Роль компьютерного зрения в инновационных конвейерах Индустрии 4.0

Что такое Индустрия 4.0? Краткая история промышленных революций

Прежде чем мы погрузимся в суть понятия "Индустрия 4.0", рассмотрим предыдущие промышленные революции, которые проложили ей путь:

• Первая промышленная революция: В конце 1700-х годов на фабриках Британии вместо традиционных методов, предполагающих использование человеческого и животного труда, начали использовать воду и пар. Такой сдвиг позволил наладить массовое производство товаров с помощью машин вместо их ручной обработки.

• Вторая промышленная революция: Примерно через 100 лет фабрики начали использовать электричество, нефть и газ. Появились сборочные линии, а с изобретением телефона и телеграфа улучшились системы связи. Это привело к ускорению и автоматизации производства.

• Третья промышленная революция: В середине 1900-х годов на заводах начали использовать компьютеры и ранние системы автоматизации. Это подразумевало использование машин, оснащенных простыми компьютерами для управления процессами и обмена данными, что ознаменовало начало новой цифровой эры в производстве.

• Индустрия 4.0: Сегодня "Индустрия 4.0" продвигает революцию дальше, используя искусственный интеллект и подключенные технологии. Теперь машины могут общаться, обучаться и принимать решения, обеспечивая новый уровень интеллекта и эффективности производства.

‍

Обзор Индустрии 4.0 и технологий, способствующих ее развитию 

Далее мы рассмотрим, что именно представляет собой Индустрия 4.0 и какие технологии ее определяют.

Индустрия 4.0 - это результат слияния физического и цифрового миров с помощью технологий XXI века. К ним относятся такие инструменты, как Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект, большие данные и робототехника - все они работают вместе для создания "умных" фабрик. 

Эти передовые фабрики могут думать, учиться и адаптироваться, позволяя предприятиям повышать производительность, эффективность и принимать более быстрые и разумные решения благодаря большей гибкости и адаптации. Вот как некоторые из этих передовых технологий функционируют в рамках конвейеров Индустрии 4.0:

• IoT: Подключает машины, датчики и устройства, чтобы они могли обмениваться данными в режиме реального времени, контролировать состояние и автоматически реагировать.

• ИИ: помогает машинам анализировать данные, выявлять закономерности и принимать решения на основе данных. Он отлично подходит для прогнозирования проблем, проверки качества и перспективного планирования.

• Большие данные: Превращает огромные объемы заводских данных в важные сведения для повышения эффективности и сокращения времени простоя.

• Робототехника: Быстро и точно справляется с такими задачами, как сборка и упаковка. Коботы безопасно работают рядом с людьми и адаптируются к изменениям.

• Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR): Улучшают обучение и техническое обслуживание благодаря цифровым инструкциям или симуляторам, делая сложные задачи более выполнимыми.

• Облачные и граничные вычисления: В то время как облако обрабатывает данные удаленно, периферийные устройства обрабатывают их на месте. Они обеспечивают быстрое, безопасное и бесперебойное выполнение операций Industry 4.0.

Компьютерное зрение как инструмент инноваций в Индустрии 4.0

Проще говоря, Индустрия 4.0 объединяет ряд передовых технологий, призванных сделать производственные и промышленные системы умнее, быстрее и эффективнее. В основе этого сдвига лежит искусственный интеллект (ИИ), а одной из наиболее влиятельных областей ИИ является компьютерное зрение.

Компьютерное зрение позволяет машинам осмысливать визуальные данные с камер и датчиков, решая такие задачи искусственного интеллекта, как обнаружение объектов, сегментация объектов и семантическая сегментация. Эти возможности стали возможны благодаря таким моделям, как YOLO11, которые могут быстро и точно анализировать изображения для обнаружения и классификации объектов, отслеживания движения и понимания визуальных сцен.

В условиях Индустрии 4.0 компьютерное зрение играет ключевую роль в производстве, логистике и контроле качества. Оно помогает сократить количество ошибок, повысить точность и ускорить работу, особенно в условиях, когда точность имеет решающее значение.

Взгляд на компьютерное зрение и Индустрию 4.0 в действии 

Теперь, когда мы рассказали о том, что такое Индустрия 4.0 и какие ключевые технологии лежат в ее основе, давайте рассмотрим несколько реальных примеров, демонстрирующих роль компьютерного зрения в этой технологической революции.

