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将计算机视觉技术应用于制药业

探索计算机视觉如何改善药品生产、库存管理和病人护理,实现更智能的工作流程。

制药行业正在迅速发展,人工智能(AI)在提高效率、质量控制和库存管理方面发挥着越来越重要的作用。随着生产规模的扩大和监管要求的日益严格,确保制药流程的准确性比以往任何时候都更为重要。

根据 Mordor Intelligence 的预测,2025 年人工智能在制药领域的市场规模约为43.5 亿美元,预计到 2030 年将达到 257.3亿美元。随着这一增长,计算机视觉模型,如 Ultralytics YOLO11等计算机视觉模型可以帮助简化制药工作流程,增强药丸检测、库存跟踪、包装验证和药房运营。

通过利用实时物体检测、分类和计数功能,计算机视觉可帮助制造商、医院和药房实现关键流程的自动化,同时确保符合法规要求。

在本文中,我们将探讨制药行业面临的挑战、计算机视觉如何提供帮助,以及视觉人工智能在制药行业的实际应用。

制药业面临的挑战

尽管药品研究和生产取得了进步,但在质量控制、库存管理和监管合规方面仍存在一些挑战。

  • 质量控制的局限性:识别有缺陷的胶囊或损坏的包装需要精确度,但人工检查仍容易出错。

  • 库存管理不善:有效跟踪大量药品可能很困难,从而导致库存短缺、库存过多和供应链中断。

  • 遵守法规:严格的法规要求准确的记录和验证,从而增加了对自动监控和报告的需求。

  • 药房工作流程效率低下:社区和医院药房在库存跟踪、优化人员安排和减少配药错误方面可能会遇到困难。

应对这些挑战需要自动化和可扩展的解决方案,而计算机视觉可以成为强大的盟友。

计算机视觉如何改进药学实践

计算机视觉模型可为制药应用带来精确性、效率和适应性。计算机视觉模型能够实时检测医药产品并其进行分类,这使其成为质量控制、库存管理和零售药房优化的重要工具。通过将这些流程自动化,YOLO11 等计算机视觉模型可以帮助制药公司提高准确性、合规性和运营效率。

下面介绍如何在制药工作流程中利用计算机视觉:

  • 自动质量控制:计算机视觉可以高速分析药丸、胶囊和包装,检测出缺陷、颜色不一致和标签错位,确保产品的完整性。

  • 库存跟踪:人工智能驱动的模型可以实时清点和监控药品库存,最大限度地减少供应链错误,防止短缺或库存过多。

  • 零售药店优化:计算机视觉生成的热图可以分析顾客的流动模式,帮助药店调整店面布局、改进人员配置计划并减少处方柜台的等待时间。

  • 包装验证:人工智能驱动的模型可以检查泡罩包装和瓶子,在产品到达消费者手中之前识别出缺失的药片、密封不正确的容器和包装缺陷。

通过将计算机视觉集成到制药工作流程中,制造商、分销商和药房可以提高效率,改善合规性,并为患者提供更安全的药物。

计算机视觉在制药领域的实际应用

既然我们已经讨论了制药行业所面临的挑战以及计算机视觉模型如何提高效率,那么就让我们来探讨一下它们在现实世界中的一些应用。视觉人工智能驱动的系统可以提高药品生产、包装检测、库存管理和药房运营的效率。

现在,让我们来详细了解一下计算机视觉在药品生产和零售业务中的应用。

用于库存管理的药丸检测和计数

有效管理药品库存需要精确的药片检测和计数。人工盘点既费时又容易出错,导致药品记录不一致。

像YOLO11 这样的计算机视觉模型可以在数据集上进行训练,以检测和清点存储容器、配药机和生产线中的药片。通过将人工智能驱动的摄像头集成到库存管理系统中,药店和生产设施可以实时跟踪库存水平,减少误点,确保药物的准确分发。

图 1. YOLO11 实时检测药丸,支持自动库存跟踪。

药片检测和清点自动化可帮助制药商和医院药房保持准确的库存记录,减少浪费并防止短缺。这种方法既能提高效率,又能确保患者及时用药。

利用人工智能视觉检测胶囊质量

保持高质量的药用胶囊对患者安全和监管合规至关重要。无论是由于裂缝、变形还是颜色不正确造成的胶囊缺陷,都会影响药物的疗效。传统的人工检测往往难以发现细微的不一致,因此自动化成为质量控制的重要解决方案。

图 2.计算机视觉模型检测泡罩包装中的颜色不匹配和破裂药片。

计算机视觉模型经过训练后可以高速分析胶囊,识别颜色不匹配、表面裂缝和变形。通过处理胶囊的高分辨率图像,人工智能驱动的系统可以检测出可能表明配方错误或结构缺陷的异常情况。这样就能确保只分发医药级胶囊,降低不合格药品到达患者手中的风险。

通过集成人工智能驱动的质量控制,制药商可以提高生产精度,减少次品,并满足严格的监管标准。胶囊检测自动化提高了生产效率,同时确保了药品生产的质量一致性。

药店顾客行为分析热图

计算机视觉不仅可用于药品生产,还能提高社区和医院药房的效率。正如城市环境中的热图可以揭示商店周围的行人流动模式一样,计算机视觉也可以提供类似的洞察力,帮助人们了解药店内的顾客流动情况。 

