Healthcare: l’Edge Learning per il controllo qualità

Per i prodotti dedicati all’healthcare, Cognex ha fornito a Federal Package un sistema di visione 2D di ultima generazione, con tecnologia Edge Learning integrata nel dispositivo. Il risultato? Un’accuratezza che supera il 99%.

Per i prodotti dedicati all’healthcare, il consumatore pretende la massima qualità. In questo settore i produttori si impegnano molto per garantire l’assenza di difetti, come un riempimento eccessivo o insufficiente, o etichette inesatte. Molti affidano la produzione e il confezionamento a partner terzi, che devono attenersi a rigorosi standard di qualità stabiliti dai loro clienti. La statunitense Federal Package, con sede in Minnesota, è un produttore a contratto scelto da molti brand. È specializzato nello sviluppo e nel confezionamento di un’ampia gamma di prodotti per la salute, la bellezza e la cura della persona dai deodoranti alle creme solari. Per avviare un progetto di confezionamento di deodoranti per un cliente, l’azienda ha voluto investire nell’automazione dell’ispezione. Nel processo di produzione c’erano due punti di ispezione che potevano essere automatizzati. Uno era il controllo dell’imballaggio in plastica che conteneva il deodorante, con la verifica dell’assenza di gocce che non solo indicavano un eccessivo riempimento, ma inficiavano l’estetica del prodotto. Il secondo punto era l’ispezione delle etichette, che dovevano essere corrette e applicate nel verso e nella posizione corretti sulla confezione. Nella linea di produzione coinvolta nel progetto, l’ispezione manuale è stata sostituita con quella automatizzata per migliorare la produttività e aumentare la qualità.

Cognex In-Sight 2800 con Edge Learning automatizza il rilevamento di errori.
Cognex In-Sight 2800 con Edge Learning automatizza il rilevamento di errori.

Facilità d’uso e customer service

Federal Package non è al primo investimento in visione artificiale, e aveva avuto esperienze positive con Cognex. Il loro rapporto si è consolidato quando hanno voluto reimpiegare un prodotto legacy in un nuovo progetto, iniziando a registrare il prodotto attraverso il sito di assistenza MyCognex, e scaricando l’aggiornamento del software per sfruttare alcuni miglioramenti delle funzionalità. Federal Package ha trovato l’usabilità del software particolarmente facile. Dopo aver registrato il sensore sul sito di assistenza, Cognex si è occupata di verificare se fosse necessaria ulteriore assistenza. Grazie al servizio fornito e all’esperienza positiva col software, Federal Package ha deciso di rivolgersi a Cognex anche per le necessità future di sistemi di visione, e l’occasione si è presentata con la nuova applicazione per l’ispezione di deodoranti.

Cognex ha presentato a Federal Package uno dei più recenti sistemi di visione 2D, dotato di tecnologia Edge Learning integrata nel dispositivo. L’Edge Learning è un sottoinsieme dell’intelligenza artificiale (IA) in cui l’elaborazione avviene sul dispositivo, o “all’edge” dell’origine dei dati, grazie a una serie di algoritmi pre-addestrati. La tecnologia è semplice da configurare, e richiede meno tempo e meno immagini per il training rispetto ad altre soluzioni basate sull’IA come il Deep Learning. Noah Leuer, ingegnere responsabile del settore confezionamento di Federal Package, ha ritenuto che questo nuovo sistema di visione potesse essere la soluzione ideale per la necessità di automazione dell’azienda.

Un’accuratezza superiore al 99%

Federal Package si è dotata sia di un sistema a colori, sia di uno monocromatico. Quest’ultimo è impiegato per l’ispezione delle gocce, mentre il sistema a colori per l’ispezione delle etichette. Il sistema di ispezione delle gocce esamina la parte anteriore e posteriore del corpo di ogni confezione, per individuare eventuali eccessi di deodorante dovuti all’eccessivo riempimento. In presenza di tracce di deodorante all’esterno di una confezione, l’unità viene scartata. Per ogni lato c’erano due classificazioni: “OK” (confezionamento pulito) e “NG” (confezionamento con gocce). Noah Leuer sottolinea come Federal Package tratti fra i 30 e i 40 tipi diversi di deodoranti, che includono fragranze, colori e nomi diversi. Questo si traduce in una visualizzazione di molti colori e nomi diversi associati ai contenitori: «Dopo aver provato il sistema, abbiamo capito che la capacità dell’Edge Learning era così intelligente da filtrare i colori e i nomi, e concentrarsi sui difetti effettivi del prodotto».

La linea di ispezione delle gocce funziona a una velocità di quasi 80 unità al minuto, e quella delle etichette a 60. In entrambi i casi, l’automazione consente di aumentare il “throughput” e di garantire l’ispezione di tutte le unità, cosa che l’ispezione manuale non potrebbe fare. Il tasso di accuratezza nel rilevare i difetti è superiore al 99%, il che significa un intervento umano minimo per rimediare alle poche unità difettose che non superano l’ispezione.

Il sistema di ispezione delle gocce esamina la parte anteriore e posteriore di ogni confezione.
Il sistema di ispezione delle gocce esamina la parte anteriore e posteriore di ogni confezione.

Velocità nella configurazione e nel training del sistema

Il nuovo sistema di visione basato sull’Edge Learning di Cognex è stato molto apprezzato per la semplicità di configurazione e training. Una volta installati sulla linea, i sistemi di visione si sono rivelati operativi nel giro di un’ora. Questa facilità d’uso ha permesso a Noah Leuer di affidare l’installazione dei sistemi di visione al reparto manutenzione, risparmiando tempo prezioso da dedicare ad altri progetti di automazione. Un altro vantaggio è rappresentato dal tempo risparmiato durante i cambi di prodotto: «Lo strumento di classificazione dell’Edge Learning ci ha permesso di addestrare rapidamente il sistema con immagini di esempi buoni e cattivi, semplificando così il passaggio a diversi tipi di deodoranti».

La presenza di più tipi di contenitori con colori ed etichette diversi comportava frequenti cambi. Tuttavia, il sistema di ispezione automatizzato ha gestito i cambi con estrema facilità. Il training del sistema per i nuovi prodotti ha richiesto solo da 5 a 10 minuti. Inoltre, non è stato necessario ri-addestrare il sistema con la frequenza prevista, risparmiando tempo e aumentando l’efficienza della linea. Federal Package ha acquisito anche un sistema di visione di Cognex basato sull’IA per la verifica dei codici di data e lotto, che devono essere stampati sui prodotti per consentire la tracciabilità attraverso la supply chain per la gestione dell’inventario e il controllo dei lotti, come richiesto sia dai clienti che dalla FDA. Federal Package prevede in un prossimo futuro di aggiungere altri sistemi di visione Cognex in varie linee.