Система автоматической идентификации маркировки на основе компьютерного анализа изображений с управляемых видеокамер

Актуальность и цель проекта
Существующие системы автоматической идентификации (САИ) в сложных условиях конкретного производства не могут дать качественные снимки маркированных объектов. Иногда местоположение продукции точно не известно либо она находится на большом расстоянии от видеокамеры, что ведет к понижению достоверности распознавания продукции. В связи с этим разработка и внедрение новых методик в данной области, является актуальной.
Целью проекта является повышение достоверности и оперативности контроля продукции на промышленных предприятиях на основе внедрения инновационной методики и системы автоматической идентификации, обеспечивающих качественный рост эффективности процессов на предприятии.

План реализации проекта
1) Анализ методов, алгоритмов и систем (выполнено);
2) Формирование методики автоматического распознавания образов;
3) Анализ условий рассматриваемого производства;
4) Разработка системы автоматической идентификации;
5) Тестирование и отладка разработанной системы;
6) Настройка и внедрение разработанной системы на предприятия области.
Выполнено на ММЗ
Выполнено на ВМЗ

Система позволяет автоматически идентифицировать заготовки в процессе их перемещения по предприятию. Это позволит повысить оперативность обеспечения производства заготовками, сократить время простоя, включить полученную информацию в общую информационную систему комплекса.
Техническая значимость
Системы автоматической идентификации входят в комплекс мер для промышленных предприятий в целях повышения производительности труда, облегчения управления производством, избавления производственного процесса от ошибок и убытков.

Техническая значимость Функции системы
1.Обмен с контроллером рабочего места по сети.
2.Автоматический выбор датчика для определения идентификационного номера.
3.Автоматический расчет и захват нужной зоны сканирования.
4.Автоматическое определение наличия маркировки в зоне сканирования.
5.Автоматическая обработка кадра и распознавание маркировки заготовки.
6.Формирование и передача посылки с алфавитно-цифровым кодом маркировки на сервер.
7.Идентификация движущихся изделий на производстве.

Технические требования к научно-техническому продукту
1. Оперативность. Использование нескольких сканеров видеозахвата, а также новых алгоритмов, сокращающих временные затраты.
2. Достоверность. Внедрение совмещенных алгоритмов идентификации изображения маркера, дающих более высокую точность.
3. Надёжность. Применение алгоритмов защиты от аварийных отключений питания, алгоритма автоматического запуска при восстановлении подачи электроэнергии, проверки ошибок, периодического сканирования и сохранения состояния системы.

Характеристики и преимущества перед существующими аналогами
Разрабатываемая система позволит использовать большинство из преимуществ и устранить недостатки существующих подходов построения САИ, не повышая при этом общую стоимость системы, не изменяя и не затрудняя текущую организацию перемещения изделий на предприятии.
Существующие типы систем на рынке Систем автоматической идентификации – 1) САИ RFID; 2) САИ на основе штрихового кодирования
1)
2)
1. САИ RFID. Разрабатываются фирмами «Систематика», «ЮНИСКАН/ГС1 РУС», основаны на использовании метода радиочастотной идентификации.
2. САИ на основе штрихового кодирования. Представители: «Shakr ID», «ДатаСкан», «ПАЛЬМА». Основаны на считывании информации с штрих-кода, расположенного на поверхности изделия.

Сравнительная таблица преимуществ и особенностей системы по сравнению с конкурентами

Новизна
1) Разрабатываются методы и алгоритмы на основе симбиоза признаков с видео- и позиционных датчиков, обеспечивающие получение достоверных идентификационных данных о промышленных объектах;
2) Разрабатываются алгоритмы и методики автоматического управления видеодатчиками, основанные на компьютерном анализе изображений, предоставляющие качественные видеоданные для идентификации.

Результаты исследований планируется применять для автоматизации контроля качества изделий по их снимкам на машиностроительных и металлообрабатывающих предприятиях.
Масштаб проекта
В настоящее время разработанная методика налаживается в новейшем металлопрокатном цехе СТАН-5000 Выксунского металлургического завода (ВМЗ) для автоматической идентификации слябов.

Полученные наработки были успешно протестированы и внедрены на производстве, а также в результате участия во всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи был получен диплом.
Опыт работы

Работа проекта поддерживается договором с ОАО «Выксунский металлургический завод»
Опыт работы

Разработанные алгоритмы и методы применяются на металлопрокатном комплексе ОАО «Выксунский металлургический завод» и на ОАО «ПО Муроммашзавод. Полученные результаты могут быть использованы на других промышленных предприятиях, заинтересованных во внедрении инновационных технологий.
Внедрение САИ на промышленном предприятии позволяет:
- сократить трудозатраты на сбор и внесение информации, тем самым снижая себестоимость продукции в среднем от 2 до 3%;
- сократить число обслуживающего персонала в условиях вредного или опасного производства;
- обеспечить контроль состояния отдельного участка производства.
Перспективы коммерциализации

Оценка рынка конкурентов
Основные потребители изделия: машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия.
Платежеспособный спрос предприятий оценивается как высокий.
Оценочная стоимость проекта – 1 200 000 рублей
Рыночная стоимость продукции конкурентов (технология RFID) – от 5 млн до 7 млн рублей (в зависимости от условий производства и масштаба проекта)
Рыночная стоимость продукции конкурентов (технология на основе штрихового кодирования) – от 3 млн до 5 млн рублей
По предварительным оценкам стоимость разрабатываемой системы в несколько раз ниже рассматриваемых конкурентов. Экономия наблюдается как в стоимости компонентов, так и в стоимости внедрения и поддержки системы за счет использования инновационного подхода в построении САИ.
Индексы технических и экономических параметров разрабатываемой равны:
по сравнению с системами на основе штрихового кодирования
Iтп = 1,19 Iэп = 1,43
по сравнению с системами на основе технологии RFID»
Iтп = 1,11 Iэп = 1,32