ระบบกล้อง OCR อ่านฉลากรีลชิ้นส่วนและพิมพ์สติกเกอร์บาร์โค้ด สำหรับโรงงานอิเล็กทรอนิกส์

ที่มาของโจทย์

โจทย์ของเคสนี้คือการพิมพ์สติกเกอร์บาร์โค้ดของโรงงานจากฉลากบนรีลชิ้นส่วน โดยไม่ต้องให้คนอ่านรหัสแล้วคีย์เข้าโปรแกรมพิมพ์เอง ลูกค้าเป็นโรงงานอิเล็กทรอนิกส์ที่รับชิ้นส่วนเป็นม้วนรีล (Reel) จากผู้ผลิตชิ้นส่วนหลายยี่ห้อ ก่อนนำชิ้นส่วนไปใช้ โรงงานต้องติดสติกเกอร์บาร์โค้ดตามแบบฟอร์มของตัวเอง 2 แบบ

ฉลากของผู้ผลิตชิ้นส่วนแต่ละยี่ห้อวางรหัสและจำนวนไว้คนละตำแหน่ง ส่วนข้อมูลที่ต้องพิมพ์ลงสติกเกอร์อยู่ในไฟล์ข้อมูลหลักของโรงงาน ถ้าคนต้องอ่านฉลากแล้วคีย์รหัสทุกม้วน งานจะช้าและมีโอกาสคีย์ผิด ลูกค้าจึงต้องการให้ระบบอ่านรหัสจากฉลากเดิม จับคู่กับไฟล์ข้อมูลหลัก และบอกจำนวนสติกเกอร์ที่ต้องพิมพ์

ข้อกำหนดและข้อจำกัด

ระบบต้องอ่านฉลากได้หลายรูปแบบ และต้องพิมพ์ได้แม้ฉลากบางรุ่นยังอ่านอัตโนมัติไม่ได้ ข้อกำหนดและข้อจำกัดหลักมีดังนี้

• อ่านฉลากจากผู้ผลิตชิ้นส่วนหลายยี่ห้อ ซึ่งแต่ละยี่ห้อวางข้อความคนละตำแหน่ง จึงต้องตั้งกรอบตำแหน่งที่อ่านแยกตามรุ่นฉลาก
• อ่านจำนวน (Qty) จากฉลากจริงเสมอ ไม่ดึงจากไฟล์ เพราะชิ้นส่วนรหัสเดียวกันอาจมาในจำนวนต่างกัน
• จับคู่ข้อมูลกับไฟล์ข้อมูลหลัก CSV (ไฟล์ตารางข้อมูล) ที่นำเข้าระบบ โดยแยกไฟล์ตามแบบฟอร์มสติกเกอร์ทั้ง 2 แบบ
• สั่งพิมพ์ที่เครื่องพิมพ์บาร์โค้ด Zebra 110Xi4 ซอฟต์แวร์ทำงานบนคอมพิวเตอร์ Windows 10 และพัฒนาด้วย Python
• มีโหมด Manual สำหรับพิมพ์สติกเกอร์โดยไม่ใช้กล้อง ซึ่งเป็นข้อกำหนดตั้งแต่ข้อเสนอโครงการ

ทำไมระบบอ่านฉลากเดิมแล้วดึงข้อมูลจากไฟล์ข้อมูลหลัก

ระบบอ่านฉลากเดิมเพราะรหัสและจำนวนของชิ้นส่วนพิมพ์อยู่บนฉลากของผู้ผลิตแล้ว ส่วนข้อมูลที่โรงงานต้องการบนสติกเกอร์อยู่ในไฟล์ข้อมูลหลักของโรงงาน ถ้า OCR อ่าน Part Name หรือ Part No. ได้อย่างใดอย่างหนึ่ง ระบบดึงข้อมูลอีกช่องจากไฟล์มาให้ รหัสชิ้นส่วนบนสติกเกอร์จึงมาจากไฟล์ข้อมูลหลักชุดเดียวกันทุกครั้ง

ผู้ใช้ทำหน้าที่ตรวจข้อมูลบนหน้าจอและกดพิมพ์ แทนการพิมพ์รหัสทีละช่อง ข้อกำหนดของโครงการมีโหมด Manual สำหรับพิมพ์โดยไม่ใช้กล้องด้วย โหมดนี้ทำให้ฉลากที่ระบบยังอ่านอัตโนมัติไม่ได้พิมพ์สติกเกอร์ได้

