فصل جديد في مراقبة الجودة الذكية: تحليل تقنية الوسم بالليزر والفحص البصري للمشروبات المعلبة من وانغلاوجي

كيف يتم تحقيق جودة خالية من العيوب لكل علبة من مشروب وانغلاوجي على خط إنتاج عالي السرعة يعمل بمعدل 800 علبة في الدقيقة؟

في صناعة المشروبات التي تتسم بالتنافسية المتزايدة اليوم، أصبحت إمكانية تتبع المنتج وسلامة الجودة من الكفاءات الأساسية للشركات. باعتبارها علامة تجارية صينية مشهورة لشاي الأعشاب، قدمت Wanglaoji نظام حلقة مغلقة ذكي يجمع بين وضع العلامات بالليزر والفحص البصري على خط إنتاج المشروبات المعلبة عالي السرعة، مما يحقق مراقبة الجودة تلقائيًا بالكامل بدءًا من وضع العلامات وحتى الفحص والرفض.

إن هذا المزيج من التقنيات لا يحل مشاكل طرق الوسم التقليدية (المعرضة للتشويش والمحو) فحسب، بل يبني أيضًا "خندق جودة" قوي، مما يتيح لخط الإنتاج الحفاظ على سرعات تصل إلى 48000 علبة في الساعة أو حتى أعلى مع تحقيق فحص بنسبة 100٪ عبر الإنترنت.

1. الخلفية التقنية والتحديات

تستخدم شركات المشروبات الشهيرة مثل وانغلاوجي وكوكاكولا وبيبسيكو وغيرها عبوات العلب على نطاق واسع، وتخضع هذه العبوات لمعايير جودة صارمة للغاية. وتعتمد صناعة العلب على تقنيات متطورة من قطاعات صناعية متعددة، تشمل المعادن والهندسة الكيميائية والآلات والإلكترونيات، كما أن وضوح ودقة العلامات، مثل تواريخ الإنتاج، تُعدّ عنصراً أساسياً في نظام تتبع سلامة الأغذية.

تعاني طرق الطباعة التقليدية باستخدام نفث الحبر من عيوب كبيرة: فالعلامات عرضة للتشويش والعيوب بسبب مشاكل التصاق الحبر. وفي بيئة إنتاج عالية السرعة، تُشبه عملية أخذ العينات اليدوية البحث عن إبرة في كومة قش، مع خطر كبير جدًا لعدم إجراء عمليات فحص دقيقة.

لا يؤدي هذا إلى شكاوى السوق فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى كسر سلسلة تتبع المنتج، مما يجعل من الصعب استدعاء المنتجات بدقة في حالة حدوث مشاكل في الجودة.

نظراً لسرعة الإنتاج التي تصل إلى مئات العلب في الدقيقة، احتاجت شركة وانغلاوجي إلى حلٍّ يحقق دقة كشف بنسبة 100% في بيئة عالية السرعة. وقد طُوِّرت تقنية الوسم بالليزر المقترنة بتقنية الفحص البصري خصيصاً لهذا الغرض.

02 تقنية الوسم بالليزر ومزاياها

تمثل تقنية الوسم بالليزر تطوراً ثورياً مقارنةً بطرق الوسم التقليدية. فهي تستخدم طريقة "المعالجة الباردة" مع منطقة متأثرة بالحرارة ضئيلة، مما يتيح إنشاء علامات واضحة ودائمة على قاع العلبة دون إتلاف مادتها.

• تشغيل بدون مواد استهلاكية: لا يتطلب الوسم بالليزر حبرًا أو مذيبات أو أي مواد استهلاكية أخرى، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل على المدى الطويل. • جودة وسم ممتازة: تتميز آلات الوسم بالليزر فوق البنفسجي بطول موجي قصير (355 نانومتر)، مما ينتج عنه بقعة مركزة أصغر حجمًا ويتيح معالجة دقيقة للغاية.

• قدرة عالية على التكيف: بالنسبة للعلامات التجارية المعروفة مثل وانغلاوجي، يمكن أن يتكيف وضع العلامات بالليزر مع أسطح التغليف المختلفة، مما يضمن اتساق العلامات.

تُرسّخ تقنية الوسم بالليزر أساساً متيناً للفحص البصري اللاحق لأنها تُنتج باستمرار علامات عالية التباين، مما يُحسّن بشكل كبير من دقة الكشف.

03 مبدأ عمل نظام الفحص البصري

يُعد نظام الفحص البصري بمثابة "العين الذكية" لنظام مراقبة الجودة هذا. ويتكون من كاميرا صناعية عالية الدقة، ومصدر ضوء دقيق، وعدسة، وبرنامج متخصص لمعالجة الصور، مثبتة في محطة العمل خلف آلة الوسم.

تعتمد آلية عمل النظام على خوارزميات إزالة التشويش التكيفية وتقنية تحسين الحواف. يقوم النظام أولاً بمعالجة الصور الملتقطة، ثم يقوم باستخراج دقيق لمنطقة العلامة والكشف عن العيوب.

