Machine Vision: Pengertian, Cara Kerja, Contoh Penerapan, Hingga Manfaatnya

Dalam era digital dan industri yang semakin maju, teknologi machine vision telah menjadi salah satu inovasi yang menarik perhatian banyak sektor. Kemampuan sistem komputer untuk melihat, menganalisis, dan membuat keputusan berdasarkan gambar dan data visual telah mengubah cara kerja dan operasi di berbagai industri.

Machine vision memungkinkan mesin dan sistem untuk melakukan tugas yang sebelumnya hanya dapat dilakukan oleh manusia, seperti pengenalan objek, inspeksi kualitas, pengukuran presisi, dan pengendalian proses otomatis. Hal ini telah membawa dampak positif dalam meningkatkan efisiensi, mengurangi kesalahan manusia, dan meningkatkan keamanan di lingkungan kerja. 

Artikel ini akan menjelajahi berbagai aspek dan penerapan machine vision di berbagai industri, serta potensi masa depan yang menarik dalam menghadapi tantangan industri modern. Dengan pemahaman yang lebih mendalam tentang machine vision, kita dapat mengaplikasikan teknologi ini dengan lebih efektif untuk mencapai tujuan bisnis yang lebih baik dan berinovasi dalam era digital yang terus berkembang.

Pengertian Machine Vision

Machine vision merupakan teknologi dan metode untuk melakukan inspeksi dan analisis otomatis berbasis gambar, misalnya dalam kontrol proses dan kontrol robot, yang biasanya digunakan pada skala industri.

Machine vision itu sendiri mencakup berbagai teknologi seperti perangkat lunak dan perangkat keras, sistem terintegrasi, berbagai proses, metode, dan keahlian. Tujuan dari machine vision adalah untuk mengintegrasikan berbagai jenis teknologi dengan cara baru dan menggunakannya untuk memecahkan berbagai masalah. Machine vision sering digunakan untuk kebutuhan produksi dan industri, misalnya untuk mendeteksi cacat pada produk. 

Cara Kerja Machine Vision

Machine Vision bekerja dengan menggunakan kombinasi perangkat keras dan perangkat lunak untuk memproses gambar dan mendapatkan informasi yang relevan dari objek yang diamati. Berikut adalah langkah-langkah umum dalam cara kerja machine vision:

Akuisisi Gambar

Proses dimulai dengan mengambil gambar atau video menggunakan kamera atau sensor gambar. Kamera dapat berupa kamera 2D atau 3D, tergantung pada jenis informasi yang dibutuhkan.

Preprocessing

Gambar yang diambil seringkali memerlukan pra-pemrosesan untuk meningkatkan kualitas dan memperjelas detailnya. Preprocessing mungkin melibatkan operasi seperti pengurangan noise, peningkatan kontras, penajaman gambar, dan lainnya.

Segmentasi

Langkah selanjutnya adalah memisahkan objek yang ingin diidentifikasi dari latar belakangnya. Proses segmentasi digunakan untuk menentukan batas atau kontur objek dalam gambar.

Ekstraksi Fitur

Setelah segmentasi, fitur-fitur penting dari objek diekstraksi untuk melakukan analisis lebih lanjut. Fitur-fitur ini dapat meliputi bentuk, tekstur, warna, ukuran, atau atribut lain yang relevan untuk aplikasi tertentu.

Pengenalan dan Analisis

Dalam tahap ini, sistem machine vision menggunakan algoritma dan model pembelajaran mesin untuk mengenali dan menganalisis objek berdasarkan fitur-fitur yang diekstraksi. Ini melibatkan membandingkan fitur objek dengan database atau model yang telah dipelajari sebelumnya untuk mengklasifikasikan objek atau mendeteksi anomali.

Pengambilan Keputusan

Berdasarkan hasil analisis, sistem machine vision membuat keputusan berdasarkan aturan yang telah ditentukan. Misalnya, dapat memutuskan apakah objek tersebut memenuhi spesifikasi atau apakah perlu diambil tindakan lebih lanjut.