1. 1

   เลือกรุ่นฉลากแล้ววางรีลใต้กล้อง

   ผู้ใช้เลือกรุ่นฉลาก (Model) ที่ตรงกับยี่ห้อของชิ้นส่วน วางรีลบนแท่น แล้วกดสวิตช์มือ สวิตช์เท้า ปุ่ม Capture บนหน้าจอ หรือปุ่ม Enter เพื่อสั่งถ่ายภาพ

2. 2

   OCR อ่านข้อความในกรอบที่กำหนด

   กล้อง Basler ace USB 3.0 ถ่ายภาพฉลาก ระบบใช้ OCR อ่าน Part Name, Part No. และ Qty เฉพาะในกรอบตำแหน่งที่ตั้งไว้สำหรับฉลากรุ่นนั้น

3. 3

   เทียบกับไฟล์ข้อมูลหลัก CSV

   ระบบค้นข้อมูลที่ตรงกันในไฟล์ข้อมูลหลัก CSV ที่นำเข้าไว้ ถ้าอ่านได้ Part Name หรือ Part No. อย่างใดอย่างหนึ่ง ระบบดึงข้อมูลอีกช่องจากไฟล์มาแสดง

4. 4

   ตรวจข้อมูลแล้วสั่งพิมพ์

   หน้าจอแสดงข้อมูลที่จะพิมพ์และช่องจำนวนสติกเกอร์ ผู้ใช้ตรวจแล้วกดปุ่มพิมพ์ ระบบจัดข้อมูลลงแบบฟอร์มสติกเกอร์และส่งไปที่เครื่องพิมพ์บาร์โค้ด Zebra 110Xi4

5. 5

   เพิ่มรุ่นฉลากเมื่อมีผู้ผลิตชิ้นส่วนรายใหม่

   หน้า Create Template ใช้ตั้งชื่อรุ่นฉลาก กำหนดกรอบตำแหน่งของแต่ละช่อง และเลือกชนิดบาร์โค้ดที่จะพิมพ์ ส่วนโหมด Training ใช้เก็บภาพฉลากไปฝึกโมเดล OCR เพิ่ม

สิ่งที่ส่งมอบ

เราส่งมอบสถานีกล้อง Machine Vision (ระบบกล้องและซอฟต์แวร์ตรวจด้วยภาพ) 1 ชุด พร้อมซอฟต์แวร์ Barcode Printing System และงานบริการตั้งแต่วิเคราะห์ระบบจนถึงคู่มือการใช้งาน

• สถานีกล้อง: กล้อง Basler ace USB 3.0 เลนส์ ชุดไฟส่องสว่างพร้อมตัวควบคุม โครงสถานีพร้อมฝาครอบ และสวิตช์มือ/สวิตช์เท้า (Hand/Foot Switch) สำหรับสั่งถ่ายภาพ
• ซอฟต์แวร์บน Windows 10: โหมด Auto โหมด Manual การนำเข้าไฟล์ CSV หน้า Create Template การแก้ไขและลบรุ่นฉลาก และโหมด Training
• การสั่งพิมพ์: จัดข้อมูลลงแบบฟอร์มสติกเกอร์ของโรงงาน 2 แบบ และส่งไปที่เครื่องพิมพ์บาร์โค้ด Zebra 110Xi4
• งานบริการ: วิเคราะห์ระบบ พัฒนาหน้าจอและซอฟต์แวร์ Vision/OCR ทดสอบที่บริษัทและที่หน้างาน จัดทำเอกสารและคู่มือ

ระบบนี้ได้รับการดูแลต่อหลังส่งมอบอย่างไร

หลังส่งมอบในปี 2564 ลูกค้าสั่งงานต่อสำหรับระบบนี้ 2 ครั้ง คืองานดูแลรักษาระบบในปี 2565 และงานอัปเกรดซอฟต์แวร์ที่หน้างานในปี 2569 งานอัปเกรดทำให้ซอฟต์แวร์ทำงานบนระบบปฏิบัติการรุ่นใหม่ของเครื่องได้

1. ปี 2564: วิเคราะห์ระบบ พัฒนาซอฟต์แวร์ ส่งมอบสถานีกล้อง และทดสอบตามรายการทดสอบส่งมอบร่วมกับลูกค้า
2. ปี 2565: งานดูแลรักษาระบบ Machine Vision
3. ปี 2569: อัปเกรดซอฟต์แวร์ที่หน้างานให้ทำงานบนระบบปฏิบัติการรุ่นใหม่ของเครื่อง