Складские операции, управляемые видением

Сегодня на складах электронной коммерции роботы, оснащенные камерами, датчиками IoT и компьютерным зрением, перемещаются по помещениям, сортируют товары и выполняют точные задачи с минимальным вмешательством человека. Системы технического зрения также повышают безопасность на рабочем месте, обнаруживая опасные факторы, такие как отсутствие защитного снаряжения или вход работников в запретные зоны, и отправляя предупреждения в режиме реального времени. Кроме того, сотрудники могут отслеживать товарные запасы в режиме реального времени с помощью систем Vision с искусственным интеллектом, которые помогают автоматизировать пополнение запасов, улучшить прогнозирование спроса и оптимизировать общую логистику.

Центры выполнения заказов Amazon - отличный пример Индустрии 4.0 в действии. В этих центрах используются роботы с камерами и датчиками, которые помогают управлять запасами в режиме реального времени. Они могут автономно перемещать пакеты из одной зоны в другую и выполнять такие задачи, как подсчет и сортировка. Это сокращает количество ошибок и делает пополнение запасов более быстрым и точным.

‍

Компьютерное зрение в производстве

Решения на основе искусственного интеллекта могут предсказать поломку оборудования до того, как она произойдет. Это принято называть предиктивным обслуживанием. Системы предиктивного обслуживания, оснащенные компьютерным зрением, могут круглосуточно контролировать работу дорогостоящих машин. 

Эти системы могут обнаружить признаки износа на ранней стадии, что позволяет запланировать техническое обслуживание до того, как проблемы приведут к простою. Это помогает поддерживать бесперебойную и эффективную работу, и многие производственные компании уже используют эти технологии.

Например, Toyota использует компьютерное зрение для предиктивного обслуживания на своих заводах. На заводе в штате Индиана (США) роботы, оснащенные камерами и искусственным интеллектом, постоянно следят за оборудованием на предмет аномалий, чтобы убедиться, что все функционирует должным образом. Проблемы могут быть обнаружены в режиме реального времени, что позволяет немедленно вмешаться и предотвратить поломку.

‍

Автоматизированный контроль электроники с помощью компьютерного зрения

Когда речь идет о производстве электроники, важна каждая мельчайшая деталь. Компьютерное зрение помогает обнаружить такие дефекты, как волосяные трещины или ошибки пайки на печатных платах - вещи, которые обычно слишком малы или быстро движутся для человеческого глаза. 

С помощью камер высокого разрешения и искусственного интеллекта можно быстро и точно проверять детали, сокращая необходимость в обширном ручном контроле. Это ускоряет производство, снижает количество ошибок и позволяет компаниям соответствовать быстро меняющемуся рынку электроники с его высоким спросом и сжатыми сроками.

‍

Будущее Индустрии 4.0 и компьютерного зрения

Будущее Индустрии 4.0 стремительно развивается благодаря таким технологиям, как краевой ИИ, 5G и платформы с низким кодом. Краевой ИИ обрабатывает данные прямо на месте их сбора, например на заводе, позволяя быстрее принимать решения на основе данных, не полагаясь на облако. 

В сочетании с 5G он поддерживает связь между машинами и системами в режиме реального времени. В то же время инструменты с низким кодовым кодом позволяют пользователям с нетехническим образованием создавать автоматизированные рабочие процессы, ускоряя цифровую трансформацию на заводах и в цепочках поставок.

Основные выводы

Компьютерное зрение - это технология, меняющая ситуацию в Индустрии 4.0, делающая фабрики умнее и эффективнее, чем когда-либо прежде. Различные компании используют искусственное зрение для прогнозирования проблем до их возникновения и автоматического обнаружения дефектов продукции. 

По мере развития технологий интеграция ИИ, IoT и граничных вычислений позволяет повысить уровень автоматизации и эффективности, помогая предприятиям идти в ногу с быстро растущим спросом.

Хотите узнать больше о компьютерном зрении и искусственном интеллекте? Изучите наш репозиторий GitHub, общайтесь с нашим сообществом и ознакомьтесь с нашими вариантами лицензирования, чтобы начать свой проект по компьютерному зрению. Если вы изучаете такие инновации, как ИИ в производстве и компьютерное зрение в автомобильной промышленности, посетите страницы наших решений, чтобы узнать больше.