食品生产质量控制中的视觉检查

在这次采访中，Azom与John Lawrence谈到了视线过程控制的创始人，了解视力检查如何在食品制造中的质量控制中发挥巨大作用。

你能首先让我们的读者介绍视线及其母公司的KPM吗？

KPM是我们的母公司，总部位于波士顿米尔福德。KPM的目标是将一个公司团队组成，为食品制造商提供全面的测量系统和分析能力。总共有六种品牌，每家公司都有不同的专业。

Sightline专注于视觉检测，而其他KPM公司专注于面团的红外检测、水分测量等。主题是相同的，然而，这整个家族的公司提供测量解决方案的食品制造商。

足迹非常大，这组公司拥有200多个经销商，数十名销售人员，以及在18个国家的一百多家公司的安装。

当我们在2009年创立的观点时，很多视觉系统基本上是专有的黑匣子。没有人真正理解他们如何工作，并且有很多专有硬件，大多数系统专门用于一个特定的应用。

我们的目标是创建一种新型的业务系统，它灵活、通用，你可以用它来测量任何产品，使用相同的软件和硬件工具。我们的目标是开放、非专有和高度灵活。

我们在2009年发布了我们的第一个系统，客户实际上仍然是我们今天最大的客户。我们在2019年加入了KPM，扩大了我们的足迹。最初，我们非常专注于美国，加拿大，毕马姆和毕马姆给了我们有机会成为一个更大的家庭的一部分，并发展更全球范围。

从那时起，我们的目标市场基本上保持不变;我们专注于食品，面包店，家禽，肉类和最近包装的食物。我们现在可以检查包裹内部的食物或检查包装本身，所有这些都使用相同的软件。

观点客户面临的一些最常见的问题是什么？

劳动力问题是每个公司面临的主要问题之一。寻找优秀人才、培训并留住这些人才是一个普遍的挑战。

在处理大量财富500强公司之后，我也意识到这些公司，确实是每家公司，品牌就是一切。一个品牌需要多年的发展，重要的是要确保品牌在市场上受欢迎。

当面对某种灾难性质量问题时，该品牌只需要秒。无论是灾难性的问题还是侵蚀随着时间的推移，公司都希望确保他们的品牌受到保护。

另一个关键问题是合规监管。在纸上仍然有很多东西要写下来，从这种做法转向数字化是很多公司的目标。

消费者现在似乎更善变了，他们总是在寻找新的和改进的产品。改变和推出新产品对研发和制造都是一个特别的挑战。

对任何公司来说，量化和使用新产品的严格数字规格，然后将这些规格移植到生产线上，并立即开始按照规格生产这些产品的能力都非常重要。

最后，工业4.0和一系列连接设备和传感器的系统正朝着实时测量数字值的方向发展。

设备采用这些输入，并根据这些测量自动进行更改。Industry 4.0专注于将数字传感器与数字设备连接，并使用这些工具使制造更好，更自动化。

在管理客户期望和最小化客户投诉中的质量控制有多重要？

在食品生产中，质量控制问题最常表现在客户投诉中。对于每一个客户的抱怨，可能有20到30个客户经历了相同的缺陷，但没有抱怨。

这是一个问题，因为已经允许缺陷进入该领域，使得能够更加困难。

产品浪费是另一个重要的衡量标准。产品浪费往往是由质量参数失控造成的，要求产品被处理或包装不合适，造成更多的浪费。

这些问题将导致销售额随着时间的推移而降低，因为如果消费者将品牌与较低质量的产品联系起来，他们将开始切换到竞争对手。

公司经常通过增加人员级别，招聘或重新部署工作人员来手动检查这些问题来解决这些问题。这昂贵，慢，不准确。

因此，它不会产生有用的数据，因为任何报告或文档都基本不存在;人们只是尽力手动清除有缺陷的产品。

手工测量通常是没有意义的，因为操作人员之间的差异超过了规格限制范围，而且没有足够的数据来对过程质量做出明智的决定。

视觉检查如何帮助解决这些问题？

作为一种方法，视觉检查包括对每一件产品拍摄图像，分析这些图像，并提取尽可能多的测量数据。

这些测量不是像素或RGB;它们处于工程单位，校准单位，英寸和毫米等。该过程在实验室中相当简单，但在生产线上，每秒有数百次快速移动的物体，必须处理不同的尺寸，形状或产品可能具有挑战性。

