Melhorar o fabrico com visão por computador

A eficiência é essencial na indústria transformadora, afectando diretamente a capacidade de uma empresa para se manter competitiva e manter os clientes satisfeitos. A fim de aumentar a produtividade, reduzir os custos e aumentar os lucros, a eficiência torna-se um fator-chave para o sucesso de uma empresa. No mercado atual, em constante mudança, as empresas procuram constantemente formas de melhorar a sua eficiência para superar a concorrência e satisfazer as necessidades em evolução dos seus clientes. 

Uma forma significativa de aumentar a eficiência no fabrico é através da utilização da visão por computador. Esta tecnologia engloba várias aplicações e tarefas, como a deteção de objectos em tempo real, a segmentação e a classificação, que podem ajudar a garantir que os produtos cumprem as normas de qualidade e a otimizar diferentes etapas do processo de produção global. Ao implementar estas tecnologias, os fabricantes podem melhorar significativamente o seu desempenho operacional e a fiabilidade do produto, conduzindo, em última análise, a uma maior satisfação do cliente e ao sucesso comercial.

Visão computacional no fabrico

A tecnologia sempre desempenhou um papel crucial na indústria transformadora. Desde a maquinaria no chão de fábrica até ao desenvolvimento de sistemas de automação sofisticados, o mundo da indústria transformadora tem vindo a adotar continuamente novas tecnologias para melhorar e otimizar várias operações. Apesar destes avanços, a indústria ainda enfrenta vários desafios. Então, quando é que a Inteligência Artificial (IA) pode ser utilizada?

A integração da IA nos processos de fabrico oferece soluções promissoras para aumentar a eficiência, garantir a qualidade do produto e enfrentar desafios de longa data. Vamos explorar a forma como as tecnologias orientadas para a IA, como a visão por computador, podem impulsionar a mudança no fabrico.

Contagem e rastreio de produtos

A visão por computador pode ser utilizada para contar produtos em linhas de montagem. Ao rastrear com precisão o número de itens produzidos, os fabricantes podem monitorar as taxas de produção, gerenciar o inventário e garantir que as metas de produção sejam atingidas. As caraterísticas de contagem de objectos podem melhorar a eficiência operacional e ajudar a manter um controlo de qualidade consistente ao longo do processo de fabrico.

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Inspeção de artigos para detetar defeitos

Outra forma pela qual a IA de visão pode simplificar os processos de fabrico é a deteção de imperfeições nos produtos. Os modelos de visão por computador, como o Ultralytics YOLOv8, podem ser utilizados para detetar imperfeições nos artigos. Por exemplo, no fabrico de produtos farmacêuticos, pode ser utilizado para detetar defeitos em comprimidos, tais como fissuras, lascas ou contaminação nos comprimidos à medida que se deslocam ao longo da linha de montagem. 

Quando é encontrada uma peça defeituosa, o sistema pode acionar uma resposta automática para remover o item defeituoso, mantendo a qualidade do produto e assegurando que apenas os produtos perfeitos continuam na linha. 

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Inspeção precisa da superfície utilizando a segmentação

Podem também ser treinados diferentes modelos de visão por computador para a segmentação de exemplos, uma vez que esta pode ser particularmente útil para a inspeção precisa de superfícies no fabrico. Esta tecnologia pode segmentar a área de superfície dos produtos para detetar imperfeições mínimas, como riscos, amolgadelas ou revestimentos irregulares. Por exemplo:

• Fabrico de peças metálicas: Na indústria automóvel ou aeroespacial, a segmentação por instância pode ser utilizada para inspecionar peças metálicas quanto a defeitos de superfície. Ao analisar toda a área da superfície, o sistema pode identificar até as mais pequenas imperfeições que podem afetar o desempenho ou a durabilidade da peça.
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• Fabrico de têxteis: Na produção têxtil, a segmentação pode detetar inconsistências nos padrões de tecido ou identificar defeitos como rasgões, manchas ou variações de cor. Isto garante que apenas são utilizados têxteis de alta qualidade nos produtos finais.
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• Fabrico de dispositivos electrónicos: Para os dispositivos electrónicos, a segmentação pode inspecionar as placas de circuito para detetar defeitos de fabrico, tais como erros de soldadura, componentes em falta ou desalinhamentos. Isto ajuda a manter a fiabilidade e a funcionalidade dos produtos electrónicos.

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Benefícios da visão computacional no fabrico

Velocidade e precisão melhoradas 

A visão por computador aumenta significativamente a velocidade e a precisão da identificação de defeitos, monitorizando continuamente a linha de produção, 24 horas por dia. Assinala instantaneamente quaisquer irregularidades, assegurando um feedback imediato e uma supervisão constante.

Este feedback imediato e a monitorização constante permitem:

• Acções corretivas rápidas
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• Redução do tempo que os produtos defeituosos permanecem na linha
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• Minimização substancial do risco de os artigos defeituosos chegarem aos clientes

Ao assegurar uma rápida identificação e resposta, a deteção em tempo real mantém padrões de elevada qualidade e evita que os potenciais problemas se agravem.

Redução dos custos de mão de obra e das taxas de refugo

A visão computacional pode reduzir os custos de mão de obra ao automatizar o processo de inspeção, eliminando a necessidade de verificações de qualidade manuais. Essa automação não apenas reduz o número de pessoal necessário, mas também minimiza o erro humano, melhorando ainda mais a eficiência e a precisão do processo de fabricação.

