Ứng dụng của hệ thống kiểm tra thị giác máy tính trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống
Việc ứng dụng kiểm tra bằng thị giác máy tính trong ngành thực phẩm và đồ uống chủ yếu tập trung vào việc nâng cao hiệu quả kiểm tra, đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Bằng cách thay thế phương pháp kiểm tra thủ công truyền thống bằng công nghệ tự động hóa, nó giải quyết được những thách thức về yêu cầu chất lượng ngoại quan cao, chi phí nhân công cao và khó khăn trong việc đạt được mục tiêu "không lỗi" trong sản xuất quy mô lớn. Sau đây là các kịch bản ứng dụng cụ thể và những ưu điểm:
I. Các kịch bản ứng dụng cốt lõi
Kiểm tra bao bì thực phẩm đóng hộp
Nội dung kiểm tra: Bao bì bị hư hỏng, thiếu nhãn mác, in sai hoặc thiếu ngày sản xuất/ngày hết hạn.
Phương thức thực hiện kỹ thuật: Camera độ phân giải cao chụp ảnh bề mặt bao bì, và các thuật toán phân tích độ nguyên vẹn của cạnh, độ rõ nét của văn bản và độ chính xác vị trí.
Ưu điểm: Ngăn ngừa hư hỏng thực phẩm do bao bì bị hư hỏng và tránh rủi ro tuân thủ do thiếu nhãn.
Kiểm tra mực chất lỏng trong chai và nắp chai trong suốt.
Phát hiện mực chất lỏng: Công nghệ so sánh hình ảnh hoặc laser đo chiều cao chất lỏng trong chai để đảm bảo thể tích đổ đầy đáp ứng các tiêu chuẩn (ví dụ: sai số ±1mm).
Phát hiện nắp chai: Nhận diện các nắp chai bị thiếu, bị lệch, bị hư hỏng hoặc không được niêm phong đúng cách, và loại bỏ các sản phẩm bị lỗi.
Nghiên cứu điển hình: Sau khi áp dụng công nghệ thị giác máy tính, một nhà máy bia đã giảm tỷ lệ sản phẩm không đạt chất lượng từ 3% xuống còn 0,2%, và các vấn đề về niêm phong nắp chai giảm 90%.
Kiểm tra bề ngoài thực phẩm và đồ uống đóng hộp
Nội dung kiểm tra: Độ nguyên vẹn của miếng dán nắp, chất lượng in ngày sản xuất/số seri, vết lõm hoặc biến dạng trên thân lon.
Thách thức kỹ thuật: Cần xử lý các bề mặt kim loại phản chiếu; độ tương phản được tăng cường thông qua bộ lọc ánh sáng phân cực hoặc hình ảnh hồng ngoại.
Kết quả: Một nhà máy đóng hộp đạt tỷ lệ chính xác 99,9% trong việc phát hiện các mấu kéo bị thiếu, giúp người tiêu dùng tránh gặp khó khăn khi mở lon.
Kiểm tra các thành phần phụ trợ của hộp giấy đựng đồ uống
Các hạng mục kiểm tra: Ống hút có được gắn chắc chắn không, miệng ống có bị hư hỏng không và vị trí của băng keo niêm phong.
Ứng dụng đột phá: Kết hợp công nghệ thị giác 3D để phát hiện độ cong của ống hút, đảm bảo chức năng hoạt động chính xác.
Tổng số lượng bao bì và kiểm tra thùng carton
Chức năng: Đếm số lượng sản phẩm đóng chai/đóng hộp và kiểm tra tính đầy đủ của bao bì (ví dụ: xem hộp 12 chai có thiếu chai nào không).
Ưu điểm: Thay thế việc đếm thủ công, tăng tốc độ hơn 5 lần, với tỷ lệ sai sót dưới 0,01%.
