Comptage de pain 100 % précis et contrôle de la bande transporteuse par caméra vidéo

Résumé

Client. Usine de boulangerie en Europe. L’entreprise produit 60 types de pains et de produits de boulangerie. Plus de 1000 personnes travaillent dans l’usine. Les produits de la boulangerie sont vendus dans des chaînes de distribution dans plusieurs villes.

Tâche. Configurer un comptage précis des produits de boulangerie sur la ligne de production et intégrer le compteur vidéo avec l’automatisation de la bande transporteuse pour la contrôler.

Résultat. CamContador compte les produits avec une précision de 100 % et contrôle en douceur le bras de la bande transporteuse.

Situation

L’usine utilise le comptage de produits avec des caméras vidéo depuis plusieurs années. Cette technologie aide l’opérateur à compter la quantité de produits qui passent sur la bande transporteuse.

Par exemple, un lot de croissants se déplace sur la ligne. La tâche du compteur est de compter un certain nombre de croissants, disons 40 pièces. En se basant sur les données du compteur, l’opérateur prépare les produits pour l’expédition. Si une erreur est commise dans le comptage, l’usine rencontrera des problèmes de comptabilité des produits, et les magasins constateront des manques ou des excédents de marchandises lors de leur réception.

La technologie avait fonctionné pendant longtemps, mais le problème était que l’ancien compteur commettait des erreurs. Lorsque les produits sur la ligne arrivaient individuellement, le comptage fonctionnait bien. Mais si les croissants étaient perpendiculaires les uns aux autres, très proches, ou si les emballages n’étaient pas complètement coupés, le compteur les ignorait. Le nombre réel de croissants passant sur la bande transporteuse était supérieur à celui affiché à l’écran.

Il y a 14 types de produits qui passent sur une ligne :

– 5 types de croissants (chocolat, lait concentré, fraise, caramel, sandwich) ;

– 5 types de pains portionnés (seigle, avoine, pomme de terre, sarrasin, lin) ;

– 4 types de feuilletés (pomme, cerise, fromage blanc, fromage).

Avec un tel volume de production, il y avait souvent des situations d’excédents de marchandises. En conséquence, le client a commencé à chercher une nouvelle méthode de comptage de la production, plus précise et moderne.

Tâche

Le client nous a contactés pour résoudre 2 tâches simultanément :

1) Configurer un comptage précis des produits de boulangerie ;

2) Intégrer le compteur vidéo avec le manipulateur sur la bande transporteuse pour le contrôler.

L’essence de l’intégration : le compteur compte 40 croissants et déplace la pale du manipulateur, dirigeant les articles suivants vers le flux suivant de la bande transporteuse. Après avoir compté 40 autres articles, le compteur vidéo ramène la pale en arrière et le cycle se répète.

Dans les paramètres du compteur, il doit être possible de modifier le nombre de produits que la pale séparera. Selon le type de produit, différentes quantités de produits sont emballées dans des boîtes.

Solution

Le client utilisait un compteur vidéo depuis plusieurs années, donc sa principale question était : « Si le compteur actuel fait des erreurs, votre technologie peut-elle compter les articles avec une précision de 100 % ? ».

Nous avons reçu plusieurs vidéos pour des tests. Les enregistrements étaient difficiles : flous, de mauvaise qualité, avec une image délavée et des produits collés. Il s’est avéré que c’étaient les cas problématiques où l’ancien compteur se trompait.

Des lumières vives étaient suspendues au-dessus de la ligne pour éclairer le cadre. Le client a expliqué que cet éclairage supplémentaire était nécessaire pour l’ancien compteur vidéo. (En revanche, CamContador n’est pas gourmand en lumière et peut compter les produits presque dans l’obscurité. Le client a ensuite retiré les lampes supplémentaires).

Malgré la faible qualité, nous avons entraîné un algorithme de comptage sur les vidéos envoyées. Notre technologie a correctement compté les produits dans toutes les vidéos. Le client a été satisfait du résultat et nous avons commencé à mettre en œuvre le comptage sur la première ligne de la bande transporteuse.

Les flux ont été répartis pour être capturés par différentes caméras

Au départ, il y avait une caméra au-dessus de la bande transporteuse, capturant les quatre flux. De cet angle, trois voies semblaient clairement visibles. La quatrième voie était visible, mais une partie était bloquée par un mur partagé avec la troisième. À cet endroit, il y avait une zone aveugle. La caméra ne pouvait pas voir les produits du 4e flux qui passaient près du mur, et le compteur ne pouvait pas les compter.

La solution était simple. Le client a installé une deuxième caméra pour changer l’angle de la caméra. Désormais, la première caméra capturait les voies 1 et 2, et la deuxième caméra capturait les voies 3 et 4. Ainsi, tous les produits sur tous les flux sont devenus visibles.

Une caméra pour les 4 voies :

Deux caméras — une à gauche :

Une à droite :

Mise à niveau des caméras vidéo pour des images plus fluides

Une ligne de bande transporteuse fonctionne 24 heures sur 24, avec différents produits se déplaçant tout au long de la journée. Parfois, la vitesse de la bande s’accélère, parfois elle ralentit.

