمدن تبلیغات منفی ناخواسته می‌شود که برخی از شرکت‌ها از آن جلوگیری نکرده‌اند.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت برای نظارت خودکار مبتنی بر تصویر مفید است.    بینایی ماشین‌ هم‌اکنون در زمینه‌های متعددی مثل اتومبیل، داروسازی، نظامی، موادغذایی و نوشیدنی، الکترونیک و غیره استفاده میشود. بینایی ماشین برای تشخیص نقص، نظارت بر تولید و بسته‌بندی، شناسایی و نظارت بر قطعات و اندازه‌گیری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.این تکنوژی‌ها بهره‌وری را افزایش داده، بازدهی را بالاتر می‌برد و هزینه تولید را کاهش می‌دهد. بخش خودروسازی بیشترین بازار بینایی ماشین را در اختیار دارد. تکنولوژی بینایی ماشین در این صنعت دقت بالایی را در عملیات‌های حیاتی مثل قراردادن قطعات در مونتاژ کردن اجزائی مثل درها و پنل‌ها، ارائه می‌دهد.

یک سیستم بینایی ماشین چگونه کار می‌کند؟ #

بیایید نگاهی بیاندازیم که  کاربرد های بینایی ماشین در صنعت و اجزائی که پیشتر گفته شد،  چگونه درزمان نظارت بر روند تولید یک محصول یا دیگر استفاده‌های گسترده از این تکنولوژی، باهم تعامل دارند.

  • در ابتدا پس از اینکه به کمک حسگر حضور یک محصول شناسایی شد، فرایند آغاز می‌شود.
  • سپس حسگر یک منبع نور برای روشنایی آن ناحیه و یک دوربین برای تصویربرداری از محصول یا یکی از اجزاء را فعال می‌کند.
  • تصویر ضبط شده توسط دوربین به وسیله فریم‌گربر به داده دیجیتالی تبدیل می‌شود. فریم‌گربر (یک دستگاه دیجیتال کننده) تصاویر ضبط شده توسط دوربین را به داده دیجیتال تبدیل می‌کند.
  • فایل دیجیتال برای ارزیابی توسط نرم‌افزار سیستم بر روی کامپیوتر نگه داشته می‌شود.

سپس برنامه،فایل را براساس مجموعه شاخصه‌های مشخصی برای پیدا کردن نقص تجزیه‌وتحلیل می‌کند. و در صورت شناسایی نقص و عیب، محصول در روند نظارت مردود می‌شود.

بینایی کامپیوتر در مقابل بینایی ماشین #

بینایی کامپیوتر یک زیرشاخه به نام بینایی ماشین دارد. البته هر دو این اصطلاحات قابل تعویض با یکدیگرهستند.عملیات در یک سیستم بینایی ماشین، با استفاده از یک کامپیوتر و نرم‌افزاری مشخص انجام میگیرد.اما فرایند بینایی کامپیوتر نیازی به یک ماشین ندارد.

 بینایی کامپیوتر نه تنها قابلیت اسکن تصاویر و ویدیو‌های دیجیتال اینترنتی را دارد، بلکه می‌تواند تصاویرِ حسگرهای حرکتی، حسگرهای فروسرخ (مادون قرمز) و دیگر منابع را تجزیه ‌وتحلیل کند.به استناد فهرست نظارت جهانی هوش مصنوعی، حداقل 75 کشور از 76 کشور جهان از تکنولوژی‌های نظارتی مبتنی بر هوش مصنوعی به صورت فعالانه استفاده می‌کنند.

بینایی کامپیوتر و بینایی ماشین چگونه با یکدیگر کار می‌کنند؟ #

امروزه همه نوع ماشین‌آلات که توسط کامپیوتر کنترل می‌شوند، می‌توانند به لطف بینایی کامپیوتر هوشمندانه ‌تر و با ایمنی بیشتر عمل کنند. بینایی کامپیوتر باعث شده ربات‌ها عملکرد بهتری داشته باشند و در کاربری‌های بسیار متنوع‌ تری نسبت به قبل مورد استفاده قرار بگیرند؛ از کارخانجات بزرگ و تجهیزات کشاورزی گرفته تا پهپادهای کوچک که می‌توانند افراد را شناسایی کرده و به طور خودکار دنبال کنند.

