식음료 산업의 검사는 UPC 라벨이 포장 내 내용물과 일치하는지 확인하는 것 이상을 포함합니다. 식품 검사는 패키지에 있는 내용물이 100% 시간 내에 제품과 일치하는지 확인하는 것입니다. 불일치 및 기타 오류는 잠재적으로 회사의 브랜드, 재무(생산업체에 대한 식품 리콜의 평균 비용은 사건당 1천만 달러) 심지어 고객에게까지 피해를 줄 수 있습니다.
수년 전, 제품 품질을 개선하기 위한 혁신적인 비전 솔루션의 창시자인 Sensors Integration의 사장인 David Kotula의 자녀가 땅콩에 알레르기 반응을 보였습니다. 다행히 가족이 에피펜을 가지고 있어 아이는 다치지 않았습니다. 이 비극적인 일이 계기가 되어 Kotula는 식음료 안전을 완벽하게 하는 임무를 갖고 있습니다. 이러한 노력의 결과로는 Control Reliable Inspection System(CRIS)이 있습니다. Edge Intelligence가 탑재된 Cognex DataMan 474 바코드 스캐너 4대를 사용하면 생산 라인에서 식품 컨테이너를 360도 검사할 수 있으며, 최소한의 간격으로 PLC 요구 사항과 관련 비용을 절감할 수 있습니다. 컨베이어의 제품 간격을 최소화하여 처리량을 최적화하는 것에 더해, CRIS는 고유한 ‘안전 확보’ 접근 방식을 가지고 있습니다. 이는 모든 제품이 정확하다는 것이 입증되기 전까지는 라벨이 잘못 부착되어 있다고 가정하므로 생산 및 소비자 안전에서 전례 없는 수준의 정확성을 가져옵니다.
최악이라는 가정으로 최고를 달성하다
많은 검사시스템에는 제품 감지 실패 기준이 설정되어 있습니다. 이러한 시스템은 하나 이상의 고장이 발견되지 않는 한 모든 제품이 양호한 것으로 가정합니다. 그러나 Kotula에 따르면 고장이 감지될 때까지 모든 제품을 양호한 상태로 취급하면 검사시스템이 완벽하다고 가정하게 됩니다. 그러나 많은 요소들이 시간이 지남에 따라 비전 시스템의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 카메라의 초점이 약간 맞지 않으면 실패 기준을 감지하지 못할 수 있습니다. PLC의 교차 배선으로 인해 자동 검사시스템에서 ‘실패’ 응답이 나오지 않을 수 있습니다. 유지보수 후 다운스트림 거부 시스템을 켜지 못하면 더 많은 문제가 발생합니다. CRIS는 이러한 각 우려 사항을 해결합니다.
다른 문제로는 많은 비전 시스템의 ‘티칭’ 기능이 있습니다. 티칭 기능을 사용하면 시스템이 고장난 제품을 수락하도록 실수로 티칭할 수 있습니다. 또한 시스템에 대한 로깅 액세스가 없으면 라인이 실패한 제품을 얼마나 오래 통과했는지 또는 잘못된 통과 변경을 누가 담당했는지 결정하기가 어렵습니다.
Kotula는 이렇게 말합니다. “한 회사는 고장난 제품을 감지하여 라인 가동을 중단했습니다. 작업자는 교육받은 대로 장비를 재설정했지만 기계는 다시 중단되었습니다. 그런 다음, 더 숙련된 작업자가 다른 버튼을 사용하여 종료가 반복되지 않도록 하자고 제안했습니다. 이것이 바로 티칭 버튼이었습니다. 회사는 시스템에 잘못된 이미지가 표시된 채로 2일 동안 운영되었고, 이로 인해 실패한 제품을 문 밖으로 보내게 되었습니다.”
