机器视觉在制药工业中的应用

制药行业是最早采用机器视觉的行业之一，因为保证产品完整性和安全性的激励措施一直是这个行业的首要因素。早期，人们认识到日期和批号的重要性，在必要时可以产生成本效益的产品召回，然而，考虑到与当时现有的印模过程相关的字符质量问题，简单地应用日期和批号是不够的。机器视觉成为验证代码和验证代码可读性的理想技术。虽然一些早期的原始机器视觉算法提供了一些代码正确性和质量的保证，但今天的机器视觉系统已经变得更加复杂，能够处理更多计算密集型算法，允许日期和批号验证变得更加可靠。

制药行业是最早采用基于颜色的机器视觉的行业之一。这是由于需要验证正确的避孕药在泡罩包装的特定位置。对于机器视觉系统来说，使用的颜色具有挑战性，因为它们通常是同一色调的细微强度变化。在这个行业中，其他具有挑战性的基于颜色的机器视觉应用包括检测固体制剂制造中的“外国人”和检测溶液中的颗粒。早期的“机器视觉”版本是基于模拟技术的。随着机器视觉技术的改进，这些模拟系统很快被基于数字成像的系统或机器视觉系统所取代。

提供提供特定于应用的机器视觉产品的公司有助于这篇文章。以下善良的回应：

• Jon Donovan，Symetix产品经理（华盛顿州瓦拉瓦拉）
• Ron Lawson，SVResearch总裁（宾夕法尼亚州哈里斯堡）
• Bill Cuniff，销售经理，Uhlmann VisioTec GmbH (Laupheim, Germany)

1.与制药行业有关的具体机器视觉应用程序是否可以解决您的产品？
[Jon Donovan - Symetix]Symetix提供Vantyx和Optyxsg系统。Vantyx专用于泡罩包装中的平板电脑的高性能颜色检查。Optyxsg系统用于检查软胶囊和平板电脑，适用于药品和营养保健品。Optyxsg是一个散装检测系统;产品连续喂养，并检查产品已准备好包装。

[Ron Lawson - SV研究]我们致力于制药行业的以下应用：
A.盖/密封检查
B.空玻璃检查
C.塞子位置检查
D.粉末/ Lyo /液体填充检查
E.密封表面检查
F. OCR / OCV检查
G.序列化跟踪和迹线
H. E-PEDIGREE标记检查
I.组件检查（塞子/帽子/玻璃）
J.粒子检查
K.最终产品检查
L.盒子/标签检查

[比尔·库尼夫-乌尔曼视觉技术股份有限公司]VisioTec视觉检查系统解决了热成型机上泡罩形式的药品检查问题。我们采用矩阵相机系统来显示产品（简单黑白）、产品显示、颜色、形状和物理条件（颜色），并采用独特的线扫描相机系统来确认反射（铝成型材料）或与产品相同颜色背景下的产品颜色、形状和物理条件。

2.您能否描述您的应用程序专用机视觉产品线，该产品线解决了制药行业中的应用程序，并讨论如何区分您解决这些应用程序的产品，如果您提供超过一个？
[ron]上面列出的所有应用程序都使用相同的CFR 21第11部分兼容界面。所有检查都可以直接连接到线路管理系统。使用类似的材料处理系统，所有检查解决方案包括专门用于视觉检查的集成材料处理。

[账单]VIOSIOREAD：黑白或彩色矩阵相机系统。该系统主要用于打印检查和存在检测。对于打印，确认热成型产品盖材料上的打印是正确的。对于存在它可以用来确认位置，位置和打印在小瓶和注射器。对于小瓶，它可以确认塞子位置和标签位置，并打印验证。用于注射器；可以验证柱塞位置、尖端和其他部件的存在和位置。工具使这一切成为可能，使用这些工具的软件虽然复杂，但非常用户友好。

visiopan：一种简单的黑白矩阵相机系统，使用下面的光线，用于在热成型水疱中的产品存在，形状，外来和裂缝。

VisioChrom:一种彩色矩阵相机系统，用于产品的颜色、形状、异物和热成型泡内的裂纹。

VisioChrom人力资源：一种高分辨率彩色扫描系统，用于铝或其他高反射热成型泡罩产品的颜色、形状、杂质和裂纹。还提供了检查相同参数的功能。

Visionir：提供矩阵相机（与Visiochrom）和NIR传感器，用于热成型水泡中的视觉和分子水平产品检查。

德尼尔：分子水平100％的产品检查确认产品是它应该是什么。典型的安装示例在平板电脑上检查平板电脑上的每个单位，每小时高达350,000的速度。同样的检查也可用于液体和其他药物产品。

