백신 용기 품질 관리를 위한 지능형 다중 카메라 시스템

어플리케이션

백신 바이알에는 일반적으로 2~100ml의 액체를 담습니다. 병의 평균 높이는 45mm, 너비는 11.5mm입니다. 제조업체는 이동 중 안정된 상태를 유지하고 극한 온도에서도 보관이 가능하도록 붕규산 유리를 사용합니다. 귀중한 내용물을 보관하는 이 작은 용기는 고품질이어야 합니다. 이와 동시에 최근에는 가능한 한 최단 시간에 대량 생산도 요구됩니다. 결함 탐지에는 높은 신뢰도의 고속 품질 관리가 요구되는데, 이 공정이 어떻게 이루어질까요?

고해상도 센서를 장착한, 높은 프레임 속도를 지원하는 고성능 IDS 카메라를 사용합니다. 그리고 IDS uEye CP 제품군의 GigE 산업용 카메라를 산업용 등급 터치 스크린 모니터, 제어 캐비닛과 결합하고 각 생산 시스템에 대한 연결 및 지능형 소프트웨어와 결합합니다. VialChecker는 백신 바이알의 자동 치수 및 표면 검사를 위한 올인원 검사 시스템으로 두 가지 버전으로 제공됩니다. "VialChecker Geometry"는 치수가 규정을 따르는지 점검하고, "VialChecker Cosmetic"은 각 병 표면의 무결성을 검사합니다. VialChecker Cosmetic은 기하학적 검사의 일부로써 사용되기도 하고, 개별 시스템으로 더욱 선별적인 작업을 진행할 수도 있습니다.

VialChecker Geometry는 50가지 이상의 치수 검사 항목을 보유하고 있으며, 최대 0.01mm의 측정 정확도로 표준 및 비표준관 유리 제품을 모두 검사합니다. 금, 긁힌 자국, 깨진 흔적, 함유물, 얼룩과 같은 결함은 강력한 카메라를 통해 0.1mm²의 정확도로 탐지할 수 있습니다. 지능형 소프트웨어는 정확한 결점 분석 및 분류가 가능합니다.

검사는 용기의 형태가 갖춰진 직후 또는 포장 직전과 같은 생산 공정의 다양한 지점에서 이루어집니다. 시스템은 통상 3~8대의 카메라를 지원하기 때문에 여러 측정 지점은 생산 라인에 따라 통합 가능합니다. "고객 요청 사항에 따라, 예를 들어 유리 두께 측정을 요구하는 경우, 시스템을 조정하거나 그에 맞는 센서 또는 카메라로 보완합니다.” 라고 Isotronic의 최고 경영 책임자 Valentin Mayer-Eichberger는 설명합니다. "만약 카메라가 8대 이상 필요하다면 여러 대의 컴퓨터가 이를 실행에 옮깁니다." 예를 들면, 카메라가 비스듬히 회전하는 관 유리 또는 유리 하부를 관찰하고, 고해상도 이미지를 제공하는 것입니다.

카메라는 회전당 최소 20장의 이미지를 찍기 때문에 VialChecker는 아주 높은 정확도로 분당 120병까지 점검할 수 있습니다. 치수 검사에서는 최대 0.01mm, 표면 검사에서는 최대 0.1mm²의 정확도를 보입니다. 또한 실시간, 저지연 공정 외에도 시스템 운영을 자세히 기록합니다. 소프트웨어는 제품 사양에 맞는 품질 요구사항을 충족할 뿐 아니라 오류가 없는 높은 신뢰도를 갖추고 있습니다.

측정 지점에 맞는 카메라 모델은 요구 사항 및 작업에 따라 달라집니다. 현재 Isotronic은 IDS GigE uEye CP 카메라 제품군을 주로 사용하고 있습니다. 해당 제품은 이미지 시퀀스 버퍼링에 쓰이는 120MB 내부 이미지 메모리 덕분에 포괄적 픽셀 사전 처리라는 최고의 기능을 제공하며, VialChecker와 같은 멀티 카메라 시스템에 최적화되어 있습니다. 카메라는 최대 GigE 속도로 데이터를 전송하고, PoE("Power over Ethernet")로 최대 100m까지 싱글 케이블 사용이 가능합니다.

