案例研究
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下内容提交:
工业:
农业农业
应用程序:
材料处理和仿真/3D建模材料处理和仿真/3D建模
IAS项目案例研究:种子测试实验室的自动化
发布10/02/2018
IAS Inc.是一家总部位于威斯康星州的系统集成公司，也是Visual Components的客户，最近向我们介绍了他们为一家财富500强农业公司完成的一个独特项目——自动化种子测试实验室。
IAS市场总监Kyle Weise解释说:“客户使用了超过100人的团队，每个人单独执行产品测试周期的整个准备部分。”这包括繁琐的操作，如准备托盘，单独放置种子，手动记录托盘和种子数据。”
一开始是一个将单个任务自动化的项目，很快发展成为一个更大的项目——找到一种将整个种子测试实验室自动化的方法。目标很快变得更加复杂和多方面。
凯尔说:“客户使用的是接受过最低限度培训的临时劳动力。”“存在质量控制、高离职率和高劳动力成本等问题。”
还有一个数据完整性问题。客户需要对每个种子批正在获取和跟踪的数据有更大的信心。
由于测试过程重复性高，且受制于苛刻的控制参数，它们是利用机器人自动化的精度和效率的绝佳选择。
设计解决方案
项目开始时，IAS访问了客户的种子测试实验室，与现场的工人和关键人员进行了交谈。
凯尔说:“我们相信，优秀的系统能够适应公司的内部流程。“所以，当我们处理像这样一个复杂的项目时，我们喜欢先走上讲台，与关键人物会面。我们了解他们是如何工作的，以及他们认为可以改进的地方，然后利用这些信息建立一个更好的系统。”
IAS很快了解到实验室中的每个操作区域是相互依赖的，因此对他们来说，从将每个区域划分为模块并布局中心架构开始是很关键的。一旦工程师完成了这项工作，他们可以更有效地划分工作，同时保持中央控制框架。
为了帮助验证这个概念并向客户解释它，IAS使用了Visual Components 3D制造仿真软件。
Kyle说:“使用可视化组件来创建布局和模拟我们的设计，我们能够向客户充分展示我们团队的创造力和能力。
可视化组件还有助于保持项目早期的势头，并改善沟通。
“能够向客户展示系统运行的模拟和虚拟模型，获得反馈，并迅速对设计做出调整;确实有助于简化反馈回路，”凯尔说。
“客户感觉已经为即将到来的事情做好了准备，所有利益相关者都清楚地知道需要做什么。”
使用可视化组件创建布局和模拟我们的设计，我们能够充分展示我们团队的创造力和能力的客户
Kyle Weise, IAS的市场总监
这个过程
国际种子协会为该项目提供的解决方案包括6个关键环节:卸载托盘、从容器中清理种子、播种、检查种子网格、将种子夯实到位和装载控制小车。这个过程从托盘卸货站开始。
凯尔解释说:“在托盘卸载站，一个机器人从手推车上卸下空托盘。”然后在托盘上涂上营养凝胶或在托盘顶部放上一张湿纸，就可以播种了。然后托盘被送到播种站。”
与此同时，装满种子的罐子被送到一个机器人清理站，机器人从推车上取出罐子，拧开盖子，然后把它们放在双带传送带上。传送带将罐子送到另一个机器人那里，机器人将种子抬起并倒入一个分配系统。然后把空罐子放回传送带系统，送走。
在播种站，分配系统以10 × 10的模式均匀地将种子滚到托盘上。然后托盘移到一个检查站，在那里它们被成像以验证播种模式是正确的，任何非种子或有缺陷的种子都被检测到。然后，采摘机器人用同一批次的额外种子替换非种子和有缺陷的种子，并调整托盘上的种子，以确保它们符合模式。
设计检查过程是该项目技术上更具挑战性的方面之一。
Kyle说:“对有机物进行详细的检查是很困难的，因为定义缺陷的参数通常是一个挑战。”“颜色、形状和尺寸等因素可能都是可变的，但并不是通过/不通过标准的完整指标。”
“我们使用机器学习来解决这些问题。我们的愿景团队围绕种子集的参数训练了一个神经网络，一旦我们将其部署到系统中，就看到了很好的结果。”
检查过程结束后，托盘被送到机器人夯实站，种子被夯实在托盘上。然后托盘被送到一个机器人运货站，在那里它们被装载到手推车上并编入索引。一旦装满，这些手推车就会被带到控制室，让种子发芽。
测试结束后，空托盘被运出控制室，机器人将托盘卸载、成像、清洗并重新装载到同样的推车中，从而能够在生产线的起点重新进入系统。
整个过程分为两班倒，周一到周五。
我们用机器学习来解决这些问题。我们的愿景团队围绕种子集的参数训练了一个神经网络，一旦我们将其部署到系统中，我们就看到了很好的结果。
Kyle Weise, IAS的市场总监
结果
完整的在线系统由12个机器人、13个摄像头和各种RFID读写区域组成。另外还使用了15个综合摄影机来监测控制室入口的推车活动。IAS为该客户的种子测试过程设计了一个定制的自动化解决方案。
“IAS能够提供一个完整的工程解决方案，”Kyle说。“这包括电气和机械系统设计、编程、测试、建造和安装。”
这个项目的结果是提高了产量，降低了劳动力成本。此外，IAS成功地让他们的客户对他们的数据有信心。
凯尔说:“客户现在可以全面跟踪整个过程。”“从数据分析的角度来看，它们拥有更高的数据保障和可追溯性。”
IAS能够提供一个完整的工程解决方案。这包括电气和机械系统设计、编程、测试、建造和安装。
Kyle Weise, IAS的市场总监