3.您的系统解决了哪些具体的应用问题（吞吐量、外观变量、镜面反射度、位置变量、线路集成问题等）？
[账单]Uhlmann Visiotec GmbH拥有其产品检测根源，可追溯到热成型器和辅助上游和下游系统，如箱子，贴标机和陆地包。Visiotec提供100％的检查，但可能存在挑战。我们的软件平台提示产品的“教学”。软件工具通过允许更好的产品颜色区域来克服外观变量。附加工具有助于镜面和位置变量。对于不寻常的镜面问题，相机或照明的硬件修改就足够了。但是，有极端的照明条件，反射率是一个问题。专业的高分辨率线扫描仪设备通过观察图像的切片而不是整个（矩阵）图像来克服这些困难的照明条件。这些小切片提供更好的分辨率和减少光照反射率;偏振滤光器可以进一步降低照明问题。

[乔恩]我们所有的系统都检查平板电脑和胶囊，以进行正确的颜色，尺寸和形状。容量因平板电脑或胶囊尺寸而异，但我们在速率下提供高达1,000,000剂/小时的应用。我们提供完整的线路集成服务，包括工程图形，线路控制和传送，称重，计数和包装机械集成。

[ron]我们所有的系统都会自动补偿照明和产品位置的变化。大多数机器都设计有测试/验证模式，允许产品通过机器循环以收集检测数据。每个系统都包括“回归测试”模式，允许重新运行图像库，良好和缺陷，以测试任何视觉系统调整的效果。

4.您能否对嵌入机器视觉产品嵌入的原则提供一些洞察力？
[乔恩]建立了Optyxsg视觉系统，以执行随机呈现的对象的高速检查，采用我们的母公司的专有摄像头和加工组件，Key Technology，Inc。旨在促进新产品的快速教学，以及存储产品设置的快速转换。我们所有的系统都用于制药产品应用，并已被验证，包括21 CFR 11的要求。

[ron]我们的视觉系统是一个基于PC机的系统与我们的SVObserver视觉处理软件。完整的解决方案利用视觉系统处理图像并确定通过/失败状态。我们使用PLC处理器控制机器，通过机器跟踪产品并控制缺陷的拒收。运行HMI的单独PC提供符合CFR 21第11部分的接口和与生产线管理的集成。通过将特定功能与其处理器隔离，可以很容易地识别和管理更改。更改PLC不需要重新测试视觉处理器或HMI系统。

[账单]该系统基于PC机，能够与移位寄存器接口进行跟踪。对现有经验证技术的持续监控进行评估，并可能实施或不实施到系统中。最近的改进通过使用与运行和保护系统相关的部分窗口以及使用非机械硬盘来提高性能，从而提高了稳定性和可靠性。

5.您可以对机器视觉产品的特定硬件/软件实现设计提供一些见解吗？
[ron]多年来，我们已被要求多次向现有的输送机或机器添加相机。这些努力在开始时看起来很简单;然而，输送机或现有机器没有考虑检查。最终结果通常是一种折衷，不产生最佳性能。通过我们现在提供的系统，我们包括作为视觉系统的一部分的所需材料处理。这允许在将其集成到生产线之前进行测试的完整性能。通常，用于物料处理所花费的额外金钱被降低的集成时间偏移，并最小化了排行时间。

[账单]VisioChrom HR有许多独特的特征，将其与其他矩阵摄像机区分开来。HR意思是高分辨率，利用线扫描仪，检查产品线逐行产品检查。这也允许我们使用较小的灯箱，最大限度地减少铝或其他具有挑战性的背景的光的反射率。

[乔恩]OptyxSG系统是一个完整的、集成的机器，使用专有的关键技术摄像机、处理器和软件，设计用于连续接收、检查和排放产品。产品放在传送带上。每个药片或胶囊都在传送带上进行检查，从传送带末端发射时，也从底部进行检查。在这两次检查之后，不合格的产品被弹出。OptyxSG包括验证弹出功能、自我监控所有关键内部系统以及提供用户活动、检查结果和机器状态的完整日志的功能。机械设计特点简化了清理和清洁，以实现快速的产品转换——符合系统的设计目标，以便于大批量和连续的产品检查。