但是，回报是很大的，因为数据可用于制造的每个物体。存储数据，可重复，可靠，准确。

一旦数据到位，就可以测量几乎不可能用手测量的东西，例如，汉堡包子面包上的芝麻种子的数量或一块肉上的脂肪百分比。

图像来源:视线过程控制

这消除了我前面提到的额外劳动的需要。这种方法还有助于在两方面减少浪费:如果能够为运营商提供实时数据，让他们在问题出现之前做出决策，就有可能避免产品浪费。

其次，如果您自动删除您知道将根据其尺寸或形状造成包装的产品，则可以消除下游废物源。适当的过程控制和质量控制可以阻止缺陷的产品从未进入该领域，因此有助于维护品牌股权。

实时和历史数据在质量和过程控制中发挥的作用是什么？

访问实时和历史数据可以很长的方式来提高产品质量和流程效率。目标是实现100％的检查 - 测量每种产品，并分析数据是了解过程的重要组成部分;例如，了解为什么第一班级始终优于第三班，通过查看历史数据，钻取并达到正确的结论。

它有多重要的是，确保视觉检测系统使用适用的相机，照明和计算硬件？

重要的是要注意，有许多不同类型的相机，彩色摄像机，3D摄像机，热摄像机等。每种相机都是图像源，并且需要实时获取这些图像，处理并转换为测量。

一旦你有了合适的摄像头，这些摄像头就必须部署到工厂里，在一米宽的传送带上以每秒30个物体的速度移动。

有许多基础设施需要确保任何视觉检测系统是交钥匙为客户，并适合客户现有的生产线。该系统及其组件摄像机必须能够在潮湿、干燥、多尘、多油和其他具有挑战性的环境中工作，这些环境存在于许多食用植物中。

摄像机还必须能够在任何卫生流程中存活，其中许多使用苛刻的化学物质清洁和消毒设备。app亚博体育

在过去的十年里，照相机改变了很多。它们变得更小，更快，更便宜，现在提供比以前更高的分辨率。我们目前正在使用的相机可以测量两到三毫米大小的麦粒，也可以使用分辨率低至40微米的相机。

最重要的是，它们现在处于各种类型，例如，彩色相机，3D相机，热摄像机，红外相机等。

台式检验系统。图像来源:视线过程控制

基本上，每种类型的摄像机都有相同的足迹和相同的命令，这意味着现在混合和匹配不同类型的摄像机和创建一个从多个来源收集数据的系统要容易得多。

LED照明为视觉检验提供了许多关键优势，使用更少的功率，在宽温度范围内提供更高的亮度，无需使用玻璃。LED灯使用较旧灯的25％的功率，这意味着管理产生的热量要容易得多。

从计算的角度来看，典型的i7具有足够超过足够的处理能力来适应所涉及的所有数学 - 没有必要购买专有的或专用硬件来进行沉重的提升。

我们使用的图像处理算法已经开发并优化多年，这些主要集中在新的测量和新技术，目前未通过通用软件包进行的食品。

总体而言，成本成本确实降低了价格，并且系统通常比10或20年前的价格便宜得多。

使用视觉检查可以测量哪些类型的东西？

我们拍摄照片并提取我们可以从它们的每一个数学测量中提取，这意味着无论客户所需的特定测量如何，我们通常都可以将其集成到我们的系统中。

这些测量通常来自产品本身，但也可以来自生产线;例如，对吞吐量、停机时间、正常运行时间或随时间变化的度量——方法保持不变。

提取的图像和测量数据被输入我们的图书馆。从本质上说，我们的系统是一个图书馆，包含了过去十年中发展起来的200多项测量结果。这个库正在不断扩展——几乎每个新客户都需要一个新的度量标准，所以我们开发了它，并将它放入我们的标准包中，这样每个客户都可以使用它。

