Las inspecciones en el sector de alimentos y bebidas implican más que simplemente asegurarse de que las etiquetas UPC coincidan con los contenidos de los envases. La inspección de alimentos consiste en garantizar que lo que hay en el paquete coincida con el producto dentro del 100 % de las veces. Las discrepancias y otros errores pueden dañar potencialmente la marca de una empresa, sus finanzas, el costo promedio de un retiro de alimentos del mercado para el productor es de $10 millones de USD por incidente, e incluso para sus clientes.
Hace años, el hijo de David Kotula, Presidente de integración de sensores, creadores de soluciones de visión innovadoras para mejorar la calidad del producto, tuvo reacciones alérgicas al maní. Afortunadamente, la familia tenía un EpiPen y el niño no sufrió daños. Impulsada por esta casi tragedia, Kotula tiene el objetivo de mejorar la inocuidad de los alimentos y bebidas. Entre los resultados de estas iniciativas se encuentra el sistema de inspección confiable de control (Control Reliable Inspection System, CRIS). Utiliza cuatro escáneres de códigos de barras Cognex DataMan 474 con Edge Intelligence para proporcionar una inspección de 360 grados de los envases de alimentos en las líneas de producción, con un espacio mínimo y reduciendo los requisitos de PLC y los costos asociados. Además de optimizar el rendimiento al minimizar el espaciado de los productos en las bandas transportadoras, CRIS tiene un enfoque único de “falla de seguridad”. Supone que todo el producto está mal etiquetado hasta que se demuestre que es correcto, lo que resulta en niveles de precisión sin precedentes en la producción y la seguridad del consumidor.
Suponga lo peor, logre lo mejor
Muchos sistemas de inspección han establecido un criterio para la detección fallida de productos. Dichos sistemas suponen que cada producto es bueno a menos que se encuentren una o más fallas. Sin embargo, según Kotula, tratar todos los productos como buenos hasta que se detecte una falla supone que el sistema de inspección es perfecto. Pero muchas cosas pueden afectar la precisión de un sistema de visión con el tiempo. Por ejemplo, si una cámara está ligeramente fuera de foco, es posible que no pueda detectar criterios de falla. Un cable cruzado en un PLC puede conducir a respuestas “fallidas” de un sistema de inspección automatizado que no pasa. Surgen más problemas por no encender un sistema de rechazo posterior después del mantenimiento. CRIS aborda cada una de estas inquietudes.
Otros problemas involucran la función de “enseñanza” en muchos sistemas de visión. El uso de la función de enseñanza puede enseñar accidentalmente al sistema a aceptar productos fallidos. Además, sin ningún acceso de registro al sistema, es difícil determinar cuánto tiempo ha pasado una línea pasando un producto que debería haber fallado o quién fue responsable de hacer el cambio de pase falso.
“Una empresa tuvo un cierre de línea debido a la detección de productos defectuosos”, dijo Kotula. “El operador restablece la máquina, mientras se capacitaba, y se apaga nuevamente. Luego, un operador más experimentado sugirió usar un botón diferente para evitar que el apagado se repita, que era el botón de enseñar. La compañía corrió durante dos días con la imagen incorrecta en el sistema, que podría haber estado enviando productos fallidos por la puerta”.
Para evitar este tipo de error, la integración de sensores omite el botón de enseñanza. En cambio, la empresa ofrece pantallas de selección de recetas precargadas a las que solo puede acceder el personal autorizado que utiliza su tarjeta RFID junto con características adicionales para registrar y marcar la hora de los eventos, lo cual es imperativo para descubrir por qué falló un producto, validar que el sistema funciona correctamente y documentar cualquier cambio. La integración de sensores también agregó Cognex Edge Intelligence (EI) a los cuatro lectores DataMan en el sistema CRIS, lo que permitió el archivo de imágenes para la resolución de problemas después de eventos y la optimización del sistema, y mejoró los procesos generales de los clientes al conectar el sistema al sistema de ejecución de fabricación (MES) o al sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) de una planta. EI proporciona a la integración de sensores una manera fácil y rápida de conectarse a todos sus lectores de códigos de barras Cognex para optimizar la administración y el sistema, un componente fundamental del sistema CRIS de cuatro cámaras.
Además del archivo de imágenes, CRIS mejora la precisión operativa al controlar el acceso al sistema a través de credenciales RFID con diferentes niveles de acceso. Cada interacción con el sistema se registra digitalmente con una marca de tiempo, nombre del personal y más. Además, los sensores están conectados al equipo de rechazo, lo que permite a CRIS saber que todos los sistemas están en línea. Después de tres fallas consecutivas, o en el caso de cualquier otro código de error de cableado o actuador, CRIS detiene la línea de fabricación y notifica a la cadena de mando. En conjunto, todas estas funciones han habilitado el CRIS para lograr una precisión mayor que Six Sigma, en una prueba que maneja más de 6,2 millones de códigos UPC sin una sola falla. La prueba se detuvo en ese momento porque los recipientes de prueba mostraban signos significativos de desgaste de la cinta transportadora.
La seguridad de los alimentos por menos
La seguridad es la principal inquietud en la integración de sensores, pero el sistema automatizado también debe ajustarse a los presupuestos de los clientes. CRIS está diseñado para ser una actualización fácil de instalar sobre las líneas de empaque existentes, la mayoría de las cuales no fueron diseñadas con el espacio necesario para adaptarse a la lectura automatizada de UPC. Las cuatro cámaras ubicadas alrededor de la banda transportadora de embalaje deben poder adquirir imágenes, encontrar el código UPC, traducir el código a un número y pasar ese número al PLC controlador, todo en milisegundos. Los lectores de códigos de barras Cognex DataMan ofrecen capacidades de lectura de alta velocidad con óptica de enfoque variable. Estos pueden ajustarse rápidamente para reducir o eliminar la visión borrosa y la falta de lecturas. Sin embargo, para agregar todas estas funciones de seguridad en un envase rentable, la integración de sensores necesitaba ir más allá.
Las cámaras múltiples aumentan las complejidades y los costos, y presentan un obstáculo para el ingreso. Sin embargo, con años de experiencia trabajando como integrador de Cognex, la integración de sensores diseña su sistema de control para reducir complejidades y costos siempre que sea posible.
El uso de un PLC más pequeño con menos direcciones IP y puertos en lugar de un modelo más costoso ahorra alrededor de $10,000. En general, la integración de sensores reduce costos en más de $30,000. Existen otras ventajas y ahorros en la reducción de piezas y complejidades, como una cadena de suministros mejorada, tiempos de construcción más rápidos y períodos de integración más cortos. La integración de sensores, que utiliza los productos y servicios de Cognex, ofrece un diseño rentable que ofrece calidad Six Sigma o mejor de manera consistente. El objetivo general de la inspección de alimentos es mantener a las personas seguras. CRIS es una solución de visión avanzada diseñada para verificar la calidad del producto y validar la integridad del producto. A medida que el sector de alimentos y bebidas aumenta la producción y la velocidad, los sistemas de visión, como los que ofrecen Sensors integración y Cognex, están impulsando soluciones de inspección para mantener seguros a los clientes y a las empresas.