خیلی وقت است که فواید استفاده از کاربردهای بینایی ماشین در صنعت برای اهداف نظارتی در صنایع سنگین شناخته شده است. دوربین‌ها و کامپیوترها می‌توانند تصاویر را به طور قابل توجهی سریع‌ترو دقیق‌تر از انسان، ضبط و پردازش کنند. در خط تولید برخی محصولات حساس و دقیق به طور مثال ساخت اجزاء ضربان‌سازها، هیچ اشتباه کوچکی نیز نباید رخ دهد.

نظارت انسانی برای چنین شرایطی بیش از حد خطرناک است و دلیل آن با درنظر گرفتن محدودیت‌های انسان در مقابل توانایی‌های بینایی و مغز یک کامپیوتر واضح است.

بسیاری از کسب ‌وکارهای تولیدی مدرن اگر نظارت‌های کامپیوتر محور را در عملیات‌هایشان نداشتند، توانایی رقابتی خود را از دست میدادند. فرایندتولید، بسته‌بندی و تحویل غذا برخی از رایج ‌ترین استفاده‌های این تکنولوژی است.هرروزه کاربرد های بینایی ماشین در صنعت جهت کاهش زباله در فرایند دسته‌بندی غذا، اطمینان یافتن از بسته‌بندی مناسب برای انتقال و تأیید تمام برچسب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به طور مثال در یک فروشگاه درصورتی که مواد غذایی برچسب اشتباهی خورده باشد، فوراً اطلاعیه بازپس‌گیری اضطراری محصول را صادر کرده و جریمه‌های سنگینی برایش رقم می‌خورد. با توجه به اطلاعاتی که قانون ملزم کرده امروزه برروی برچسب‌های مواد غذایی نوشته شود، هیچکس نمی‌تواند برچسب‌های هزاران محصول را که روزانه در کارخانجات بسته‌بندی تولید می‌شوند، چک کند. زیرا این کار به کمک سیستم بینایی ماشین و کاربردهای آن در صنعت انجام می‌ شود.

بینایی ماشین چگونه به صنعت کمک می‌کند؟ #

انقلاب‌های صنعتی، جوامعی را که ما در آن‌ها زندگی می‌کنیم و شیوه‌ای که اشیاء را در طول تاریخ تولید کرده‌ایم، شکل داده‌اند. ماشین‌های آبی و ماشین‌های بخار در طی انقلاب صنعتی اول معرفی و باعث تولید گسترده کالاها شدند. انقلاب صنعتی دوم با استفاده الکتریسیته به عنوان نیروی خط تولید و افزایش ساعات کار شناخته می‌شود.

 انقلاب صنعتی سوم شاهد توسعه قطعات الکترونیکی، کامپیوترها و کنترلرهای منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) بود که منجر به خودکار شدن خطوط تولید و فرایندها شد. در نسل چهار، سیستم‌های سایبری-فیزیکی، فرایند خودکار کارخانه را با داده‌های بهتر و یادگیری ماشین بهبود خواهند بخشید که اجزاء اصلی صعنت برای توسعه کارخانه هوشمند خواهند بود.

همچون:

سیستم هشدار بدون‌وقفه ،واقعه ‌نگاری داده‌ها

سیستم برای پیش‌بینی تعمیرات

سیستم بینایی ماشین

ردیابی تجهیزات

نمودارها و گزارشات خودکار

سیستم برای تجزیه‌وتحلیل پیش‌بینی‌کننده

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت و جمع‌آوری اطلاعات از دنیای فیزیکی و انتقال آن به داده‌های دیجیتالِ شبکه‌شده ضروری است. پیش بینی میشود در نسل چهارم صنعت وابستگی زیادی به یادگیری کاربردهای بینایی ماشین شکل گیرد. ممکن است در این نسل داده‌ها به شکل بدون‌وقفه ارزیابی و پردازش شوند که در نتیجه سبب شوند یک چرخه توسعه مداوم منجربه بالاتر رفتن بهره‌وری، حفظ استانداردهای کیفیت و کاهش تولید زباله شود.

