Jak může technologie počítačového vidění pomoci českému strojírenství uspět v konkurenčním světě

• Foto

CO JE POČÍTAČOVÉ VIDĚNÍ
Počítačové vidění se někdy také nazývá strojové vidění nebo zjednodušeně analýza obrazu. Tato velmi moderní technologie je založena na jedné nebo více kamerách propojených s počítačem. Počítač analyzuje obraz zachycený kamerami v reálném čase. Možnosti zmíněné technologie jsou prakticky neomezené a sahají do celé řady sektorů. Seznam odvětví, v nichž je počítačové vidění využíváno, se navíc stále rozšiřuje s tím, jak zákazníci objevují nesporné výhody této technologie. Přesto zatím počítačové vidění používá podle odhadů jen asi deset procent českých výrobních firem.

Principy jednotlivých aplikací počítačového vidění se liší podle druhu a nasazení, základní postup je však téměř vždy stejný. Na začátku je získání dat (snímku z kamery), následuje pre-processing (např. odstranění optických vad a šumu) a poté už samotná extrakce požadovaných dat a jejich následné zpracování. Technologie počítačového vidění se snaží o maximální napodobení lidského vidění, o rozdělení obrazu na samostatné objekty a hlavně o interpretaci viděného obrazu.

VÝHODY POČÍTAČOVÉHO VIDĚNÍ
Počítačové vidění přináší firmám řadu výhod. Jednou z hlavních je snížení nákladů – s touto technologií se ušetří čas lidí i strojů. Klíčová je také spolehlivost, kamery a počítače se na rozdíl od lidských očí nikdy neunaví, odpadá tak do velké míry lidský faktor. To s sebou nese i jednodušší a rychlejší procesy, protože místo zdlouhavé vizuální kontroly nastupují rychlé počítače. Samozřejmostí je i přesnost, finální výrobky jsou díky počítačovému vidění bez jediného kazu. Výhodou
technologie jsou i široké možnosti využití, a to v rámci strojírenství i mimo něj.

Obecně jsou hlavními oblastmi využití počítačového vidění kontrola, automatizace a rozpoznávání. Ve strojírenství může tato technologie pomoci například s kontrolou kvality výrobků (přítomnost kazů, kontrola sváru pomocí ultrazvuku a podobně). Dále s kontrolou a řízením výrobního procesu (robotické svařování, odlévání). Počítačové vidění se využívá například i při bezkontaktním měření (třeba v ocelárnách) nebo ke zjištění přítomnosti koroze (pomocí termokamer). V neposlední řadě pomáhá tato technologie ve strojírenství i jiných oborech ke zvýšení bezpečnosti výroby.

Přes klady počítačového vidění je tato technologie v českých strojírenských firmách poměrně málo využívaná, jak už bylo naznačeno. Stále není výjimkou narazit v nich například na kontrolu správnosti montáže nebo kvality výrobku pouhým okem, kde samozřejmě ve srovnání s počítačovou kontrolou prostřednictvím kamer dochází k obrovské chybovosti. Důvodem není ani tak to, že by se české strojírenské firmy této moderní technologie bály nebo nebyly ochotny modernizovat svůj provoz, ale spíše o ní některé z nich (až 40 %) nikdy neslyšely, nebo ji sice znají, ale neuvědomí si možnosti jejího uplatnění i ve vlastním provozu. Ve skutečnosti prakticky neexistuje strojírenská firma, kde by technologie počítačového vidění nenašla uplatnění nebo kde by se nevyplatila.

VYUŽITÍ POČÍTAČOVÉHO VIDĚNÍ V PRAXI
Najde se však i dost progresivních českých strojírenských firem, které počítačové vidění aktivně využívají a zvyšují tak svou konkurenční výhodu na trhu. Jak ukazují zkušenosti z praxe, konkrétní české firmy uplatňují tuto technologii například při kontrole správnosti obrobku nebo jeho orientace při automatickém zakládání do obráběcího stroje, kontrole dílů po ukončení automatické montáže, při navádění robota v procesu laserového zavaření výrobku, snímání tvaru ostří u profilových obráběcích nástrojů, čtení čárových a QR kódů, při měření a analýze tvaru a přesnosti strojírenských výrobků a textilních útvarů, vyhodnocování vad materiálu, kontrole přítomnosti nežádoucích prvků (například špon) na obráběných detailech nebo třeba při automatickém ohýbání a rozpoznání polohy dílu.

Pokročilé technologie jako počítačové vidění ovšem pomáhají strojírenským a jiným firmám uspět v konkurenčním světě nejen zvýšením kvality produkce a celkovým zefektivněním a modernizací provozu, ale také výrazným šetřením firemních financí. Investice do počítačového vidění má velmi rychlou návratnost.

JAK LZE UŠETŘIT
Toto tvrzení lze snadno doložit na konkrétním příkladu, třeba u kontroly kvality produktů na lince. Vezměme si společnost, která používá k této kontrole technika s platem 15 000 Kč hrubého měsíčně. Za směnu je schopen zkontrolovat kvalitu 1 440 produktů. Statisticky si firma spočítala, že jedno procento poškozených produktů touto kontrolou proklouzne, což společnost stojí 100 000 Kč měsíčně.

Při nasazení technologie počítačového vidění společnost může technika přesunout na jinou pracovní pozici, čímž ušetří 15 000 Kč měsíčně, rychlost linky lze pak zvýšit pětkrát, takže nyní je linka schopna zpracovat za směnu 7200 produktů. Procento produktů, které proklouznou kontrole kvality, se sníží desetkrát na 0,1 %. Celkově tedy společnost zvýší pětkrát produktivitu a ušetří ročně 1 323 000 Kč, což představuje částku, do které se vejde realizace prakticky jakéhokoliv řešení využívajícího počítačové vidění. V tomto případě je tedy návratnost investice roční, po roce už půjdou ušetřené prostředky do zisku firmy.

Další příklad z praxe mohou představovat obráběcí centra využívaná ve strojírenství k opracovávání materiálu. Tato centra jsou, jak známo, velice nákladnou záležitostí. V centrech se k opracovávání používají obráběcí nástroje, které se musejí před každou výrobou kalibrovat, tedy zanést úbytky nástroje z předchozí produkce do produkce následující.

Běžnou praxí je, že toto se provádí přímo na obráběcích centrech, která stojí milióny Kč, a tudíž je čas těchto strojů pro zákazníka velice drahý. Firma Kinalisoft specializovaná na počítačové vidění proto přišla s řešením – vytvořila ve spolupráci s partnery seřizovací přístroj, který umožňuje tato měření provádět mimo obráběcí centrum, a tím zvýšit efektivitu výroby centra. Toto řešení zvýší produktivitu cca o patnáct procent, což při cenách obráběcích center opět znamená návratnost do jednoho roku.

Do budoucna se dá očekávat, že technologii počítačového vidění a jiné obdobné inovativní technologie bude objevovat a zavádět stále více firem. Pokud mezi nimi budou i české strojírenské společnosti, mohl by to být jeden z předpokladů, aby české strojírenství i nadále mohlo přežít ve stále konkurenčnějším prostředí a dosáhnout dalších úspěchů.

Autor

• Štourač Radek