在生产线速度下，必须在实时进行测量。我们所做的一个有趣的事情是使用多个图像来创建单个测量。

我们所有的相机和来自它们的图像都是共同注册并彼此叠加的。例如，如果您有一个热摄像头，则可以找到对象上最热门的位置，因为该图像覆盖着彩色图像，您可以找到该热点的高度或颜色。

虽然每个相机都是独立的，但我们将图像融合在一起，所以如果你在一张图像中发现了感兴趣的东西，你可以从另一个相机中提取适当的测量值——我们称之为“图像融合”。

我们的主要目标是灵活性，你可以有任意多的相机，并可以根据需要进行扩展。如果您开始时的系统只有一个摄像头，那么您可以很容易地在未来添加额外的摄像头。

我们系统的核心是测量软件，但我们早点确认，为客户提供了一种查看我们生成的数据山脉。

我们创建了工具和软件，以确保客户可以轻松访问和分析数据，每次添加新功能或新测量时，都会向所有客户推出。

如何将这些测量和技术应用于该领域的特定客户应用?

迄今为止，我们将我们的努力集中在四个主要申请团体中：食品检验，热密封检查和包裹检查。

在这些群体中，我们有经验丰富了各种产品，这些产品范围从普通食品到其他更多独特的产品，如宠物产品，包装的商品，甚至是信封邮件。2019年，使用视力设备测量超过七亿个单独的物体。app亚博体育

通过使用这么多不同的产品，我们建立了一个广泛的测量库，可应用于任何产品。我们最流行的一些测量中的一些包括几何测量，包括量化产品尺寸和形状所需的一切。

这包括表面的3D测量，如表面的高度，体积和斜率和2D测量，如长度，宽度和直径。

这些测量中的许多测量可以以不同的方式呈现;例如，高度数据可以被呈现为最小，最大，峰值高度，平均高度，平均高度，甚至是在特定的几何位置，例如边缘或中心的测量。

这种灵活性可确保我们的测量总是与客户目前如何测量产品，与现有实践保持一致。

我提到了图像融合之前，我们的设备使用来自我们任何一个图像的信息来定义特定的感兴趣区app亚博体育域。我们可以分析另一个相关图像中的相同感兴趣的地区。

应用程序的最佳例子之一是使用我们设备分析牛排的客户。app亚博体育

客户使用颜色数据将图像分离成脂肪和瘦肉区域，独立地测量高度数据内的每个区域并为每个区域提供厚度测量，使得客户可以在该分段数据中进行那些比较。

颜色是我们最流行的测量中的另一个，并且有各种颜色测量可用，包括整个物体的颜色，特定区域的颜色，甚至是浇头或视觉缺陷的颜色，如水疱和瑕疵。

我们的颜色测量被校准到行业标准测量单元。它们是可靠和可重复的，这可以在与传统方法如颜色比较图样相比时提供一致的产品质量的显着改进，这些图表通常是主观的和依赖于操作员解释。

