Facile da installare, operativa in meno di un giorno, Inspekto di Siemens è una soluzione di ispezione visiva automatizzata che rende l’IA accessibile anche a chi non ha un’esperienza specifica. E bastano solo 20-30 campioni di qualità per configurarla.
di Claudia Dagrada
Con Inspekto di Siemens, l’ispezione visiva è alla portata di tutti: si tratta di una soluzione automatizzata che sfrutta l‘intelligenza artificiale (IA) industriale, senza necessità di esperienza tecnica. Progettata per essere operativa in meno di un giorno, è facile da installare, versatile e si adatta ai cambiamenti della linea produttiva. Grazie alla capacità di funzionare con una quantità minima di dati di produzione, è ideale per le aziende che vogliono integrare l’IA industriale nei loro processi di controllo qualità. È scalabile, integrabile coi sistemi esistenti e adatta a gestire applicazioni complesse.
Inspekto è una novità in casa Siemens, ma nasce come start up otto anni fa, per poi essere acquisita dal colosso tedesco lo scorso luglio. All’esperienza sul campo Siemens ha apportato una serie di normalizzazioni per rendere il sistema ancora più facile da integrare e gestire. Ne abbiamo parlato con Niccolò Spinola, Software Driven Automation Product Manager in Siemens Italia.
L’obiettivo di Inspekto è quello di rendere l’IA utilizzabile da tutti?
«Vogliamo venire incontro alle esigenze dei nostri clienti a 360 gradi. L’introduzione dell’IA nel mondo dell’automazione industriale ha portato nel mercato nuovi player innovativi, ma ci sono ancora molte imprese “tradizionali” che vogliono sfruttare le potenzialità dell’IA, ma non hanno le competenze necessarie. Tenendo conto di questi due approcci, stiamo strutturando l’ offerta in modo da soddisfare entrambe le tipologie di clienti: quelli più “skillati”, in alcuni casi con un’estrazione in ambito IT, e i classici integratori, costruttori di macchine o gli stessi clienti finali che vogliono potenziare l’automazione industriale con l’IA, ma gli manca un’expertise pregressa. In quest’ottica, da una parte stiamo sviluppando tecnologie per integrare la pipeline dei sistemi di machine learning, e dall’altra offriamo prodotti di facile utilizzo che non richiedano esperti: Inspekto è uno di questi.»
“Semplicità” quindi è la parola chiave.
«Il sistema è stato progettato proprio per offrire semplicità ed efficienza. È talmente veloce e intuitivo da presentarsi come un prodotto utilizzabile a scatola chiusa. Noi ovviamente formiamo i clienti sul funzionamento, ma anche un autodidatta riesce a diventare autonomo fin da subito.
Si compone di diversi prodotti: il software, cuore di Inspekto, eseguito localmente sul nostro IPC BX39A, e integrabile con classiche soluzioni di automazione industriale per rendere completamente automatico tutto il task di ispezione; la telecamera, una camera monocromatica da 3.1 MegaPixel con zoom ottico 17x e Auto-focus, integrata con un illuminatore. L’installazione richiede solo pochi minuti. Si può configurare la telecamera come una postazione autonoma per supportare più linee di produzione o per ispezioni manuali, adattandosi facilmente a diversi tipi di prodotti. Bastano 20-30 campioni di qualità per configurarlo, mentre i campioni difettosi sono facoltativi.»
Come funziona l’addestramento all’IA?
«Il sistema va a costruire un modello statistico dell’oggetto da ispezionare, ed è necessario conoscerne la varianza tipica. Per farlo, 20-30 campioni sono sufficienti. Ovviamente ci sono possibili eccezioni: il numero dei campioni può essere aumentato se si ritiene necessario, e a volte è lo stesso sistema a chiederlo perché risultano delle inconsistenze. Questo avviene ad esempio quando si vuole far passare per “buona” una parte difettosa: il sistema se ne accorge e ricostruisce il gap fra la parte difettosa e il resto delle parti “buone” che ha ispezionato.
Inspekto utilizza tre algoritmi di machine learning. Prima di fare un’ispezione visiva, di prassi bisogna regolare l’esposizione, ottimizzare il funzionamento della telecamera e via dicendo, in modo da avere l’immagine preferibile per fare il raffronto. Inspekto fa tutto questo in totale autonomia: ottiene l’immagine e l’esposizione ottimale, rileva l’oggetto nel campo visivo e lo ispeziona per evidenziare difetti o assenza di componenti su diversi livelli della zona di interesse. Il tutto in un paio di minuti.
