جابجایی مواد در صنعت فولاد فرآیندی طولانی و در عین حال حیاتی است. از آن‌جایی که رقابت و تقاضای بازار تغییرات سریعی دارد، تولیدکنندگان برای اطمینان از کیفیت محصول و افزایش ارزش محصولات تحت فشار هستند. کارخانه‌های فولاد به چسباندن برچسب‌های اطلاعاتی برای ردیابی محصول در طول فرآیند شکل‌دهی متکی هستند. برای چندین دهه، اپراتورها به صورت دستی برچسب‌ها را با جوشکاری یا با استفاده از یک تفنگ میخ به فولاد داغ متصل می‌کردند، فرآیندی که هم خطرناک و هم مستعد خطای انسانی بود.
از سوی دیگر، کارخانه‌هایی که از سیستم برچسب‌گذاری استفاده نمی‌کنند، اطلاعات محصول را با رنگ‌آمیزی یا با ایجاد فرورفتگی یا برجستگی کدگذاری می‌کنند که اغلب یک سیستم بارکدخوان و کاراکترخوان (OCR) برای خواندن اطلاعات محصولات نصب میشود. با این حال، این سیستم پرهزینه بوده و به روشنایی ثابت نیاز دارد که حفظ آن در یک کارخانه فولاد می‌تواند چالش برانگیز باشد. در نهایت، با به کارگیری برخی از روش‌های به روز دنیا اطلاعات به راحتی قابل ردیابی شدهاند.
فهرست مطالب
هوش مصنوعی و کاربرد بینایی ماشین در صنعت فولاد
صنعت تولید فولاد با به کارگیری هوش مصنوعی، ایمنی و کارآیی تمام عملیات خود را بهبود بخشیده است. یکی از ابزارهای محبوب مورد استفاده در تولید فولاد، بینایی ماشین (Machine Vision) است؛ که برای بازرسی بصری خودکار روی اشیایی که روزانه تولید میشوند، استفاده میشود.
پیشرفت‌هایی در زمینه هوش مصنوعی انجام شده است و فرآیندهای توسعه الگوریتم، برتری خود را نشان داده است. مدل‌های بازرسی مبتنی بر یادگیری عمیق (Deep Learning) اغلب با سیستمهای بینایی ماشین ترکیب میشوند. آموزش و پیادهسازی چنین سیستم‌هایی آسانتر است.
سیستمهای بینایی ماشین صنعتی نیز با به کارگیری یادگیری عمیق، قابل اعتمادتر، قویتر و پایدارتر شدهاند. آن‌ها پایداری مکانیکی و دمایی بالایی و در عین حال هزینه پایین اما دقت بالایی دارند. بینایی ماشین کاربردهای مختلفی در صنعت تولید فولاد دارد. در اینجا چند مورد از کاربردهای بینایی ماشین آورده شده است.
تشخیص شی (Object Detection)
این یک مورد از کاربرد بینایی ماشین در صنعت فولاد است که در آن سیستم به کمک بینایی ماشین به جای کل تصویر، به دنبال اشیاء مجزا می‌گردد. هدف از این کار شناسایی اشیاء مختلف درون یک تصویر است تا بتواند اشیایی را که مربوط به بازرسی نیستند حذف کند و فقط بر روی اشیاء مربوطه تمرکز کند. تکنیک‌های مختلفی برای این که تا حد امکان تشخیص اشیا را کارآمد سازند، استفاده میشود.
تشخیص اشیا در بسیاری از مراحل در صنعت تولید فولاد مانند خط مونتاژ، مرتب‌سازی، مدیریت کیفیت، مدیریت موجودی و غیره استفاده میشود. به عنوان مثال، در زنجیره مونتاژ جعبه دنده، بینایی ماشین تصویر را برای قطعات خاص تجزیه و تحلیل میکند و وجود یا عدم حضور را تأیید میکند.
شمارش قطعات
شمارش قطعات فرآیندی کند و خسته‌کننده است اما انجام آن به هوش زیادی نیاز ندارد. با این حال، اپراتورهای دستی که تلاش می‌کنند به اهداف روزانه خود برسند ممکن است هنگام شمارش اشتباه کنند و این می‌تواند باعث تاخیرهای زیادی در مونتاژ قطعات شود. بینایی ماشین می‌تواند از الگوریتم شناسایی اشیاء خود برای تشخیص قطعات و سپس شمارش دقیق و سریع آن‌ها استفاده کند. به عنوان مثال، در زنجیره تولید فولاد و فلزات، بینایی ماشین می‌تواند قطعات را با کارآیی بالا بشمارد.
شناسایی نقص سطح
شناسایی عیوب سطحی یکی دیگر از انواع کاربرد بینایی ماشین در صنعت فولاد است که گامی اساسی در کنترل کیفیت می‌باشد. تشخیص دستی عیوب سطحی نیز یک کار خسته‌کننده است و اپراتورهای انسانی نمی‌توانند عیوب را به طور کامل و درست تشخیص دهند. بینایی ماشین می‌تواند دقت و کارایی بازرسی سطوح را با به کارگیری یک مدل آسان و آموزش‌دیده (trained) فراهم کند.
