لقد وصل تطوير الأتمتة الصناعية في الصين إلى مستوى عالٍ من النضج، ومعظم الناس لديهم بعض الفهم لها. لتعميق معرفتك بالأتمتة الصناعية، ستستكشف هذه المقالة جانبين رئيسيين: 1. تطبيق رؤية الآلة في الأتمتة الصناعية، و2. لماذا تستخدم الأتمتة الصناعية أنظمة رؤية الآلة. إذا وجدت المحتوى القادم مثيرًا للاهتمام، فلا تتردد في مواصلة القراءة.
I. تطبيقات رؤية الآلة في الأتمتة الصناعية
لقد تم دمج الرؤية الآلية منذ فترة طويلة في أنظمة الأتمتة الصناعية لتحسين جودة الإنتاج والإنتاج عن طريق استبدال الفحص اليدوي التقليدي. بدءًا من عمليات الاختيار-و-المكان وتتبع الكائنات إلى علم القياس واكتشاف العيوب، تعمل الاستفادة من البيانات المرئية على تحسين الأداء العام للنظام من خلال توفير تعليقات مباشرة للتمرير/الفشل أو تمكين -حلقات التحكم في الحلقة المغلقة.
ويمتد استخدام الرؤية إلى ما هو أبعد من الأتمتة الصناعية؛ نرى أيضًا استخدام الكاميرات على نطاق واسع في الحياة اليومية، كما هو الحال في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة وخاصة في السيارات. تم إدخال الكاميرات في المركبات منذ بضع سنوات فقط، ولكن اليوم تم تجهيز السيارات بالعديد من الكاميرات لتزويد السائقين برؤية كاملة بزاوية 360 درجة للمركبة.
ومع ذلك، يمكن القول إن التقدم التكنولوجي الأكثر أهمية في رؤية الآلة كان قوة المعالجة. مع مضاعفة أداء المعالج كل عامين والتركيز المستمر على تقنيات المعالجة المتوازية مثل وحدات المعالجة المركزية (CPUs) متعددة المراكز، ووحدات معالجة الرسومات، وFPGAs، يستطيع الآن مصممو أنظمة الرؤية تطبيق خوارزميات معقدة للغاية على البيانات المرئية، مما يؤدي إلى إنشاء أنظمة أكثر ذكاءً.
يفتح التقدم في تكنولوجيا المعالجة فرصًا جديدة تتجاوز مجرد الخوارزميات الأكثر ذكاءً أو قوة. دعونا نتفحص حالات التطبيق لإضافة قدرات الرؤية إلى آلات التصنيع. تم تصميم هذه الأنظمة تقليديًا كشبكات من الأنظمة الفرعية الذكية التي تشكل أنظمة موزعة تعاونية، مما يتيح التصميم المعياري.
ومع ذلك، مع تحسن أداء النظام، فإن اعتماد هذا النهج المتمركز حول الأجهزة-قد يواجه صعوبات، حيث تستخدم هذه الأنظمة عادةً مزيجًا من بروتوكولات الوقت-الحرجة وغير-الوقت-الحرجة للاتصال البيني. يمكن أن يؤدي ربط هذه الأنظمة المتباينة من خلال بروتوكولات الاتصال المختلفة إلى اختناقات في زمن الوصول والحتمية والإنتاجية.
على سبيل المثال، إذا حاول المصممون تطوير تطبيقات باستخدام هذه البنية الموزعة مع الحفاظ على التكامل المحكم بين أنظمة الرؤية والحركة-كما هو مطلوب في تطبيقات أجهزة الرؤية-فقد يواجهون تحديات كبيرة في الأداء بسبب عدم كفاية سعة المعالجة. علاوة على ذلك، فإن حقيقة أن كل نظام فرعي لديه وحدة تحكم خاصة به تقلل في الواقع من كفاءة المعالجة.
وأخيرًا، فإن هذا النهج الموزع الذي يركز على الأجهزة-يجبر المصممين على استخدام أدوات مختلفة لكل نظام فرعي: برنامج رؤية متخصص لنظام الرؤية، وبرنامج خاص بالحركة-لنظام الحركة، وما إلى ذلك. وهذا يشكل تحديات خاصة لفرق التصميم الأصغر، حيث قد يكون مهندس واحد مسؤولاً عن مكونات متعددة.
ثانيا. لماذا يتم استخدام أنظمة الرؤية الآلية في الأتمتة الصناعية
هناك خمسة أسباب رئيسية لاستخدام أنظمة رؤية الآلة في التحكم في الأتمتة الصناعية:
دقة- نظرًا للقيود المادية للعين البشرية، تتمتع الآلات بميزة واضحة في الدقة. حتى عندما يعتمد البشر على العدسات المكبرة أو المجاهر لفحص المنتج، تظل الآلات أكثر دقة، حيث تصل الدقة إلى واحد-ألف من البوصة.
التكرار- يمكن للآلات إجراء عمليات الفحص بشكل متكرر باستخدام طرق متطابقة دون تعب. في المقابل، تظهر عيون الإنسان اختلافات طفيفة في كل عملية فحص، حتى عند فحص منتجات متطابقة.
سرعة- تقوم الآلات بفحص المنتجات بشكل أسرع. ويعد هذا مفيدًا بشكل خاص عند اكتشاف الأجسام المتحركة عالية السرعة-، مثل خطوط الإنتاج، حيث تعمل على تحسين كفاءة التصنيع.
الموضوعية-يعاني التفتيش البشري من خلل خطير: التحيز العاطفي. وتتقلب النتائج تبعا لمزاج المفتش، في حين تعمل الآلات دون عاطفة إنسانية، مما يؤدي إلى نتائج يمكن الاعتماد عليها باستمرار.
يكلف-تعمل الآلات بشكل أسرع من البشر، مما يعني أن وحدة فحص آلية واحدة يمكنها التعامل مع عبء العمل للعديد من العمال. بالإضافة إلى ذلك، لا تحتاج الآلات إلى فترات راحة، ولا تمرض أبدًا، ويمكن أن تعمل بشكل مستمر، مما يعزز كفاءة الإنتاج بشكل كبير.
تلتقط أنظمة الرؤية الآلية كميات هائلة من البيانات بسرعة، وتسهل المعالجة الآلية، وتتكامل بسلاسة مع مواصفات التصميم وضوابط التصنيع. ونتيجة لذلك، يتم نشرها على نطاق واسع في الإنتاج الآلي الحديث لمراقبة العمليات، وفحص المنتج النهائي، ومراقبة الجودة. تعمل أنظمة رؤية الماكينة على تحسين مرونة الإنتاج ومستويات الأتمتة. وهي عادة ما تحل محل الرؤية البشرية في البيئات الخطرة غير المناسبة للعمل اليدوي أو حيث تكون القدرات البصرية البشرية قصيرة. في الإنتاج الصناعي ذو الحجم الكبير-، يثبت الفحص البصري اليدوي عدم فعاليته وعدم دقته، بينما تعمل طرق فحص الرؤية الآلية على تعزيز الإنتاجية والأتمتة بشكل كبير. علاوة على ذلك، تعمل الرؤية الآلية على تسهيل التكامل السلس للمعلومات، حيث تعمل كتقنية أساسية للتصنيع-المتكامل بالكمبيوتر.