Integrácia umelej inteligencie (AI) a technológie strojového videnia sa stala hlavnou hnacou silou pre inteligentnú modernizáciu zariadení na výrobu dutých kapsúl. Prelomením obmedzení tradičnej manuálnej kontroly a pasívnej údržby sa vďaka tejto integrácii uskutočnil skok od „po-kontroly“ k „pred-upozorňovaniu“ a od „riadenia-skúseností“ k „riadeniu-údajmi“ vo výrobnom procese, čím sa výrazne zlepšila stabilita, efektívnosť a kvalita produktu výrobnej linky. Špecifické aplikácie a technické výhody sú nasledovné:
1. Systém kontroly strojového videnia integrovaný s modulmi internetu vecí
Inteligentný systém vizuálnej kontroly na výrobu dutých kapsúl sa skladá z priemyselných kamier s vysokým{0}}rozlíšením, laserových senzorov a komunikačných modulov internetu vecí. Viacero kamier je nasadených v kľúčových uzloch, ako je tvarovanie kapsúl, vyberanie z formy a výstup hotového produktu, aby sa zachytil vzhľad, veľkosť a farba kapsúl v reálnom čase s frekvenciou snímania až 200 snímok za sekundu. Zhromaždené obrazové údaje sa prenášajú do výpočtovej jednotky edge prostredníctvom modulu IoT na analýzu-v reálnom čase, čím sa realizuje bezproblémové prepojenie medzi vizuálnou kontrolou a celým dátovým reťazcom výrobného procesu.
Systém má mieru rozpoznania 99,99 % pre bežné chyby kapsuly vrátane deformácií (ako je konkávne-konvexné, skrútenie), farebných rozdielov (miestne sfarbenie, nerovnomerná farba) a rozmerových odchýlok (vonkajší priemer, hrúbka steny, dĺžka presahujúca štandard). Po identifikácii chybného produktu systém do 10 ms odošle signál do mechanizmu automatického odmietnutia, ktorý používa vysoko presné servo riadenie na presné odstránenie chybnej kapsuly bez ovplyvnenia normálnej prevádzky výrobnej linky. V porovnaní s tradičnou manuálnou kontrolou sa nielen úplne vyhne rušeniu ľudských faktorov, ako je únava a subjektívny úsudok, ale aj viac ako 5-násobne sa zvyšuje účinnosť kontroly.
Okrem toho sa kontrolné údaje (vrátane typu defektu, množstva, času výskytu a miesta) synchronizujú s nadradeným počítačovým riadiacim systémom prostredníctvom modulu IoT, čím sa vytvorí kompletný súbor sledovateľnosti kvality. Dáta je možné uchovávať dlhšie ako 1 rok, čo je v súlade s požiadavkami GMP (Good Manufacturing Practices) farmaceutického priemyslu a poskytuje spoľahlivú dátovú podporu pre následnú optimalizáciu výrobného procesu.
2. Inteligentný algoritmus pre prediktívnu údržbu a zlepšenie účinnosti
Na základe veľkého množstva prevádzkových údajov zhromaždených modulom IoT (ako je frekvencia vibrácií zariadenia, teplota motora, parametre chodu servosystému a výrobné zaťaženie) zostavuje inteligentný algoritmus AI digitálny model prevádzkového stavu zariadenia. Na základe historických údajov o poruchách a údržbe zariadenia dokáže algoritmus identifikovať včasné varovné signály potenciálnych porúch (ako je abnormálne opotrebovanie upínacieho mechanizmu, odchýlka systému regulácie teploty a zhoršenie výkonu motora) a vydávať pripomienky údržby 24-48 hodín vopred.
Tento režim prediktívnej údržby zásadne zmenil tradičné metódy „údržby pri poruchách“ a „preventívnej údržby“. Môže účinne zabrániť náhlym odstávkam zariadení, znížiť poruchovosť výrobných liniek o 40% a výrazne zlepšiť stabilitu výroby. Inteligentný algoritmus zároveň optimalizuje plánovanie výroby a parametre prevádzky zariadení v reálnom čase podľa výrobnej úlohy a stavu zariadenia, čím sa celková efektívnosť zariadenia (OEE) linky na výrobu kapsúl zvýšila na viac ako 85 %. Napríklad vo veľkej-základni na výrobu kapsúl sa po použití tejto technológie ročné prestoje spôsobené poruchou zariadenia skrátia o 600 hodín a ročná produkcia sa pri rovnakom výrobnom čase zvýši o viac ako 10 %.
3. Systém simulácie materiálu kapsuly založený na AI a mikroskopii atómových síl
S rastúcim dopytom po diverzifikovaných materiáloch kapsúl (ako sú rastlinné-HPMC, škrob, extrakt z morských rias) sa výskum a vývoj nových materiálov kapsúl a optimalizácia existujúcich receptúr stali dôležitými úlohami v tomto odvetví. Systém simulácie materiálu kapsúl integrovaný s technológiou AI a mikroskopiou atómovej sily (AFM) výrazne skrátil výskumný a vývojový cyklus nových materiálov.
Princíp fungovania systému je nasledovný: po prvé, mikroskop s atómovou silou sa používa na skenovanie mikrokozmickej štruktúry materiálu puzdra (ako je usporiadanie molekúl, veľkosť pórov a drsnosť povrchu) a získavanie vysoko{0}}presných mikrokozmických údajov; potom sa použije optimalizačný algoritmus AI na vytvorenie korelačného modelu medzi mikrokozmickou štruktúrou materiálu a jeho výkonnosťou (ako je viskozita, tvarovateľnosť a rýchlosť rozpúšťania); nakoniec algoritmus simuluje tvarovací efekt rôznych materiálových vzorcov vo výrobných podmienkach stroja na výrobu kapsúl a rýchlo vylúči optimálny vzorec.
Táto technológia sa vyhýba tradičnému únavnému experimentu-a{1}}omyl, znižuje náklady na výskum a vývoj nových materiálov kapsúl o 40 % a skracuje cyklus výskumu a vývoja o 50 %. Poskytuje silnú technickú podporu pre vývoj špeciálnych funkčných kapsúl (ako sú enterosolventné-kapsuly, kapsuly s predĺženým-uvoľňovaním) a popularizáciu kapsúl na rastlinnej báze.