6.过去一年，贵公司推出了哪些新的机器视觉产品或对现有产品的改进？专门针对制药行业的产品？
[账单]我们已经将我们现有的产品视觉检测系统与另一种产品检测技术NIR相结合。我们称之为VisioNIR——Visio用于产品的视觉检测，NIR用于产品的近红外分子检测。这两种技术的结合100%保证了产品的视觉(颜色、形状和状态)以及产品内容的正确性。

[乔恩]Vantyx和Optyxsg系统在12个月前推出。但是，我们不断完善这些系统，通过软件增强等提供额外的功能。

[ron]我们最近介绍了以下内容：

• 粉末/Lyo/液体填充检查
• 序列化轨迹和迹线
• E-PEDIGREE标记检查
• 盒子/标签检查

7.从历史上看，通过制药行业提供的专用机​​器视觉系统类型的障碍是什么，这些机器视觉系统更广泛应用的障碍是什么？
[乔恩]OptyxSG解决了许多历史障碍，包括低系统容量、昂贵的更换部件，以及清理、清理和更换需要太多时间。

[ron]历史障碍是部署性能不佳的系统。这个行业的期望水平高于大多数人。今天，有更好的知情客户知道要问的正确问题，并且知道如何指定检验系统。

[账单]由于颜色，形状和大小的不同，营销影响在产品检查挑战中继续发挥重要作用。颜色差异可以接近其他不同的产品或使用相同的背景泡罩材料匹配产品颜色。产品配方可以影响产品视觉检查与产品内的多层产品或独特的递送系统的挑战。今天的障碍是传统视觉系统的挑战，导致其他技术，如NIR克服它们。组合产品检验技术和持续的检验发展使得当今大部分的障碍被克服。

8.与您的应用专用机器视觉产品的技术基础设施有关的预付款导致您最新产品的更严格的性能（可靠性，可重复性，准确性等）（光学，照明，视觉硬件，视觉软件，摄像机，等等。）？而且，这些进步的具体优势在价格/性能方面是什么？
[ron]虽然有很多进步，但我认为其中影响最大的是LED照明的发展。就价格/性能影响而言，老话仍然是正确的“一分钱一分货”。

[账单]芯片和照明的持续改进，如LED，既改善了照明条件，又延长了使用寿命，从而降低了更换成本和可靠性。

[乔恩]为食品加工应用开发了Optyxsg的底层技术的重要部分。因此，由于食品加工应用非常苛刻，我们的系统具有非常高的可靠性，可重复性和准确性。而且，因为我们可以使用关键技术的基础设施和资源，我们已经拥有支持药物应用的能力，包括系统设计和布局，规范，集成，资格，培训和服务。

9.底层机器视觉技术（视觉发动机，照明，摄像机等）的变化您预计会在未来2 - 3年内会产生更好的性能吗？
[账单]我们预计典型的电子产品将继续发展……更小、更快、更便宜。我们都分享这些好处;然而，解决新的检查挑战的软件工具的持续开发将是真正的回报。

[乔恩]机器视觉硬件的进步将导致性能和易用性的提高。除此之外，我们的内部发展计划是保密的。

[ron]我们正在研究许多其他技术，以确定其在药物检验中的影响。并非所有是传统的视觉技术，但都要求处理X射线，NIR频谱分析等数据阵列。

10.这些变化将如何影响制药行业？
[乔恩]我们认为它将成为药品制造商在包装之前检查所有固体剂型的标准做法。

[账单]随着研发产品开发目前的精益，制药公司将继续寻求最小化成本，并将直接受益于改进的技术和定价。由于外部和内部的影响，如FDA、跟踪和跟踪、PAT和QbD，使用现有的成熟技术将变得更加可行。

11.制药行业的一些市场/过程变更是推动采用应用专用机视觉系统的制药行业？
[ron]工作部队的减少结合了最大限度地减少责任的增加。

[账单]PAT和QbD正在影响传统的只基于视觉的系统，因为它们是“愚蠢的”系统，只确认“看到的”是正确的。近红外(NIR)等新技术通过确认视觉上正确的东西也是产品内容正确的，从而使产品检查过程“更智能”。

[乔恩]合并，外包和越来越努力使制造业务有效，更快地推动额外的自动化。并且，流程越来越多地通过监管机构进行审查。在某些情况下，Pat举措可能会推动额外的要求。