بدین ترتیب، پس از سرمایه‌گذاری در پروژه‌های کارخانه هوشمند، گزارش‌ها رشد 12 درصدی  این کارخانه ها را در بخش‌های مثل تولید محصولات، مصرف کارخانه و بهره‌وری نیروی کار را نشان خواهد داد.ماشین‌ها برای تشکیل یک زیست‌ بوم که به آن اینترنت میان اشیاء گفته می‌شود، به یکدیگر متصل هستند. یکپارچه سازیِ بینایی ماشین با سیستم‌های خودکار، کیفیت و مقدار داده‌های جمع‌آوری شده را بهبود بخشیده و باعث می‌شود تا کارخانه هوشمند به یک واقعیت نزدیکتر شود.این اطلاعات اضافه در برنامه‌های برای اطمینان حاصل کردن از کیفیت، کاهش زباله و افزایش ایمنی و در عین حال افزایش سرعت تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت و در بازار رویه روبه رشدی دارد که پیش‌بینی می‌شود در درازمدت نتایج امیدوارکننده باشد چرا که استفاده از آن ساده است و کاربری‌های غیرصنعتی آن نیز درحال گسترده شدن هستند. صنایعی که هم‌اکنون خود را با کاربرد های بینایی ماشین منطبق کرده‌اند، در حال درو کردن سودهای افزایش یافته هستند؛ درحالیکه رقبایشان که خود را با این تکنولوژی منطبق نکرده‌اند، عقب مانده‌اند.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت همچنین کامل‌کننده تکنولوژیِ خودکارِ اینترنت اشیاء است. ایستگاه‌های نظارتی رباتیک می‌توانند در مقایسه به کارکنان سریعتر و خودکار عمل کنند و به سادگی خطاها و نقص‌ها را شناسایی کنند. سازه‌های مدیریتی که توسط بینایی ماشین ساخته شده‌اند، پویایی و قابلیت جابجایی مناسب‌تری برای ربات‌ها و فراهم می‌کند و باعث می‌شود همکاری آن‌ها با کارکنان انسانی موثرتر و سریع‌تر انجام شود.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت درمکانی مانند انبارها و دیگر موقعیت‌هایی که امکان خطا زیاد است، به ربات‌ها کمک می‌کند تا با افزایش زمان پاسخگویی و کاهش خطاها، زیان شرکت را کاهش دهند.این تکنولوژی نگاهی فوق‌العاده به تمام فعالیت‌های یک شرکت‌ میدهد. حسگرهای مبتنی بر تکنولوژی ابری جهت مدیریت بهتر دارایی های شرکای تجاری محلی و یا شرکای دور از دسترس ، منابع پویایی را به صورت دوطرفه‌ فراهم می‌کند.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت ، قدرت و قابلیت‌های حسگرها را در ساختار اینترنت اشیاء افزایش می‌دهد. و به جای صرفاً فراهم کردن  یک سری داده‌ های ساده، این حسگرها  دارای بخشی هستند برای تجزیه‌ وتحلیل که در فرایند تصمیم‌گیری یا فعالیت‌های خودکار به کار می‌رود. بینایی ماشین می‌تواند انباشت مورد نیاز برای پهنای باندِ با مقیاس گسترده اینترنت اشیاء را به حداقل برساند. معمولاً تست بینایی ماشین توسط منبع داده‌ها انجام می‌گیرد و با تصاویر جمع‌آوری شده و داده‌ها مقایسه می‌شود و به سرورهای تحلیلی ارسال می‌شود.

خصوصیات‌های مبتنی بر همکاریِ بینایی ماشین در صنعت #

گزارش‌های کتبی، خصوصیات و ویژگی‌های بینایی ماشین و کاربردهای آن که مفید و قابل انجام در محیط‌های صنعتی است را مورد ارزیابی قرار می‌دهد. ویژگی‌های مثل خواندن بارکدها، شناسایی نقص و عیب، قابلیت ردیابی، فرایند دسته‌بندی کردن، تأیید اپتیکی، بینایی ربات‌ها و غیره استفاده از بینایی ماشین را در ظهور انقلاب صنعتی چهارم را ضروری می‌کند. همانطور که پیش‌تر گفته شد، تأثیر کلی این ویژگی‌ها سبب بهبودِ استفاده از بینایی ماشین در بخش‌های مختلف می‌شود.

تکنولوژی‌های هوشمند برای تمرین کردن بینایی ماشین در محیط صنعتی #

چندین ویژگی‌ و خصیصه را می‌توان برای کاربردهای بینایی ماشین در صنعت نام برد؛ از جمله دیجیتال الکترونیک، دانش نورپردازی ، تئوری حسگرها، مهندسی سیستم، مهندسی صنعتی و مکانیکی، مبانی اپتیک، روند کنترل کیفیت وغیره که برای استفاده عملی و واقع‌گرایانه این تکنولوژی را در صنعت مفید هستند.