ผลที่ยืนยันได้จากการทดสอบส่งมอบ

ผลที่ยืนยันได้มาจากการทดสอบส่งมอบในเดือนตุลาคม 2564 รายการทดสอบส่งมอบ (Exit Criteria) ครอบคลุมโหมด Auto โหมด Manual การนำเข้าไฟล์ CSV หน้า Create Template การแก้ไขรุ่นฉลาก และการสั่งถ่ายภาพด้วยสวิตช์มือและสวิตช์เท้า ลูกค้าทดสอบโหมด Manual แล้วใช้งานได้ตามปกติ และเครื่องเริ่มใช้ในงานจริงตั้งแต่กลางเดือนเดียวกัน

แบบฟอร์มสติกเกอร์ 2 แบบของโรงงานใช้กับชิ้นส่วน 2 กลุ่ม ณ ปลายปี 2564 เราฝึกโมเดล OCR สำหรับฉลากของชิ้นส่วนกลุ่มแรกแล้ว และยังปรับโหมด Auto ต่อ ส่วนฉลากของชิ้นส่วนกลุ่มที่สองยังไม่ได้ฝึกโมเดล จึงพิมพ์สติกเกอร์ผ่านโหมด Manual

เคสนี้ไม่มีตัวเลขอัตราการอ่านถูกที่วัดไว้ เราจึงไม่แสดงตัวเลขความแม่นยำของ OCR ผลที่ยืนยันได้คือเครื่องใช้ในงานจริง และลูกค้าสั่งงานดูแลรักษาระบบในปี 2565 และงานอัปเกรดซอฟต์แวร์ในปี 2569

สิ่งที่เราเรียนรู้

งานอ่านฉลากจากผู้ผลิตหลายรายต้องมีทางพิมพ์สำรอง และต้องแยกให้ชัดว่าข้อมูลใดอ่านจากฉลาก ข้อมูลใดดึงจากไฟล์ หลักการจากงานนี้มีดังนี้

• ระบบ OCR ที่อ่านฉลากของผู้ผลิตหลายรายต้องมีทางพิมพ์สำรองตั้งแต่วันแรก ฉลากแต่ละรุ่นต้องตั้งกรอบตำแหน่งและฝึกโมเดลแยกกัน โหมด Manual ทำให้โรงงานเริ่มใช้งานจริงได้ระหว่างที่โหมด Auto ยังปรับอยู่
• อ่านจากฉลากเฉพาะรหัสที่ใช้ค้นหาและข้อมูลที่เปลี่ยนตามแต่ละม้วน เช่น จำนวน ส่วนข้อมูลอื่นบนสติกเกอร์ให้ดึงจากไฟล์ข้อมูลหลักของโรงงาน ถ้าอ่านได้รหัสใดรหัสหนึ่ง ระบบก็ดึงอีกรหัสจากไฟล์ได้
• เมื่อเครื่องเริ่มใช้ในงานจริงแล้ว การแก้โปรแกรมต้องนัดเวลากับหน้างานล่วงหน้า และต้องวางแผนดูแลระยะยาว ทั้งการตั้งค่าเครื่องพิมพ์บาร์โค้ดและการอัปเกรดซอฟต์แวร์เมื่อเปลี่ยนระบบปฏิบัติการ

นำแนวทางนี้ไปใช้กับโรงงานของคุณได้อย่างไร

ถ้าโรงงานของคุณต้องติดสติกเกอร์บาร์โค้ดของตัวเองบนชิ้นส่วนที่รับเข้า และมีไฟล์ข้อมูลหลักของชิ้นส่วนอยู่แล้ว คุณใช้แนวทางเดียวกับเคสนี้ได้ คืออ่านรหัสจากฉลากเดิม จับคู่กับไฟล์ข้อมูลหลัก แล้วพิมพ์ ส่วนที่ต้องปรับขึ้นกับรูปแบบฉลากและเครื่องพิมพ์ของคุณ

• เตรียมตัวอย่างฉลากจริงของผู้ผลิตชิ้นส่วนทุกยี่ห้อที่ใช้ เพราะฉลากแต่ละรูปแบบต้องตั้งค่าและฝึกโมเดลแยกกัน
• กำหนดให้ชัดว่าช่องไหนต้องอ่านจากฉลากจริง และช่องไหนดึงจากไฟล์ข้อมูลหลัก
• ตกลงว่าใครดูแลไฟล์ข้อมูลหลัก CSV และนำไฟล์ใหม่เข้าระบบอย่างไร
• เผื่อช่วงทดสอบกับฉลากจริงที่หน้างาน และวางแผนดูแลระบบหลังเริ่มใช้งานจริง