Sistem kamera untuk memeriksa cacat pada permukaan dan mengukur dimensi benda kerja, untuk manufaktur umum

Latar belakang permasalahan

Prototipe ini berawal dari tantangan yang kami tetapkan sendiri, yaitu membuat sistem kamera inspeksi cacat pada permukaan benda kerja yang dapat dipasang dan disetel sendiri oleh personel pabrik. Tantangan ini berasal dari karakteristik inspeksi permukaan di pabrik, yang perlu disetel ulang setiap kali model benda kerja, kondisi pencahayaan, atau kriteria keputusan berubah.

Jika ahli harus dipanggil setiap kali untuk melakukan pengaturan, sistem kamera bisa saja dimatikan saat kondisi di lokasi berubah. Karena itu, sejak versi pertama, prototipe ini mengutamakan layar pengaturan yang dapat digunakan sendiri oleh karyawan.

Persyaratan dan batasan

Persyaratan prototipe berasal dari target dalam materi presentasi kami, sedangkan batasannya berasal dari sifat inspeksi permukaan dengan kamera. Butir-butir utamanya adalah sebagai berikut.

• Memeriksa goresan, penyok, dan retak pada permukaan benda kerja untuk penyortiran benda kerja.
• Personel pabrik harus dapat memasang dan menyetel sistem dengan mudah, tanpa harus menunggu ahli setiap kali.
• Pengguna harus dapat memilih untuk menentukan sendiri parameter atau meminta AI membantu pengaturannya.
• Terlihat jelas atau tidaknya cacat permukaan pada gambar bergantung pada pengaturan pencahayaan, sehingga sumber cahaya dan unit kontrol pencahayaan harus menjadi bagian dari set sistem.
• Permukaan mengilap, permukaan matte, dan warna benda kerja memantulkan cahaya secara berbeda, sehingga pengaturan pencahayaan dan kriteria keputusan harus diuji dengan benda kerja nyata setiap kali.
• Versi tahun 2024 harus menggabungkan pengukuran dimensi dalam satu set yang sama dan menghimpun hasil dari beberapa sub-lini di satu tempat.

Mengapa prototipe ini menyediakan pilihan antara pengaturan sendiri dan pengaturan dibantu AI?

Kami menyediakan 2 pilihan karena target prototipe ini adalah agar personel pabrik dapat memasang dan menyetel sistem dengan mudah. Pengguna dapat memilih untuk menentukan sendiri parameter inspeksi atau meminta AI (kecerdasan buatan) membantu pengaturannya. Kedua pilihan menggunakan layar yang dirancang berdasarkan prinsip UX Design (perancangan agar pengguna dapat bekerja dengan mudah).

Langkah-langkah di bawah ini merangkum cara kerja sesuai rancangan sistem dalam materi presentasi kami. Langkah terakhir hanya ada pada rancangan sistem versi tahun 2024.

1. 1

   Mengatur pencahayaan dan mengambil gambar benda kerja

   Kamera inspeksi benda kerja dipasang bersama sumber cahaya (Light Source) dan unit kontrol pencahayaan (Lighting Control) agar goresan, penyok, atau retak terlihat jelas pada gambar.

2. 2

   Pemrosesan gambar

   Unit pemrosesan gambar (Image Processing Unit) menganalisis gambar untuk menemukan cacat pada permukaan, dan pada versi tahun 2024 juga mengukur dimensi benda kerja.

3. 3

   Diatur oleh manusia atau dibantu AI

   Pengguna dapat memilih untuk menentukan sendiri parameter atau meminta AI membantu pengaturannya, agar karyawan pabrik dapat memasang dan menyetel sistem tanpa harus menunggu ahli.

4. 4

   Mengirim hasil ke server pusat

   Dalam rancangan sistem versi tahun 2024, kamera setiap sub-lini mengirim hasil inspeksi ke server pusat, lalu hasil tersebut ditampilkan di dasbor, digunakan untuk memberi peringatan, membuat laporan, atau diteruskan ke aplikasi lain.

Komponen sistem

Set prototipe versi pertama terdiri dari kamera, unit pemrosesan gambar, sumber cahaya dengan unit kontrol pencahayaan, layar tampilan, dan perangkat lunak pengaturan dengan 2 mode. Tabel di bawah ini membandingkan daftar dalam materi presentasi versi pertama dengan versi tahun 2024.

Perangkat lunak versi pertama memiliki layar yang dirancang agar mudah digunakan dan 2 mode pengaturan seperti yang dijelaskan di atas.

Apa yang ditambahkan versi tahun 2024 dari versi pertama?