نوآوری‌های تازه همیشه در بخش صنعت پیش‌رو بوده‌اند. بنابراین تولیدکنندگان با ایجاد تغییرات اساسی و نوآوری بسیاری از فعالیت‌های تولید را برای خلق تکنولوژی‌های جدید تغییر داده‌اند. به طور مشابه، در بخش تولید،کاربردهای بینایی ماشین در صنعت به سراغ مشکلات بزرگی که کسب‌وکارها با آن‌ها مواجه‌اند رفته به آن‌ها برای بازدهی بیشتر، بالابردن بهره ‌وری و کاهش دادن هزینه‌های مالی کمک کرده‌اند.

رندرکردن تصاویر به شکل سه‌بعدی به طور مداوم توسط تکنولوژی‌های بینایی کامپیوتر گسترش یافته است. مدل‌های مختلفی در سال‌های اخیر ایجاد شده که این اجزاء روزبه‌روز پیچیده‌تر و مناسب برای کاربری‌های ویژه مثل راهنمایی ربات، عکس‌برداری با سرعت بالا و (surface profiling) ساخته می‌شوند.

برخلاف تکنیک‌های بینایی سنتی که تا کنون مورد استفاده بوده و در آن کاربر به شکل دستی در تعاریف و تست مدل‌های مشخص و کارکردها دخیل بوده است، کاربردهای بینایی ماشین در صنعت پیچیده‌تر و موثرتر است. بینایی ماشین در روندهای تولیدی مختلفی مثل نظارت محتوا، شناسایی شیء، تشخیص الگو و معاینه الکترونیکیِ اجزاء و قطعات، شناسایی امضاء، شاخصه‌های عملیاتی و پول مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عموماً نگاه ماشین و میدان دید آن به  یک صفحه مربوط است. اصطلاح بینایی کامپیوتر به تکنولوژی‌های گفته می‌شود که برای دیجیتال‌سازیِ تصویر، دستکاری داده‌ها وانجام عملیات‌های مختلف روی یک کامپیوتر استفاده می‌شوند. یک چارچوب برای بینایی ماشین،  تشکیل شده است از یک حسگر ربات برای به نمایش گذاشتن شیء روی صفحه.

کاربردهای بینایی ماشین‌ در صنعت به معنی کاهش هزینه‌ها، دقت قابل قبول، قدرت بالا، اطمینان مکانیکی زیاد و ثبات در درجه حرارت و دما است. سیستم‌های بینایی ماشین به حسگرهای دیجیتالی درون دوربین‌های صنعتی که توسط شیشه‌های تخصصی محافظت می‌شوند، وابسته است و توسط سخت‌افزار و نرم‌افزارهای کامپیوتری برای ذخیره کردن، تفسیر و محاسبه شاخصه‌های مختلفی که تصمیم‌گیری را امکان‌پذیر می‌کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 این تکنولوژی از دوبین‌ها، عموماً در محیط‌های تولیدی یا تبلیغاتی، برای نظارت و تفسیر اشیاء به طور خودکار استفاده می‌کند. سپس داده جمع‌آوری شده برای ارزیابیِ یک متد یا فرایند تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دوربین ها برنامه‌نویسی شده اند تا تأیید کنند که مکان، رنگ، سایز یا فرم شیئی خاص حضور دارد یا ندارد.

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت  به طور روزافزونی در محیط‌های اتومات صنعتی و در صنایع مختلف دیگری مثل صنایع دفاع، خودروسازی مستقل و خودکار، زنجیره تولید مواد غذایی، بسته‌بندی، لجستیک و رباتیک و پهپادها مورد اسفاده قرار می‌گیرد. بینایی کامپیوتر می‌تواند با تکنولوژی‌های مثل یادگیری عمیق و آموزش ماشین برای فهم بهتر داده‌ها و بازدهی بهتر در کسب‌وکار ترکیب شود.

 بینایی ماشین تعاریف متفاوتی درمورد کاری که انجام می‌دهد و اینکه به طور کلی چه است، به وجود آورده است. این نکته را مد نظر داشته باشید که بینایی کامپیوتر ارتباطی با پردازش تصویر که متدی بر پایه تصویر است ندارد. بنابراین برای درک اطلاعاتی که توسط بینایی ماشین دریافت می‌شود، شناسایی، موقعیت و راهنمایی سوژه‌هایی که توسط سیستم بینایی ماشین تصویربرداری شده‌اند، به عنوان داده تفسیر می‌شود. این تکنولوژی می‌تواند همراه با یک حسگر برای رنگ کردن تصاویر و زمانی که اشیاء در آن مشاهده و دسته‌بندی می‌شود نیز مورد استفاده قرار گیرد.