Les caméras vidéo du client capturaient la vidéo à 25 images par seconde. À haute vitesse de la bande, les images étaient floues et il était difficile de compter les produits ; la caméra n’avait pas le temps de capturer les produits passant sur la bande.

Le problème a été résolu en remplaçant les anciennes caméras vidéo. Lorsque le client a installé des caméras avec une fréquence de prise de vue de 30 images par seconde, l’image est devenue plus nette et la prise de vue plus fluide. Le comptage de la production est devenu plus facile.

Nous avons intégré le compteur avec le manipulateur de la bande transporteuse

Pour lier le compteur vidéo et la pale de la bande transporteuse, un dispositif modulaire de sortie discrète a été connecté à l’ordinateur. Le module était nécessaire pour convertir les commandes du compteur en un signal compréhensible pour l’actionneur, la pale.

Le mécanisme de fonctionnement est le suivant :

Le programme du compteur transmet des signaux via le protocole Modbus TCP → Le module convertit les signaux et les envoie à la bande transporteuse via des clés de transistor de sortie de 24 volts → La pale de la bande transporteuse glisse sur le côté.

Avant de connecter l’automatisation de la bande transporteuse, le client a testé les performances du mécanisme avec des lampes de 24 V. Le compteur envoyait des signaux → Le module les convertissait et les transmettait aux lampes → Les lampes s’allumaient. Après s’être assuré que tout fonctionnait correctement, le dispositif a été connecté à la bande transporteuse.

La logique de fonctionnement du compteur est la suivante :

Compter 40 produits sur la ligne 1 → Transférer la pale à la ligne 2 → Remettre le compteur à zéro sur l’écran de l’opérateur → Compter 40 produits sur la ligne 2 → Transférer la pale à la ligne 1 → Remettre le compteur à zéro sur l’écran de l’opérateur.

Dans la capture d’écran ci-dessous, vous pouvez voir comment les pales distribuent les produits entre les lignes. Les produits se déplacent sur la bande de bas en haut à travers les entrées 1 et 2 (couleur bleue). Les flèches rouges indiquent les pales. Les produits de l’entrée 1 sont distribués aux lignes 1 et 2 (couleur rouge). De l’entrée 2, aux lignes 3 et 4 (couleur rouge).

La sélection des produits a été ajoutée aux paramètres du compteur. Le client doit compter différentes quantités de produits pour différents produits. Le type de produit est sélectionné dans le menu et le compteur sait quelle quantité de marchandises compter avant que la pale ne soit déplacée.

Le compteur stocke des statistiques pour n’importe quelle période. Les données peuvent être téléchargées sous forme de graphiques ou de tableaux Excel. Cependant, pour le client, ce rapport joue un rôle secondaire. La tâche principale du compteur dans l’entreprise est d’aider l’opérateur à ne pas faire d’erreurs avec la quantité de produits sur la bande transporteuse. Par conséquent, à la demande du client, nous avons amélioré l’interface du compteur, par exemple, en agrandissant la numérotation sur l’écran de l’opérateur.

Polices plus grandes à l’écran :

Résultat

Après avoir installé le compteur vidéo sur la première ligne, le client était satisfait du résultat. La précision du comptage des produits est de 100 %. CamContador compte correctement les produits de boulangerie et ne fait aucune erreur. L’intégration avec le manipulateur de la bande transporteuse fonctionne parfaitement.

La direction de la boulangerie a décidé d’étendre le résultat et d’installer des compteurs vidéo sur 6 autres lignes de production. Remplacer les anciens compteurs par CamContador est rentable : notre technologie compte les produits plus précisément et coûte 2 à 7 fois moins cher par caméra.

Coût. Le client n’a pas eu besoin d’acheter des ordinateurs pour traiter le flux vidéo. Les ordinateurs qui fonctionnaient avec l’ancien compteur étaient adaptés. Le coût total du projet était standard, le client a payé pour la configuration de 2 zones de comptage à tarifs habituels.

Un paiement supplémentaire était requis pour l’intégration du compteur vidéo avec le manipulateur de la bande transporteuse. Ces améliorations demandent beaucoup d’efforts : nous devons déterminer quoi et comment intégrer le compteur, et combien de temps cela nécessite. Nous ne pouvons pas divulguer le montant total en raison d’un accord de confidentialité (NDA).

Durée. Le projet a duré 2 mois. Une grande partie du temps a été consacrée à des problèmes techniques : remplacement des caméras vidéo, livraison du module de sortie discrète et son intégration avec le compteur vidéo.

Équipe. De notre côté, 2 spécialistes ont travaillé sur le projet. Développeur : a finalisé le programme et réalisé l’intégration avec le mécanisme de la bande transporteuse. Ingénieur : a entraîné le réseau neuronal pour reconnaître les produits ; à cet effet, il a collecté le plus grand ensemble de données parmi nos projets, soit 2425 images.

Du côté du client, il y avait 1 spécialiste, le chef de projet. Il a résolu tous les problèmes avec une rapidité fulgurante, des questions techniques aux questions financières.