质量、计数和产品核对是 Eli Lilly and Company（印第安纳州印第安纳波利斯）的生产任务要求，这正是该领先医药制造商使机械计数药瓶流程实现自动化的原因。该公司向 Clarke Engineering Services Inc. (CES) 寻求帮助，CES是一家位于印第安纳州印第安纳波利斯的系统集成商，专门从事医药和诊断行业的视觉系统集成、调试、安装和验证。Eli Lilly 和 CES 共同开发了一款开创性的货盘检测系统，该系统采用 康耐视 In-Sight® 机器视觉系统提供支持的彩色视觉检测流程。这套被称为 TIS-3000 的质量检测系统据称是医药行业的首款完全集成式货盘检测系统，其将机器视觉与自动化货盘处理相结合，以实现对产品的100% 计数。
Eli Lilly 的机械计数器仅提供药瓶计数，而 TIS-3000 使用机器视觉进行视觉检测，以检测出歪倒的药瓶，识别缺失的翻转密封带，并验证每个药瓶上的瓶盖颜色。因此，除了提高 药瓶计数效率以实现 100% 产品核对外，托盘检测系统还提高了产品质量。
通过在包装线前端对货盘上的药瓶进行技术，TIS-3000 帮助 Eli Lilly 在运行特定的工件批次时消除了与计数相关的偏差和由此产生的返工。这节省了返工所需的成本、时间和资源，避免付出高昂代价。Eli Lilly运营团队主管 Rob Stapleton 解释道：“TIS-3000 确定了我们包装生产线的最初数量。“如果在包装线末端发现这些数字异常，我们必须重新检查整个工作流程，并找出存在差异的原因。考虑到包装订单数量高达 360，000 个药瓶，这可能非常昂贵且耗时。”
Eli Lilly and Company 还指出，目前使用的机械计数器容易卡住，导致，操作员很容易在计数器周围错配药瓶，从而导致计数差异。这导致难以识别机械计数器出现错误的根本原因。新货盘检测系统的一个主要优点是，更容易识别、纠正和解释出现计数偏差的根本原因。
首先进行可行性研究
据 CES 总裁 Chris Clarke 表示，在选择视觉系统时，该公司采用两个主要标准。“首先，所选择的系统需要功能强大的视觉工具来满足Eli Lilly对准确性和可重复性的需求，以符合更严格的监管要求，”Clarke 解释道。其次，它必须非常简单易用，确保无视觉经验的操作员可以在产品转换过程中轻松地实时修改检测。
系统需要达到多种标准才能成功满足Eli Lilly的要求。视觉系统必须确定货盘计数，识别歪倒的药瓶，检查翻转密封带是否安装到位，并检测是否存在瓶盖颜色错误的药瓶，以识别异常。在评估多款系统后，CES 选择了 康耐视 的 In-Sight 机器视觉系统。该系统将基于 DSP 的视觉处理单元与 640 x 480、8 位逐行扫描数字视觉相机整合在紧凑的外壳中，并具有内置通信和视觉软件工具库。
“我们测试了多种系统以证明哪些系统可以完成这项工作，然后根据测试结果选择了视觉系统，”克拉克说。“康耐视 工具比我们评估的其他视觉工具更适用于此应用，功能强大的预处理过滤工具帮助我们实现了期望的检测结果。” 其他系统提供的图像预处理过滤工具不够广泛，无法实现礼来使用的药瓶托盘的检查目标。 每个货盘的总计数不具有重复性，因此也不具有可靠性。无法方便地协同使用多种过滤工具，从而无法获取经过精细预处理的图像 此外，为了获取所检测货盘的实时计数，需要在所评估的其他系统中进行额外的前端编程。
由于 康耐视 独特的电子表格界面，用户还可以使用一种过滤工具完善另一种过滤工具的结果，从而为 blob 计数提供进一步预处理的图像。 该软件操作方便，可以浏览和更改程序，或添加新产品。
系统设置
为了设置应用，CES 使用 In-Sight 视觉电子表格界面。该流程涉及从下拉菜单中选择视觉工具和参数。然后，视觉电子表格将自动生成的工具结果填充到工作表单元格中，然后将其链接在一起以设置检查。
CES 使用 In-Sight 计数药瓶和确定瓶盖形状，并使用颜色直方图工具验证瓶盖颜色，以识别异常。此外，训练视觉系统以基于色调、饱和度和强度区分特定颜色。
TIS-3000 采用 Allen-Bradley 控件。SLC-5/04 PLC 可处理顺序控制和逻辑。通信方式包括硬接线离散 I/O（输入和输出）、串行数据传输和数据高速公路 Plus 处理。安装在枢转臂上的 PanelView 1000 用作主操作界面，用于程序选择、故障显示和维护功能。
应Eli Llly的要求，TIS 3000 还集成了 Advantech（俄亥俄州辛辛那提）的工业 PC。工业 PC 安装在检测防护罩内，运行 CES 开发的自定义 Visual Basic 前端接口。
