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未来属于智能化:图像处理是工业4.0的重要组成部分

想要一条新长裤?您很有可能选择去商店,或者在网上订购一条标准化尺寸的长裤,通常是从S到XL的4个尺码中挑选,因为批量生产可降低单位成本。

但是,利用高效的数据处理,工业4.0世界的纺织品生产可以实现量身定制

但在工业4.0的世界中,纺织品生产可以利用高效的数据处理,从而实现量身定制。顾客选定了衣服款式后,就可以通过图像处理系统(机器视觉系统)来确定他们的尺码。

具体的表现形式可能是在小型更衣室里安装四台相机,对身体的每个侧面进行拍照。软件会负责处理测量结果以及后续的裁剪版型,以便进行生产。其余的生产流程会自动运行,直到成品最终装运。

因此,时装公司未来的销售模式无需在货架上堆积大量的成品,而是可以借助大规模的虚拟选购,以及快速、可靠的生产来提供服务。

工业相机系统如何实现未来生产工艺的愿景

围绕工业相机构建的图像处理系统已经成为自动化生产中的重要组成部分。从原料检验、生产监控(即缺陷检测)到最终检验和质量保证——在所有这些生产环节中,图像处理系统都是不可或缺的一部分,它帮助实现高效的生产,并保证严格的质量标准。

工业4.0这一专业术语代表新的流程形式和工业生产组织方式。其核心要素是互联网和大范围的数据通信。目标是在广泛数据收集和有效信息交流的基础上,实现自发的、定制化程度更高的以及更高效的生产。

工业相机系统如何将未来生产工艺的景象变为现实

在确定具体信息时,图像处理系统可以起到决定性作用。现在,相机体积在不断减小,价格在持续下降,而性能却在不断提高,这一点很重要。因此,有些领域过去需要使用复杂的系统,而如今使用小型、高效的系统就可以取得相同甚至更好的效果。这项技术的进步加上不断持续发展的网络,赋予了工业4.0开发更多新应用的潜力。

小批量生产的新机遇

工业4.0的重要成果之一是:由于自动控制的应用,许多产品的生产不仅在大批量时可以实现低成本高效率,小批量生产时也能做到,因此现在流行的说法是“一批一件”。

上面提到的纺织品生产就是一个例子,其他例子还包括按客户特定规格来生产单独设计的金属制品,例如邮箱或者围栏。

工业相机系统在此过程中如何提供支持?

例如,我们可以想象一下,这种系统可以用于给新生产的金属部件进行喷涂。自动化喷嘴通常根据预编程的喷涂动作来工作。这种预编程的动作很难预先为定制化的工作进行规划。原则上,可以根据设计规范来确定这些动作。但是,要计算最终喷射模式却是非常复杂的,而且计算结果往往不精确。相比之下,工业相机可以在现场精确地测量组件,确定其各自形状和位置,从而对喷臂进行相应的引导。同时,也可以通过评估着色,或者在涂层上测量更复杂的反射特性,以光学方式来控制喷涂效果。这种控制数据可以实时进入控制单元。因此,自动化喷涂系统可以成为一种自主学习系统。这样就可以根据以往的经验更有效地处理类似的新组件。

小批量生产的新机遇
相机是“孜孜不倦”的流程审核员

相机:“废寝忘食”的流程审核员

芯片数据还可以帮助对已出现变化、或甚至已出现缺陷的设备行为进行早期检测,从而引导系统自动采取相应措施(如更改过程参数、订购替代材料和/或呼叫服务)。这项应用既适合生产设备也适合于成品。工业相机在此过程中扮演着重要的角色,它们可以无间断地进行色彩审核、甚至包括审核大型工件及产品的结构和几何特性,以确定相关参数是否正确,或是否存在偏差。此外它还可以将润滑、磨损、锈蚀等“软”因素考虑在内,为公司的企业资源规划系统提供数据。

图像处理在生产中的应用:机器人与人类携手共进

使用工业相机的应用也将为生产员工提供帮助。但是,无论自动化多么先进,工业生产中仍然需要有人类参与。这是由于人类具备感官能力、灵活性和经济适用性。

即便如此,作为工业4.0的一部分,未来的工作流程也将发生改变。借助在头盔、服装和工具中集成的智能机器视觉系统可以提高人力效率。这在技术上是完全可行的,因为相机体积在不断缩小,重量也在减轻,如今已经出现邮票大小的高精度工业相机,镜头和外壳的总重量不足30 g。这些视觉系统以可视化方式记录各项活动和工作状态、审核结果、确定合理的后续步骤或识别信息,并将其传递给工作人员,例如可作为通知发送到采用“增强现实技术”的智能眼镜上。 这样就有助促进及时供应工作物料,进一步提升生产力。

 图像处理用于生产 - 机器人和人类携手共进

总结

无论“工业4.0”目前的定义如何,图像处理在未来的生产和经营过程中都将扮演重要角色。预计图像处理将有助实现以下功能:

  • 采用图像处理系统的应用实现更有效率的全新业务模式
  • 在广泛数据收集和视觉识别信息的基础上实现自动化、自发式的生产
  • 通过在操作过程中广泛的视觉系统网络来实现更高效的生产
总结