マシンビジョンとは?導入事例

Ngày đăng: 2023/11/27 10:56:06 AM | 5 Lượt Xem

マシンビジョンとは、産業の自動化に関わる基盤技術の一つです。これは製品の品質向上、多くの年代にわたって生産速度の向上、生産プロセスおよび物流を改善するのに役立ちました。現在、この技術は人工知能と力を合わせて、インダストリー4.0への移行プロセスで先導しています。

1. マシンビジョンとは?

マシンビジョンとは、カメラに映った画像に基づいて機器を動作させる技術です。マシンビジョンは産業分野において自動検査やプロセス制御、ロボットのガイドに用いられています。マシンビジョンに関する重要なことは、様々な異なるテクノロジー、ソフトウェアとハードウェア、システムインテグレーション、アクション、方法、および専門知識が含まれ、既存の技術と合わせ、実世界の問題を解決するために応用されることです。

マシンビジョンは産業の自動化の先駆的な技術の一つであり、製品品質の向上、生産速度の向上、長期的な生産および物流の最適化するのに貢献してきました。現在、この技術は人工知能と力を合わせて、インダストリー4.0への移行プロセスで先導しています。

2. マシンビジョンの仕組み

マシンビジョンは周囲の環境からカメラに映った画像を情報として収集し、その後、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって画像を処理し、さまざまな目的で用意するための情報を揃えます。マシンビジョン技術では通常、光学機器を使用して画像を収集します。このアプローチにより、画像を処理、分析、および測定することが可能になります。たとえば、製造システムの一段階としてのマシンビジョンアプリケーションは、組立ライン上で生産されている部品の特定の特性を分析するために使用されます。それは部品が品質基準を満たしているかどうかを確認し、満たさない場合はその部品を除去することになっています。

製造プロセスにおいて、マシンビジョンシステムには通常、以下の要素が必要です:

  • 照明:画像の品質を向上させるために適切な照明が必要です。蛍光灯、ファイバー駆動ハロゲン、キセノンストロボ光源がマシンビジョンシステムでよく採用されていますが、近年はLED照明に代替される傾向があります。 
  • カメラ:画像を写して、それをカメラ内のビジョンセンサーに転送します。
  • フレームグラバー、筐体、センサー:これらのデバイスはカメラからの画像を処理し、それをピクセル形式に変換するために連携します。画像センサーは、光を相補型金属酸化膜半導体または電荷結合素子で電気信号に変えます。 
  • 処理エンジン部および処理制御部:画像処理、情報の抽出を行うためにソフトウェアとアルゴリズムを実行する処理部です。 
  • 通信: これらのシステムは、カメラと処理部が他のシステムの要素と通信できるようにし、通常、離散入出力信号またはシリアル接続を使用します。 

3. マシンビジョンの活用事例

マシンビジョンは遠い未来のものだと考えられますが、これは誤解です。マシンビジョンはすでに私たちの生活のさまざまな分野で活用されています。以下は、現在この技術の活用事例が挙げられます。

3.1. スマートマニュファクチャリングにおけるマシンビジョンの活用

マシンビジョンは製造業に適用され、製品品質と効率を向上させ、製造ラインの生産性を高め、労働コストを削減し、高付加価値の作業に人員を配置するのに役立てられています。

例えば、AudiはIntelとNebbiolo Technologiesと協力して、溶接点の検査と品質管理プロセスに予測分析とマシンラーニングアルゴリズムを導入することで、溶接点の検査数を増やし、人件費を削減し、工場内での監視を強化しました。

医薬品のように厳密に管理される産業では、マシンビジョンは製品の内容、包装、ラベルなどを持続的に検査して品質を確保します。物流に適用する場合、マシンビジョンは各段階で製品を自動的にスキャンし、追跡し、正確な記録を提供することができます。

3.2. 他の活動におけるマシンビジョンの活用

労働者の健康と安全を向上させることはマシンビジョンを活用する主要な利点の一つです。AIに支援されるマシンビジョンは、労働者がソーシャルディスタンスを保ち、安全機器を着用することを確保できます。ロボットとマシンビジョンは人間の動きを解釈し、事故が発生するリスクを予防するのに役立ちます。もし安全でない状況が発生した場合、マシンビジョンは操作者に警告を発し、または自動的に装置を停止することで、従業員とビジネスに対するリスクを軽減できます。

さらに、カメラ、組み込まれたセンサー、および産業機器からのデータを継続的に分析することにより、産業用PCはAIを使用して障害や劣化の兆候を検出できます。これにより、修理と予防措置を計画し、予期せぬダウンタイムを減少し、過剰なメンテナンスコストを削減できます。

管理とセキュリティの分野では、AIはビデオデータソース内の対象物を検出し、追跡して、適切な利用と保存を確保できます。セキュリティカメラシステムは建物の出入りを監視し、危険な状況を発見できます。

マシンビジョンとは、コンピューターが環境を認識する能力を指します。1つまたは複数のカメラがアナログからデジタルに変換され、デジタル信号が処理されます。画像データはコンピューターまたはロボット制御装置に送信されます。マシンビジョンは製造業に適用され、製品品質と効率を向上させ、製造ラインの生産性を高め、人件費を削減し、労働者をより高価値なタスクに集中させることができます。

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