KOKOONPANON VALVONTAJÄRJESTELMÄ

Huomautus
 
Altami Oy osallistui PJSC “Kamaz” -tekniikan tekniseen ja metodologiseen apuun liittyvän älyllisen teknologian luomisen parhaasta ratkaisusta älyllisen teknologian luomiseen alalla, joka ohjaa manuaalista toimintaa videokuvista Skolkovon säätiön järjestämästä kokoonpanotuotannosta. Avoin kilpailu järjestettiin 2.-23.8.2018.
 
 

 
Siirry kokoonpanoprosessin yksityiskohtaiseen kuvaukseen
 

Kokoonpanojärjestelmän nimittäminen

Järjestelmän tarkoituksena on valvoa käyttäjän kokoamaa turboahtimen kokoonpanoa tyypillisten virheiden rekisteröimiseksi turboahtimen kokoonpanossa, joka on annettu valvontatehtävän alkutilanteissa.
 
Kilpailun alkuperäinen tehtävä kehittää tekniikka manuaalisten toimintojen ohjaamiseksi oli sellaisen järjestelmän luominen, jonka avulla voidaan reaaliaikaisesti diagnosoida turboahtimien oikea kokoonpano ja tunnistaa tyypilliset kokoamisvirheet toimitetulla kokoonpanoprosessilla.
 
 

Objektin luokitin ohjausjärjestelmään

Kilpailun aikana kehitimme kohteen luokittelijan, jonka avulla voimme luokitella turboahtimen elementit korkealla tarkkuudella kuvan CAD-malleista ja määrittää kuvan elementtien koordinaatit.
 
Tämän ongelman ratkaisemiseksi on useita perusratkaisumenetelmiä:
 

• Seurataan tietyn solmun läsnäoloa kuvassariippuen asennusvaiheesta.
• Manuaalisen toiminnan valvonta ottaen huomioon aikatapa (toiminnan kontekstin tunnistaminen) – esimerkiksi turboahdin tiettyjen kiinnittimien kiristämisen vaikutus.

 
Osallistumiseen kilpailuun käytettiin ensimmäistä vaihtoehtoa, koska esineiden asennon valvonnan toteuttaminen mahdollisti sen, että pystyttiin parhaiten ratkaisemaan ongelma, joka kohdistuu esineiden sijaintiin kilpailun ensimmäisissä vaiheissa. Tulevaisuudessa luokkijaa, joka oli luotu esineiden sijainnin ohjaamiseksi, käytettiin turboahtimen kokoonpanon kokoonpanojen hallitsemiseen.
 
 

Kilpailun vaiheet

Kilpailu koostui kolmesta vaiheesta:
 

• Koulutus – tässä vaiheessa oli käytettävissä kaksi videota, opetusta ja testiä varten. Videossa oli turboahtimen osat sijaitsevat eri kulmissa ja lukuisten esineiden, jotka eivät ole valvontatavoitteita (esim. käsityökalut, kiinnittimet jne.).
  Seurantajärjestelmän tehtävänä oli tässä vaiheessa tunnistaa videon elementit testinäyteestä ja saada minimaalisen suorakulmion koordinaatit, joista suurin osa kuvailee videon elementtiä tarkasti. Koordinaattien vertailu suorakulmio suoritettiin koordinaattitietojen avulla, jonka asiantuntija asensi IoU-metriikan mukaan (leikkaus yli liitos).
• Testaus – tässä vaiheessa tehtävä oli samanlainen kuin koulutusvaihe turboahdin elementtien videotallenteiden valvontanäytteestä, jolle tunnistuslaadun mittauksen yleinen validointi tehtiin, suljettiin osallistujilta. Suljetun näytteen tarkistus sallisi vahvistaa, että kehitetty järjestelmä sallii objektien tarkan tarkkuuden määrittämisen ammuntaolosuhteissa, joita ei aiemmin käytetty järjestelmän virittämiseen tai oppimiseen.
• Lopullinen. Tässä vaiheessa osallistujat osoittivat kehittyneen ohjaustekniikan soveltamisen alkuperäiseen hyppäämiseen – teknisen kokoonpanotoiminnon hallintaan.

