Lịch sử của Thị giác máy: Tự động hóa Nhà máy (Factory Automation - FA)

Ngày: 28/05/2022

Tự động hóa đã trở thành một xu hướng tất yếu để đạt được chi phí thấp và chất lượng cao trong sản xuất. Từ các công việc đơn giản đến các quy trình lắp ráp và kiểm tra đòi hỏi kỹ thuật tiên tiến, công việc này đang nhanh chóng được tự động hóa và năng suất đã tăng lên mức cao hơn trước. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu sơ lược về tự động hóa và vai trò của xử lý ảnh.

Điểm khởi đầu và bước ngoặt của tự động hóa

Để cung cấp giá trị và dịch vụ cần thiết mà không cần đến sự bận tâm của lao động ... Lịch sử thách thức của tự động hóa trải dài từ thời cổ đại. Ví dụ, người ta nói rằng có một máy bán hàng tự động bán nước thánh ở Ai Cập cổ đại. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nó có lẽ chỉ thu hút sự chú ý như một sự mới lạ và có thể không được sử dụng nhiều trong thực tế.

Bước ngoặt của tự động hóa đến khi nhân loại có những bước tiến dài về tự động hóa trong cuộc cách mạng công nghiệp, bắt đầu thời đại sản xuất hàng loạt và tiêu dùng hàng loạt. Một lượng lớn lao động thủ công đã được thay thế bằng máy móc và những máy móc này bắt đầu được áp dụng tích cực để phát huy hiệu quả với ít sai sót hơn trong công việc và tiết kiệm sức lao động. Những chiếc máy này cũng giải phóng con người khỏi môi trường làm việc khắc nghiệt và không phải lao động nặng nhọc, lặp lại và chúng bắt đầu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như một cách để tăng sự an toàn và thoải mái.

Tự động hóa Tự động hóa Nhà máy All-Star

Ví dụ tiêu biểu của tự động hóa trong các lĩnh vực sản xuất là hệ thống tự động hóa nhà máy. Các hệ thống tự động hóa quy trình sản xuất không chỉ đơn giản là tiếp nhận công việc từ con người và giao cho máy móc. Chúng đóng vai trò quan trọng như các hệ thống quản lý nhằm tăng năng suất, giảm chi phí và nâng cao chất lượng, đó là lý do tại sao chúng trở nên không thể thiếu.

Tiện ích của thiết bị tự động hóa nhà máy bao gồm các cảm biến trong máy công cụ và robot công nghiệp hiện đang lan rộng sang các lĩnh vực có độ khó cao “vượt quá khả năng của con người”, một trong số đó là kỹ thuật xử lý hình ảnh. Xử lý ảnh là thao tác và phân tích thông tin có trong ảnh cho các mục đích cụ thể. Con người thu nhận phần lớn thông tin qua mắt và tai, nhưng đặc biệt, một đặc điểm của thông tin hình ảnh thu được qua mắt là khối lượng thông tin để truyền đạt một điều gì đó dễ hiểu là rất lớn.

Tuy nhiên, các phương pháp truyền đạt thông tin của con người đã có lịch sử lâu đời. Đối với thông tin hình ảnh không phải là lời nói, thời đại tương tự bao gồm hình ảnh (hình ảnh tĩnh) và văn bản vẫn tiếp tục. Bước qua thời đại của hình ảnh tương tự, chẳng hạn như tranh tường và chữ viết, thế kỷ 20 trở thành thời đại của hình ảnh kỹ thuật số với sự tiến bộ của các thiết bị điện tử.

Năm giác quan của con người và máy móc

Sử dụng thực tế xử lý hình ảnh kỹ thuật số

Hình ảnh để truyền tải nhiều loại thông tin với độ chính xác hơn lời nói ... Kỹ thuật hình ảnh trong hệ thống tự động hóa nhà máy xử lý và sử dụng hiệu quả hình ảnh kỹ thuật số bằng máy tính bắt đầu được đưa vào sử dụng thực tế trong ngành công nghiệp Nhật Bản vào những năm 1960. Điều này bắt đầu trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học bao gồm hình ảnh từ vệ tinh nhân tạo. Vào những năm 1970, các xét nghiệm hình ảnh bằng tia X và siêu âm đã được áp dụng trong các lĩnh vực y tế, và các lĩnh vực công nghiệp cũng như sản xuất và phân phối công nghiệp. Kỹ thuật hình ảnh được sử dụng tích cực để tự động hóa, nâng cao hiệu quả và tiết kiệm lao động, góp phần rất lớn vào việc tăng cường quản lý chất lượng.

Trong những năm 1980 trở đi, các kỹ thuật xử lý nhận dạng cho các bản vẽ và hình ảnh tài liệu bắt đầu được cải thiện đáng kể. Cho đến lúc đó, máy tính lớn là cần thiết, nhưng thiết bị xử lý hình ảnh đa năng và các chương trình xử lý hình ảnh chi phí thấp để xử lý hình ảnh trên máy tính cá nhân đã trở nên phổ biến và việc sử dụng thực tế các kỹ thuật xử lý hình ảnh quen thuộc hiện nay bắt đầu phát triển. Giờ đây, hình ảnh đơn sắc có độ phân giải và màu sắc cao là điều bình thường và khả năng sử dụng của các hệ thống này sẽ tiếp tục tăng lên do thu nhỏ hơn nữa, cải thiện tốc độ và giảm chi phí.