Output dan Tindakan

Hasil analisis dan keputusan yang diambil oleh sistem machine vision dapat ditampilkan dalam bentuk visual, sinyal suara, atau digunakan untuk mengontrol peralatan atau sistem lainnya. Misalnya, hasil pengenalan objek dapat digunakan untuk menggerakkan robot atau mengatur proses produksi.

Umpan Balik dan Pembaruan

Machine vision sering digunakan dalam sistem yang adaptif, di mana sistem memperbarui model pembelajarannya berdasarkan umpan balik dari hasil pengenalan dan analisis. Ini memungkinkan sistem untuk terus meningkatkan kinerja dan keakuratannya seiring waktu.

Contoh Penerapan Machine Vision

Terdapat berbagai contoh nyata penerapan Machine Vision di berbagai industri. Berikut adalah beberapa contoh:

Industri Otomotif

Di industri otomotif, Machine Vision digunakan untuk inspeksi kualitas komponen seperti mesin, bodi kendaraan, dan kaca. Sistem machine vision dapat mendeteksi cacat seperti goresan, retak, atau kekurangan pada permukaan, sehingga memastikan kualitas produk yang tinggi.

Industri Makanan dan Minuman

Dalam industri makanan dan minuman, machine vision digunakan untuk inspeksi produk, seperti deteksi kehadiran atau kekurangan bahan, pengujian kepadatan, pengukuran dimensi produk, atau pengecekan kemasan yang rusak.

Farmasi

Dalam industri farmasi, machine vision digunakan untuk verifikasi kualitas produk, termasuk deteksi cacat pada tablet atau kapsul, verifikasi label dan kode batang, dan pengecekan keakuratan pengisian obat dalam botol.

Manufaktur Elektronik

Di industri manufaktur elektronik, machine vision digunakan untuk inspeksi papan sirkuit cetak (PCB), pemosisian dan pemindahan komponen, deteksi solder yang buruk, dan pengujian fungsional.

Logistik dan Distribusi

Dalam industri logistik dan distribusi, machine vision digunakan untuk memilah paket secara otomatis berdasarkan ukuran, bentuk, atau label pengiriman. Sistem machine vision dapat membaca dan mengenali label, memastikan pengiriman yang akurat, dan mempercepat proses pemilahan.

Pertanian dan Perkebunan

Machine vision dapat digunakan dalam pertanian dan perkebunan untuk mendeteksi dan mengklasifikasikan buah, sayuran, atau tanaman berdasarkan kualitas, ukuran, atau tingkat kematangan. Hal ini membantu meningkatkan efisiensi dalam proses panen dan pemilahan.

Industri Kaca dan Plastik

Di industri kaca dan plastik, machine vision digunakan untuk inspeksi produk seperti botol atau kemasan plastik. Sistem machine vision dapat mendeteksi cacat seperti gelembung udara, goresan, atau deformasi pada permukaan produk.

Industri Penerbangan

Dalam industri penerbangan, machine vision digunakan untuk inspeksi komponen pesawat terbang seperti sayap, mesin, atau bagian struktural lainnya. Sistem machine vision dapat mendeteksi cacat atau keausan pada komponen, yang sangat penting untuk menjaga keamanan dan kualitas pesawat.

Manfaat Sistem Machine Vision

Machine vision telah menjadi komponen penting dalam berbagai industri, termasuk manufaktur, otomotif, farmasi, makanan dan minuman, dan banyak lagi. Machine vision memberikan beberapa manfaat sebagai berikut:

Menghilangkan Kesalahan Manusia

Sistem machine vision memiliki peran penting dalam menghilangkan kesalahan manusia dalam proses inspeksi dan pengujian. Mata manusia memiliki keterbatasan, sedangkan machine vision memiliki keunggulan dalam akurasi, pengulangan, dan kecepatan. Dengan menggunakan sistem machine vision, ratusan atau ribuan komponen dapat diperiksa setiap menitnya pada jalur produksi. 

