製造業の企業は、高い品質、生産性、信頼性の基準を維持しながら生産量を増やすという、かつてないほどのプレッシャーにさらされています。消費者の市場要求や世界中の競合他社との競争は、最も効率的で効果的な製造システムとプロセスを求め続けています。マシンビジョン（MV）は、企業が従来の人の作業への依存度を下げ、自動化によって品質管理を行い、欠陥のある作業を最小限に抑えることを可能にする革新的な技術です。MVはまた、製品生産量を増やし、従来は人が行っていた一般的な方法と比較して、希望する商品や製品を指数関数的に速い速度で検査・組み立てすることができます。その多くの利点のおかげで、MVは世界中の産業で人気が高まっており、製造システムに常に採用されることで、企業はそれぞれの市場で強力な足場を獲得または維持することができます。この文書では、マシンビジョンの理解とその利点について説明し、それが非常に多くのビジネスタイプや製品カテゴリにわたる理由を説明します。
マシンビジョンの定義
産業ビジネスの世界では、マシンビジョンとは、コンピュータが画像ベースの自動検査を様々なアプリケーション、最も一般的には組立ラインの構成に対して行うプロセスです。この用語は、ハードウェアおよびソフトウェア製品が他の統合システムと連携して、アナログまたはデジタル画像からデータを抽出し、高い精度で系統的なプロセスを実行する、複数の異なるレベルの技術に適用されます。例えば、自動車産業のような製造環境において、MVは、優れた品質管理を実現し、生産性を向上させ、コストのかかる非効率性を最小限に抑えるために不可欠な分野です。車両の組み立てには、複数のシステムが協調的かつシームレスに動作して、プログラムされた製品を構築するというタスクを完了する必要があります。現代の大量生産工場では、全体プロセスの大部分が自動化されており、競争の激しい市場で組織が持続的な成功を収めるために必要な品質基準を維持するためには、厳密な検査が求められます。マシンビジョンの仕組み
このプロセスでは、組み立ての特定箇所または部品（例えばエンジンピストン）の画像が、事前にプログラムされた角度、特定の照明、色または陰影、カスタマイズされた倍率、および製品の品質を判断するために必要なその他の変数とともに撮影されます。ピストンの画像は、スマートカメラやセンサーで利用できる機能として、画像処理装置自体で処理することも、処理システムを通して中間ユニットに転送することもできます。その後、画像データはシステム内の事前設定された変数セットと比較され、製品の合格/不合格が判断されます。ピストンの合格または不合格が決定された後、いずれかの処分に対してあらかじめ設定された応答が開始され、ユニットをエンジン組み立ての次のステップに進めるか、さらなる評価のために脇に置くかのいずれかが行われます。この種の手順は、車両の製造全体を通して実施されます。手作業による組み立てがまだ必要な領域では、マシンビジョンが作業者の作業を検査することで、ヒューマンエラーを減らし、さらにはなくすために使用されます。マシンビジョンの包括的で専門的なタスクを達成するためには、いくつかのコンポーネントを使用する必要があります。画像キャプチャは、通常、高解像度カメラである画像処理装置によって処理され、データ分析のために写真を撮影します。2D画像の一般的な使用は一般的なMVですが、赤外線（IR）センサー、X線画像、ハイパースペクトルまたは紫外線（UV）画像処理、レーザーセンサーも、3D画像の精密な測定記録に使用できます。
前述の通り、一部の設備では、画像処理装置が処理システム内に組み込まれ、完全に独立したメカニズムとして機能しますが、他の設備では、画像処理プロセスとMVインフラ内の処理コンポーネントに接続する別の装置を分離します。複数のカメラ、センサー、または両方の技術の組み合わせを設置して、角度、照明、および完全性分析画像をさらに追加することができます。スマートカメラとセンサーは、キャプチャされた画像から特定のデータを抽出し、エンコードされたしきい値に基づいてアクションを開始することができます。これらは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）などの中間ユニットとの接続に必要な通信リソースを備えています。技術の進化に伴い、これらのデバイスもPC処理能力を備え、独立した画像分析が可能です。画像処理装置が接続され、画像検査のために別のコンポーネントにデータを転送する設備では、抽出された情報の検査は、PLCまたはサーバーデバイス、Premioの組み込みコンピューターなどの組み込み型および産業用ファンレスコンピューターによって処理できます。Premioの組み込みコンピューター。承認済みの仕様テンプレートは、最近の画像キャプチャによって提供された情報との比較ベースラインとして使用され、差異を判断します。記録可能なデータポイントの種類は、MV構造に採用されている画像処理装置の形式に基づいて広範囲にわたります。これには、明暗のピクセルを比較するピクセルカウント、バーコード読み取り、テキストまたは記号の文字認識、灰色背景に対する黒い色のブロブ検出分析、色分析、温度など、数えきれないほどの報告可能な測定タイプが含まれます。マシンビジョンに特化したソフトウェアプログラムは、システム内のコンピューティングシステムにインストールされ、測定値の構成と結果に基づく指定されたアクションを完全にカスタマイズできます。
なぜマシンビジョンが重要なのか？
マシンビジョンシステムが産業オートメーションにもたらした影響は、数多くの他の産業にも及んでいます。MVは、電子機器組み立て、食品包装、消費財、出荷および輸送、小売商品の包装、さらに医療および製薬産業に利益をもたらしてきました。マシンビジョン技術は、より高品質な製品、生産性と信頼性の向上、ダウンタイムの削減、高度なプロセスおよび在庫管理を提供します。これらの価値は、パフォーマンス改善分析を通じて機器およびメンテナンスコストを削減し、労働および生産費用も節約します。MVは、微細なレベルでも検査データ分析を提供できるため、マシンビジョンを利用できる幸運な組織は、繰り返し迅速かつ正確に定量的指標を提示することができます。MVによって記録された情報を時間をかけて研究することで、問題の傾向を明らかにし、製品の返品率を減らし、ソフトウェアのアップデートを通じてそれぞれのビジョンシステムに迅速かつ効率的な設計変更を可能にすることで、企業を支援します。
