White paper
Selecteer een effectief vision systeem voor kwaliteitscontrole toepassingen
Inhoud
1 Inleiding
2 Uw behoeften evalueren 3 Het type systeem selecteren 4 De juiste leverancier selecteren 5 Conclusie
White paper
1 Inleiding
Voor elke bedrijfstak geldt dat kwaliteitscontrole een van de belangrijkste stappen van het productieproces is. Voor producenten van verpakte goederen is de kwaliteit van de verpakking en etikettering van een product de laatste kans om een klant ervan te overtuigen dat een product de aanschaf waard is.
Omdat de productiesnelheden door automatisering steeds hoger worden, nemen de risico‘s exponentieel toe als men vertrouwt op handmatige inspectie van verpakkingen of op steekproeven. Een gebrekkige kwaliteits- controle van verpakkingen kan leiden tot product recalls, juridische stappen of interventies van overheden.
De enige manier om er zeker van te zijn dat alle productverpakkingen voldoen aan de kwaliteitsnormen is om elke verpakking te inspecteren als die van de productielijn komt. Het implementeren van een kwaliteitscontroleprogramma dat gebruikmaakt van geautomatiseerde vision inspectie helpt ervoor zorgen dat elk product voldoet aan de normen die door de producent zijn bepaald.
Een vision inspectieprogramma gaat verder dan enkel de installatie van een systeem. Het gaat ook om de manier waarop dit systeem wordt gebruikt, de tolerantielimieten van het systeem, testen, onderhoud en andere factoren. Het opzetten van een vision inspectieprogramma kan aanzienlijke voordelen bieden voor het kwaliteitscontroleproces, maar als de beslissing voor die stap eenmaal is genomen, zijn er nog veel punten waarover moet worden nagedacht. De meest voor de hand liggende – en belangrijkste – taak is het selecteren van vision apparatuur. Deze beslissing is mede bepalend voor het al dan niet slagen van het nieuwe vision inspectieprogramma.
Een onderzoek door METTLER TOLEDO in 2013 heeft uitgewezen dat maar liefst 90% van de geïnstalleerde vision systemen de verwachtingen van de klant niet kan overtreffen en er zelfs niet aan kan voldoen. Dat betekent dat noch producenten, noch leveranciers van vision apparatuur erin zijn geslaagd om een systeem te selecteren dat geschikt is voor de kwaliteitsborgingsvereisten die door de producent zijn bepaald. Dit schrikbarend hoge percentage wekt de indruk dat het opzetten van een succesvol programma nagenoeg onmogelijk is, maar in werkelijkheid is het lang niet zo complex als het lijkt. Deze white paper geeft informatie over de beste werkwijze bij het selecteren van de juiste apparatuur voor uw vision inspectiebehoeften en behandelt ook de vraag of de aanschaf van een aangepaste vision inspectieoplossing voor u de juiste keuze is.
XXX
2 Uw behoeften evalueren
Zonder een goed afwegingsproces kan een producent geneigd zijn om simpelweg enkele smart camera‘s te kopen en op een productielijn te installeren in de verwachting dat die perfect zullen werken. Dat laatste is helaas zelden het geval. Voordat producenten een beslissing nemen over het type camera en de montage ervan, moeten ze een
grondige analyse uitvoeren van hun productieomgeving en hun specifieke vereisten voor kwaliteitscontrole.
Dat betekent niet alleen dat men de gewenste kwaliteitsnormen moet bepalen, hoe belangrijk deze stap ook is;
het vereist ook een grondige analyse van de productieomgeving en de bestaande productieprocessen. Het is ook raadzaam dat producenten leveranciers van vision inspectieapparatuur uitnodigen om hun productielijnen te bekijken, aangezien ervaren leveranciers in staat zullen zijn om adviezen te geven over het verzachten van eventuele omgevingsfactoren.
2.1 Beschikbare ruimte
Het installeren van vision apparatuur betekent dat er op de productielijn ruimte moet zijn om die apparatuur te installeren. Als vision vanaf het eerste begin in de productielijn wordt geïntegreerd, is het tamelijk eenvoudig om bij het ontwerp van de lijn rekening te houden met die ruimte, maar meestal wordt vision inspectie toegevoegd aan een bestaande productielijn. Apparatuur kan naar een eerder of later punt van de productielijn worden verplaatst om de installatie van vision apparatuur mogelijk te maken, maar dat is niet altijd noodzakelijk, afhankelijk van het punt op de productielijn waar het vision systeem moet worden geplaatst en het type systeem dat wordt geselecteerd. De leverancier van de vision apparatuur zou in staat moeten zijn om de voor
de installatie vereiste vrije transportbandruimte aan te geven.