در صنایع تولید فولاد، بازرسی عیوب سطحی می‌تواند عیوب قطعات ریخته‌گری، یاتاقان‌ها و سطوح مختلف فلزی را تشخیص دهد. به عنوان مثال، شناسایی نقص‌های بسته‌بندی می‌تواند از آسیب در حین حمل و نقل جلوگیری کند.
شناسایی عیوب چاپی
فرآیند شناسایی تشخیص عیوب چاپی و ناهنجاری‌ها در چاپ مانند ناهماهنگی در رنگ، متن یا الگو است. بازرسی دستی توسط اپراتورهای انسانی ممکن است منجر به نظارتی ناقص و کاهش کیفیت محصول نهایی شود.
بینایی ماشین می‌تواند با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، شناسایی نقص‌ها و عیوب چاپی را انجام دهد. این کار از روند درست مراحل برچسب‌گذاری و بسته‌بندی را بررسی میکند.
خواندن کاراکترها (OCR)
شناسایی کاراکترهای چاپی یکی از موارد کاربرد بینایی ماشین در صنعت فولاد است که با استفاده از OCR (کاراکترخوان‌های نوری) انجام میشود. بینایی ماشین می‌تواند به ردیابی اشیاء مختلف در زنجیره تامین تولید فولاد و فلزات با کمک خواندن کاراکترهای چاپی کمک کند. برای مثال می‌تواند برچسب اسم (tag) و سایر جزئیات هر شی را تأیید کرده و وضعیت شی را در حالی که مراحل مختلف چرخه تولید خود را طی میکند، آپدیت و زمان واقعی (real-time) کند. این در تدارکات مفید است زیرا اقلام در معرض خطر بالای جابجایی هستند.
اسکن و خواندن بارکد
از بینایی ماشین می‌توان برای خواندن بارکدها و کدهای ماتریس داده (data matrix codes) استفاده کرد. این به شناسایی و دسته‌بندی محصولاتی از طریق هوش مصنوعی کمک میکند و در نتیجه خطا را حین فرآیندهای تولید و بسته‌بندی شناسایی میکند. بینایی ماشین با اسکنرهای بارکد و بارکدخوان‌ها کارآمدتر از فرآیند دسته‌بندی دستی هستند که امکان بروز خطا را کاهش می‌دهند. در تولید فولاد، اسکنر بارکد می‌تواند محصولات را بر‌اساس ویژگی‌های آن‌ها جدا کند.
مکان یابی
بینایی ماشین می‌تواند یک شی را پیدا کرده و مختصات یا موقعیت آن را نسبت به اپراتوری که به دنبال آن است، مشخص کند. توانایی مکان‌یابی یک شی در هر نقطه از زمان به مدیریت لجستیک و زنجیره تامین کمک میکند. در صورتی که یک آیتم در جای خود قرار نگرفته باشد، تشخیص شی از طریق بینایی ماشین می‌تواند مکان درست یک شی را به راحتی و به سرعت پیدا کند. در تولید فولاد، مکان‌یابی اجسام ضروری است زیرا جریان ورودی و خروجی قطعات مختلف از یک بخش به بخش دیگر وجود دارد. بینایی ماشین می‌تواند تمام این اشیاء را از طریق ابزارهای مختلف شناسایی و پیگیری کند.
در شرکت نوین ایلیا صنعت، ما تجهیزات و سیستم‌هایی که قادر به تشخیص اشیاء برای تدارکات در صنایع مختلف از جمله صنعت فولاد و فلزات باشد را ارائه می‌دهیم. سیستمهای بازرسی ما، راه‌حل‌های سفارشی طراحی شده برای اندازه‌گیری ابعاد، شکل‌ها و عیوب سطحی (در هر دو قسمت سرد و گرم) هستند.
اندازه گیری
اندازه گیری اشیاء مختلف، مساحت سطح، حجم، طول و عرض آن‌ها برای تخمین فضایی که در حین حمل و نقل اشغال می‌کنند ضروری است. بازرسی فیزیکی فقط می‌تواند تخمینی از چنین اندازه‌گیری ارائه دهد. با استفاده از بینایی ماشین و هوش مصنوعی می‌تواند جسم را شناسایی کند و ابعاد هندسی آن را از روی یک تصویر محاسبه کند. به عنوان مثال، قطر داخلی سوراخ میلگرد را می‌توان با تصویری که توسط یک دوربین دو بعدی یا سه بعدی با استفاده از بینایی ماشین گرفته شده است، اندازه‌گیری کرد.
هدایت رباتیک
هدایت رباتیک یک برنامه بینایی ماشین است که شامل مکان‌یابی یک قطعه خاص و اطمینان از قرارگیری آن در موقعیت مناسب است تا هیچ خطایی یا خرابی در فرآیند تولید رخ ندهد. این برنامه می‌تواند ربات‌ها را با کمک بینایی ماشین کنترل کند. در نتیجه، ربات‌ها می‌توانند برای مدیریت فعالیت‌های تکرار شونده با دقت و صحت بالا، بدون وقفه کار کنند تا حداکثر کارآیی را تضمین کنند، و به راحتی می‌توانند در محیط‌هایی که برای اپراتورهای دستی ایمن نیستند، استفاده شوند. به عنوان مثال، انتخاب مکان خودکار و اجزای هر شی را خیلی سریع انجام می‌دهد.
