マシンビジョンを利用してパッケージングトレンドを活かす

パッケージ産業では、いくつかの重要なトレンドによる変化が進行しています。経済情勢、継続する労働力不足、より環境に優しいパッケージングを求める消費者の意識の変化を踏まえ、メーカー各社は次の4つの主要な取り組みに注力することで競争優位性を見出そうとしています。運用効率、デジタル化、個別化製造、持続可能性です。これらの取り組みには共通点があります。マシンビジョンを活用すると、この4つすべてに好影響を与えることができるのです。

運用効率

製造の生産性を計測するための重要な指標が、設備総合効率（OEE）です。これは、製造時間のうち真に生産的な時間をパーセンテージで示す指標です。OEEスコアが100%であれば、良い部品だけを可能な限り速く、停止なしで製造していることを意味します。OEEを低下させる要因は、機械の調整によるダウンタイム、長い製品切り替え時間、高い欠陥率などです。

パッケージングプロセスのOEEを向上させるための最近の傾向として、ロボットオートメーションの活用が挙げられます。新型コロナウイルス感染症によるパンデミックで、多くのメーカーは、労働力不足から完全自動化ソリューションに投資して感染リスクを低下させ、生産率を上げました。たとえば、食品業界や製薬業界では、感染リスクを最小限に抑えながら、高い効率と品質の生産目標を達成するために、ピックアンドプレースロボットを使っています。

コグネックスは、ビジョン誘導式ロボット（VGR）アプリケーション向けに、業界をリードするビジョンソフトウェアソリューションを提供しています。コンパクトなIn-Sight ビジョンシステムは、設定やキャリブレーションが簡単で、不利な条件下でも、または極端な劣化でも、パターンや基準点の高速な位置計測、アライメントを可能にします。高精度、自動ハンドアイキャリブレーション、柔軟なロボットインテグレーションライブラリ、PLC統合機能を備えた、設置面積がコンパクトなIn-Sight ビジョンシステムは、アセンブリおよびプロセスアプリケーションに高精度なロボットオートメーションを必要とするパッケージ産業の機器メーカーに採用されています。

デジタル化

インダストリー4.0は、メーカーが高度なオートメーションを用いて新たなイノベーションを活用しようとする中で、パッケージ産業に変化をもたらしています。マシンビジョン、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、機械学習は製造プロセスに変革を起こしています。インダストリー4.0への移行は、工程をデジタル化するチャンスであり、生産性を高め、無駄を省き、製品品質を向上させ、製造の柔軟性を高め、運用にかかる費用を削減することが可能です。デジタル化戦略の導入は、労働力不足という継続的な課題に対処する機会にもなります。

コグネックスのような革新的なマシンビジョンテクノロジプロバイダは、インダストリー4.0を視野に入れ、価値あるデジタルデータを2つの目的で作成しています。まず、検査データや計測データなどのリアルタイム情報を取り込むことで、閉ループフィードバックによるインラインでの自動品質判定が容易になります。さらに、企業は、このようなデータを長期にわたって集計し、オフライン分析を実行し、得られた洞察を継続的改善と予知保全の推進に活用することに大きな価値を見出しています。コグネックスビジョンシステムは、TCP/IP、PROFINET、EtherNet/IP、SLMP、OPC/UA、FTPなどの標準通信プロトコルやファイル転送プロトコルを介して産業用ネットワークに簡単に統合でき、品質管理プロセスのデジタル化を促進します。

持続可能性

グリーン化を目指す世界的な潮流は、包装会社を含む多くのメーカーに課題をもたらしています。持続可能な取り組みは、もはや単なる「望ましい行動」ではなく、次第にスタンダードになりつつあります。

メーカー各社は、より持続可能な取り組みに移行するため、環境に優しいモノマテリアル、紙、生分解性プラスチック代替品を選択することが増えています。二次パッケージや最終パッケージに紙を使うことは定着していますが、一次パッケージにはまだ改善の余地があります。より環境に優しい素材を求める動きに加え、より小さく、より薄く、より革新的な包装オプションがますます一般的になりつつあります。 

