Témata
Zdroj: Sanezoo

Strojové vidění ve službách výroby

Brněnská firma Sanezoo se za šest let svého působení zapsala do povědomí profesionálů v oboru automatizace a robotizace, většina z nás však o ní poprvé slyšela až v souvislosti s udělením zlaté medaile loňského mezinárodního strojírenského veletrhu za kamerový systém pro inteligentní vizuální kontrolu kvality. Toto ocenění v Brně přebírali zakladatelé firmy Ing. Luboš Brzobohatý, CEO společnosti, a Ing. Luboš Lorenc, Ph.D., CTO společnosti. Na přelomu roku nás pan ředitel navštívil v redakci a my jsme měli možnost položit mu několik otázek.

Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Reklama

The English version of this article can be found here:

Machine vision in the service of manufacturing

The Brno-based company Sanezoo has made a name for itself among professionals in the field of automation and robotics over the six years of its operation. Still, most of us first heard about it only when it was awarded the gold medal at last year's International Engineering Fair for its intelligent visual quality control camera system. This award was received in Brno by the founders of the company – Lubos Brzobohaty, CEO, and Lubos Lorenc, Ph.D., CTO. At the turn of the year, the CEO visited us in the editorial office, and we had the opportunity to ask him a few questions.

MM: Jak byste pro naše čtenáře popsal, čím se vaše firma zabývá?

L. Brzobohatý: Firmu Sanezoo jsme s kolegou před více než šesti lety založili, abychom lidem ve výrobě pomohli automatizovat kontrolu kvality. Začali jsme s kamerovými systémy. Řekli jsme si, že je škoda, že lidé ve výrobě dělají nezáživnou manuální práci, náročnou na pozornost a náchylnou k chybám, jež mají negativní vliv na kvalitu výroby. Lidé totiž dělají chyby – neudrží pozornost, přemýšlejí o něčem jiném, mohou být indisponováni a podobně. Ani při vší snaze není v lidských silách takovou práci dělat soustředěně a bezchybně po dobu několika hodin, natož po celou směnu. Je zřejmé, že to je úkol pro roboty. Proto jsme začali vyvíjet systém pro vizuální kontrolu kvality, který pomáhá výrobním firmám tyto činnosti automatizovat. Hned na začátku jsme zjistili, že spousta úloh, jako je například vizuální kontrola, měření a porovnávání, je už vyřešena. Co však spolehlivě vyřešeno není, to je kontrola hůře skenovatelných (typicky lesklých) povrchů. Tomu se automatizační firmy bránily, protože kamerové systémy mají problémy s různě odraženým světlem a také s různými artefakty, které kamera vidí jako odchylku, i když jde o vizuální rozdíly, nikoli o funkční vady. Různé odlesky nebo odchylky v mikrostruktuře povrchu materiálu, které při určité kombinaci osvětlení a úhlu pohledu kamerový systém vyhodnotí jako změnu tvaru nebo třeba vryp, často způsobují falešnou identifikaci chyby. Stává se, že kontrolní systém vykazuje takové množství falešných zmetků, že firma musí nasadit další lidi, aby jeho výstupy kontrolovali. Takový kontrolní systém se stává zbytečným. Na tento problém jsme se soustředili a řešíme jej, a to nejen pomocí algoritmů umělé inteligence.

Zakladatel a ředitel společnosti Sanezoo Luboš Brzobohatý na návštěvě v redakci časopisu MM Průmyslové spektrum. (Foto: I. Heisler)

MM: V čem je váš systém pro vizuální kontrolu kvality lepší?

L. Brzobohatý: Naše přidaná hodnota je v tom, že náš systém dokáže zmíněné obtížně rozlišitelné odchylky adresovat a bezpečně rozpoznat vadné kusy od těch dobrých. Navrhli jsme speciální design svítidel pro různé materiály a pro různé typy výrobků. Naše svítidla jsou složena z většího počtu nezávisle řízených sekcí. Jejich postupnou aktivací systém napodobuje člověka, který si například lesklý předmět na světle různě natáčí, aby našel úhel pohledu, pod kterým dokáže vadu rozpoznat. My v rychlém sledu pořídíme několik snímků dílu s různými parametry nasvícení a tyto snímky analyzujeme.