이러한 오류를 방지하기 위해 Sensors Integration은 티칭 버튼을 생략합니다. 대신, 이 회사는 RFID 카드를 사용하여 승인된 직원만 액세스할 수 있는 사전 로드된 레시피 선택 화면을 제공하며, 이벤트 기록 및 타임 스탬핑을 위한 추가 기능을 제공합니다. 이는 제품이 실패한 이유를 파악하고 시스템이 제대로 실행되고 있는지 검증하며 변경 사항을 문서화하는 데 필수적입니다. 또한 Sensors Integration은 CRIS 시스템의 DataMan 리더기 4대에 Cognex Edge Intelligence(EI)를 추가하여 이벤트 후 문제 해결 및 시스템 최적화를 위한 이미지 아카이브를 가능하게 하고 공장의 제조 실행 시스템(MES) 또는 전사적 자원 관리(ERP) 시스템에 해당 시스템을 연결하여 고객의 전반적인 프로세스를 개선했습니다. Sensors Integration은 EI를 통해 4대의 카메라가 있는 CRIS 시스템의 핵심 설계 구성 요소인 관리 및 시스템 최적화를 위해 모든 Cognex 바코드 리더기에 쉽고 빠르게 연결할 수 있는 방법을 찾았습니다.
CRIS는 이미지 아카이빙 외에도 다양한 액세스 수준을 가진 RFID 배지를 통해 시스템에 대한 액세스를 제어하여 운영 정확도를 향상시킵니다. 시스템과의 각 상호 작용은 타임 스탬프, 직원 이름 등으로 디지털 방식으로 기록됩니다. 또한 센서는 거부 장비에 연결되어 CRIS에 모든 시스템이 온라인 상태임을 알립니다. 3회 연속 실패 발생 이후 또는 다른 배선이나 액추에이터의 오류 코드가 발생한 경우 CRIS는 생산 라인을 중단시키고 명령 체인에 알립니다. 종합해 볼 때, 이러한 모든 기능은 CRIS가 단 한 번의 실패 없이 620만 개가 넘는 UPC 코드를 처리하는 하나의 테스트에서 Six Sigma보다 높은 정확도를 달성할 수 있도록 지원했습니다. 테스트 컨테이너가 컨베이어에서 상당한 마모 징후를 보였기 때문에 해당 지점에서 테스트가 중지되었습니다!
더 적은 비용으로 식품 안전 보장
안전은 Sensors Integration의 주요 관심사이지만, 자동화된 시스템은 고객의 예산에도 부합해야 합니다. CRIS는 기존 포장 라인에 설치하기 쉬운 개조로 설계되었으며, 대부분은 자동 UPC 판독을 수용하는 데 필요한 간격으로 설계되지 않았습니다. 포장 컨베이어 주변에 위치한 4대의 카메라는 이미지를 획득하고, UPC 코드를 찾고, 코드를 숫자로 변환하고, 해당 번호를 제어 PLC에 전달할 수 있어야 합니다. 이 모든 작업이 밀리초 이내에 이루어집니다. Cognex DataMan 474 바코드 리더기는 가변 초점 광학 장치를 통해 고속 판독 기능을 제공합니다. 이는 빠르게 조정하여 흐림 및 판독 불가를 줄이거나 제거할 수 있습니다. 그러나 이러한 모든 안전 기능을 비용 효율적인 패키지에 추가하려면 Sensors Integration은 더 발전해야 했습니다.
다중 카메라는 복잡성과 비용을 증가시키고 진입 장벽을 제시합니다. 그러나 Cognex 통합 업체로 일한 수년간의 경험을 바탕으로 Sensors Integration은 가능한 한 복잡성과 비용을 줄이기 위해 제어 시스템을 설계합니다.
더 비싼 모델 대신 더 적은 IP 주소와 포트로 더 작은 PLC를 사용하면 약 10,000달러가 절약됩니다. 전반적으로 Sensors Integration의 설계는 비용을 30,000달러 넘게 절감합니다. 부품과 복잡성을 줄이면 공급망 개선, 구축 시간 단축, 통합 기간 단축 등 다른 이점과 비용 절감 효과가 있습니다. Cognex 제품과 서비스를 사용하는 Sensors Integration은 Six Sigma 품질 이상을 일관되게 제공하는 비용 효율적인 설계를 제공합니다. 식품 검사의 일반적인 목표는 사람들의 안전을 지키는 것입니다. CRIS는 제품 품질을 검증하고 제품 무결성을 검증하도록 설계된 고급 비전 솔루션입니다. 식음료 산업의 생산과 속도가 증가함에 따라 Sensors Integration 및 Cognex가 제공하는 것과 같은 비전 시스템은 소비자와 기업의 안전을 유지하기 위한 검사 솔루션을 주도하고 있습니다.