Melhorar o fabrico com a visão por computador

A eficiência é essencial na produção, afectando diretamente a capacidade de uma empresa para se manter competitiva e manter os clientes satisfeitos. Para 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 na produção é através da utilização da visão por computador. Essa tecnologia engloba várias aplicações e tarefas, como deteção, segmentação e classificação de objetos em tempo real, que podem ajudar a garantir que os produtos atendam aos padrões de qualidade e otimizar diferentes etapas do processo geral de produção. 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 do negócio.

Visão por computador 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 seguimento 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. Os recursos de contagem de objetos podem aumentar a eficiência operacional e ajudar a manter um controle de qualidade consistente em todo o processo de fabricação.

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Inspecionar artigos para detetar defeitos

Outra forma pela qual a IA de visão pode simplificar os processos de fabrico é a deteção de imperfeições do produto. Modelos de visão por computador como o Ultralytics YOLOv8 podem ser utilizados para detetar imperfeições nos artigos. Por exemplo, no fabrico de produtos farmacêuticos, podem ser utilizados para detetar defeitos nos comprimidos, como fissuras, lascas ou contaminação dos 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

Também podem ser treinados diferentes modelos de visão por computador para a segmentação de exemplos, uma vez que 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 instâncias 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.
• 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.
• Fabrico de dispositivos electrónicos: Para os dispositivos electrónicos, a segmentação pode inspecionar as placas de circuito para detetar defeitos de fabrico, 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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Vantagens 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 correctivas rápidas
• Reduz o tempo que os produtos defeituosos permanecem na linha de produção
• Minimiza substancialmente o risco de os artigos defeituosos chegarem aos clientes

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

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

A visão computacional pode reduzir os custos de mão de obra ao automatizar o processo de inspeção, eliminando a necessidade de verificações manuais de qualidade. 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 necessidade de 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 na produção

Custos de implementação e integração com 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 objetos orientados por IA com processos e tecnologias de fabricação existentes pode ser complexa e demorada. Garantir um funcionamento perfeito requer um planeamento e execução cuidadosos.

Formação e especialização necessárias para a operação

O funcionamento e a manutenção de sistemas de visão por computador requerem conhecimentos e competências especializados. A formação contínua é necessária 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 incorretas. 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.

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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 as elevadas taxas de armazenamento e o risco de os produtos ficarem desactualizados. Por outro lado, minimizar as rupturas de stock ajuda a evitar atrasos de produção dispendiosos e a perda de vendas quando o inventário se esgota.
• Aumenta a 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 global e permite que o pessoal se concentre em tarefas mais estratégicas.
• Melhora as relações com os fornecedores: Dados de inventário precisos permitem aos fabricantes gerir as relações com os fornecedores de forma mais eficaz, assegurando 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. Essas linhas serão capazes de ajustar as operações dinamicamente 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, destacamos a importância da eficiência na fabricação e como a visão computacional pode aumentá-la 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 usada em diferentes estágios do processo de fabricação, tornando-a um aliado versátil e poderoso nesse campo.

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