تشمل قدرات الكشف المحددة ما يلي:

• الكشف عن سلامة البيانات: تحديد حالات عدم وجود علامات، والعلامات المفقودة (حتى 30٪ مفقودة)، والعلامات غير الواضحة أو المشوهة.

• التحقق من المحتوى: قراءة تواريخ الإنتاج وأرقام الدفعات باستخدام تقنية التعرف الضوئي على الأحرف (OCR) ومقارنتها بقاعدة بيانات النظام لضمان صحة المحتوى.

• تقييم الموضع: الكشف عما إذا كان موضع العلامة منحرفًا، وضمان اتساق العلامات.

تستخدم أنظمة الفحص البصري الحديثة تقنية الذكاء الاصطناعي للتعلم العميق، وهي مجهزة بمعالجات GPU عالية الأداء لتحقيق التعرف والمعالجة عالية السرعة، مما يلبي احتياجات خطوط الإنتاج عالية السرعة.

04 تكامل الأنظمة ومراقبة الجودة ذات الحلقة المغلقة

تكمن القوة الحقيقية للوسم بالليزر والفحص البصري في نظام التحكم الذكي ذي الحلقة المغلقة الذي يشكلانه، مما يحقق مراقبة الجودة في الوقت الحقيقي من خلال "الوسم - الكشف - التغذية الراجعة - التنفيذ".

عندما يكتشف النظام البصري منتجًا يحمل علامات دون المستوى المطلوب، فإنه يرسل على الفور إشارة إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، مما يؤدي إلى تشغيل جهاز الرفض (مثل قضيب الدفع أو فوهة الهواء) لإزالة المنتج المعيب بدقة من خط الإنتاج.

كما يتمتع النظام بقدرات شاملة لتسجيل البيانات: يتم تسجيل صور المنتجات المعيبة ووقت الكشف ونوع العيب في قاعدة البيانات، مما يؤدي إلى إنشاء تقارير إحصائية للتحكم في العمليات لدعم تحليل الجودة.

في الوقت نفسه، يُفعّل النظام إنذارات صوتية وضوئية في الموقع لتنبيه الموظفين للتدخل، مما يُتيح التعاون بين الإنسان والآلة. لا يُحسّن هذا التصميم كفاءة الإنتاج فحسب، بل يُنشئ أيضًا سلسلة تتبع بيانات كاملة، مُلبيًا بذلك المتطلبات التنظيمية الصارمة مثل متطلبات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية والاتحاد الأوروبي. 5. فعالية التطبيق والتوقعات المستقبلية

في الإنتاج الفعلي لشركة وانغلاوجي، حقق نظام الوسم بالليزر والفحص البصري فوائد كبيرة:

• تم تحقيق فحص كامل بنسبة 100% عبر الإنترنت، مما أدى إلى القضاء التام على شكاوى العملاء الناتجة عن مشاكل وضع العلامات.

• عملية مؤتمتة بالكامل تحل محل أخذ العينات اليدوي، مما يسمح لخط الإنتاج بالعمل بكامل طاقته ويزيد من قدرة الإنتاج إلى أقصى حد.

• انخفاض كبير في تكاليف التشغيل، بما في ذلك تقليل عدد موظفي مراقبة الجودة وتجنب هدر مواد التعبئة والتغليف.

• تعكس تقارير مراقبة العمليات الإحصائية التي يتم إنشاؤها بواسطة النظام بوضوح مشاكل المعدات المحتملة، مما يتيح الصيانة التنبؤية والتحول من "الإصلاح التفاعلي" إلى "الصيانة الاستباقية".

مع التطور المتسارع لتقنيات الثورة الصناعية الرابعة، يتطور هذا النظام نحو مزيد من الذكاء. وستُقلل أنظمة الفحص البصري المستقبلية من الاعتماد على ظروف الإضاءة، مما يُحسّن استقرار عملية الكشف.

في الوقت نفسه، ستمنح التكنولوجيا القائمة على التعلم العميق النظام قدرة أكبر على التكيف، مما يسمح له بالتكيف مع مختلف أحجام بيئات الإنتاج مع الحفاظ على الأداء، مما يوفر دعمًا تقنيًا أقوى لإدارة الجودة للعلامات التجارية مثل وانغلاوجي.

مع استمرار التقدم التكنولوجي، سيشهد نظام الوسم بالليزر والفحص البصري مزيدًا من التطور نحو الذكاء والقدرة على التكيف. وستكون الأنظمة المستقبلية أقل اعتمادًا على ظروف الإضاءة، مع الحفاظ على دقة عالية في الكشف حتى في البيئات شديدة الانعكاس مثل علب الألمنيوم.

سيؤدي إدخال تقنية التعلم العميق إلى خفض العتبة التقنية، مما يسمح لخطوط الإنتاج بمختلف أحجامها بالاستفادة من حلول فحص عالية الجودة. وهذا يمثل تقدماً نحو عصر جديد من التصنيع الصناعي الذكي بالكامل.