违反检查系统。图像来源:视线过程控制

另一个关键测量类别是我们称之为'Blob的。'Blobs允许用户识别其产品上的特定功能，例如浇头，黑点，脂肪，肉等，并获得这些特定功能的测量。

基本上，Blob是我们可以单独测量的对象中的对象。可以使用我们的Blob Tools来测量和量化可以在产品上识别的任何功能，无论是何种颜色还是特定的高度属性。

任何已识别的BLOB可用的测量包括几何和颜色测量，以及与该特征的计数，总面积和分布相关的一些特定测量。

为了提供我们的系统的一些具体例子，我们可以看看烘焙食品。这些应用中最重要的测量值是长度，宽度和直径的几何测量。

当产品内部有洞时，如百吉饼、甜甜圈或椒盐卷饼，我们也能够提供这些洞的大小和形状的测量。

高度和体积在这种类型的应用中也是非常重要的测量，并且颜色读数对于这些类型的产品来说绝对是至关重要的，因为这些产品将直接与过程和产品的整体质量联系起来。

向操作人员提供颜色数据可以提高对任何相关问题的响应时间，从而减少产品浪费。

我们的系统真正出色的地方是当我们开始引入斑点测量。对于像长棍面包这样的产品，我们可以将裂口识别为斑点，这样我们就可以分别分析裂口的颜色和产品的其他部分。

我们可以计算那些分裂并独立测量它们的尺寸和形状，以确保长方形板是满足产品质量规格。

对于诸如种子等浇头的产品，我们可以应用我们的常规计数和总覆盖率测量。我们还可以进一步走一步并量化种子的分布，确保不仅添加了正确数量的芝麻籽种子，而且它们均匀地涂抹在产品周围。

我们的许多客户还使用Blob识别产品中的缺陷，例如，通过产品展示了黑点，烧伤，甚至孔。

在线检查系统。图像来源:视线过程控制

家禽是我们展示我们的产品的绝佳机会，并根据客户需求调整设备的能力。app亚博体育当我们进入家禽市场时，我们意识到我们的客户会有几种特定的测量值。

这些工具包括一些特殊的几何测量，使我们的测量与设施中现有的测量方法一致，以及一个新的工具，以发现特定的关键特性。

在一个示例申请中，我们的客户非常关注定位鸡胸肉的龙骨，这是两只鸡胸肉之间的关节。使用我们的新工具，我们能够与运营商和下游设备分享该脚跟的位置和方向。app亚博体育

我们还开发了一个特别的覆盖工具，旨在向客户准确地展示他们的产品如何适合面包或任何其他模板形状。所有这些工具都被用来优化产品质量，同时为客户提供最好的体验。

最后一个例子涉及包装产品。我们的系统特性广泛可用的包检查工具,包括模式匹配,可用于确保正确的标签被应用到包,和文本识别,可用于确保日期码,锁码,和任何其他文本打印正确。

我们还有条形码验证工具，以确保条形码是可读密封的检测工具。特别是海豹检查是许多客户的关键领域。我们目前提供两种不同的技术，可用于分析任何包装的密封。

第一种技术是对印章的视觉分析，我们用彩色图像观察印章，看是否有异物或碎片困在里面，可能会影响印章的完整性。

第二种方法在密封设备后不久将热相机引入我们的系统。app亚博体育这使我们能够通过确认密封率达到正确的温度并通过视觉检查密封件中没有断裂来验证密封完整性。

你能给读者可以提供视线提供的各种设备的一些例子吗？app亚博体育

视线提供一系列产品，以满足任何客户的需求。我们所有的系统都带有相同的软件，所以无论您对哪个级别的系统感兴趣，您仍然可以完全访问我们所有可用的测量工具。

我们的第一级产品是我们的台式系统．这些系统旨在位于生产线附近或在实验室环境附近，它们是改善现有QA流程的理想选择。

它们仍然依靠运营商通过设备手动收集和运行样本，但我们的台式机组提供比传统方法更快，更可重复的测量。app亚博体育

我们的下一个产品是我们的过线单位．过线单元是向设施和生产线引入自动检查的理想方式。这些单位可以安装在现有的输送机上，并随着开始分析100％的生产所需的一切。

由于该设备可以安装在现有的app亚博体育输送机上，因此这些设备通常很简单且易于集成到现有过程中。

我们的旗舰产品是我们的转钥匙内联系统．像过线单元一样，这些内联单元具有完整的视觉解决方案，但它们也可以配置为包括输送机和拒绝或分拣机制。

输送带的特殊设计确保了卓越的成像性能，甚至允许安装额外的底部和侧面摄像头。这为更好地分析您的产品提供了新的选择。

我们的内联和过线系统都提供各种传送带宽度，从300毫米高达两米宽。

我们设计的变化已经存在于一系列具有挑战性的场地条件下，例如，在高温和低温下工作，清除环境或具有特定卫生要求的行业。我们的设app亚博体育备可以适应满足广泛的需求。

您能告诉我们的读者更多关于视界解决方案提供的软件包吗?