圧力、温度、時間などのパラメータを調整する必要があるため、従来のプラスチック製封かんフィルムから生分解性フィルムへの移行は複雑になる場合があります。大手パッケージングOEM機器メーカーのサプライヤーであるコグネックスは、持続可能なパッケージに向かう潮流をサポートしています。また、OEMパートナーと緊密に連携し、この変化を促進する革新的なビジョンテクノロジを提供しています。

パートナー各社は、コグネックスのマシンビジョン、AI、バーコード読み取りテクノロジのポートフォリオを活用し、品質の向上、無駄の削減、より持続可能な製造プロセスの推進に取り組んでいます。コグネックスのマシンビジョンテクノロジは、より持続可能な包装ソリューションの実現に向けた過程の一環としてOEMパートナーが顧客に次のようなメリットを提供できるよう支援します。

• ばらつきのあるバックグラウンドやテクスチャの粗いバックグラウンド、湾曲面であっても一貫したロバストな欠陥検出と文字読み取り。
• 従来のパッケージと持続可能なパッケージの検査に関連する変化をサポートするマシンを実現する、将来を見据えたマシンビジョンテクノロジ。
• 閉ループプロセスで検査結果データを配信するため、マシンはそのばらつきに自動で対応可能。
• 手動のSPC検査と比べると、ライン上の製品を100%検査するため、マシンの効率（OEE）が向上。

個別化製造

メーカーは消費者層をより効果的にターゲティングするため、より個別化した製品を作る方向に向かいつつあります。たとえば、清涼��料水の缶に名前を入れたり、特定の遺伝子マーカーを持つ患者をターゲットにした少量生産の医薬品を製造したり、スーパーボウルやワールドカップなど進行中の注目イベントを反映したプロモーションを行ったりしています。こうした取り組みは、より多くの製品を販売することを目的としていますが、メーカーや包装会社に大きな課題をもたらしています。個別化のアプローチは通常、短い生産期間、多数のバッチ、頻繁な切り替えを意味します。

製品の品質にはどのような影響があるでしょうか。小規模で切り替え頻度の高い製造では、欠陥が発生する機会が多くなります。製品の切り替えが頻繁になり、製品を取り違えるリスクが高まるためです。食品および飲料業界や製薬業界では、製品の取り違えはアレルギーや有害反応によって人々の健康を脅かす可能性があり、ひいては費用のかかるリコールにつながることもあります。

パッケージングOEMユーザはアジャイルな機械を構築することによって、このプロセスで大きな役割を果たしています。デジタルツールを用いて迅速なフォーマット切り替えを促進し、計画外の停止を減少させる機械です。加えて、さまざまな素材に対応できる柔軟性のある機械を製造するOEMユーザは、OEEを最大化しながら、カスタマイズの要件を満たすのに貢献します。

マシンビジョンはここで重要な役割を果たします。というのも、ほとんどの包装機は、品質を管理し、ラベルやロットコードを確認するために、製造後の検査プロセスがあるからです。頻繁な製品切り替えや、包装に使用されるさまざまな素材の複雑さを考えると、従来のマシンビジョンツールでは、個別化製造に対応するには機能不足です。

コグネックスの革新的なテクノロジにより、OEMユーザはこれらの課題に対する新しいソリューションを提供できるようになりました。たとえば、エッジラーニングが検査システムに「良品」または「不良品」を登録するために必要とするのは、少数のサンプルのみです。これは、頻繁に切り替えが発生する際には非常に価値があります。 使いやすいエッジラーニングテクノロジは、欠陥のある製品がサプライチェーンに流入する可能性を大幅に低下させます。
 

マシンビジョンとAIベーステクノロジを利用して、パッケージングの主要トレンドを活かす

OEMユーザは、OEEの向上、デジタル化、持続可能性、個別化製造といったパッケージングの主要トレンドを活かそうとする顧客をどう支援したらよいかについて戦略を練る際、マシンビジョンシステムとAIベーステクノロジが自社の機械に与える付加価値についてしっかりと考慮する必要があります。マシンビジョン、バーコード読み取り、AIベーステクノロジのリーダーであるコグネックスは、こうしたプロセスを進める企業のパートナーになりたいと考えています。

詳しくは、パッケージング検査アプリケーションガイドをダウンロードしてください。