Selain itu, sistem ini juga mampu melihat detail objek yang terlalu kecil untuk dilihat oleh mata manusia, terutama ketika dipasangkan dengan kamera beresolusi tinggi. Dengan demikian, penggunaan machine vision pada alat berat dapat menghilangkan keletihan operator dan meminimalkan perbedaan dalam hasil inspeksi antara operator yang berbeda. Semua ini berkontribusi dalam mengurangi risiko produk cacat atau komponen yang tidak memenuhi standar, sehingga meningkatkan kualitas keseluruhan dalam proses produksi.

Menurunkan Biaya Operasional Perusahaan

Sistem machine vision dapat meningkatkan kecepatan produksi dengan melakukan inspeksi dan pengujian secara otomatis. Hal ini mengurangi waktu siklus produksi dan meningkatkan output per jam kerja, tanpa memerlukan penambahan tenaga kerja sehingga biaya produksi per unit dapat dikurangi. 

Artinya dengan menggunakan sistem Machine Vision, jumlah tenaga kerja manusia yang dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan dapat berkurang. Peralatan dapat bekerja secara otomatis, mengurangi biaya yang terkait dengan gaji, tunjangan, dan pelatihan karyawan. Pengurangan ketergantungan pada tenaga kerja manusia juga mengurangi risiko kesalahan manusia yang dapat menyebabkan kerugian finansial.

Mengurangi Waktu Henti atau Downtime dalam Operasi Produksi

Sistem Machine Vision mengurangi waktu henti dengan memanfaatkan teknologi penglihatan komputer yang canggih. Dengan menggunakan kamera dan perangkat lunak analisis gambar, sistem ini dapat secara otomatis memonitor jalannya proses produksi dan mendeteksi masalah yang mungkin timbul. Misalnya, sistem dapat mengidentifikasi cacat pada produk, kerusakan pada peralatan, atau ketidaksesuaian dengan standar kualitas.

Dengan deteksi dini masalah, tindakan perbaikan atau perawatan yang tepat dapat diambil secara proaktif sebelum masalah menjadi lebih serius. Hal ini menghindari downtime yang tidak terduga dan memungkinkan perusahaan untuk menjaga kelancaran produksi. Selain itu, sistem Machine Vision juga dapat memberikan peringatan dini tentang potensi kerusakan atau kegagalan peralatan, memungkinkan perawatan prediktif yang mengurangi risiko downtime yang tidak perlu.

Meningkatkan Keamanan

Penggunaan sistem machine vision dalam proses produksi dapat meningkatkan keamanan di lingkungan kerja. Dengan mengurangi keterlibatan manusia dalam operasi, risiko cedera pada karyawan dapat berkurang, terutama saat berurusan dengan alat berat yang besar dan bertenaga. Karyawan tidak lagi harus melakukan tugas yang berpotensi berbahaya atau menghadapi situasi yang mempertaruhkan keselamatan mereka.

Mengidentifikasi Cacat Produk

Sistem machine vision memiliki kemampuan yang sangat baik dalam mengidentifikasi cacat atau anomali pada produk. Dalam proses produksi, terkadang sulit bagi manusia untuk secara akurat dan konsisten mengenali dan membedakan cacat yang halus atau perbedaan yang kecil pada produk. Namun, sistem machine vision mampu menangani tugas ini dengan mudah dan efisien.

Pertama, gambar master atau contoh produk yang sempurna dimasukkan ke dalam sistem Machine Vision sebagai referensi atau patokan. Setelah itu, semua komponen yang diproduksi diperiksa dan dibandingkan dengan gambar master tersebut. Sistem visi mesin menggunakan perangkat lunak dan algoritma yang canggih untuk menganalisis gambar dan mencocokkannya dengan gambar master.

Jika terdapat penyimpangan atau perbedaan antara komponen yang diproduksi dengan gambar master, sistem machine vision akan dengan cepat mendeteksinya. Cacat atau anomali seperti corak warna yang salah, cetakan yang cacat, huruf yang hilang, atau perbedaan dimensi dapat diidentifikasi dan ditandai secara otomatis oleh sistem. Informasi ini kemudian dapat digunakan untuk melakukan tindakan perbaikan atau penghapusan produk yang cacat sebelum mencapai tahap selanjutnya dalam jalur produksi.