بهبود مدیریت زنجیره تامین و راه‌حل‌های لجستیک
تولید تنها یک عنصر است. نقش‌های زنجیره تامین از یک مرکز تولیدی نیز با فن‌آوری‌های یادگیری ماشین، مانند بهینه‌سازی مسیر لجستیک و کنترل موجودی انبار، بهبود می‌یابد. این موارد یک زنجیره تامین شناختی (Cognitive) را تشکیل می‌دهند که همچنان در صنعت تولید به تکامل خود ادامه می‌دهد.
راه‌حل‌های لجستیکی مبتنی بر هوش مصنوعی به جای تشخیص بارکد، از مدل‌های تشخیص اشیا استفاده می‌کنند، و جایگزین اسکن دستی میشوند. سیستمهای بینایی ماشین می‌توانند کمبود و مازاد موجودی را تشخیص دهند. با شناسایی این الگوها می‌توان مدیران را از موقعیت‌های اشغال نشده آگاه کرد. حتی می‌توان رایانه‌ها را برنامه‌نویسی کرد تا به‌طور خودکار برای بهینه‌سازی ذخیره اقلام موجود در انبار اقدام کنند.
کلام آخر
بینایی ماشین ابزاری است که می‌تواند از طریق هوش مصنوعی و الگوریتم‌های یادگیری عمیق، کارایی و دقت صنعت تولید فولاد را متحول کند. همراه با کنترل‌کننده‌ها و روبات‌ها، چنین مدل‌هایی می‌توانند همه چیزهایی را که در زنجیره تامین تولید فولاد اتفاق می‌افتد، از مونتاژ گرفته تا تدارکات با کمترین مداخله انسانی، نظارت کنند. خطاهای ناشی از عملیات دستی را حذف میکند و به افراد و نیروی انسانی درگیر در چنین عملیاتی اجازه می‌دهد تا در کارهای شناختی بیشتری شرکت کنند. کاربرد ماشین بینایی گسترده و متنوع است. از این رو، بینایی ماشین می‌تواند نحوه انجام وظایف یک شرکت تولید‌کننده فولاد را تغییر دهد.
شرکت نوین ایلیا صنعت، به عنوان نماینده رسمی محصولات سنسو‌پارت (SensoPart) و باسلر در ایران، بهترین گزینه برای مشاوره و راهنمایی درباره انواع سنسورها، سیستمهای بینایی ماشین و پردازش تصویر است. کارشناسان ما با ارائه بهترین راه‌حل‌ها برای ساخت و اجرای پروژه‌های اتوماسیون صنعتی و بینایی ماشین و همچنین راهنمایی برای انتخاب بهترین و باکیفیت‌ترین برندهای روز دنیا در خدمت شما هستند.
مجموعه نوین ایلیا صنعت قبل از فروش به معرفی، آموزش و ارائه یک ورژن دمو از تجهیزات و نرم‌افزارهای مربوطه می‌پردازد. گارانتی، به‌روزسانی نرم‌افزارها و کالیبراسیون از جمله خدمات پس از فروش شرکت در حوزه‌های مختلف اجرایی می‌باشد. برای اطلاعات بیشتر از خدمات ما نیز می‌توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه بینایی ماشین می‌توانید مقالات برندهای برتر دوربین بینایی ماشین و مدیریت موجودی اقلام فروشگاه را مطالعه نمایید.
سوالات متداول
چرا باید از بینایی ماشین در صنعت فولاد استفاده کنیم؟
زیرا جابجایی مواد در صنعت فولاد فرآیندی طولانی است و با خطای انسانی روبرو می‌باشد، بنابراین استفاده از بینایی ماشین موجب می‌گردد تا از طریق هوش مصنوعی و الگوریتم‌های یادگیری عمیق، کارایی و دقت در صنعت تولید فولاد متحول گردد.
کاربردهای بینایی ماشین در صنعت فولاد چیست؟
- تشخیص شی (Object Detection) و شمارش قطعات
- شناسایی نقص سطح و عیوب چاپی
- خواندن کاراکترها (OCR) و اسکن و خواندن بارکد
- مکان یابی و اندازه گیری
- هدایت رباتیک
- بهبود مدیریت زنجیره تامین و راه‌حل‌های لجستیک
کاربرد هوش مصنوعی و بینایی ماشین چه فوایدی در صنعت فولاد دارد؟
- ایمنی و کارآیی تمام عملیات بهبود پیدا میکند.
- بازرسی بصری خودکار روی اشیایی که روزانه تولید میشوند، سریع و راحتتر انجام میگیرد.
- آموزش و پیادهسازی سیستمها آسانتر میشود.
- سیستمها قابل اعتمادتر، قویتر و پایدارتر می‌گردند.
