Sistem kamera OCR untuk membaca label reel komponen dan mencetak stiker barcode bagi pabrik elektronik

Latar belakang permasalahan

Tantangan dalam kasus ini adalah mencetak stiker barcode pabrik dari label pada reel komponen tanpa perlu orang membaca kode lalu mengetiknya sendiri ke program cetak. Pelanggan adalah pabrik elektronik yang menerima komponen dalam bentuk gulungan (Reel) dari produsen komponen berbagai merek. Sebelum komponen digunakan, pabrik harus menempelkan stiker barcode dalam 2 format miliknya sendiri.

Label dari setiap merek produsen komponen menempatkan kode dan jumlah di posisi yang berbeda, sedangkan data yang harus dicetak pada stiker berada di file data master pabrik. Jika orang harus membaca label dan mengetik kode untuk setiap gulungan, pekerjaan menjadi lambat dan berpeluang salah ketik. Karena itu, pelanggan menginginkan sistem yang membaca kode dari label yang sudah ada, mencocokkannya dengan file data master, dan menunjukkan jumlah stiker yang harus dicetak.

Persyaratan dan batasan

Sistem harus dapat membaca label dalam berbagai bentuk, dan harus tetap dapat mencetak meskipun beberapa model label belum dapat dibaca secara otomatis. Persyaratan dan batasan utamanya adalah sebagai berikut.

• Membaca label dari produsen komponen berbagai merek, yang masing-masing menempatkan teks di posisi berbeda, sehingga bingkai posisi pembacaan harus diatur terpisah untuk setiap model label.
• Selalu membaca jumlah (Qty) dari label sebenarnya, bukan mengambilnya dari file, karena komponen dengan kode yang sama dapat datang dalam jumlah berbeda.
• Mencocokkan data dengan file data master CSV (file tabel data) yang diimpor ke sistem, dengan file terpisah untuk masing-masing dari 2 format stiker.
• Memberikan perintah cetak ke printer barcode Zebra 110Xi4. Perangkat lunak berjalan di komputer Windows 10 dan dikembangkan dengan Python.
• Menyediakan mode Manual untuk mencetak stiker tanpa kamera, yang telah menjadi persyaratan sejak proposal proyek.

Mengapa sistem membaca label yang sudah ada lalu mengambil data dari file data master

Sistem membaca label yang sudah ada karena kode dan jumlah komponen sudah tercetak pada label produsen, sedangkan data yang dibutuhkan pabrik pada stiker berada di file data master pabrik. Jika OCR dapat membaca salah satu dari Part Name atau Part No., sistem mengambil data kolom lainnya dari file, sehingga kode komponen pada stiker selalu berasal dari set file data master yang sama.

Pengguna bertugas memeriksa data di layar dan menekan tombol cetak, bukan mengetik kode kolom demi kolom. Persyaratan proyek juga mencakup mode Manual untuk mencetak tanpa kamera. Mode ini memungkinkan stiker tetap dicetak untuk label yang belum dapat dibaca sistem secara otomatis.

1. 1

   Pilih model label lalu letakkan reel di bawah kamera

   Pengguna memilih model label (Model) yang sesuai dengan merek komponen, meletakkan reel di atas dudukan, lalu menekan sakelar tangan, sakelar kaki, tombol Capture di layar, atau tombol Enter untuk memicu pengambilan gambar.

2. 2

   OCR membaca teks di dalam bingkai yang ditentukan

   Kamera Basler ace USB 3.0 memotret label, dan sistem menggunakan OCR untuk membaca Part Name, Part No., dan Qty hanya di dalam bingkai posisi yang telah diatur untuk model label tersebut.

3. 3

   Pencocokan dengan file data master CSV

   Sistem mencari data yang cocok di file data master CSV yang telah diimpor. Jika dapat membaca salah satu dari Part Name atau Part No., sistem mengambil data kolom lainnya dari file untuk ditampilkan.

4. 4

   Periksa data lalu beri perintah cetak

   Layar menampilkan data yang akan dicetak dan kolom jumlah stiker. Setelah memeriksa, pengguna menekan tombol cetak, lalu sistem menyusun data ke dalam format stiker dan mengirimkannya ke printer barcode Zebra 110Xi4.

5. 5

   Menambahkan model label saat ada produsen komponen baru

   Halaman Create Template digunakan untuk menamai model label, menentukan bingkai posisi setiap kolom, dan memilih jenis barcode yang akan dicetak. Sementara itu, mode Training digunakan untuk mengumpulkan gambar label guna melatih model OCR lebih lanjut.

Hasil serah terima

Kami menyerahkan 1 set stasiun kamera Machine Vision (sistem kamera dan perangkat lunak inspeksi berbasis gambar) beserta perangkat lunak Barcode Printing System dan layanan mulai dari analisis sistem hingga manual penggunaan.