Podobných případů je v různých oblastech výroby mnoho – jde například o díly vyrobené z lesklého kovu či plastu, o díly lakované nebo uložené v blistru. V takovýchto situacích si běžné kamerové systémy nedokážou poradit. Na trhu je spousta aplikací, pro které jsou naše řešení určena.

Když to řeknu stručně, řešíme problémy ve výrobě, které výrobní firmy dosud řešit nedokázaly. Jednak v oblasti kontroly kvality, jednak při vychystávání dílů do linek. Většinu ostatních operací se daří automatizovat, ale výstupní (nebo i průběžná) kontrola kvality a manipulace s díly zůstávají doménou ruční práce. Při těchto dvou činnostech se i moderní firmy s vysokou mírou automatizace výroby musí spoléhat na zaměstnance. Dokonce osmdesát procent lidí, kteří v moderní výrobě pracují, se zabývá právě těmito dvěma úkoly. A tyto činnosti my dokážeme automatizovat.

MM: Kdo jsou vaši klienti, do jakých firem svoje produkty dodáváte a jak se vám daří získávat nové zákazníky?

L. Brzobohatý: Naše systémy slouží zpravidla v automobilovém průmyslu, a to buď přímo v automobilkách, nebo u jejich dodavatelů kategorie Tier-1 a Tier-2. Naším typickým partnerem je systémový integrátor automatizace a robotizace nebo line builder – firma, která staví celé linky.

Systém Unity slouží pro automatickou vizuální kontrolu kvality. Současně využívá technologii strojového vidění s kamerou a speciálním osvětlením, analytické algoritmy a neuronové sítě. (Zdroj: Sanezoo)

Navštěvujeme výrobní firmy a ptáme se jich, co je trápí. A když slyšíme, že něco nejde automatizovat, zpozorníme a nabízíme řešení. Tak nacházíme příležitosti a mezery na trhu. Zpočátku nás nikdo moc neznal, ale díky tomu, že už máme velmi přesvědčivé reference, se postupně dostáváme k dalším velkým a zajímavým zákazníkům, jimž můžeme rychle ukázat, že naše řešení u nich bude fungovat. Zákazníci bývají zpočátku skeptičtí, protože často mají zkušenosti se systémy, které nefungují tak dobře a jejich problém nevyřešily, byť šlo třeba o výrobky velkých firem z velmi vyspělých států. To je naše příležitost: Když zákazníkům ukážeme, že to může fungovat a že my dokážeme danou úlohu splnit, oni pak s námi chtějí spolupracovat.

Hardware, software a umělá inteligence ruku v ruce

MM: Co vlastně zákazníkům dodáváte, z čeho se váš systém vizuální kontroly skládá? Jde o nějaké zařízení, nebo je to hlavně software?

L. Brzobohatý: Naše výhoda spočívá v tom, že nejsme firma zaměřená jenom na hardware, ani pouze jenom na software, ani na umělou inteligenci, ale že všechny tyto tři oblasti propojujeme. Tím se lišíme od jiných řešení dostupných na trhu. Co se týče hardwaru, základy našeho systému vizuální kontroly tvoří kamera, již zmíněné speciální osvětlení a počítač. Nedílnou součástí je samozřejmě také software.

Reklama
Reklama
Reklama

Data pro zpracování jsou generována našimi kamerami s využitím našich speciálních svítidel. Nějaké předzpracování dat může proběhnout už v kameře, ale veškerá data kamera předává do zařízení, takzvaného kontroléru pro strojové vidění (machine vision). To v našem případě může být serverový počítač s výkonnou grafickou kartou (GPU). V tomto počítači běží řada vysoce paralelizovaných algoritmů, jimiž data z kamer zpracováváme. Jde jednak o takzvanou inferenci neuronových sítí, jednak o analytické algoritmy strojového vidění. Všechno je to propojené. Nepoužíváme běžné neuronové sítě, jaké jsou známé z jiných aplikací počítačového vidění. Jde o naše proprietární sítě strojového učení, kterým říkáme multikanálové, protože zpracovávají více kanálů najednou.

MM: Co si pod těmi více kanály máme představit?

L. Brzobohatý: Zatímco běžná kamera generuje jeden kanál – v daném okamžiku jeden snímek složený z černých a bílých bodů –, náš systém v jednu chvíli zpracovává několik snímků pořízených při různém osvětlení, strukturu povrchu, snímky HDR (s velkým dynamickým rozsahem), snímky zbavené odlesků a snímky se zvýšeným rozlišením obrazu. Všechna tato data jakožto jednotlivé kanály vstupují současně jak do zpracování pomocí analytických algoritmů, tak do zpracování pomocí neuronových sítí. Všechny zmíněné komponenty pracují společně, a proto celý systém nazýváme Unity.

