توضیحات

پروژه متلب تشخیص بطری‌ های معیوب در خط تولید نوشابه

در طول چند دهه اخیر مطالعات و آزمایشات گسترده ای در زمینه تشخیص، جداسازی و درجه بندی کمی و کیفی محصولات مختلف صنعتی و کشاورزی انجام شده است. در این خصوص فناوری های زیادی چون مکانیک، الکترونیک، روباتیک، کامپیوتر و غیره به کمک هم آمده اند تا رسیدن به این مهم را آسان تر سازند و برای دستیابی به آن از معیارهای مختلفی چون ابعاد هندسی، خواص آیرودینامیکی، شکل، رنگ، وضعیت سطحی و غیره بهره گرفته شده است. امروزه از سیستم های ماشین بینایی به طور گسترده ای در امور مربوط به بازرسی بلادرنگ و کنترل کیفیت به منظور بهبود کیفیت نهایی محصولات و صرفه جویی در زمان و هزینه استفاده می شود. ماشین بینایی از جمله سیستم هایی است که در زمینه  های مختلف و به طور گسترده به عنوان جانشینی مناسب برای انسان در نظر گرفته می شود. استفاده از ماشین بینایی شامل مزایایی از جمله کاهش هزینهی کارگری، دقت و سرعت مناسب، تکرارپذیری بالا، برنامه پذیر بودن و توانایی فعالیت در نورهای مرئی و نامرئی می شود. همچنین ماشین بینایی به عنوان یکی از عوامل رشد اتوماسیون صنعتی و کشاورزی تاثیر زیادی بر افزایش راندمان، بهره وری، کیفیت محصولات و ورود به بازارهای جهانی خواهد داشت. از آنجاییکه استفاده از ظروف شیشه ای برای مصرف و نگهداری مواد خوراکی در مقایسه با ظروف دیگر مانند ظروف پلاستیکی از سلامت بیشتری برخوردار بوده و قابلیت بازیافت به دفعات بیشتری را دارند، هنوز هم بخش وسیعی از تولیدات غذایی، نوشیدنی ها و داروها برای عرضه به بازار مصرف در ظروف و بطری های شیشه ای بسته بندی می شوند. استفاده مجدد از بطری های شیشه ای در صنایع تولیدی و بسته بندی مواد خوراکی امری پذیرفته شده است و در حال حاضر این کار در سطح گسترده ای انجام می شود. بدیهی است که بطری های شیشه ای تولیدی و نیز بطری هایی که مورد استفاده ی مجدد قرار می گیرند ممکن است دارای نواقص و ایراداتی باشند. بطری های معیوب ممکن است در هنگام پر شدن و یا در مرحله درپوش گذاری باعث بروز مشکلاتی مانند اتلاف محصول تولیدی، پیامدهای نامناسب بهداشتی و به خطر افتادن سلامت مصرف کنندگان، از بین رفتن اعتماد مصرف کنندگان به محصولات شرکت و از دست دادن بخشی از بازار مصرف، آسیب دیدن تجهیزات و در نهایت توقف خط تولید شوند. با علم به اینکه بطری های بازیافتی به خاطر وجود برخی نقص ها ممکن استپیامدهای منفی و خطرناکی را برای تولید بوجود بیاورند، لذا لازم است قبل از استفاده از این بطری ها عمل شست و شو و بازرسی روی آنها انجام شود تا در صورت وجود نقص، بطری های معیوب از خط خارج شوند. فرآیند بازرسی در بخش کنترل کیفیت به صورت بصری و ذهنی است، لذا انجام این عمل توسط انسان بسیار مشکل و خسته کننده خواهد بود. بازرسی بصری به عنوان یک وظیفه کنترل کیفیت تعریف می شود که با استفاده از داده های تصویری، محصولی که از یکسری مشخصات تعیین شده انحراف داشته باشد را تشخیص می دهد. کارایی و بهره وری افراد در حین انجام امور مربوط به کنترل کیفیت تا حد بسیار زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی و شرایط روحی و جسمی بدن قرار می گیرد.

مخصوصا در زمان های پایانی شیفت کاری تاثیر این عوامل ملموس تر خواهد بود. از این رو استفاده از نیروی انسانی برای انجام امور مربوط به بازرسی و کنترل کیفیت نمی تواند بازده و اطمینان مناسبی را تضمین کند. لذا با توجه به اینکه در حال حاضر در کشور ما عمل بازرسی در بخش کنترل کیفیت بطری های شیشه ای توسط نیروی انسانی انجام می شود، استفاده از علوم مرتبط با پردازش تصاویر دیجیتال و سیستم های مبتنی بر ماشین بینایی می تواند راه حل های جدید و امیدوار کننده ای در این زمینه در اختیار ما قرار دهد.

فرآیند بازرسی سنتی (دستی یا چشمی) بسیار آهسته تر از فرآیند تولید صنعتی و عمده می باشد و دلیل آن نیز بازرسی در فرکانس های پایین می باشد. از طرفی این روش شامل عیوبی از قبیل هزینه بالای کارگری، خستگی، دقت پایین و نا همگنی حین شرایط مختلف محیطی مثل تغییر شدت نور و نبود دقت در کار و بدلیل نداشتن استاندارد و کمبود کارگر ماهر می باشد. هر گونه انحراف از پارامترهای کیفی مورد نظر باعث می شود تا محصول در حین فرآیند بازرسی به عنوان محصول ناقص شناخته شده و از خط تولید خارج گردد. در حال حاضر برندهای معتبر صنایع غذایی جهت کنترل نهایی کیفیت محصول خود از سیستم های بینایی ماشین استفاده می کنند. این بازرسی و کنترل از خود ماده غذایی تا بسته یا بطری قرار گیری محصول در آن را شامل می شود. حفظ ایمنی و کیفیت محصول از لحظه ی تولید در کارخانه تا زمان مصرف، در گرو بسته بندی سالم و بی نقص آن محصول می باشد. بویژه در بسته بندی مواد سیالی چون روغن های مایع و انواع نوشیدنی ها (آب معدنی، نوشابه ها، آب میوه ها ….) که امکان خروج و نشت سیال همواره وجود دارد انجام عمل بازرسی بطری های حاوی سیال از نظر عدم وجود عیب در درپوش و حلقه آب بند امری ضروری است. از سوی دیگر با گذر زمان و استهلاک دستگاه های پر کن و در نتیجه کاهش دقت این دستگاهها، میزان سیال وارد شده به داخل بطری تغییر نموده و سطح سیال موجود نیز به طبع آن تغییر می کند.

در این پروژه از تکنیک های آستانه یابی و هیستوگرام برای تشخیص عیوب بطری های نوشابه در نرم افزار متلب استفاده می شود.

عیوب بطری های نوشابه شامل موارد زیر است:

عیب نبود درب بطری cap missing

عیب سطح بطری پرشده filled level

عیب نبود برچسب بطری Label present

عیب چاپ نشدن برچسب بطری Label print

عیب ترازنبودن برچسب label straight

عیب تغییرشکل بطری bottle deformed