我们的软件选项可以分为三个主要类别:设置工具、检查工具和报告工具。设置工具包括Measure Toolbox程序——这个工具箱包含了用户配置系统可能需要的所有东西，打包在一个易于使用的界面中。

此工具箱允许用户修改产品规格，添加新产品，配置不同的测量等。

在检查工具方面，我们有我们的核心软件，Measurea检查．检查是我们设备的主要用户界面，并负责将相机图像转换为可用数据。app亚博体育

我们所有的系统都有触摸屏界面，用户可以通过触摸屏界面选择要运行的产品，同时以测量数据、趋势图和帕累托图的形式得到有价值的反馈。

我们的报告工具由两种产品组成。METICTA仪表板软件通常在生产设施中的大型屏幕上显示，为现场用户提供实时反馈性能。

同时，METIOLA Analytics软件是一个全功能的报告工具，可用于访问数据库，生成格式化的报告或导出原始数据。所有报告都是高度可配置的，可以设置为自动运行并通过电子邮件发送给您的团队。

我们还通过SPC或其他技术将我们的数据链接到现有数据收集系统和SQL数据库的各种方法。

观点的产品产品在哪些方面提供对用户投资回报率？你能给我们一些如何测量它的例子吗？

投资回报是我们在购买资本设备时必须考虑的一个重要因素。app亚博体育有了视觉检查系统，因为可以代替人工检查，从劳动的角度来看，有了巨大的回报。

例如，每周七天，例如，一项愿景检验系统可以用一个资本支出代替七天，而不是每天支付三个班次。

废物是另一种形式的回报。您可以通过停留轨道，会议规范，监视趋势图和实时数据并根据需要进行调整，从而消除通过处理故障产生的废物。

这将减少过程浪费和包装废物。能够自动移除可能堵塞包装的物体是减少浪费的理想手段，因为它们永远不会进入包装过程。

视觉系统是未来。我们可以测量每秒最多一百个物体的每一个产品的顶部，底部，颜色尺寸，形状和温度。我们可以根据正在制造的实时量化产品，跟踪产品，测量产品和拒绝产品。

这些东西都可以在没有视觉检查系统的情况下同时进行。这有很长的路要降低成本，以及保护您的品牌，因为有缺陷的产品不会到达客户。

我们可以为我们的系统添加几乎任何新的测量，只要它在数学和物理上可能。我们在世界各地做了这些数百次，我们的成功历史悠久，您可以想象出任何类型的食品。

关于John Lawrence.

John Lawrence是观光线流程控制的创始人，已参与机器视觉和自动化测试超过25年。

John开始作为生产工程师的职业生涯，然后作为自动化工程师，应用工程师，运营经理，然后作为机器视觉公司的销售和营销副总裁。

2009年，约翰创立了观点，使命是改变人们对视觉系统和自动检查的看法。他的愿景是创造一个更好，更实惠的检查系统，这不是另一个专有的“黑匣子”。这些系统将使用非专有组件，开源软件和灵活的分析工具设计，以确保寿命并避免过时。

这种方法已经成功了：IpileLine现在拥有全球20多个国家安装的系统，包括世界上一些最大的制造工厂的系统，服务于世界上一些顶级食品服务品牌。

今天，约翰继续积极参与产品开发，应用程序测试，甚至是时间的编程。他仍然受到愿景检查和自动化应用的挑战。