Apriamo però una doverosa parentesi: nel mondo dell’automazione industriale, spesso mancano i dati di produzione su cui lavorare. Inspekto supera il problema perché, come abbiamo visto, riesce a costruire il modello partendo da soli 20-30 campioni. Questa mancanza si deve alla fatica che molte aziende hanno nel digitalizzarsi, ma soprattutto alla sostanziale diversità culturale rispetto al mondo IT, più avvezzo a utilizzare i dati e le nuove tecnologie. I macchinari hanno un ciclo di vita decennale, e vengono sostituiti solo quando smettono di funzionare. La digitalizzazione è entrata nel mondo dell’automazione industriale, ma per la sua adozione completa ha ancora molta strada da fare.»
Quali soluzioni vengono utilizzate a livello tecnologico?
«Una combinazione di tecnologie elettro-ottiche e Industrial AI. Il nostro sistema è innovativo perché non solo acquisisce l’immagine, ma interagisce direttamente con la tecnologia elettro-ottica. Prima servivano diverse ore se non giorni di prove per ottenere il risultato migliore, mentre ora bastano pochi minuti. È forse il valore aggiunto più importante di Inspekto: “democratizza” l’utilizzo dell’IA.»
Dal punto di vista pratico, dove può essere installato?
«Non ci sono vincoli: direttamente sulla linea di produzione, a metà o fine ciclo, addirittura installando la telecamera al polso di un robot. Si integra facilmente con sistemi PLC, MES o ERP. Inspekto è ideale per l’ispezione delle merci in ingresso o per il controllo qualità finale dei prodotti. L’IA rileva con precisione anche i difetti più piccoli, distingue i problemi reali dalle variazioni accettabili, e individua anomalie non rilevabili all’occhio umano. Il tutto con una velocità fino a 100 ispezioni al minuto.
La telecamera è bidimensionale, ma può essere studiata su una media di profilo: se pensiamo a un oggetto con più profili ortogonali, si può spostare la telecamera in modo da illuminare l’oggetto da più parti e realizzare un’analisi unica. È possibile utilizzare fino a quattro telecamere in contemporanea.»
Può fare qualche esempio applicativo?
«Un esempio tipico è l’industria automobilistica, dove è fondamentale evitare graffi, ammaccature, saldature difettose e componenti elettronici malfunzionanti. Inspekto impara a riconoscere le parti “buone” e a individuare anomalie e difetti anche non predefiniti. Un altro esempio è l’analisi dell’assemblaggio di una PCB, dove si sfrutta appieno la capacità di Inspekto di suddividere l’oggetto in più zone d’interesse, e di poter analizzare gli eventuali difetti, e verificare la presenza di singoli componenti. Il numero massimo è di 64 zone di interesse su un singolo oggetto.»
In quali settori viene utilizzato Inspekto?
«È una soluzione “general purpose”, ma è meno prioritaria in settori con variabilità naturale, come il food&beverage. Ad esempio l’analisi di liquidi, cibi o tessuti molli risultano più complesse. Diversamente dagli oggetti rigidi infatti hanno una struttura particolarmente variabile, e quindi 20-30 campioni non bastano per definire il profilo di una singola ispezione visiva. Inspekto quindi è più adatto al settore manifatturiero che all’industria di processo.Un’altra limitazione, momentanea perché stiamo lavorando su un ulteriore potenziamento grazie allo sviluppo dell’elettronica, riguarda la velocità. Le aziende tendenzialmente hanno poca fiducia e volontà nel creare applicazioni integrate con software in cloud, abbastanza comune nel mondo del machine learning. Per cui il software Inspekto “gira” unicamente sul pc industriale in dotazione alla soluzione. La velocità è limitata dal fatto che le capacità computazionali sono quelle dell’hardware a disposizione del sistema. Al momento si possono effettuare 2/3 ispezioni al secondo, ma ci saranno miglioramenti nei prossimi mesi. Quindi, nei settori in cui la velocità è particolarmente importante, come nel confezionamento, Inspekto è meno utilizzabile.»