Versi tahun 2024 menambahkan 2 hal, yaitu pengukuran dimensi benda kerja dan rancangan sistem yang menghimpun hasil inspeksi dari beberapa sub-lini di server pusat. Versi tahun 2024 bernama Scratch and Measurement Vision, sedangkan versi pertama bernama Scratch & Dent. Urutan pengembangannya adalah sebagai berikut.

1. Versi pertama Scratch & Dent: inspeksi cacat permukaan untuk penyortiran, menampilkan hasil pada layar di set inspeksi, serta dapat diatur oleh manusia maupun dengan bantuan AI.
2. Versi tahun 2024 Scratch and Measurement Vision: menambahkan pengukuran dimensi, mencantumkan papan ekspansi untuk NVIDIA Jetson, dan menyusun kerangka agar Image Sensor (sensor gambar) setiap sub-lini mengirim hasil ke server, lalu ke dasbor, sistem peringatan, laporan, atau aplikasi lain.

Pada tahun 2024, prototipe ini tercantum dalam daftar proyek internal perusahaan dengan nama Scratch Vision.

Dari mana angka hasil inspeksi untuk pekerjaan seperti ini berasal?

Angka akurasi, tingkat deteksi, dan waktu inspeksi per benda kerja pada sistem inspeksi permukaan bergantung pada permukaan, warna, dan pencahayaan tiap jenis benda kerja. Karena itu, halaman ini menjelaskan rancangan sistem, daftar perangkat, dan 2 mode pengaturan yang kami tetapkan, sedangkan angka hasil inspeksi harus diukur pada sampel benda kerja Anda.

Materi presentasi mencantumkan inspeksi retak genteng dan inspeksi terak sebagai contoh pekerjaan terkait, yang merupakan pekerjaan terpisah dengan halaman kasusnya sendiri, yaitu Studi kasus kamera inspeksi retak genteng atap untuk pabrik bahan bangunan dan Prototipe perangkat lunak deteksi terak dalam baja cair dengan kamera termal

Pelajaran yang kita dapatkan

Pengembangan prototipe ini memberikan prinsip-prinsip berikut untuk pekerjaan kamera inspeksi permukaan benda kerja.

• Pencahayaan adalah bagian dari sistem inspeksi, bukan perlengkapan tambahan. Karena itu, prototipe ini mencantumkan sumber cahaya dan unit kontrol pencahayaan dalam daftar perangkat kedua versi. Cacat yang tidak tampak pada gambar karena pencahayaan juga tidak akan terdeteksi oleh perangkat lunak.
• Sistem kamera yang harus menunggu ahli setiap kali benda kerja berubah sulit digunakan secara berkelanjutan. Karena itu, layar pengaturan harus dirancang agar dapat digunakan oleh personel pabrik dan memungkinkan orang memilih untuk menentukan sendiri parameter atau meminta bantuan AI. Adapun kriteria cacat seperti apa yang dianggap tidak lolos tetap harus berasal dari bagian mutu pabrik.
• Hasil inspeksi bermanfaat ketika sampai kepada orang yang harus mengambil keputusan. Karena itu, versi tahun 2024 menetapkan jalur pengiriman hasil dari setiap sub-lini ke server pusat, dasbor, peringatan, dan laporan dalam rancangan sistem. Tujuan akhir hasil inspeksi sebaiknya disepakati sebelum pemasangan.

Cara menerapkan pendekatan ini di pabrik Anda

Jika pabrik Anda masih memeriksa cacat pada permukaan benda kerja secara visual, atau perlu mengukur dimensi bersamaan dengan inspeksi permukaan, Anda dapat menggunakan kerangka prototipe ini sebagai titik awal, yaitu kamera dan pencahayaan yang diatur sesuai benda kerja, unit pemrosesan gambar, layar pengaturan yang dapat digunakan karyawan, dan rancangan sistem versi tahun 2024 yang mengirim hasil ke server pusat. Bagian yang harus dirancang ulang setiap kali adalah pengaturan pencahayaan dan kriteria keputusan, karena bergantung pada permukaan dan warna benda kerja.

• Siapkan sampel benda kerja, mencakup benda kerja yang baik dan benda kerja dengan setiap jenis cacat, agar kami dapat menguji pengaturan pencahayaan dan deteksi.
• Tetapkan kriteria yang jelas tentang cacat seperti apa yang dianggap tidak lolos dan ukuran berapa yang masih memenuhi kriteria, sebelum sistem diatur.
• Sepakati ke mana hasil inspeksi harus diteruskan dan siapa yang mengambil keputusan ketika sistem menunjukkan bahwa benda kerja memiliki cacat.
• Mulailah dengan pengujian pada benda kerja nyata terlebih dahulu, kemudian putuskan pemasangan permanen.