Pruebas de contenedores fiables con inteligencia artificial
Inspección visual automática en la industria farmacéutica
Industria: Plantas de llenado en la industria farmacéutica | Cliente: Ingeniería Bonfiglioli Srl
Como miembro del Grupo TASI, el grupo más grande del mundo especializado exclusivamente en pruebas de fugas, medición e inspección, Bonfiglioli Engineering ha sido proveedor de soluciones de control de calidad para todos los requisitos de envasado en las industrias farmacéutica, de latas metálicas y aerosoles, de alimentos y bebidas, química y de cuidado personal durante más de 45 años.
La situación
En la industria farmacéutica, las combinaciones de envases, sus materiales y su contenido son diversas. Los contenidos o sustancias pueden ser en polvo, líquidos o ultracongelados, y se envasan en ampollas, cartuchos, viales o viales para el consumidor final. Sin embargo, antes de que estos envases lleguen al consumidor, deben inspeccionarse para detectar defectos. Estos defectos pueden incluir partículas extrañas, imperfecciones estéticas (rayaduras, deformaciones, etc.), niveles de llenado incorrectos o variaciones de color. La mayoría de los envases son de vidrio, pero la industria depende cada vez más del plástico, por ejemplo, en el ámbito de la administración parenteral. Esto significa que los fármacos se inyectan directamente y no se diluyen a través del tracto gastrointestinal.
El desafío
Desde la perspectiva del sistema de inspección, esto presenta varios desafíos que deben superarse: en comparación con el vidrio, los envases de plástico presentan mayor variabilidad en sus propiedades fotoópticas, y su menor transparencia dificulta el análisis del contenido. En segundo lugar, su menor transparencia complica aún más dicho análisis. La variabilidad inherente a los plásticos hace que el análisis de manchas, comúnmente utilizado en las inspecciones visuales tradicionales con vidrio, resulte poco práctico. Por lo tanto, se necesitan herramientas capaces de aprender no solo a detectar desviaciones, sino también a determinar si estas se encuentran dentro de los límites aceptables.
La solución
Bonfiglioli Engineering reconoció desde el principio que la visión artificial, un campo dentro de la inteligencia artificial (IA), es ideal para las inspecciones en general y de contenedores de plástico en particular. La visión artificial se basa en la visión humana, que se ha entrenado durante siglos para distinguir, reconocer, deducir y determinar objetos, distancias, movimientos e irregularidades. Mediante la visión artificial, se busca que las máquinas aprendan cómo ve, observa y reconoce el ojo humano, lo que les permite actuar y hacer recomendaciones. Específicamente, se utiliza el aprendizaje profundo con redes neuronales para este fin, que aprende cómo difieren las imágenes entre sí y qué es visible en una imagen a nivel de píxel.
¿Cómo funciona eso?
Para que la inteligencia artificial funcione, se requieren grandes cantidades de datos. Un sistema de inspección en la industria farmacéutica genera inherentemente una cantidad significativa de datos de imagen. Los defectos en los envases se detectan mediante secuencias de imágenes de 360° bajo diversas condiciones de iluminación. Para detectar partículas extrañas en un líquido, por ejemplo, el envase se pone en movimiento, se detiene bruscamente y el movimiento resultante se documenta con una secuencia de imágenes. En el caso de polvos o contenidos ultracongelados, los envases giran y se capturan imágenes en diferentes momentos durante la rotación.
Por lo tanto, no debería haber escasez de material gráfico; el desafío radica más bien en encontrar una cámara que pueda capturar la cantidad requerida de imágenes de alta resolución y entregarlas, idealmente procesadas, al sistema anfitrión.
Tus ventajas
¿Cuáles son las características más importantes de tu aplicación?
- Sensores de imagen de alta resolución
- FPGA (Matriz de puertas programables en campo)
- 256 MB de almacenamiento de imágenes
- Función inteligente: Multi-AOI
- Función inteligente: Modo ráfaga
Los productos
En su búsqueda de la cámara adecuada, Bonfiglioli Engineering se topó con la serie Dual-Gigabit Ethernet. BVS CA-GX2 Bonfiglioli Engineering encontró una solución que no solo cuenta con una amplia selección de sensores de alta resolución, sino también con una FPGA y 256 MB de memoria de imagen. Ambos son requisitos previos para una serie de funciones inteligentes que, en última instancia, resultaron indispensables para que el sistema cumpliera con los requisitos de 400 CPM (cuentas por minuto) y una fácil integración.
Un total de doce cámaras forman parte del Sistema Automático de Inspección Visual (AVI) de Bonfiglioli Engineering. Diez cámaras verifican defectos como golpes, imperfecciones estéticas, decoloración, partículas o cambios en el nivel de llenado dentro del envase, mientras que dos cámaras verifican defectos en el exterior del envase, especialmente en el cierre.
Recomendaciones
Dos funciones inteligentes resultaron cruciales: en primer lugar, la multi-AOI, que permite capturar diferentes áreas del contenedor con distintos tiempos de exposición y combinarlas en una sola imagen; y en segundo lugar, el modo ráfaga, que permite capturar imágenes a la máxima velocidad del sensor y transmitirlas sin pérdidas mediante almacenamiento en búfer. Esto permitió a Bonfiglioli Engineering desarrollar una solución de inspección precisa y de alta velocidad. Además, la eliminación de un cable Ethernet por cámara simplificó el cableado y la integración.