其结果是，实现灵活的药瓶计数和货盘检测系统，可以由仅具备少量机器视觉知识的单名操作员运行，并且只需进行少量机械转换便可处理广泛尺寸的货盘。TIS-3000 可以跟上Lilly的货盘配置高速度，每分钟处理超过三个货盘，相当于每分钟超过一千个药瓶。 该系统完全能够跟上包装线每分钟 320 个药瓶的高速度。
简单易用的货盘检测系统
在检测过程中，操作员首先选择程序并输入指定产品生产批次所需的数据，然后将货盘装载到装载站。TIS 3000 使用三种计数程序；每种程序经过专门设计，处理不同类型的计数。最常见的情况是采用固定货盘计数设置，其中，操作员选择货盘样式、该托盘类型的特定计数和瓶盖颜色。“不符合这些测试标准的货盘将被剔除，”Clarke解释道。
操作员还可以选择手动输入程序脚本，用于计数尚未编程到系统中的新款货盘。例如，如果制造商能够容纳 100 个药瓶的新款货盘，操作员通过选择手动计数并输入 100，对系统进行编程以处理此计数。同样地，如果计数不符合标准，货盘将被剔除。
第三种计数程序用于处理随机计数，例如操作员必须确定多种货盘样式的计数，每种样式的货盘装有不同数量的药瓶。在这种情况下，系统像往常一样执行检测，并接受所有计数，同时记录单个货盘计数以及生产运行中所有货盘的总计数。选择计数类型并输入指定产品生产批次的必要数据后，操作员将托盘放在装载站。
带夹具的索引式输送带将装满带盖药瓶的货盘输送到检测区域 在防护罩内，线性高频荧光灯与定制设计的圆顶相结合，提供类似阴天效果的照明，以增强感兴趣特征。安装在货盘上方防护罩中的单台 In-Sight 视觉传感器可采集货盘和药瓶的图像。
在应用过滤工具对图像进行预处理后，板载微处理器将分析图像，将其与包含产品标准的存储数据进行比较，并作出通过-未通过决策，然后将结果输出到主系统控制器。
如果托盘装有正确数量的药瓶，则其将移动通过检测区域，并被导引到卸载站。安装在卸载站下游机器后端的第二个 PanelView 1000 显示实际货盘计数数据。操作员使用预期总计数验证此计数，该总计数打印在货盘上所附的标签上。验证完成后，操作员将通过验证的货盘升起，然后将其放置在累计台，以进行进一步处理。
如果货盘未通过检测，由伺服系统控制的剔除臂会将其转移到剔除输送带上，但识别出瓶盖颜色错误的情况除外 “如果检测到异常，系统会锁定���需要主管干预，以将货盘输送至剔除站，”Clarke 表示。“这是一个重要功能，以防止生产流程出现差错，从而避免将错误的药物混入一批产品中。
因计数错误或药瓶倒置错误而未通过检测的货盘将通过剔除输送带自动循环返回至装载站，由操作员进行处理上的装载站操作员。当货盘返回时，操作员可以看到枢轴臂显示屏上显示的故障原因。例如，它会指示药瓶倒置或货盘计数不正确，以便操作员可以纠正问题并再次发送以重新计数。“如果不符合测试标准，缺陷货盘将无法通过检测站，”Clarke 表示。
系统优势和应用
首批安装的系统用于在包装线上执行计数，以核对进料批次计数和最终订单计数。TIS-3000 的其他应用包括帮助管制物质制造商 100% 计数药瓶、注射器、针筒和安瓿瓶，记录制造和包装流程中的任何产品转移，确保符合法律规定。
TIS-3000 概念可用于确定初始批次计数，并在管制物质的整个制造/包装工艺步骤中监控批次计数。TIS-3000 可在整个流程中对所有产品进行 100% 计数。如果制造商对药瓶产品进行了颜色编码，则可以使用该系统识别裸色药瓶（光亮表面。
Clarke Engineering Services， Inc. 还开发了一款更小巧的货盘检测系统 （TIS-2000），体积约为 TIS-3000 的一半，但未集成用于剔除不合格产品的输送带系统。该系统可用于速度较慢的生产线和离线检测活动。此外，还可选择使用在线打印机打印和张贴在产品货盘上。
系统验证
该公司为 Eli Lilly and Company 开发了一套全面的验证包，包括工程设计、功能和计算机系统验证文件。TIS-3000 已通过单元层面的测试和验证，并成功通过了Eli Lilly的严格验证要求。Eli Lily 位于印第安纳州印第安纳波利斯的制造工厂已安装两套 TIS-3000 系统并进行验证
商业效益
该公司已证实并评估在注射药物包装区域实施 TIS-3000 系统的两条生产线上的药瓶清点的显著改善。这种货盘检测系统还消除了在生产过程中进行“计数核查”的需求，这是机械计数流程所必需的步骤，从而减少了文件记录需求，并提高了生产线效率。