• Stasiun kamera: kamera Basler ace USB 3.0, lensa, set lampu penerangan dengan pengontrol, rangka stasiun dengan penutup, dan sakelar tangan/kaki (Hand/Foot Switch) untuk memicu pengambilan gambar.
• Perangkat lunak di Windows 10: mode Auto, mode Manual, impor file CSV, halaman Create Template, pengeditan dan penghapusan model label, serta mode Training.
• Perintah cetak: menyusun data ke dalam 2 format stiker pabrik dan mengirimkannya ke printer barcode Zebra 110Xi4.
• Layanan: analisis sistem, pengembangan antarmuka dan perangkat lunak Vision/OCR, pengujian di perusahaan dan di lokasi, serta penyusunan dokumen dan manual.

Bagaimana sistem ini dipelihara setelah serah terima

Setelah serah terima pada 2021, pelanggan memesan pekerjaan lanjutan untuk sistem ini sebanyak 2 kali, yaitu pekerjaan pemeliharaan sistem pada 2022 dan pekerjaan upgrade perangkat lunak di lokasi pada 2026. Pekerjaan upgrade tersebut membuat perangkat lunak dapat berjalan di sistem operasi versi baru pada mesin.

1. 2021: analisis sistem, pengembangan perangkat lunak, penyerahan stasiun kamera, dan pengujian sesuai daftar uji serah terima bersama pelanggan.
2. 2022: pekerjaan pemeliharaan sistem Machine Vision.
3. 2026: upgrade perangkat lunak di lokasi agar berjalan di sistem operasi versi baru pada mesin.

Hasil yang dapat dikonfirmasi dari pengujian serah terima

Hasil yang dapat dikonfirmasi berasal dari pengujian serah terima pada Oktober 2021. Daftar uji serah terima (Exit Criteria) mencakup mode Auto, mode Manual, impor file CSV, halaman Create Template, pengeditan model label, dan pemicuan pengambilan gambar dengan sakelar tangan dan sakelar kaki. Pelanggan menguji mode Manual dan mode tersebut berfungsi normal, dan mesin mulai digunakan dalam pekerjaan nyata sejak pertengahan bulan yang sama.

Pabrik memiliki 2 format stiker yang digunakan untuk 2 kelompok komponen. Pada akhir 2021, kami telah melatih model OCR untuk label kelompok komponen pertama dan masih terus menyesuaikan mode Auto, sedangkan label kelompok komponen kedua belum dilatih modelnya, sehingga stikernya dicetak melalui mode Manual.

Kasus ini tidak memiliki angka tingkat pembacaan benar yang terukur, sehingga kami tidak menampilkan angka akurasi OCR. Hasil yang dapat dikonfirmasi adalah mesin digunakan dalam pekerjaan nyata, dan pelanggan memesan pekerjaan pemeliharaan sistem pada 2022 serta pekerjaan upgrade perangkat lunak pada 2026.

Pelajaran yang kita dapatkan

Pekerjaan membaca label dari banyak produsen harus memiliki jalur cetak cadangan, dan harus jelas dipisahkan data mana yang dibaca dari label dan data mana yang diambil dari file. Prinsip dari pekerjaan ini adalah sebagai berikut.

• Sistem OCR yang membaca label dari banyak produsen harus memiliki jalur cetak cadangan sejak hari pertama. Setiap model label harus diatur bingkai posisinya dan dilatih modelnya secara terpisah. Mode Manual memungkinkan pabrik mulai menggunakan sistem secara nyata selama mode Auto masih disesuaikan.
• Bacalah dari label hanya kode yang digunakan untuk pencarian dan data yang berubah pada setiap gulungan, seperti jumlah. Data lain pada stiker sebaiknya diambil dari file data master pabrik. Jika salah satu kode dapat terbaca, sistem juga dapat mengambil kode lainnya dari file.
• Setelah mesin mulai digunakan dalam pekerjaan nyata, perubahan program harus dijadwalkan terlebih dahulu dengan pihak di lokasi, dan harus direncanakan pemeliharaan jangka panjang, baik pengaturan printer barcode maupun upgrade perangkat lunak saat sistem operasi berganti.

Cara menerapkan pendekatan ini di pabrik Anda

Jika pabrik Anda perlu menempelkan stiker barcode sendiri pada komponen yang diterima dan sudah memiliki file data master komponen, Anda dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan kasus ini, yaitu membaca kode dari label asli, mencocokkannya dengan file data master, lalu mencetak. Bagian yang perlu disesuaikan bergantung pada format label dan printer Anda.

• Siapkan contoh label asli dari setiap merek produsen komponen yang digunakan, karena setiap format label perlu diatur dan dilatih modelnya secara terpisah
• Tetapkan dengan jelas kolom mana yang harus dibaca dari label asli dan kolom mana yang diambil dari file data master
• Sepakati siapa yang mengelola file data master CSV dan bagaimana file baru dimasukkan ke dalam sistem
• Sediakan waktu untuk pengujian dengan label asli di lokasi, dan rencanakan pemeliharaan sistem setelah mulai digunakan secara operasional