Hệ thống xử lý đang phát triển

Những tiến bộ về khối lượng thông tin và xử lý nhanh

Nói chung, 1 giây video chứa 30 khung hình ảnh tĩnh. Nói cách khác, với một phép tính đơn giản, khối lượng thông tin tăng lên 30 lần và video màu tăng gấp ba lần, đối với khối lượng thông tin gấp 90 lần so với một hình ảnh đơn sắc. Hình ảnh bao gồm một nhóm các pixel nhỏ được chia theo chiều ngang và chiều dọc. Nếu bạn tăng số lượng pixel bằng cách chia chúng thành một nhóm thậm chí còn mịn hơn, độ phân giải của hình ảnh sẽ tăng lên và nó trở nên chính xác hơn, nhưng khối lượng thông tin cũng tăng theo lượng đó.

Đã từng có một tình huống tiến thoái lưỡng nan khi hình ảnh càng nâng cao, khối lượng thông tin càng tăng và tốc độ xử lý càng chậm. Nhưng trong những năm gần đây, tốc độ xử lý ảnh tiếp tục gia tăng. Vậy tại sao chúng ta có thể nhanh chóng xử lý khối lượng lớn thông tin? Câu trả lời là các yếu tố hình ảnh tốc độ cao và độ phân giải cao (thiết bị chuyển đổi hình ảnh sang thông tin điện tử) đã xuất hiện và các mạch tích hợp tốc độ cao đã được phát triển để xử lý khối lượng lớn thông tin với tốc độ cao. Ngoài ra còn có lợi ích trong việc sử dụng thực tế các màn hình có độ phân giải cao, từ màn hình CRT đến tấm nền tinh thể lỏng mỏng và OLED, và trong việc tăng hiệu suất của máy tính cá nhân một cách đáng kể.

Thay đổi thời gian xử lý hình ảnh

Hệ thống Tự động hóa Nhà máy Tối ưu cho “Thời đại Hình ảnh”

Một hệ thống sở hữu khả năng xử lý thông tin và chụp ảnh mạnh mẽ vẫn chưa có cho đến tận bây giờ ... Trong thời đại ngày nay, khi chúng ta được trang bị các kỹ thuật và môi trường để xử lý ảnh vốn đã khó ngay cả đối với siêu máy tính cách đây nửa thế kỷ, chúng ta chắc chắn có thể nói rằng đây là “Thời đại của hình ảnh” nơi thông tin có thể được truyền đạt và chia sẻ bằng hình ảnh “ở bất kỳ đâu, với bất kỳ ai và bất kỳ lúc nào”.

Tự động đọc ngày hết hạn in, hình dạng sản phẩm (hình dáng bên ngoài, hư hỏng, hình dạng bề mặt), phân loại và lắp ráp liên kết với robot, viễn thám bao gồm chế biến và phân loại nông sản / hàng hải ... Xử lý hình ảnh trong hệ thống tự động hóa nhà máy, tiếp tục được áp dụng cho và được đưa vào sử dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tiếp tục phát triển ổn định trong khi nó đang được tối ưu hóa theo các ứng dụng và nhu cầu khác nhau.

Xử lý hình ảnh đạt được sự tối ưu hóa của tự động hóa nhà máy

Tự động hóa nhà máy - Lan rộng trên toàn thế giới

Kỹ thuật xử lý hình ảnh trong các hệ thống tự động hóa của nhà máy đang lan tỏa sức hút của chúng trên toàn thế giới. Ngoài các công ty từ các nước công nghiệp phát triển hàng đầu chuyển các chức năng sản xuất ra nước ngoài, tự động hóa nhà máy đang được áp dụng nhanh chóng ở các nền kinh tế mới tiên tiến (chẳng hạn như BRIC), không chỉ trong sản xuất mà còn nhằm mục đích tối ưu hóa. Tối ưu hóa các nguồn lực địa phương bao gồm các dịch vụ, bảo trì và lưu trữ, và nó đang trở thành động lực trong việc mở rộng nhu cầu.

Các công ty sản xuất hiện đang phải đối mặt với thời đại hỗn loạn và cạnh tranh trên quy mô toàn thế giới. Tự động hóa nhà máy, đã hỗ trợ sản xuất theo nhiều cách trong các lĩnh vực bao gồm ô tô, thiết bị công nghiệp, điện tử, thực phẩm và dược phẩm, đã góp phần giảm kích thước và trọng lượng, tăng hiệu suất và tăng chất lượng trong các ngành sản xuất trên toàn thế giới. Trong tương lai, chúng tôi dự đoán tính hữu ích mới với các hệ thống tự động hóa nhà máy thế hệ tiếp theo và tăng khả năng cạnh tranh quốc tế bằng cách mở ra quá trình tự động hóa nhà máy bằng cách thống nhất các thông số kỹ thuật cho thiết bị tự động hóa nhà máy và phần mềm điều khiển, tạo ra các liên kết hiệu quả với ERP (1) và MES (2).

(1). Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp. Một gói hệ thống thông tin để hỗ trợ hoạt động kinh doanh cốt lõi của các công ty bao gồm hàng tồn kho và tình trạng sản xuất.
(2). Hệ thống Thi hành sản xuất. Đóng vai trò tìm hiểu thiết bị, số lượng và trạng thái của nguyên liệu thô và các hạng mục trong quá trình làm việc trong thời gian thực, tập hợp lịch trình làm việc dựa trên kế hoạch sản xuất, ban hành hướng dẫn cho công nhân và cung cấp thông tin liên quan đến quy trình làm việc.