II. Ưu điểm công nghệ so với phương pháp kiểm tra thủ công truyền thống
Hiệu quả và chi phí:
Công việc kiểm tra thủ công cần hàng trăm người có thể được thay thế bằng một hệ thống thị giác máy duy nhất, tiết kiệm hơn một triệu nhân dân tệ chi phí nhân công mỗi năm trên một dây chuyền sản xuất.
Tốc độ phát hiện đạt hàng trăm vật phẩm mỗi phút, nhanh hơn 3-5 lần so với kiểm tra thủ công.
Đảm bảo chất lượng:
Kiểm tra thủ công dễ dẫn đến bỏ sót lỗi do mệt mỏi và khác biệt cá nhân (ví dụ: tỷ lệ lỗi lên đến 5% trong nhận dạng ngày tháng ký tự nhỏ). Thị giác máy tính có thể đạt được khả năng phát hiện ổn định 24 giờ với tỷ lệ lỗi dưới 0,1%.
Hỗ trợ truy xuất nguồn gốc dữ liệu, ghi lại hình ảnh phát hiện và kết quả cho từng lô hàng, đáp ứng các quy định về an toàn thực phẩm.
Tính linh hoạt:
Các thông số phát hiện (như kích thước bao bì khác nhau và vị trí ký tự) có thể được điều chỉnh nhanh chóng để thích ứng với việc chuyển đổi dây chuyền sản xuất nhiều sản phẩm.
III. Các yếu tố thúc đẩy ngành
1. Nhu cầu của người tiêu dùng được nâng cao: Nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về an toàn thực phẩm và tính thẩm mỹ của bao bì đang buộc các công ty phải cải thiện tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng.
2. Xu hướng tự động hóa: Tỷ lệ tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống vượt quá 70%, và thị giác máy tính đã trở thành một thành phần quan trọng của "nhà máy không người lái".
3. Áp lực tuân thủ chính sách: Ví dụ, "Luật An toàn thực phẩm" yêu cầu thông tin đóng gói đầy đủ và có thể truy xuất nguồn gốc, và hệ thống thị giác máy cung cấp bằng chứng kiểm tra chất lượng kỹ thuật số.
IV. Các trường hợp điển hình trong doanh nghiệp
Các ứng dụng của Công ty TNHH Thiết bị Kiểm tra Jinan Maotong trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống bao gồm:
• Tùy chỉnh dây chuyền kiểm tra bao bì cho một công ty sữa, đạt được khả năng phát hiện đồng thời 12 lỗi như lệch nhãn và lỗi niêm phong trên bao bì sữa đóng hộp.
• Phát triển hệ thống phát hiện mực chất lỏng cho nước ép đóng chai trong suốt, sử dụng thuật toán trí tuệ nhân tạo để thích ứng với sự khác biệt về độ truyền quang của các loại chất lỏng có màu sắc khác nhau (như nước cam và nước táo).
• Triển khai hệ thống thị giác tốc độ cao trên dây chuyền sản xuất lon nước giải khát, phát hiện 1200 lon mỗi phút với tỷ lệ nhận diện lỗi nắp kéo đạt 99,99%.
V. Định hướng phát triển trong tương lai
1. Tích hợp học sâu: Nâng cao khả năng nhận diện các khuyết tật phức tạp (như nếp nhăn trên bao bì và nhiễm bẩn mực in) thông qua mạng nơ-ron tích chập (CNN).
2. Phát hiện đa phương thức: Tích hợp công nghệ ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại và tia X để phát hiện vật thể lạ bên trong bao bì.
3. Tích hợp với Internet công nghiệp: Tải dữ liệu phát hiện lên đám mây theo thời gian thực để tối ưu hóa các thông số sản xuất (chẳng hạn như điều chỉnh áp suất máy chiết rót).
Kiểm tra bằng thị giác máy tính đã trở thành công cụ cốt lõi cho sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, giúp các công ty đáp ứng các yêu cầu khắt khe của thị trường và các tiêu chuẩn quy định thông qua khả năng kiểm tra chất lượng chính xác, hiệu quả và đáng tin cậy.
