인공지능을 통한 신뢰할 수 있는 컨테이너 검사
제약 산업에서의 자동 육안 검사
산업 분야 제약 산업의 충진 시스템 | 고객 본필리올리 엔지니어링 S.r.l.
누출 테스트, 측정 및 검사를 전문으로 하는 세계 최대 규모의 그룹인 TASI 그룹의 일원인 Bonfiglioli Engineering은 45년 이상 제약, 금속 캔 및 에어로졸, 식음료, 화학 및 퍼스널 케어 분야의 모든 포장 요구 사항에 대한 품질 관리 솔루션을 제공해 왔습니다.
상황
제약 산업에서는 용기, 용기 재질 및 내용물의 조합이 매우 다양합니다. 내용물 또는 물질은 분말, 액체 또는 급속 냉동될 수 있으며 앰플, 카트리지, 바이알 또는 바이알에 충전되어 최종 소비자에게 전달됩니다. 그러나 이러한 용기가 최종 소비자에게 전달되기 전에 결함이 있는지 확인해야 합니다. 결함에는 이물질, 외관상 결함(긁힘, 변형 등), 잘못된 충전 수준 또는 색상이 포함될 수 있습니다. 용기는 일반적으로 유리로 만들어지지만, 업계에서는 위장관을 통해 약화되지 않고 직접 주입되는 비경구용 의약품의 경우 플라스틱 소재에 점점 더 집중하고 있습니다.
도전 과제
검사 시스템의 관점에서 볼 때 플라스틱 용기는 유리와 비교하여 빛 광학 특성이 더 가변적이고 투명도가 낮아 내용물을 분석하기가 더 어렵다는 점에서 극복해야 할 몇 가지 과제가 있습니다. 둘째, 투명도가 낮기 때문에 내용물을 분석하기가 더 어렵습니다. 플라스틱으로 인한 가변성은 일반적으로 유리를 이용한 전통적인 육안 검사에서 사용되는 블롭 분석이 실용적이지 않다는 것을 의미합니다. 따라서 편차를 인식할 뿐만 아니라 편차가 여전히 한계 내에 있는지 여부를 판단할 수 있는 학습이 가능한 도구가 필요합니다.
솔루션
본필리올리 엔지니어링은 인공지능(AI)의 한 분야인 컴퓨터 비전이 일반적인 검사, 특히 플라스틱 용기 검사에 적합하다는 것을 일찍이 인지했습니다. 컴퓨터 비전은 수 세기에 걸쳐 물체, 거리, 움직임, 불규칙성을 구별, 인식, 추론, 판단하도록 훈련된 인간의 시각을 모델로 합니다. 컴퓨터 비전을 사용하여 기계는 사람의 눈처럼 보고, 관찰하고, 인식하는 방법을 배워야 하며, 이를 통해 조치를 취하고 추천을 내릴 수 있어야 합니다. 이를 위해 이미지가 서로 어떻게 다른지, 이미지에서 픽셀 수준에서 무엇을 볼 수 있는지 학습하는 신경망을 이용한 딥러닝이 사용됩니다.
어떻게 작동하나요?
인공 지능이 작동하려면 대량의 데이터가 필요합니다. 제약 산업의 검사 시스템은 그 자체로 많은 양의 이미지 데이터를 생성합니다. 용기의 결함은 다양한 조명 조건에서 360° 이미지 시퀀스를 사용하여 감지됩니다. 예를 들어 액체 속의 이물질을 감지하기 위해 용기를 움직이다가 갑자기 멈추고 그 결과를 이미지 시퀀스로 문서화합니다. 분말이나 충격으로 얼린 내용물의 경우 용기가 회전하도록 하고 회전하는 동안 다른 시점에 이미지를 촬영합니다.
따라서 이미지 자료가 부족해서는 안 되며, 오히려 필요한 수의 고해상도 이미지를 촬영하고 이를 이상적으로 처리하여 호스트 시스템에 전송할 수 있는 카메라를 찾는 것이 과제입니다.

장점
애플리케이션의 주요 기능은 무엇인가요?
- 고해상도 이미지 센서
- FGPA(현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이)
- 256MB 이미지 메모리
- 스마트 기능: 멀티 AOI
- 스마트 기능: 버스트 모드
제품
본피글리올리 엔지니어링은 적합한 카메라를 찾던 중 듀얼 기가비트 이더넷 시리즈를 발견했습니다. BVS CA-GX2 이 제품은 다양한 고해상도 센서뿐만 아니라 FPGA와 256MB의 이미지 메모리를 갖추고 있습니다. 이 두 가지 기능은 일련의 스마트 기능을 위한 전제 조건으로, 결국 Bonfiglioli Engineering이 400 CPM(분당 촬영 수)과 간단한 통합이라는 요구 사항을 충족하기 위해 필수 불가결한 것으로 판명되었습니다.
총 12대의 카메라는 Bonfiglioli Engineering의 "자동 시각 검사 시스템"(줄여서 AVI)의 일부입니다. 10대의 카메라가 용기 내부의 찌그러짐, 흠집, 색상 변화, 입자 또는 충전 수준과 같은 결함을 검사하는 동안 2대의 카메라는 용기 외부, 특히 마개에 결함이 있는지 검사합니다.
권장 사항
특히 두 가지 스마트 기능이 결정적인 역할을 했습니다: 첫째, 노출 시간이 다른 컨테이너의 여러 영역을 촬영하고 이를 하나의 이미지로 결합하는 멀티-AOI입니다. 둘째, 센서의 최대 속도로 이미지를 캡처하고 버퍼링을 통해 손실 없이 전송할 수 있는 버스트 모드입니다. 이를 통해 본피글리올리 엔지니어링은 정밀한 고속 검사 솔루션을 개발할 수 있었습니다. 또한 카메라당 하나의 이더넷 케이블을 절약할 수 있어 케이블 연결 및 통합이 간소화되었습니다.