2.2 Positie op de productielijn
Hoe sneller een vision inspectiesysteem een defecte verpakking kan detecteren, hoe sneller die van de productielijn kan worden verwijderd. Zo zou de inspectie van etiketten bijvoorbeeld zo dicht mogelijk bij de etiketteermachine moeten plaatsvinden, of in de etiketteermachine zelf. Dit principe geldt ook voor de inspectie van afsluitingen zoals doppen of het afvulniveau: het systeem moet zo dicht mogelijk bij de afvulmachine of capsuleermachine worden geplaatst. Daar moet echter wel ruimte voor zijn. Als er dichtbij onvoldoende ruimte is, moet het vision inspectiesysteem verderop op de productielijn worden geplaatst.
Of misschien is één enkel inspectiestation niet de beste oplossing en is het beter om gebruik te maken van een extern inspectiestation dat wordt bediend vanaf een afzonderlijk bedieningspaneel op een andere plaats op de productielijn.
2.3 Productieomgeving
De productieomgeving heeft betrekking op factoren zoals de lijnsnelheid, trillingen op de lijn, verlichting en productverwerkingsoplossingen op de productielijn. Al deze factoren helpen bepalen welk systeemontwerp voor u de juiste keuze is. Een camera die nooit scherpe opnames kan maken omdat die op een trillende
transportband is gemonteerd, zal nooit goed functioneren, en datzelfde geldt voor een camera die op een locatie met zeer veel omgevingslicht is gemonteerd. Er zijn uiteraard manieren om een oplossing voor deze factoren te vinden, maar de reden dat zoveel producenten ontevreden zijn over hun vision inspectiesysteem is te wijten aan het feit dat er geen rekening wordt gehouden met de omgevingsfactoren.
White paper
2.4 Productverpakking(en)
Het ontwerp en de vorm van de productverpakking bepaalt het aantal camera‘s, het aantal lampen, het type verlichting en zelfs de manier waarop het vision systeem de beelden van het te inspecteren product verwerkt.
De meeste leveranciers van vision apparatuur adviseren producenten om een voorbeeldproduct te laten testen om de beste systeemconfiguratie te kunnen bepalen.
3 Het type systeem selecteren
Zodra producenten een grondig inzicht in hun specifieke behoeften hebben, kunnen ze gaan bepalen welk type vision systeem ze nodig hebben. In het kader van deze
discussie worden vision systemen onderverdeeld in twee typen: aangepaste oplossingen, die kunnen variëren van smart-camerakits en enkele beugels tot geavanceerde computer- gestuurde systemen, en standaardoplossingen, die in massa worden geproduceerd door een leverancier van vision apparatuur en worden gekenmerkt door een uniform ontwerp en een uniforme interface. Beide opties bieden eigen voor- en nadelen, zoals hieronder wordt besproken.
3.1 Aangepaste systemen
Aangepaste vision inspectiesystemen zijn bijzonder geschikt voor zeer uitdagende toepassingen en voor installatie op productielijnen waar ruimte schaars en kostbaar is. Aangepaste systemen worden ontworpen op basis van de bestaande indeling van de productielijn, en daarbij kan montage in bestaande productie- apparatuur worden overwogen. Het modulaire concept van smart camera‘s is bij uitstek geschikt voor gebruik in een aangepast systeem, aangezien het een compacter en voordeliger ontwerp mogelijk maakt. Afhankelijk van het model van de smart camera worden wijzigingen in het inspectieprofiel gerealiseerd door een laptop of tablet aan te sluiten of door een bedieningsoppervlak op de achterkant van de camera te manipuleren.
Aangepaste, computergestuurde systemen zijn ook een optie en worden vaak toegepast in situaties waarbij unieke verlichting of een specifieke productverwerking zijn vereist. Veel oplossingen voor de inspectie van glas en containers van hard plastic worden op maat gemaakt, omdat met name de eigenschappen van glas zeer specifieke verlichtingsconfiguraties vereisen. Afhankelijk van de verlichting die voor een succesvolle inspectie is vereist, kan er een behuizing worden gebruikt om camera‘s af te schermen van storend omgevingslicht.
Voor grotere projecten kunnen meerdere systemen met hetzelfde aangepaste ontwerp worden toegepast in talrijke productielijnen, afhankelijk van de mogelijkheden van de leverancier van het vision systeem, in meerdere productie-eenheden. Dat is echter niet gebruikelijk, aangezien aangepaste systemen veelal eenmalige constructies zullen zijn – en dat is meteen het grootste nadeel.