Jedním z produktů společnosti Sanezoo je systém Grasp pro automatické 3D vybírání dílů z bedny a pro jejich zakládání do linky nebo do stroje. (Zdroj: Sanezoo)

MM: To je zajisté obrovské množství dat, která je třeba rychle zpracovávat. Kde ty výpočty fyzicky probíhají? Kde jsou ty servery? Je to přímo u strojů, nebo v nějakém výpočetním středisku, anebo to může být třeba i v cloudu?

L. Brzobohatý: V produkčním provozu zpravidla všechno běží u klienta, a to na jeho žádost, protože on potřebuje nepřetržité zpracování dat z výroby nezávisle na tom, jestli mu funguje připojení k internetu či jiná infrastruktura. Dalším častým důvodem je obava z kybernetických útoků zvenčí nebo ze ztráty dat či jejich úniku. Velké korporace většinou mají striktní podmínky, pokud jde o možnost připojení zvenčí, a nelze si představit přenos terabajtů dat někam na vzdálený server a zpět, nehledě na extrémní nároky takového datového provozu na přenosovou kapacitu lokálních sítí i internetového připojení. V případě rychlých lokálních ethernetových sítí existuje možnost umístit naše kontroléry strojového vidění centrálně do podnikové serverovny, ale klient je zpravidla chce mít přímo u stroje, stejně jako třeba PLC nebo robotický kontrolér. My dokážeme klientovi vzdáleně pomoci například s nastavením, ale jeho data se nikam neposílají.

Za systém Unity pro inteligentní vizuální kontrolu kvality získala společnost Sanezoo ocenění Zlatá medaile MSV 2023, a to v kategorii Inovace v automatizační technice a Industry 4.0. (Zdroj: Sanezoo)

MM: Jak se váš systém naučí rozpoznávat vady?

L. Brzobohatý: Běžné systémy založené na umělé inteligenci (AI) pracují tak, že se učí na dobrých dílech. Vy jim předložíte tisíc dobrých dílů, AI se je naučí a při detekci jakékoli anomálie ohlásí vadu. Ale ve výrobě je příliš mnoho faktorů, které se v průběhu času mění (opotřebovávají se nástroje, mění se materiál apod.), a kontrolní systém je nutné často přenastavovat podle změněných podmínek. To stojí čas a peníze a po několikerém přenastavení uživatel zpravidla přestane systém používat.

Náš přístup je jiný. My chápeme obecné vlastnosti různých povrchů a kategorie jejich běžných vad a náš systém je už dopředu zná. Klient tedy nemusí připravovat sady dobrých a špatných výrobků, protože z hlediska kontroly kvality povrchu žádný výrobek není pro náš systém neznámý. Nám stačí vědět, která místa na povrchu daného výrobku máme kontrolovat a jakou závažnost jednotlivých typů vad lze v daném místě akceptovat, aby výrobek při kontrole obstál.

Reklama

Robotická manipulace s díly

MM: To tedy byla vizuální kontrola kvality. V úvodu jste však zmiňoval také automatizaci vychystávání dílů. Jaké řešení pro tuto úlohu nabízíte?

L. Brzobohatý: Ano, ačkoli jsme se na začátku věnovali pouze kamerovým systémům a s roboty jsme neměli nic společného, brzy jsme zjistili, že strojové vidění a robotické manipulace spolu souvisejí a ve výrobě se uplatňují společně. Dává tedy smysl obě technologie spojit. A přitom lidé zabývající se strojovým viděním toho o robotech většinou moc nevědí a platí to i naopak. My oba tyto světy propojujeme a dáváme je do jedné platformy. Vyvinuli jsme produkt Grasp, což je ucelený systém pro 3D vybírání dílů z bedny, tzv. bin-picking, a pro jejich zakládání do linky nebo do stroje. Během manipulace s dílem může ve spolupráci se systémem Unity zároveň provést automatickou vizuální kontrolu kvality. Grasp používá pasivní stereovizi – dvojici kamer umístěných přímo na robotickém ramenu – a náš systém osvětlení, jenž eliminuje chyby způsobené odrazem světla od lesklých povrchů.