인기 있는 모델 중 UI-5250CP-M-GL은 IDS 제품 내 가장 민감한 센서 중 하나인 2 MP CMOS 센서를 내장하고 있습니다. 모노와 컬러 두 가지 버전을 선택할 수 있으며, 뛰어난 광감도가 특징입니다. 또한 전환 가능한 다양한 셔터 모드는 움직이는 대상의 실제 이미지를 포착하고, 특별히 고대비의 노이즈 없는 녹화를 가능하게 합니다. Valentin Mayer-Eichberger는 "이는 빠르고 신뢰할 수 있는 유리 표면의 결함 탐지에 특히 중요합니다."라며 IDS의 uEye+ 카메라를 선택한 배경을 설명했습니다. 해당 기능으로 몇 가지 특성을 동시에 점검하거나, 여러 매개 변수를 가진 노출 시리즈에서 AOI를 캡처할 수 있습니다. 그렇기 때문에 52fps 프레임 속도의 작지만 강력한 파워하우스는 생산 라인을 따라 고속으로 다양한 검사를 수행하게 됩니다. Valentin Mayer-Eichberger는 "이 시스템은 고속 처리를 가능하게 하고, 분당 최대 120 사이클을 관리합니다." 라고 강조합니다. 만족스러운 카메라 성능 외에 다른 요소 또한 제 역할을 해냅니다:

소프트웨어

IDS 카메라는 C++를 사용하는 시스템에 직접 연결됩니다. 귀하가 개발한 소프트웨어 알고리즘은 오류를 탐지하고 모니터로 오류 메시지를 출력합니다. "측정 시스템은 좋고 나쁨을 보고하는 것에 그치지 않고, 각 제품의 품질을 기록하고 지속적으로 이에 관한 통계를 냅니다. 기기 관리자는 모든 것이 정상이고 병이 매끄럽게 생산되는지 점검하는 데 이를 사용합니다."

Isotronic 소프트웨어의 인터페이스는 고객 요구에 맞추어 개발되었기에 직관적이고 사용자 친화적입니다. 이외에도 VialChecker는 지속적인 업데이트 및 소프트웨어 개선을 위한 원격 지원에도 최적화되어 있습니다. Valentin Mayer Eichberger는 자신있게 다음과 같은 의견을 내놓았습니다. "이것은 동적이고 지속 가능한 시스템의 기본입니다. 우리는 오류 분류와 같은 부담이 큰 작업에서 머신 러닝을 적용하고 있습니다. 서비스의 범위에는 상세한 분석 및 프로세스 최적화 뿐 아니라 대량의 데이터를 다루는 현장 혹은 클라우드 기반 솔루션이 포함되어 있습니다.

구체적인 예로, 공구 마모를 모니터하고, 알람을 울리고, 시간에 걸쳐 결함 빈도를 분석하는 것도 가능합니다. 생산을 모니터하는 클라우드 서비스는 광범위합니다. "생산 마지막 단계에서 우리는 품질 측정 차트를 계산합니다. 측정 정확도에 관한 증명서는 측정 시스템 승인을 목적으로 발급될 수 있습니다.”

전망

전문가들은 백신 바이알에 대한 세계 수요가 향후 2년간 10억~20억 병 더 증가할 것이라 예측합니다. 주요 백신 제조사 중 하나인 아스트라제네카의 대표자 또한 팬데믹 초기에 다음과 같이 경고한 바 있습니다. "전 세계 바이알의 양은 충분하지 않습니다." 세계의 백신 바이알 제조업체는 이 귀중한 액체를 보호할 유리 생산을 늘리고 있습니다. 그에 따라 이 귀중한 액체의 보호를 책임지기 위해 품질에 대한 막대한 요구 조건을 보장할 수 있도록 자동 고성능 검사 시스템 수요는 그 어느 때보다 증가하는 추세입니다. Valentin Mayer Eichberger는 "팬데믹 이전부터도 업계의 전반적인 성장이 있었고, 아시아 지역에서 많은 수요가 존재했습니다." 라고 합니다. VialChecker와 같은 시스템의 전망은 밝습니다. 백신 공급 체인에서 제조사가 병목 현상을 방지하는 데 도움을 주기 때문입니다.