L’inspection dans l’industrie des aliments et boissons nécessite plus que de simplement s’assurer qu’une étiquette UPC correspond au contenu d’un emballage. L’inspection des aliments consiste à s’assurer que ce qui est sur l’emballage correspond au produit dans 100 % des cas. Les disparités et autres erreurs peuvent potentiellement nuire à la marque d’une entreprise, à ses finances, le coût moyen d’un rappel alimentaire pour le producteur s’élève à 10 millions USD par incident, voire à ses clients.
cIl y a de nombreuses années, un enfant de David Kotula, président de Sensors Integration, créateur de solutions de vision innovantes pour améliorer la qualité des produits, a eu une réaction allergique aux arachides. Heureusement, la famille avait un EpiPen et l’enfant s’en est tiré indemne. Poussé par cet incident tragique, Kotula s’est fixé pour mission de garantir la sécurité des aliments et boissons. Parmi les résultats de ces efforts, on trouve le système d’inspection fiable de contrôle (CRIS). Il utilise quatre scanners de codes-barres Cognex DataMan 474 avec l’Edge Intelligence pour assurer une inspection à 360 degrés des conteneurs alimentaires sur les lignes de production, avec un encombrement minimum tout en réduisant les exigences de l’API et les coûts associés. En plus d’optimiser le rendement en réduisant au minimum l’encombrement des produits sur les convoyeurs, le CRIS dispose d’une approche unique « échec à la sécurité ». Il suppose que tous les produits sont mal étiquetés jusqu’à ce qu’il soit prouvé qu’ils sont corrects, ce qui se traduit par des niveaux de précision sans précédent pour la production et la sécurité des consommateurs.
Supposer le pire, obtenir le meilleur
De nombreux systèmes d’inspection ont défini des critères pour la détection des produits défaillants. Ces systèmes supposent que chaque produit est bon, sauf si une ou plusieurs défaillances sont détectées. Cependant, selon Kotula, traiter tous les produits comme bons jusqu’à ce qu’une défaillance soit détectée suppose que le système d’inspection est parfait. Mais de nombreuses choses peuvent affecter la précision d’un système de vision au fil du temps. Par exemple, si une caméra n’est pas parfaitement mise au point, elle peut ne pas être en mesure de détecter les critères d’échec. Un fil croisé au niveau d’une API peut entraîner des réponses « échouées » d’un système d’inspection automatisé qui ne passe pas. D’autres problèmes surviennent suite à l’échec de la mise sous tension d’un système de rejet en aval après la maintenance. Le CRIS répond à chacune de ces préoccupations.
D’autres problèmes sont dus à la fonction « apprentissage » sur de nombreux systèmes de vision. L’utilisation de la fonction d’apprentissage peut accidentellement apprendre au système à accepter des produits défaillants. De plus, sans aucun accès au système pour la journalisation, il est difficile de déterminer depuis combien de temps une ligne passe des produits qui auraient dû tomber en panne ou qui était responsable de la modification du faux passage.
« Une entreprise a subi un arrêt de la ligne en raison de la détection d’un produit défaillant », a déclaré Kotula. « L’opérateur réinitialise la machine au fur et à mesure de l’entraînement, et elle s’arrête à nouveau. Ensuite, un opérateur plus expérimenté a suggéré d’utiliser un bouton différent pour éviter que l’arrêt ne se reproduise, ce fut le bouton d’apprentissage. L’entreprise a fonctionné pendant deux jours avec une image incorrecte dans le système, ce qui aurait pu provoquer l’abandon de produits défectueux. »
Pour éviter de telles erreurs, Sensors Integration omet le bouton d’apprentissage. Au lieu de cela, l’entreprise propose des écrans de sélection de recettes préchargés accessibles uniquement au personnel autorisé à l’aide de sa carte RFID, ainsi que des fonctionnalités supplémentaires pour l’enregistrement et l’horodatage des événements, ce qui est impératif pour comprendre pourquoi un produit a échoué, pour valider que le système fonctionne correctement et pour documenter tout changement. L’intégration des capteurs a également ajouté Cognex Edge Intelligence (EI) aux quatre lecteurs DataMan du système CRIS, permettant l’archivage des images pour le dépannage post-événement et l’optimisation du système et améliorant le processus global des clients en connectant le système au système d’exécution de la fabrication (MES) ou au système de planification des ressources d’entreprise (ERP) d’une usine. EI fournit à l'intégration des capteurs un moyen simple et rapide de se connecter à tous leurs lecteurs de codes-barres Cognex pour la gestion et l'optimisation du système, un composant clé du système CRIS à quatre caméras.
Outre l’archivage des images, le CRIS améliore la précision des opérations en contrôlant l’accès au système par le biais de badges RFID avec différents niveaux d’accès. Chaque interaction avec le système est enregistrée numériquement avec un horodatage, le nom du personnel, etc. De plus, les capteurs sont connectés à l’équipement de rejet, informant CRIS que tous les systèmes sont en ligne. Après trois défaillances consécutives ou avec tout autre code d’erreur de câblage ou d’actionneur, le CRIS arrête la ligne de production et informe la chaîne de commande. Ensemble, toutes ces fonctionnalités ont activé le CRIS pour atteindre une précision supérieure à Six Sigma, en un seul test traitant plus de 6,2 millions de codes UPC sans un seul échec. Le test a été arrêté à ce moment-là car les conteneurs de test présentaient des signes significatifs d’usure du convoyeur !
La sécurité alimentaire à moindre coût
La sécurité est la principale préoccupation de Sensors Integration, mais les systèmes automatisés doivent également s’adapter aux budgets des clients. Le CRIS est conçu comme rétrofit facile à installer sur les lignes d’emballage existantes, dont la plupart n’ont pas été prévues avec l’encombrement requis pour permettre la lecture automatisée d’UPC. Les quatre caméras positionnées autour du convoyeur d’emballage doivent être capables d’acquérir des images, de trouver le code UPC, de traduire le code en un numéro et de transmettre ce numéro à l’API de contrôle, le tout en quelques millisecondes. Les lecteurs de codes-barres Cognex DataMan 474 offrent des capacités de lecture à grande vitesse avec une optique à mise au point variable. Ils peuvent s’ajuster rapidement pour réduire ou éliminer les flous et les non-lectures. Cependant, pour ajouter toutes ces fonctions de sécurité dans un ensemble économique, l’intégration des capteurs devait aller plus loin.
Les caméras multiples augmentent la complexité et les coûts et constituent un obstacle à l’entrée. Cependant, avec des années d’expérience en tant qu’intégrateur Cognex, Sensors Integration conçoit son système de commande pour réduire la complexité et les coûts autant que possible.
L’utilisation d’une API plus petite avec moins d’adresses IP et de ports au lieu d’un modèle plus coûteux permet d’économiser environ 10 000 USD. Dans l’ensemble, la conception de Sensors Integration réduit les coûts de plus de 30 000 $. Il existe d’autres avantages et économies en réduisant les pièces et la complexité, tels qu’une chaîne logistique améliorée, des temps de construction plus rapides et des périodes d’intégration plus courtes. En utilisant les produits et services Cognex, Sensors Integration offre un design économique qui offre constamment une qualité Six Sigma ou supérieure. L’objectif général de l’inspection des aliments est d’assurer la sécurité des personnes. Le CRIS est une solution de vision avancée conçue pour vérifier la qualité du produit et valider son intégrité. Alors que l’industrie des aliments et boissons augmente la production et la vitesse, des systèmes de vision tels que ceux proposés par Sensors Integration et Cognex, sont à l’origine de solutions d’inspection permettant d’assurer la sécurité des consommateurs et des sociétés.