Een goede systeemintegrator zal uiteraard gedegen documentatie voor elk systeem leveren, maar
in aangepaste systemen kunnen componenten worden gebruikt die niet gegarandeerd beschikbaar zijn zodra er een vervangend onderdeel nodig is. De ruimte die wordt bespaard door camera‘s in bestaande apparatuur te monteren, gaat ten koste van de mogelijkheid om het systeem uit te breiden als er in de toekomst meer inspecties nodig zijn. Ook het onderhoud van componenten is een stuk lastiger.
Deze nadelen moeten producenten er echter niet van weerhouden om met een systeemintegrator samen
geschikt voor implementatie van een aangepaste vision oplossing. Met name een oplossing met een smart camera kan een eenvoudige manier zijn om te starten met een vision inspectieprogramma tegen relatief lage instapkosten. Voor eenvoudige etiketinspectietoepassingen is deze oplossing vaak ruim voldoende.
3.2 Standaardsystemen
Standaardsystemen zijn, zoals de naam al doet vermoeden, systemen die zijn ontworpen om als
platform te dienen voor diverse typen inspectietoepassingen. Ze zijn bedoeld voor gebruik in verschillende productieomgevingen en voor diverse typen inspecties. Standaard vision inspectiesystemen omvatten
doorgaans meerdere camera‘s en lichten, hoewel er ook systemen met slechts één camera bestaan. Bovendien kunnen standaardsystemen soms deel uitmaken van grotere combinatiesystemen, zoals een etiketprinter met een geïntegreerde etiketinspectiecamera. Omdat het systeem van het begin af aan is ontworpen met het oog op deze combinatie, zijn de componenten ervan makkelijker toegankelijk voor onderhoudsdoeleinden.
Net als voor aangepaste systemen geldt dat het type inspectie bepaalt of het systeem al dan niet een volledige behuizing heeft, maar de meeste, zo niet alle, standaardsystemen zijn ontworpen om boven een productielijn te worden geïnstalleerd en niet direct op de productielijn. Dit verkleint de kans dat trillingen van de transportband de beeldopnamen negatief beïnvloeden en maakt aanpassingen aan de bestaande productielijn overbodig.
Het probleem is in dit geval gelegen in de ruimtefactoren: er bestaan zeker systemen met compacte afmetingen, maar een standaardsysteem betekent per definitie dat er sprake is van vaste afmetingen.
Standaard systemen betekenen ook eenvoudiger onderhoud en een betere beschikbaarheid van
reserveonderdelen, aangezien leveranciers van vision apparatuur systeemcomponenten op voorraad zullen hebben en bovendien over meer kennis beschikken over hoe een bepaald systeem werkt. Standaardisatie betekent ook snellere systeemmontage en -implementatie, doordat het ontwerp, de functionaliteit en de componenten van een bepaald systeem vastliggen. Veel gestandaardiseerde systemen bieden ook ruimte voor het toevoegen van extra lampen of camera‘s als dat vanwege nieuwe inspectietoepassingen nodig mocht zijn.
Het grootste voordeel van een gestandaardiseerd systeem (zoals eerder aangestipt) is misschien wel de mogelijkheid voor grootschalige implementatie. Gestandaardiseerde systemen kunnen heel eenvoudig worden geïmplementeerd op meerdere productielijnen en zelfs in meerdere productie-eenheden, niet alleen op korte termijn maar tot ver in de toekomst. Met een gestandaardiseerd systeem kunt u erop vertrouwen dat het ontwerp zich in de praktijk heeft bewezen en niet alleen in theorie. Standaardisatie brengt echter ook een zekere inflexibiliteit met zich. De afmetingen van het systeem zijn hier een voorbeeld van.
Een gestandaardiseerd systeem werkt mogelijk ook niet als een alles-in-één inspectieoplossing, wat betekent dat het nodig kan zijn om meerdere inspectiestations langs een productielijn te installeren.
Dit specifieke probleem kan echter ook opgaan voor aangepaste systemen, als er onvoldoende ruimte is om alle inspectieactiviteiten op één locatie op de productielijn te centreren.
White paper
4 De juiste leverancier selecteren
Zodra producenten hebben bepaald welk type systeem voor hen het beste werkt,
is er nog één laatste keuze die ze moeten maken: wie te selecteren als vision leverancier.
Tegen de tijd dat dit specifieke besluit moet worden genomen, zouden producenten moeten beschikken over alle informatie die ze hiervoor nodig hebben. Het komt neer op kiezen voor een lokale integrator of in zee gaan met een grotere organisatie.