Video názorně ukazuje, jak systém Sanezoo Grasp automaticky vybírá díly (zde lesklé šrouby) z bedny a jak je přesně ukládá na určené místo. (Zdroj: Sanezoo)

MM: Vývoj svých produktů a jejich výrobu soustředíte doma v České republice?

L. Brzobohatý: Ano, na vývoji se samozřejmě podílejí naši kolegové a také vyrábíme vše, co můžeme, v České republice. Vyrábíme přímo vlastní svítidla a kontroléry a plánujeme výrobu vlastních kamer pro modul Grasp. Nemáme však veškerou výrobu ve vlastní režii, protože mnoho komponentů zadáváme dodavatelsky. Například nemáme vlastní obrobnu, nevyrábíme vlastní desky plošných spojů ani sami neosazujeme komponenty. Tyto moduly odebíráme přednostně od osvědčených partnerů v České republice. Naše společnost má v současné době více než třicet spolupracovníků a v případě potřeby najímáme další externí specialisty na konkrétní úkoly.

Související články
Machine vision in the service of manufacturing

The Brno-based company Sanezoo has made a name for itself among professionals in the field of automation and robotics over the six years of its operation. Still, most of us first heard about it only when it was awarded the gold medal at last year's International Engineering Fair for its intelligent visual quality control camera system. This award was received in Brno by the founders of the company – Lubos Brzobohaty, CEO, and Lubos Lorenc, Ph.D., CTO. At the turn of the year, the CEO visited us in the editorial office, and we had the opportunity to ask him a few questions.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Související články
Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zapalovací svíčky z jihu Čech dobývají celý svět

V letošním roce oslaví táborský Brisk osmdesát dva let své existence. Již od svého vzniku měla firma světové ambice. Na veletrhu Automechanika 2016 ve Frankfurtu je opět potvrdila. O zapalovací svíčky z jihočeského Tábora je velký zájem. „Aktuálně vyvážíme do více než 70 zemí a každý rok nám přibývají nová teritoria. Loni to byl například Mauricius, Zimbabwe a Malajsie. Nyní očekáváme první objednávky z Indonésie a Thajska,“ říká majitel společnosti Brisk Ing. Mojmír Čapka.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Nové technologie osvětlení vozidel

Získat zkušenosti s novými zdroji světla bylo cílem jednoletého projektu Ideag, do něhož se na konci roku 2017 pustila mladoboleslavská společnost EDAG Engineering CZ. Výsledný prototyp zadní lampy navržené pro model Škoda Superb ukazuje možnosti využití tří moderních technologií: elektroluminiscenční fólie, OLED panelu a COB LED destiček.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

Perspektivy čínského draka

Již několik let vám pravidelně v tomto čase přinášíme reportáže ze dvou klíčových strojírenských veletrhů celého asijského kontinentu, které jsou určitým barometrem srovnání postupného vývoje čínských výrobců obráběcích strojů a komponent, ale i pohledem na zvolené marketingové strategie nadnárodních společností při jejich penetraci na zdejší čínský trh – největší a nejprogresivněji rostoucí na světě. V lichých letech se v Pekingu v dubnu koná veletrh CIMT (China International Machine Tool Show), v sudých přibližně ve shodné době pak v Šanghaji veletrh CCMT (China CNC Machine Tool Fair). Aktuální postřehy z každého dne veletrhu jsme přinášeli prostřednictvím redakčního portálu mmspekturm.com a sociální sítě facebook, s tradičním komplexnějším pohledem na veletrh a čínský komoditní trh jako takový přicházíme nyní.

Strojírenské fórum 2018: Zaměřeno na nové technologie a materiály

Příběh pátého ročníku Strojírenského fóra se začal psát 10. května 2018 na půdě Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně konferencí na téma moderní výrobní technologie a materiály s důrazem na aditivní výrobu z velké části kovových materiálů a na inovativní aplikace kompozitních materiálů. Na sto účastníků z řad výrobní a akademické sféry vyslechlo na 13 přednášek a následně v pozdních odpoledních hodinách se větší část z nich odebrala na exkurzi po šesti VaV pracovišťích zaměřených na nové technologie. Plný den poznání a nových setkání. Pojďme se k němu vrátit fotoreportáží.

Veletržní válka světů

Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit