Por qué la visión por ordenador en la fabricación funciona mejor como parte de un ecosistema de Industria 4.0

La visión por ordenador está emergiendo rápidamente como parte integrante de la moderna fábrica conectada.

Aunque hace décadas que se utilizan formas de visión por ordenador en la fabricación, los avances recientes en el aprendizaje automático y el procesamiento de imágenes han permitido nuevos casos de uso en la fabricación. Ya no se limitan a tareas estructuradas y repetitivas, las plataformas de visión por ordenador asistidas por IA son capaces de funcionar en entornos cada vez más complejos. Trabajan de forma continua y en conjunción con los operarios, lo que se traduce en una mayor eficacia, menos errores y mejores datos.

Pero no todas las plataformas de visión artificial proporcionarán los mismos beneficios. Las soluciones de visión artificial son más eficaces cuando se integran estratégicamente en la fábrica inteligente, mejorando tanto el rendimiento digital como el humano en la línea.

En Tulip, hemos descubierto que las mejores soluciones de visión por ordenador comparten dos características clave:

1. Aumentan al operario, es decir, trabajan con los operarios para que sean más eficaces, precisos y eficientes.
2. Funcionan como parte de un ecosistema de Industria 4.0.

En otras palabras, para obtener todos los beneficios de la visión por ordenador, las organizaciones deben tener en cuenta dos cosas: 1.) Cómo la tecnología capacitará a sus operadores e ingenieros, y, 2.) Cómo sus otras tecnologías trabajarán con una solución de visión por ordenador para desbloquear todos los beneficios de la tecnología.

¿Qué es la visión artificial?

La visión artificial se ha referido históricamente a un subconjunto de aplicaciones de fabricación para la tecnología de visión por ordenador. Desde la década de 1980, los sistemas de cámaras, luces, reflectores y software han ayudado a las organizaciones a automatizar y optimizar las tareas basadas en la visión. Con aplicaciones sólidas en la garantía de calidad, el cumplimiento y la gestión de inventarios, las versiones de visión artificial han sido cruciales para fabricar de forma eficaz a gran escala. Por ejemplo, los sistemas de visión artificial pueden:

• Supervisa el nivel de llenado de las botellas en la línea de embotellado, detectando desviaciones de los estándares e iniciando automáticamente acciones correctivas.
• Detección de defectos de calidad en piezas mecanizadas demasiado sutiles para el ojo humano
• Procesar información visual continua a un ritmo sobrehumano

Estos sistemas, sin embargo, están limitados a escenarios repetitivos y estructurados. Su coste -entre cámaras, software e iluminación estrictamente controlada- puede ser prohibitivo. Fueron de los primeros sistemas en utilizar el aprendizaje automático temprano en la fabricación, pero requieren especialistas para programarlos y pueden ser inflexibles una vez desplegados.

En términos generales visión por ordenador describe una serie de métodos mediante los cuales los ordenadores extraen, procesan y analizan información a partir de entradas visuales. Las aplicaciones de esta tecnología son de gran alcance. La visión por ordenador está detrás de los sistemas que:

• Ayudar a los coches sin conductor a procesar su entorno
• Leer características como la edad, el sexo, la actividad y la ubicación a partir de las fotos de los usuarios en las redes sociales
• Guiar a los operarios a través de montajes complejos en una fábrica

A diferencia de los sistemas de visión artificial establecidos, los sistemas modernos de visión por ordenador son más flexibles. Más que procesar información estructurada en entornos controlados, estos nuevos sistemas tienen una capacidad mejorada para funcionar en escenarios semiestructurados y no estructurados. Y no se limitan a procesos repetitivos y automatizados.

Los sistemas de visión por ordenador de la Industria 4.0 son más capaces de trabajar con los operarios, respondiendo a sus acciones y permitiendo nuevas formas de interacción digital-humana.

Teniendo esto en cuenta, ¿cómo pueden las organizaciones sacar el máximo partido de un sistema de visión por ordenador?

Los humanos son fundamentales en la fabricación. Por ello, las mejores soluciones de visión por ordenador trabajan con los operarios para hacerlos más eficaces, precisos y eficientes.

Las soluciones modernas de visión por ordenador pueden conseguir aumentar el número de operadores de varias maneras.

Por un lado, las soluciones de visión por ordenador de la Industria 4.0 no se limitan a seguir a los operarios mientras ejecutan una tarea. También responden.

Estas respuestas pueden adoptar muchas formas. Los sistemas de visión por ordenador pueden entrenarse en las operaciones de un fabricante para reconocer todos los gestos de un proceso, guiando a un operario a través de complejas instrucciones de trabajo a medida que realiza cada paso. La visión por ordenador puede ayudar con los controles de calidad en línea mientras el operario trabaja, proporcionando una supervisión a nivel del proceso. Algunos sistemas pueden incluso detectar y clasificar las acciones de los operarios a lo largo del tiempo, proporcionando a los ingenieros una mayor visibilidad de los tiempos y la ejecución de cada paso.

Lo que surge de este bucle de retroalimentación físico-digital-físico entre el operario y la visión por ordenador son procesos más eficaces, menos propensos a errores y más visibles gracias a la recopilación exhaustiva de datos en tiempo real.

Una constante en el debate hasta ahora es que la visión por ordenador funciona mejor como parte de un conjunto de tecnologías integradas.

Aumentar el rendimiento del operario requiere algo más que un sistema de visión por ordenador que recopile datos sobre el rendimiento. Necesita más bien un marco como las instrucciones de trabajo visuales o los procedimientos operativos normalizados para maximizar la eficacia. Necesita otros dispositivos conectados a IoT para facilitar la comunicación y el intercambio de datos con un operario. Y puede beneficiarse de la integración con otras aplicaciones de operaciones.

Una de las promesas de la visión por ordenador es la visibilidad continua y en tiempo real de los procesos. Está en el nombre. Pero los datos recogidos por un sistema de visión por ordenador son más significativos cuando se ponen en contexto con los datos de las máquinas y otros datos no visuales de los operarios. Aunque la visión por ordenador puede proporcionar una nueva fuente de datos, sigue necesitando una imagen completa para tener contexto y validez.

En resumen: los mejores beneficios de la visión por ordenador se desbloquean cuando el sistema puede enviar señales para responder e influir en las acciones de un operario en tiempo real. Y para que la visión por ordenador interactúe con un operador en tiempo real, necesita tecnología de apoyo. Necesita un ecosistema.

En su estado actual, la visión por ordenador es una parte importante de la fábrica digital. Proporciona a los operarios e ingenieros una herramienta para recopilar mejores datos, capacitar a los operarios y realizar montajes a prueba de errores.

Aquellos que estén considerando una transformación digital deben tener en cuenta que la visión por ordenador funciona mejor cuando aumenta el operador, y cuando funciona como parte de un ecosistema de Industria 4.0.