L’automobile et les sciences de la vie sont des secteurs complexes, qui exigent des fabricants qu’ils respectent des normes réglementaires strictes, maintiennent une précision chirurgicale et respectent des quotas de production exigeants. C’est pourquoi les industriels se tournent vers Automation NTH, un intégrateur d’automatisation basé à Nashville (Tennessee).
Avec une base de clients couvrant différents secteurs et niveaux de compétences techniques, Automation NTH doit être prête à relever divers défis. Ses clients peuvent par exemple souhaiter automatiser l’assemblage de dispositifs médicaux sans endommager les composants sensibles, ou contrôler le positionnement de diverses pièces dans un assemblage automobile. Quelle que soit l’application, sa mise en œuvre nécessite souvent la vision industrielle.
« Les tâches qui nous sont confiées ne sont pas les tâches faciles », a déclaré Keith Johnson, responsable du groupe de programmation PC chez Automation NTH. « Ce sont les clients qui veulent vraiment faire passer leur automatisation au niveau supérieur. » En fonction du client et de ses besoins, ce niveau supérieur peut consister à trouver des moyens innovants permettant d’augmenter le rendement, d’obtenir un niveau plus élevé de détection des défauts ou de séparer les anomalies acceptables des défauts critiques.
C’est là que Cognex entre en jeu. Depuis des années, les deux sociétés coopèrent pour résoudre des applications d’automatisation complexes.
Dans un récent projet de sciences de la vie, un client d’Automation NTH qui fabrique des équipements de surveillance du glucose avait besoin d’une solution pour automatiser l’insertion de fils de capteur fins dans un assemblage. Cependant, le fil est recouvert d’un matériau sensible essentiel à la fonctionnalité du dispositif.
Pour résoudre ce problème, Automation NTH a créé une cellule de charge de fil séparant un lot de fils de capteur par le biais de vibrations. Cette technique a permis d’isoler un fil unique, et à ce stade, un système de vision In-Sight de Cognex guide un bras robotique pour saisir le fil et le charger dans l’ensemble, le tout sans endommager le matériau du capteur.
Bien que Automation NTH maîtrise parfaitement la vision fondée sur des règles et l’écriture de programmes personnalisés, elle investit davantage dans la technologie du Deep learning.
Le Deep learning est une sous-catégorie de l’intelligence artificielle qui s’entraîne sur des ensembles de données non structurées pour produire des résultats plus précis basés sur ces données. Cognex a appliqué cette technologie pour développer le logiciel VisionPro Deep Learning, qui permet aux ingénieurs comme M. Johnson de créer des modèles capables de détecter des défauts subtils et variables sur la base de centaines ou de milliers d’images. La capture d’images avec un système de vision et leur analyse avec VisionPro Deep Learning peuvent améliorer le rendement, réduire les taux de rebut et les coûts, en automatisant la détection des défauts, même lorsque les anomalies acceptables sont visuellement similaires à des défauts inacceptables.
Avec près d’une décennie de partenariat avec Cognex, Automation NTH utilise cet outil ainsi que d’autres pour résoudre des inspections complexes dans divers secteurs.
Mettre le Deep learning au travail
Après avoir suivi une formation sur VisionPro Deep Learning au siège de Cognex à Natick (Massachusetts), et participé à des sessions virtuelles, M. Johnson a appris à entraîner et à tester le système de vision basé sur l’IA. Pour M. Johnson, le fait de pouvoir obtenir une assistance directe de l’équipe Cognex et de savoir qu’elle est joignable par téléphone a été et reste un avantage de taille.
Pour M. Johnson et son équipe, VisionPro Deep Learning fait partie intégrante de la résolution de problèmes pour diverses applications. Il décrit par exemple un projet dans lequel un client souhaitait vérifier la position des pinces sur le culbuteur d’un moteur de véhicule électrique (VE). L’installation des pinces était un processus manuel et des complications, telles que la présence d’huile, d’eau, de peinture et de surfaces réfléchissantes, entravaient le processus de vérification. Il existait de nombreuses variations de la position de la pince et de nombreux risques d’erreur. La solution devait être pérenne car des variables, telles que de nouveaux fournisseurs et des géométries de pièces divergentes, risquaient d’être confondues avec des erreurs ou des imperfections.
En utilisant un système de vision Cognex In-Sight D900 avec le logiciel VisionPro Deep Learning, M. Johnson et son équipe ont pu voir l’emplacement des clips malgré des variables qui compliquent la formation d’images, comme l’huile et la peinture.
« Ils avaient essayé toutes sortes de solutions différentes », a déclaré M. Johnson. « Mais avec VisionPro Deep Learning, il ne s’agissait que d’une question d’entraînement : obtenez un nouvel ensemble d’images d’entraînement et c’est réglé. »
Dans un autre cas, Automation NTH a utilisé VisionPro Deep Learning sur une machine de tri pour distinguer les différentes pièces sur un convoyeur pour un client produisant des produits de consommation. La présence de saletés provoquerait des interférences, et l’installation d’un nouvel éclairage constituait une dépense non négligeable pour le client d’Automation NTH.
Plutôt que de concevoir et de mettre en œuvre un nouvel éclairage, Automation NTH a intégré VisionPro Deep Learning dans la solution. Résultat : une précision d’identification des pièces de 98,46 %, bien supérieure aux critères d’acceptation du fabricant.
Concevoir des solutions en pensant au client
Automation NTH crée des solutions accessibles et adaptables. Les clients doivent être en mesure de maintenir et de modifier eux-mêmes les systèmes et de tenir compte de changements, tels que l’utilisation de nouveaux fournisseurs ou des variations dans les pièces.
« Le client doit être capable de prendre le système en charge », a déclaré M. Johnson. Chaque projet d’intégration est accompagné d’une période d’assistance au cours de laquelle un ingénieur forme le client à la solution afin qu’il sache ce qu’il faut rechercher et comment continuer à faire avancer la ligne. Par exemple, si les mesures tombent en dessous d’un taux d’acceptation spécifique, disons, 95 %, cela tient généralement à une raison sous-jacente, explique M. Johnson.
L’éducation et la formation sont déjà des éléments importants de la culture d’Automation NTH. Tous les stagiaires et apprentis passent par la NTH University, un programme de formation qui accélère leur apprentissage et va au-delà de l’approche typique d’« apprentissage par osmose » que les nouveaux ingénieurs connaissent souvent. NTH University propose un programme détaillé comprenant des cours allant de l’introduction à la conception de commandes, en passant par la programmation avancée avec VisionPro Deep Learning. Automation NTH a développé une telle expertise en termes de programmation des systèmes de vision industrielle de la série In-Sight qu’elle a créé une norme de programmation interne pour maintenir la cohérence entre les diverses tâches.
En termes d’apprentissage et d’éducation fournis par Cognex, les portes sont toujours ouvertes.
Qu’il s’agisse d’un échange d’idées fluide ou de la possibilité de faire appel à son expertise, la relation entre Cognex et Automation NTH va au-delà de la relation client-fournisseur traditionnelle, a déclaré Jeff Buck, co-président d’Automation NTH. Les deux sociétés ont forgé un véritable partenariat, collaborant afin de trouver le meilleur outil pour la tâche à accomplir.
« J’ai été très impressionné par la façon dont Cognex cherche toujours à fournir une meilleure solution », a déclaré M. Buck. « Ils ne se satisfont pas du statu quo et continuent à faire avancer la technologie. »