Ensuring quality control with NextGuard Pack Division software

Význam tématu

Pack Division představuje softwarové rozšíření pro rentgenové kontrolní systémy určené k zajištění kvality balených potravin a dalších produktů. V praxi je častým problémem, že kontrola pouze podle celkové hmotnosti (checkweigher) nemusí odhalit chybějící lehké položky v balení, protože provozní variabilita hmotností může způsobit, že balení s chybějícím kusem stále spadá do akceptovatelného rozsahu. Schopnost spolehlivě detekovat chybějící produkty — včetně jejich částí — má přímý dopad na bezpečnost značky, spokojenost zákazníka a snížení nákladů na reklamace a stornované dodávky.

Cíle a přehled článku

Cílem aplikacního dokumentu je představit nový modul Pack Division pro systém Thermo Scientific NextGuard, vysvětlit jeho principy fungování, nastavení a přínosy v reálných aplikacích (ukázkově u výrobce sušenek). Dokument ukazuje, jak software doplňuje stávající možnosti detekce kontaminantů a odhadu hmotnosti tím, že rozdělí balení do oddílů (stacks) a vyhodnocuje každý oddíl samostatně podle grayscale obrazu a odhadované hmotnosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Thermo Scientific NextGuard X-ray Inspection System (s volitelnou sadou Product Verification, kam patří Pack Division, Contaminant Detection a Mass Estimation).
• Princip detekce: rentgenové zobrazení s analýzou šedi (greyscale) pro identifikaci jednotlivých stacků v balení a odhad počtu/masy položek v každém stacku.
• Nastavitelné parametry: zobrazení polohy balení (Show Pack Location), prahování šedé úrovně (Threshold), počet řad a sloupců (Rows and Columns), rozměry položky v pixelech (Length and width/diameter), očekávaný počet položek ve stacku (Items per stack) a minimální přípustný počet před odmítnutím (Stack minimum).
• Logika vyhodnocení: dělení balení do maticového gridu, identifikace hranic a jednotlivých stacků, porovnání relativní hmotnosti/odstínu mezi stacky namísto spoléhání se na absolutní hmotnost balení.

Hlavní výsledky a diskuse

• Pack Division dovoluje detekovat chybějící kusy i jejich části (polovinu až čtvrtinu produktu) v praxi testovaném na baleních sušenek s různými konfiguracemi (např. 3×4 nebo 4×4 gridy, stacky 2–4 sušenky).
• Ve srovnání s tradiční kontrolou hmotností přináší zásadní výhodu: místo porovnávání s celkovou hmotností balení se analyzuje každý stack zvlášť. To znamená, že chybějící kus představuje větší relativní ztrátu pro daný stack než pro celé balení, což zvyšuje detekční citlivost.
• Příklad: tolerance checkweigheru 270 g ±10 g, typický rozdíl mezi várkami 260–280 g. Plné balení 276 g je ve limitu a bude přijato. Při jedné chybějící sušence (balení 269 g) by checkweigher balení přijal, i když je produkt chybějící. Pack Division však identifikuje chybějící položku díky lokálnímu porovnání stacků a analýze grayscale.
• Přesnost závisí na nastavení parametrů, kvalitě obrazu a provozních podmínkách: rychlost linky, velikost stacku, orientace balení při vstupu do systému a úhel snímání mohou ovlivnit spolehlivost. Uvedená přesnost odhadu počtu položek může být například ±0,1 na stack.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená detekční citlivost na chybějící produkty v multi-položkových baleních, včetně detekce dílčích částí produktu.
• Snižuje falešně negativní výsledky, kdy checkweighery akceptují balení s chybějícími kusy z důvodu variability hmotnosti.
• Flexibilita: podpora kruhových i pravoúhlých produktů, nastavitelné rozměry, počet řad/sloupců a citlivost pro různé receptury a velikosti balení.
• Možnost kombinace s existujícími funkcemi NextGuard (detekce cizích těles, odhad hmotnosti) pro komplexní kontrolu kvality v jedné jednotce.
• Užitečné v potravinářské výrobě (pečivo, sušenky, balené snacky) a dalších odvětvích, kde jsou výrobky baleny ve vícenásobných sloupcích/vrstvách.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace strojového učení pro adaptivní nastavení prahů a automatické rozpoznávání variant balení může zvýšit robustnost při změnách výrobních parametrů.
• Vylepšení kalibrace pixelových rozměrů a offline simulace různých úhlů nasazení může snížit vliv orientace balení a zvýšit přesnost při vyšších rychlostech linky.
• Propojení s výrobními MES/WMS systémy pro automatickou volbu receptury a parametrů na základě informace o šarži, typu balení nebo požadavcích zákazníka.
• Rozšíření na vícevrstvé nebo nepravidelně uspořádané produkty pomocí pokročilých analytických metod (3D rentgen/CT, vícerozměrná analýza obrazu).

Závěr

Pack Division je praktické softwarové rozšíření pro X-ray systémy, které řeší omezení kontroly kvality založené pouze na celkové hmotnosti. Díky dělení balení na stacky a analýze grayscale dokáže spolehlivě odhalit chybějící kusy i jejich části, což vede k lepší kvalitě výstupu a nižšímu riziku dodání neúplných balení. Implementace vyžaduje pečlivé nastavení parametrů a zohlednění provozních podmínek, ale přináší významné výhody v potravinářství a dalších průmyslových aplikacích.

Reference

• Prieto D. Application note: Product inspection — Ensuring quality control with NextGuard Pack Division software. Thermo Fisher Scientific; PPA-AN1462-EN, 2025.