برای بازیابی اطلاعات ضروری و تصمیم‌گیری در مورد بکار گیری یک تصویر، نرم‌افزارها و برنامه‌های بینایی ماشین از متد های پردازش متفاوتی استفاده می‌کنند. این پروسه معمولاً شامل ارسال تصویر به فاز بعدی، مسیرگزینیِ آن به سمت یک پردازش جداگانه یا حذف کردن شیء از خروجی یا زنجیره تحویل محصول می‌شود.

این رویکرد طوری برنامه‌نویسی شده است که با توجه به نقش و استفاده از این تکنولوژی‌ها در سیستم و نوع تجهیزاتی که سیستم بینایی به آن‌ها نیاز دارد، انطباق‌پذیر باشند. تنها دستگاه‌های خاصی هستند که قطعات اندکی را لازم دارند، درحالیکه دیگر دستگاه‌ها ممکن است نیاز به تعداد زیادی از قطعات مشابه در خط تولید یا دستگاه داشته باشند.بینایی توسط کامپیوتر یک مهارت است و برخلاف دیگر مهارت‌ها مثل یادگیری ماشین، یادگیری عمیق به نوعی سرمایه‌گذاری محسوب نمی‌شود. این تکنولوژی یک قابلیت است که می‌تواند با سیستم‌ها و پردازش‌های دیگر برای افزایش بازدهی بازار و پشتیبانی صنعت ترکیب شود.

همانطور که رفته‌رفته شرکت‌ها سعی می‌کنند رویه‌های کسب‌وکار را با انطباق با قابلیت‌های خودکار مثل بینایی کامپیوتر یا رباتیک، ساده‌سازی کنند، کاربردهای بینایی ماشین در صنعت گسترده‌تر می‌شود و کاهش نخواهد یافت. صنایع رباتیک و اتوماسیون نمایشگر قدرت و قابلیت‌های واقعی این تکنولوژی هستند چراکه شرکت‌ها با کاهش نیروی کار نمی‌توانند به نیاز صنعت و مشتریان پاسخ دهند بنابراین بینایی ماشین حیاتی خواهد بود. و نیاز به تکنولوژی بینایی ماشین برای بهبود الزامات کنترل کیفیت ضروری است.

کاربردهای بینایی ماشین درصنعت در زمینه نظارت و تست خودکار دوربین بر پایه تکنولوژی‌ها و جهت استفاده در اندازه‌گیری، تفسیر متن، کنترل پردازش و راهنمایی ربات بنا شده است. سیستم بینایی می‌تواند از حسگرهای متعددی تشکیل شده باشد که غالباً بر روی یک خط تولید نصب شده‌اند و وظایفی مثل نظارت بر محصولات، ضبط داده‌ها، خواندن برچسب‌ها، هدایت محصولات و دیگر کاربری‌هایی را برعهده دارند.به دلیل افزایش کیفیت درخواستی توسط تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان، بینایی ماشین به عنوان تکنولوژی مرکزی در تولید و کنترل کیفیت مطرح شده است.

بینایی ماشین برای نظارت تصویری اشیاء، ترجمه محصولات و کنترل کردن بی‌وقفه ربات‌ها، از تصویربرداری صنعتی با دوربین‌هایی که در مسیر خط تولید نصب شده‌اند، استفاده می‌کند. تکنولوژی بینایی ماشین تأثیر قابل توجهی بر بخش تولید و به طور کلی صنعت داشته است.با ورود موج اخیر دیجیتال‌سازی به بازار، این تکنولوژی امیدهای بیشتری را به کسب‌وکارها داده است. در بستر رویه‌های تولید صنعتی، تأکید برکاربردهای بینایی ماشین در صنعت بیشتر در زمینه بینایی کامپیوتر یا نظارت بر دیگر نقاط حساس بوده است.

قابلیت نظارت تصویری بر تجهیزات عمدتاً به عهده بینایی ماشین است و به ماشین‌آلات صنعتی اجازه می‌دهد که فعالیت‌هایی مثل تولید یا کنترل کیفیت را انجام دهند.این تکنولوژی یکی از فاکتورهای اصلی صنعت است که با استفاده از سیستم‌های خودکارسازی و با بهبود عملکرد آن‌ها، موجب بهینه‌سازی صورت کالاها، شناسایی محصول و نهایتاً افزایش کیفیت می‌شود.