 
 

Kokoonpanojärjestelmän kuvaus

Yrityksemme on kehittänyt ja osoittanut lopullisessa sovelluksessa, jonka avulla voit suorittaa täyden syklin kokoonpanotoimintojen automaattista valvontaa varten. Hakemus perustui kehitettyyn luokitukseen, jota käytettiin kilpailun ensimmäisen ja toisen vaiheen välittämiseen.
 
Kehittynyt luokittelija rakennettiin perusteellisen koulutuksen konvoluutiologisen neuroverkon pohjalta. Sen koulutukselleen käytettiin sekä todellisia kuvia turboahtimen yksityiskohtia että CAD-malleja tuottavista virtuaalikuvauksista. Kaikkien kuvien kohdalla suoritettiin alkuperäisen datan vääristymän toiminnot – kiertäminen, pyöriminen, perspektiivimuunnos, kohina, mikä mahdollisti objektiivisen luokan ja sijainnin pysyvän tunnistamisen objektiivisesta katselukulmasta ja olosuhteista riippumatta.
Luokituksen perusversiossa tunnistetaan 15 lähdekoodiluokkaa, luokittelijan tekniset ominaisuudet mahdollistavat useiden tuhansien luokkien samanaikaisen luokittelun ja tunnustamisen.
 

Kehitetyn valvontajärjestelmän pääpiirteet

• Turboahtimen elementtien tunnistaminen kuvausoloista, kameran kulmasta, kameramallista riippumatta.
• Turboahdin kokoonpanon kokoonpanojen tunnistaminen ja yksittäisten elementtien tunnistaminen kokoonpanorakenteessa.
• Turboahtimen tiettyjen osien olemassaolon valvonta osana koottuja yksiköitä.
• Osioiden oikean asennuksen valvonta solmujen rakenteessa.
• Tyypillisten turboahtimen kokoamisvirheiden tunnistaminen.
• Tilaisuus järjestelmän työtä kotitalousluokan videolaitteissa.
• Pienet vaatimukset käytetystä laskentatehosta.
• Tilaisuus kohteen luokittelu tiettyjen CAD-mallien mukaan.
• Tilaisuus synkronointi lisättyjen todellisuusjärjestelmien kanssa ja asennusohjeiden tuotos sellaisissa järjestelmissä kuin:

           a. Microsoft HoloLens
           b. Epson Moverio

 
 

Kehittyneen ohjausjärjestelmän soveltamisala

Kehittyneen ratkaisun soveltaminen on mahdollista sellaisilla teknisen koneen näkökentän alueilla kuin:
1. Mikroskopia – sellaisten esineiden laskeminen ja segmentointi, joiden muoto tai väri on vaikea parametroida.
 
2. Elektroniikka – elementtien aseman lokalisointi laudalle tai asettelulle. Yksi sovelluksista voi olla sähköinen siirtojärjestelmä, joka laskee paikat videokuvaa, kaappaa ja siirtää elektronista komponenttia.
 
3. Teolliset ohjausjärjestelmät – tunnustetun kohteen luokittelu ja lokalisointi, esimerkiksi:
         a. Tuotteen leimatun tuoteryhmän valvonta.
         b. Tiettyyn luokkaan kuuluvien objektien määrän laskeminen kuvassa (esimerkiksi osioiden määrän ja sijainnin laskeminen kuvassa)
         с. …
 
 

Video. Turboahdin kokoamisprosessin vaiheet.

Ensimmäinen vaihe on löytää kokoonpanoon tarvittavat elementit
Tässä vaiheessa tarkennetaan tarvittavat elementit kameran ohjausvyöhykkeessä.
Jos mitään elementtejä ei löytynyt, näytetään viesti, että tämä elementti ei ole kontrollivyöhykkeellä.
 

 
Tunnistus suoritetaan elementin sijainnista riippumatta – esimerkiksi kompressorin kotelo voidaan tunnistaa riippumatta siitä, mikä on nykyinen kierto tai liike suhteessa kameraan.
 
Tunnistettavia kohteita:
1. Kompressorin pyörä
2. Näyttö turbiini
3. Laakerikotelo
4. Kompressorikotelo
5. Roottori
6. Turbiini
 
 
Toinen vaihe on Kokoonpano roottorin ja kompressori pyörän
Tässä vaiheessa haku tehdään solmusta, joka koostuu kompressorirenkaasta ja roottorista.
 

