עוגיות, ביסקוויטים הם מצרך מבוקש, אך גם מצרך שדורש בקרת איכות בהיבטים רבים בטרם נארז ומגיע אלינו לצלחת.
אנחנו רוכשים חפיסת עוגיות וכמו כל מאכל אנחנו מתחילים לאכול כבר עם העיניים.
כמו כל לקוח, גם אנחנו מצפים שהן תהיינה אפויות במידה הנכונה, בצבע הנכון, שהטעם שלהן יהיה אחיד כמו שאנחנו רגילים, שלא יהיו סדוקות, שלא יהיו שבורות ושכמות העוגיות באריזה תהיה נכונה וכיו”ב.
כל המאפיינים הללו נבדקים באמצעות מערכות ויז’ן פשוטות למדי ומורכבות ביותר, תלוי מה רוצים באמת לבדוק.
פתרונות ראיה אוטומטיים והדמיות תלת ודו מימד
הצרכנים ממשיכים לצפות לאיכות גבוהה. מי שקונה חבילת ביסקוויטים רוצה גודל, משקל ואיכות עקביים של כל ביסקוויט בודד.
המטרה העיקרית של יצרן העוגיות היא לייצר תוך רווח כלכלי, להיות חכם במשאבים ובאריזה.
כיום, תוכנת ההדמיה מתקדמת וכלי ההדמיה התלת ממדיים והדו ממדיים מאפשרים טכניקות ראייה ומדידה, שלא היו אפשריות לפני כן.
במאמר הנוכחי נציג מספר אפשרויות להדמיה ומדידה על עוגיות, כמובן שההדמיות רלוונטיות לשלל ענפים נוספים כמו אגרוטק, פארמה, תעשיה, בטחון ועוד.
בדיקת 3600 עוגיות בדקה באמצעי ויז'ן
אחת מיצרניות הביסקוויטים המובילות זוכה לפתרון ראייה אוטומטי שהטמענו בקוו הייצור של הביסקוויטים והעוגיות. המערכת הינה נירוסטה בהתאם לתקני תעשיית המזון.
אחד הדברים החשובים שעלו – זמן תגובה מהיר מאוד ואמין שמתריע על הפרעות בתהליך הייצור באמצעות נתונים ולמידה מניסיון מהעבר.
בנוסף שימוש בצלמות במטרה למדוד את הגודל ולבקר את המשקל של הביסקוויטים בזמן של תהליך הייצור.
בפס הייצור 30 שורות של ביסקוויטים מבושלים העוברים מתחת למסוע נע ובמשך הזמן הזה נערכות בדיקות שונות. סך הכל – בדיקות של 3600 עוגיות לדקה.
התהליך הופך למורכב יותר, כאשר בהמשך קוו הייצור לוקחים שני ביסקוויטים והופכים אותם לביסקוויט כריך, כשביניהם מילוי.
המטרה בתהליך הניטור והמדידה: להבטיח שכל "כריך ביסקוויט" שווה בגובה ובמשקל.
נדרשת מדידה של כל ביסקוויט בכדי לחשב כמה מילוי נדרש על מנת להביא את "כריך הביסקוויט"’ לגובה הנכון. המילוי של הכריך הינו יקר בהשוואה לעלויות ביסקוויטים ולכן הרעיון היה למזער בזבוז משאבים ביצירת ‘"כריך ביסקוויט" ולתכנן את הגובה והמשקל הרצוי.
גודל הביסקוויט נשלט בקלות על ידי משקל של חומרי גלם ולחצים שיוצר דף הבצק המקורי.
איך מנטרים עוגיות באמצעות מערכות ויז'ן?
הפתרון מורכב משלוש מצלמות המשמשות לתפיסת תמונות של הביסקוויטים מלמעלה ותוכנת הדמיה HALCON אשר מנתחת את התמונה בכדי למדוד את האורך והרוחב ולוודא אם הביסקוויט הוא בגודל הנכון.
מצלמה רביעית משמשת במצב סריקה חלקי לקצבים גבוהים יותר, ותופסת פרופיל קו לייזר של תוכנת ההדמיה.
התוכנה בונה תמונה תלת ממדית ומקבלת מדידות גובה מדויקות.
באמצעות הליך זה, ניתן להשיג דיוק של ± 0.17 מ”מ לגבי מדידת האורך, ± 0.17 מ”מ לגבי מדידת הרוחב ו- ± 0.17 מ”מ לגבי העובי.