Veel van deze beslissing hangt af van de omvang van de productieprocessen. Een lokale integrator kan een aangepaste vision oplossing – en soms ook standaardoplossingen – leveren aan een of meer productie-installaties in een bepaalde regio. Voor kleinere producenten kan deze optie een logische keuze zijn: een lokale integrator kan bij problemen snel onderhoudstechnici sturen en mogelijk nog dezelfde dag vervangende onderdelen leveren.
Het probleem is uiteraard dat producenten mogelijk meerdere productielocaties hebben, verspreid over verschillende regio‘s. In dat geval is een lokale integrator niet in staat om systemen voor elke locatie te leveren, zodat elke productielocatie op zoek moet gaan naar een integrator in de eigen regio en dan maar moet hopen dat ze een vergelijkbaar vision systeem krijgen.
In plaats daarvan kunnen producenten ervoor kiezen om met een wereldwijde leverancier te werken.
Wereldwijde leveranciers zijn ideaal voor producenten voor wie gestandaardiseerde oplossingen de beste optie zijn, aangezien zij als geen ander in staat zijn om systemen wereldwijd te produceren en te implementeren.
Ook het onderhoud van de systemen kan worden verzorgd, al zal de levering van vervangende onderdelen mogelijk iets minder snel verlopen. Er bestaat geen perfect alternatief voor een lokale integrator die nog dezelfde dag langs kan komen. Ook hier geldt dat het de taak van de producenten is om de voordelen van elke optie af te wegen tegen de minpunten en op basis daarvan een beslissing te nemen.
Projectontwerp Projectplanning Installatie Service en support
5 Conclusie
In de productiesector bestaan veel mislukte vision inspectieprogramma‘s. Met een dergelijk hoog percentage mislukte pogingen om aan de verwachtingen te voldoen, en de onjuiste aanname dat vision alleen geschikt is voor de verificatie van codes op een verpakking, kan het verleidelijk zijn om vision inspectie zonder meer te beschouwen als een slechte investering.
Hieraan liggen twee afzonderlijke problemen ten grondslag: de neiging om vision inspectietechnologie
te presenteren als iets wat met weinig of geen planning aan een productielijn kan worden geschroefd en worden ingeschakeld. Daarnaast wordt het volledige potentieel van een vision inspectiesysteem vaak niet volledig benut.
Vision inspectie is veel meer dan verificatie van codes: het kan foutieve etikettering voorkomen, printerfouten detecteren, schade aan verpakkingen opmerken en de integriteit van bijvoorbeeld afdichtingen controleren.
Vision inspectie kan enorme voordelen bieden voor het kwaliteitscontroleprogramma van producenten, maar dat is alleen mogelijk als producenten hun behoeften en productieomgeving zorgvuldig overwegen voordat ze een gefundeerde beslissing kunnen nemen.
Hoe meer informatie een producent aan een leverancier van vision inspectiesystemen kan geven, hoe beter die in staat zal zijn om een systeem te adviseren dat geheel naar verwachting zal presteren. Zoals zo vaak geldt ook hier dat goede communicatie cruciaal is voor dit proces, en dat houdt niet op na het selecteren van het type systeem. Een goede leverancier van vision inspectiesystemen moet voortdurend met producenten blijven communiceren over de status van het installatieproces en zal de nodige richtlijnen bieden om een succesvol vision inspectieprogramma te verwezenlijken.
Projectontwerp Projectplanning Installatie Service en support
METTLER TOLEDO Group Productinspectie divisie
Controlewegen
Over METTLER TOLEDO Productinspectie:
De productinspectie divisie van METTLER TOLEDO is toonaangevend op het gebied van geautomatiseerde inspectietechnologie. Onze oplossingen verbeteren de procesefficiëntie voor producenten en ondersteunen compliance met de geldende normen en voorschriften. Bovendien leveren onze systemen een betere product- kwaliteit, waardoor het welzijn van consumenten en het merkimago van producenten worden beschermd.
Disclaimer:
De informatie in deze publicatie wordt in de huidige staat aangeboden en biedt geen garanties.
METTLER TOLEDO wijst elke garantie, uitdrukkelijk of impliciet, af en biedt geen garanties voor
de nauwkeurigheid of toepasselijkheid van de informatie in deze publicatie, en kan daarom uitdrukkelijk niet verantwoordelijk worden gehouden voor schade, letsel of overlijden als gevolg van het gebruik van of vertrouwen op deze informatie.
Geen enkel onderdeel van deze publicatie mag om welke reden dan ook gereproduceerd of gedistribueerd worden zonder schriftelijke toestemming van METTLER TOLEDO.
© 2017 METTLER TOLEDO. Alle rechten voorbehouden. Technische wijzigingen voorbehouden.
Vision inspectie X-ray inspectie
Metaaldetectie Track & trace
www.mt.com/pi
Voor meer informatie