 
Turkoosimuodot ja kuvatekstit korostavat solmun kokoonpanoon tarvittavat elementit.
Näytön keskellä on punainen kehys, joka näyttää valvonta-alueen, jossa kokoontuneen solmun läsnäolo tarkistetaan. Kun solmu tunnistetaan, solmua sisältävä alue korostuu sinisellä kehyksellä ja ohjauskehys muuttaa sen värin vihreiksi, mikä ilmoittaa operaattorille solmun oikeasta kokoonpanosta.
Kokoonpano koostuu roottoriin asennetusta kompressorirenkaasta.
 
 
Kolmas vaihe – Kokoonpano Nro 1
Tässä vaiheessa kootaan kokoonpanon nro 1 kokoonpano, joka koostuu turbiinin, roottorin ja laakeripesän näytöstä. Operaattorin tehtävä tässä vaiheessa on solmun oikea kokoonpano.
Turkoosi kehykset, joissa on elementtien nimet, korostavat solmun kokoonpanoon tarvittavat elementit.
Tämän vaiheen videotallennuksen alussa näytetään kokoonpanon väärä kokoaminen, mikä johtaa tyypilliseen virheeseen – ei asennetun turbiinin näyttöön. Jos kokoonpano on väärä, järjestelmä tunnistaa virheen ja näyttää virheellisestä kokoonpanosta kertovan viestin.
 

 
Laitteen oikean kokoamisen ja turbiinienäytön oikean asennuksen jälkeen solmu tunnistetaan. Menestyksellisen tunnistuksen jälkeen solmua sisältävä alue korostuu sinisellä kehyksellä ja ohjauskehys muuttaa sen värin vihreiksi, mikä ilmoittaa operaattorille solmun oikeasta kokoonpanosta.
 

 
 
Neljäs vaihe – Kokoonpano Nro 2
Tässä vaiheessa on osoitettu kokoonpanon nro 2 kokoonpano, joka koostuu kootusta yksiköstä nro 1 ja kompressorin kannesta.
 

 
Siinä tapauksessa, että käyttäjä ei ole asentanut kompressorin kansi solmulle # 1, ei ole siirtymistä lisäkokoonpanoihin.
Kun kansi on asennettu solmuun 1 ja koottu elementti sijaitsee ohjausvyöhykkeellä (punaisen kehyksen alla), järjestelmä tunnistaa elementin ja antaa käyttäjälle seuraavan kokoonpanovaiheen. Elementin tunnistamisen jälkeen ohjauskehys on väriltään vihreä ja etsitty elementti korostuu sinisellä kehyksellä.
 
 
Viides vaihe on Kokoonpano yksikkö Nro 3
Tässä vaiheessa kokoonpanon nro 3 kokoonpano, joka koostuu kompressorirungosta ja koottua yksikköä nro 2, kootaan yhteen. Operaattorin tehtävä tässä vaiheessa on kompressorirenkaan oikea asentaminen laitteen nro 2 roottoriin. Jos kompressorin pyörää ei ole asennettu tai jos virheilmoitus on asetettu väärin.
 

 
Kun kompressori on asennettu oikein ja asennetun yksikön suunta on pystysuorassa, ohjauskehys on väriltään vihreä ja tunnistettu elementti korostuu sinisellä kehyksellä.
 
 
Kuudes vaihe – yksikön kokoaminen №4
Tässä vaiheessa kompressorikotelo asennetaan koottuun yksikköön No.3.
 

 
Turkoosi runko, jossa teksti korostaa kompressorin kannen. kokoonpano on suoritettava loppuun. Kun kompressorikotelo on asennettu koottuun yksikköön nro 3 ja yksikön sijainti ohjausvyöhykkeellä, ohjauskehys on väriltään vihreä, mikä tarkoittaa yhdistetyn elementin onnistunutta tunnistamista. Sininen raja osoittaa alueen, joka sisältää koottua solmua.
 
 
Seitsemäs vaihe – turboahdin kokoaminen
Asennuksen viimeisessä vaiheessa solmu nro 4 ja turbiinikompressori ovat kytkettyjä.
 

 
Kompressorin turbiini asennetaan koottuun yksikköön nro 4. Kun kokoonpannut turboahdin sijaitsee ohjausvyöhykkeellä ja koottu turboahdin tunnistetaan, ohjauskehys on vihreä ja viesti ilmestyy turboahdin kokoonpanon onnistuneeseen loppuunsaattamiseen.