Funcionamento 24/7 e maior produtividade

Os sistemas de visão por computador podem funcionar continuamente sem necessitar de qualquer descanso, ao contrário dos inspectores humanos. Essa capacidade garante que as linhas de produção possam funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem comprometer a qualidade, levando a um maior rendimento e a uma melhor utilização dos recursos de fabricação. A monitorização constante e os ciclos de feedback imediatos garantem que quaisquer desvios das normas de qualidade são prontamente resolvidos, resultando numa qualidade de produto mais consistente. Isto, por sua vez, pode levar a uma maior satisfação do cliente e reduzir as devoluções ou reclamações.

Os desafios da visão computacional no fabrico

Custos de implementação e integração com os sistemas existentes 

A implementação de sistemas de visão por computador envolve um investimento inicial significativo em hardware, software e infra-estruturas, o que pode ser restritivo para os fabricantes mais pequenos. Além disso, a integração de novos sistemas de deteção de objectos orientados por IA com processos e tecnologias de fabrico existentes pode ser complexa e demorada. Garantir um funcionamento sem falhas requer um planeamento e execução cuidadosos.

Formação e conhecimentos necessários para o funcionamento

O funcionamento e a manutenção de sistemas de visão por computador requerem conhecimentos e competências especializados. É necessária formação contínua para manter a força de trabalho actualizada sobre as mais recentes tecnologias e métodos. Além disso, os sistemas de IA podem produzir falsos positivos ou negativos, levando a identificações incorrectas. A gestão destas imprecisões é crucial para manter a qualidade do produto e a eficiência operacional. Isto envolve o aperfeiçoamento contínuo dos modelos, o ajuste dos limiares de confiança para deteção e classificação e a implementação de circuitos de feedback para minimizar os erros e melhorar a precisão do sistema ao longo do tempo.

Manutenção e atualização do sistema de deteção

A manutenção e as actualizações regulares são essenciais para manter o sistema de deteção a funcionar de forma eficiente. Isto inclui actualizações de software, recalibração de sensores e resolução de quaisquer problemas técnicos que surjam. Exemplos de problemas técnicos que podem ter de ser resolvidos incluem avarias nos sensores, tais como câmaras que não captam imagens corretamente devido a danos no hardware, erros de software que fazem com que o sistema falhe ou produza resultados incorrectos e erros de transmissão de dados que levam à perda ou corrupção de dados.

O que é que o futuro nos reserva?

Gestão inteligente do inventário

A visão por computador permitirá sistemas de gestão de inventário mais inteligentes. Os sistemas automatizados que utilizam a visão computacional monitorizarão continuamente os níveis de inventário, detectarão discrepâncias e optimizarão os processos de reposição de stock. Isso reduzirá a probabilidade de rupturas de estoque e situações de excesso de estoque, garantindo que os fabricantes mantenham níveis ideais de estoque. Isso pode levar a benefícios significativos, incluindo:

• Poupança de custos: Ao evitar situações de excesso de stock, os fabricantes podem poupar nos custos associados ao armazenamento do excesso de inventário, tais como taxas elevadas de armazenamento e o risco de os produtos ficarem desactualizados. Por outro lado, a minimização das rupturas de stock ajuda a evitar atrasos de produção dispendiosos e a perda de vendas quando o inventário se esgota.
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• Aumento da eficiência operacional: Os sistemas automatizados de gestão de inventário simplificam os processos de reposição de stock, reduzindo a necessidade de intervenção manual. Isto melhora a eficiência operacional geral e permite que a equipa se concentre em tarefas mais estratégicas.
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• Melhoria das relações com os fornecedores: Dados de inventário exactos permitem aos fabricantes gerir as relações com os fornecedores de forma mais eficaz, garantindo entregas atempadas e mantendo uma cadeia de fornecimento fiável.

Linhas de montagem autónomas

A visão por computador pode desempenhar um papel crucial no desenvolvimento de linhas de montagem totalmente autónomas. Estas linhas serão capazes de ajustar as operações de forma dinâmica com base em dados em tempo real, tornando-as mais flexíveis e eficientes. Por exemplo, se um modelo de visão por computador detetar um defeito numa máquina, pode então fornecer esses dados a um sistema de controlo separado que reencaminhará automaticamente as tarefas para outras máquinas, assegurando um fluxo de produção contínuo sem intervenção humana. Isso pode levar a vários benefícios, incluindo tempo de inatividade reduzido, maior produtividade, qualidade consistente do produto e custos operacionais mais baixos.

Principais conclusões

Neste artigo, destacámos a importância da eficiência no fabrico e a forma como a visão computacional a pode aumentar significativamente. Os modelos de visão por computador, como o YOLOv8, podem desempenhar um papel fundamental na racionalização dos processos de fabrico em várias indústrias, graças à sua flexibilidade para diferentes tarefas, permitindo uma maior precisão, menores custos operacionais e a manutenção consistente de elevados padrões de qualidade do produto. Em geral, a visão computacional pode ser utilizada em diferentes fases do processo de fabrico, tornando-a um aliado versátil e poderoso neste domínio.

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