零售药店在优化人员安排、组织产品摆放和尽量缩短处方柜台等待时间方面经常面临挑战。了解顾客如何浏览药店空间有助于改进这些流程。

通过使用YOLO11 等计算机视觉模型,药店可以生成热图来跟踪人流量和客户互动情况。正如企业可以使用街道热图来确定零售店的高客流量区域一样,药店也可以分析哪些区域的人流量最大,无论是处方柜台、非处方药通道还是咨询区。 

通过识别这些模式,可以对店铺布局进行调整,以改善药店的可达性并简化药店运营。此外,计算机视觉还能帮助药店经理优化人员分配,确保员工有效定位,减少高峰时段的拥堵。

图 3.YOLO11 可生成热图来跟踪移动模式,帮助企业分析人流量。

通过利用计算机视觉进行顾客行为分析,药店可以创建一个更有序、更高效的环境,减少瓶颈并改善服务提供。这些洞察力可以支持更智能的零售运营,从而缩短等待时间,改善库存摆放,为顾客提供更完美的体验。

吸塑包装识别和鉴定

泡罩包装是制药行业使用最广泛的包装方法之一,可确保剂量准确性和产品保护。然而,泡罩包装内药丸的缺失、损坏或错位等错误会导致用药错误、剂量受损,并给患者带来潜在的安全风险。对泡罩包装进行人工检查既耗时又容易出现人为错误,因此自动化质量控制成为药品包装工作流程中必不可少的一部分。

图 4.计算机视觉模型可检测泡罩包装中丢失的药片,确保包装完整性。

计算机视觉模型经过训练后可对泡罩包装进行实时分析,检测密封隔间内药丸的缺失或错误放置。这些模型还能识别包装缺陷,如可能导致剂量不一致的错位密封或变形空腔。通过处理高分辨率图像,人工智能驱动的系统可确保每个药品包装在到达消费者手中之前都符合监管和质量保证标准。

通过实现泡罩包装检测自动化,制药公司可以提高产品的完整性,降低配药错误的风险,并确保符合严格的质量法规。这种人工智能驱动的方法可提高包装的准确性和效率,支持更安全的药品配送,同时减少包装缺陷造成的浪费。

药瓶包装检测和计数

跟踪医院和药房的液体药物需要精确监控药瓶,尤其是生理盐水瓶和静脉注射液。确保这些药瓶的正确密封、存储和分配对于维护用药安全和效率至关重要。手动跟踪方法会导致库存管理不准确,可能造成基本药物短缺或库存过多。

计算机视觉模型可用于分析药瓶,检测瓶子是满的、快满的还是空的。通过处理高分辨率图像,这些模型可以评估透明或半透明容器内的液位,使医院和药房能够做出数据驱动的库存决策。此外,它们还能识别损坏或密封不正确的瓶子,防止受损药品的分发。

图 5.计算机视觉模型可识别盐水瓶的液位,检测瓶子是满 80%、半满还是空瓶。

通过实现瓶子检测和液位评估自动化,医院和药房可以优化其库存系统,减少药物浪费,并确保准确的库存管理。这种人工智能驱动的方法有助于提高患者安全和运营效率,支持医疗机构更好地进行资源分配和存储。

计算机视觉在制药业中的优势

在制药应用中采用计算机视觉可提高效率、准确性和合规性。主要优势包括

  • 更高的准确性:减少点药、质量控制和库存跟踪中的误差。

  • 提高效率:实现人工流程自动化,提高生产率。

  • 节约成本:最大限度地减少浪费,优化资源管理。

  • 合规性:提高文件的准确性和验证。

凭借这些优势,计算机视觉技术有望在未来几年的制药自动化领域发挥更大的作用。

计算机视觉在制药业的下一步是什么?

随着人工智能和计算机视觉的不断发展,它们在制药行业的应用可能会超越生产和库存管理。新出现的先进技术可以为优化药房运营、改善药品配送和提高患者安全提供新的途径。

一个潜在的发展方向是药店内的人工智能驱动的 AR 咨询。通过将增强现实技术与计算机视觉相结合,药剂师或许能够对用药依从性进行可视化分析,协助患者进行处方指导,并提供数据驱动的建议。这可以改善远程药物咨询,使用药指导更方便、更个性化。

自动药物分类和过期检测是另一项前景广阔的应用。计算机视觉可用于扫描和分类药品库存,确保在配药前识别并移除过期药品。通过整合人工智能驱动的分类系统,药房和医院可以提高库存准确性、减少浪费并加强患者安全。

人工智能驱动的用药依从性监测也可能成为药房运营的重要工具。计算机视觉模型可以分析泡罩包装的使用情况,或检测处方补药的模式,帮助药剂师识别不遵医嘱的风险。这些洞察力可支持有针对性的干预,确保患者正确遵照处方治疗。

这些进步表明,随着计算机视觉技术的发展,它可以在制药效率和病人护理方面发挥更大的作用,帮助改善整个行业的流程。

主要收获

随着制药业务的扩展,YOLO11 等计算机视觉模型为改进药丸检测、库存跟踪和质量控制提供了实用的解决方案。通过自动化检测和制药工作流程,这些模型可以支持更高效、更准确的制药流程。

无论是提高生产效率、改进包装验证,还是优化零售药店运营,计算机视觉都被证明是制药行业的重要工具。探索如何将YOLO11 应用于制药工作流程,以支持更智能、更高效的行业解决方案。

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