החזית המותאמת אישית של התוכנה משלבת תצוגת גודל ממוצע למדידה ב 100 השורות האחרונות. נתונים סטטיסטיים אלה נשמרים על פי זמן ותאריך לארבע שנים כדי לספק את דרישות האיתור של הלקוחות. המפעיל יכול לבחור בקלות מהתפריט הנפתח להחלפת מוצרים. כל המידע הזה זמין בתצוגה כפולה של המסך, שנמצאת במרחק של 100 מטרים משם לצורך ניטור על ידי מהנדס.
עד כאן על בדיקה של גדלים פיסיים של עוגיות אך ישנם פרמטרים מסובכים יותר שרצוי וניתן לבדוק בעוגיות.
איך מודדים ומפקחים על הרכבי מזון באמצעות מערכות ויז'ן?
במוצרי עוגיות רבים גם ההרכב חשוב. ההרכב היחסי של מספר מרכיבי העוגייה או החטיף. הדבר חשוב לא רק ללקוח אלא גם ליצרן על מנת לדייק בעלויות החטיפים התלויים בהרכבם היחסי. למשל בחטיפים כגון אלה:
הדמיה ויזואלית מול בדיקת מעבדה
קיימות מספר שיטות טכנולוגיות לפיקוח על איכות תהליכי ייצור המזון. למרבה הצער, הרבה מהן דורשות ניתוח מעבדה, שהוא עתיר עבודה ועשוי להיות איטי מאוד, הניתוח עשוי להימשך שעות או ימים או שבועות ממדידת דגימת המזון ועד לקבלת תוצאת הניתוח. כמו כן, הדגימה נהרסת לעיתים קרובות במהלך הבדיקה.
היתרונות של הדמיה Hyperspectral (HSI) משלבת ספקטרוסקופיה עם יכולת הדמיה
הדמיה Hyperspectral (HSI) משלבת ספקטרוסקופיה עם יכולת הדמיה. טכניקה זו מציעה אפשרות לניתוח פיקסל של מזון מורכב או הטרוגני.
כטכניקת הדמיה, הדמיה ספקטרלית אינה מחייבת מגע עם המזון ואינה הורסת או מזהמת את הדגימה.
עם מודל כיול טוב, ניתן לספק את תוצאת הניתוח בזמן אמת.
למשל בהסתכלות על עוגייה ניתן ליישם גם הדמיה ספקטרלית לזיהוי רמת לחות במוצרים מרוכבים, אשר באופן מסורתי מאתגרים יותר ממוצרים של רכיב אחד. כמו בתמונה הבאה:
ניתן לראות לא רק לחות בעוגיות וחטיפים אלא גם רמת שומן, רמת סוכר, מרכיבים שונים וכיו”ב כמו בתמונה הבאה:
שימוש בהדמיה ספקטרלית במדידת וניתוח צבעים
במקרים אחרים התבקשנו לאתר רמת אפיה של עוגיות / לחמניות. במקרה זה יש קשר ישיר בין רמת הצבע של המוצר לבין רמת האפייה שלו. קריאת צבע אינה דבר טריוויאלי אלא אם כן מודעים להשפעות התאורה הנכונה והניתוח הנכון של הצבע.
באסיו ויז’ן צברנו ניסיון רב בתחום זה. לעיתים ניתן לבצע זאת באמצעות מצלמות צבע רגילות אך במקרים רבים זה לא יספיק.
כדי להדגים כיצד ניתן להשתמש בהדמיה ספקטרלית במדידת וניתוח צבעים, מדדנו את צבע הלחמניות שכולן בילו זמן אחר בתנור. זמן האפייה במתכון היה 5-6 דקות. הלחמנייה הצבעונית הקלה ביותר נאפתה במשך 3 דקות, הלחמניות הבאות כל אחת מהדקה ארוכה מהקודמת. לכן, הלחמנייה הכהה ביותר והשרופה בבירור נאפתה במשך 8 דקות.
לאחר ניתוח התוצאות קיבלנו ניתוח פרמטרי צבע מדויקים המאפשרים הן להחזיר משוב בחוג סגור לקו הייצור והן לבקר בבקרת איכות על המוצרים שכבר נאפו. התוצאות נראות כך והן כולן מתקבלות במצב של ONLINE