این تکنولوژی از تحولات جدید متعددی مثل هوش مصنوعی، ربات‌ها و clever brass پشتیبانی می‌کند. وبه عنوان یک تکنولوژی متغیر، بینایی ماشین در زنجیره تأمین کنترل لاجستیک خودکار و قابل اعتمادی را بر روی خروجی‌ها اعمال کند. و با دریافت خودکار داده‌ها، خطاهای ارسال به صفر رسیده و بهره‌وری گردش کار به حداکثر می‌رسد که باعث کاهش هزینه‌های اجرایی و افزایش سودآوری می‌شود.

آینده بینایی ماشین #

کاربردهای بینایی ماشین در صنعت و تولید می‌تواند مثل هر رویکرد تکنولوژیکی دیگر، شیوه‌ای بسیار چندوجهی داشته باشد. این بخش به بررسی برخی از رایج‌ترین نرم‌افزارها می‌پردازد. این نرم‌افزار کتابخانه‌ای از عملگرها و الگوریتم‌ها را دارا است که به کاربرها خواندن تصاویر، از پیش تنظیم کردن دوربین بر روی حالت نرمال، کاهش اختلالات نوری و اندازه‌گیری سرعت یک شیء را ارائه می‌دهد.

صنایع مرتبط با خودروسازی درحال استفاده از فواید و مزایای استراتژیک وبهره‌گیری از کاربردهای بینایی ماشین در صنعت هستند. در سال‌های آینده، این تکنولوژی تضمین کننده رفاه اقتصادی آینده و صلح خواهد بود. بینایی کامپیوتر با یکپارچه‌سازی یادگیری ماشین به چندین شیوه، قابلیت‌های نظاره کردن و تماشای بی‌نظیری از محیط اطراف را برای مشتریان و نرم‌افزارهای صنعتی فراهم کرده است.

 این پیشرفت‌ها، بواسطه سیستم رباتیک و شبکه پرسرعت، منجر به انقلاب مدرن تکنولوژیک در بستر صنعت شده است. همچنین به کمک این تکنولوژی‌ها می‌توان متد های جدیدی از عملیات‌های تولیدی با بازدهی بالا و تولید زباله اندک را ایجاد کرد. بینایی ماشین خروجی‌ عملیات هایی مانند کندن زمین و استخراج معدن را نیز تحت‌الشعاع قرار می‌دهد که شامل تغییر در مدیریت زنجیره تأمین، مدیریت کیفیت، رسیدگی به مواد، حفاظت و گستره وسیعی از دیگر فرایندها می‌شود.

نتیجه‌گیری #

بینایی ماشین، عبارت از رویکرد صنعت اتوماسیون و تکنولوژی مرتبط با آن است که می‌توان از آن برای نظارت بصری خودکار نیز استفاده کرد.کاربردهای بینایی ماشین در صنعت می‌تواند بر مشکلات متعددی در کسب‌وکار فائق آید، بدین صورت که تکنولوژی بینایی ماشین به طور ثابت جایگزین کنترل کیفیت توسط انسان شده است که دقت و مدت زمان متفاوتی را در تشخیص اشیاء ارائه می‌دهد.

 بینایی ماشین در صنعت برای افزایش دقت، بهره‌وری و به طور کلی بازدهی برای ردیابی کالاها مفید است. تجهیزات صنعتی با استفاده از دوربین‌های به شدت قابل اطمینان، تصاویری دیجیتال از محیط کار برای راه‌اندازی سیستم بینایی کامپیوتر، می‌گیرند. بنابراین بینایی ماشین، به خصوص در بخش تولید، برتری عظیمی به دست آورده است.

این بدان معنا است که کاربرد های بینایی ماشین در صنعت با شرکت‌های بیشتری مرتبط خواهد شد و راهکارهای خلق شده به کمک آن، تطبیق‌پذیرتر و مناسبتر با نیازهای افراد خواهد بود. یادگیری عمیق، محاسبه ابری، پردازنده‌های سریع‌تر و ابزارهای یکپارچه‌سازی داده‌ها، قابلیت‌های تازه‌ای را در بخش بینایی کامپیوتر فراهم خواهند کرد.

همچنین  یادگیری ماشین با در اختیار قرار دادن دادها در پروسه تولید به منابع شرکت کمک میکند.

 

منابع #

اگر به اطلاعات بیشتری درباره کاربرد بینایی ماشین در صنعت و تولید نیاز دارید؛ شما می ­توانید با خواندن این مقاله تخصصی اطلاعات مفیدی را بدست آورید.

https://www.xenonstack.com/blog/machine-vision-application

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266635112100053X

لینک کوتاه این مقاله:
مریم نعیم زاده
مریم نعیم زاده

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.