Melakukan Pengukuran yang Akurat

Sistem machine vision memiliki kemampuan untuk melakukan pengukuran yang akurat terhadap objek. Aplikasi ini melibatkan penentuan dimensi dengan presisi tinggi. Sistem penglihatan dapat menemukan dan mengukur titik-titik tertentu pada suatu gambar, termasuk diameter, radius, jarak, dan kedalaman.

Dalam konteks praktis, sistem machine vision dapat digunakan untuk berbagai tujuan pengukuran yang penting dalam berbagai industri. Misalnya, dalam industri manufaktur, sistem visi mesin dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan mengukur diameter dalam lubang silinder mesin dengan akurasi tinggi. Ini memungkinkan perusahaan untuk memastikan bahwa semua komponen sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan.

Selain itu, sistem machine vision juga dapat digunakan untuk mengukur tingkat pengisian cairan dalam botol atau wadah. Dengan menggunakan kamera 2D atau 3D, sistem visi dapat dengan akurat mengukur volume cairan yang ada dalam botol. Hal ini penting dalam industri makanan dan minuman, farmasi, dan industri lainnya di mana tingkat pengisian yang tepat sangat penting untuk kepatuhan regulasi dan kualitas produk.

Dengan menggunakan sistem machine vision untuk pengukuran, perusahaan dapat mengandalkan pengukuran yang akurat dan konsisten tanpa keterlibatan manusia. Hal ini mengurangi risiko kesalahan manusia dan meningkatkan efisiensi produksi. Data pengukuran yang diperoleh dapat digunakan untuk kontrol proses, pemantauan kualitas, dan analisis statistik yang lebih lanjut.

Mendeteksi Kekurangan

Sistem machine vision memiliki kemampuan untuk mendeteksi kekurangan atau anomali pada produk, termasuk penyok dan goresan permukaan. Dengan menggunakan teknologi penglihatan mesin, perusahaan dapat secara efektif mengidentifikasi cacat yang mungkin terjadi pada produk mereka.

Kunci utama dalam mendeteksi kekurangan adalah menerapkan batasan deteksi dengan hati-hati. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa kekurangan yang “dapat diterima” dapat dibedakan dari kekurangan yang “tidak dapat diterima”. Dalam hal ini, sistem machine vision dapat dikonfigurasi untuk mengenali dan membedakan berbagai jenis kekurangan berdasarkan contoh-contoh yang telah diberikan.

Keunggulan sistem penglihatan mesin terletak pada kemampuannya untuk belajar dari contoh-contoh dan melakukan identifikasi berdasarkan pola yang telah dipelajari. Ini berarti sistem tidak hanya mengikuti aturan yang ketat, tetapi juga dapat memahami variasi dan perbedaan dalam kekurangan yang mungkin muncul pada produk.

Dengan menggunakan visi mesin untuk mendeteksi kekurangan, perusahaan dapat meningkatkan kualitas produk mereka dan menghindari pengiriman produk cacat kepada pelanggan. Proses ini membantu menjaga reputasi perusahaan dan meminimalkan biaya yang terkait dengan pengembalian produk, penggantian, atau kehilangan pelanggan.

Penting untuk memilih sistem machine vision yang sesuai dengan persyaratan dan karakteristik unik dari proses produksi Anda. Dalam hal ini, bekerja dengan penyedia solusi dan ahli di bidang ini dapat membantu menyederhanakan kebutuhan Anda dan memastikan transisi yang mulus ke sistem machine vision.

Dengan bantuan penyedia solusi, Anda dapat menganalisis kebutuhan Anda, menentukan fitur dan fungsionalitas yang diperlukan, dan mendapatkan saran yang tepat mengenai teknologi dan konfigurasi yang sesuai untuk aplikasi Anda. Dengan pendekatan yang tepat, implementasi sistem visi mesin dapat menjadi lebih efisien dan berhasil, membantu meningkatkan produktivitas, kualitas, dan efisiensi operasional.
Jika Anda tertarik untuk mengeksplorasi lebih lanjut seputar bisnis blog MyRobin menyediakan artikel-artikel informatif, studi kasus, dan informasi terkini seputar bisnis loh. Yuk, kunjungi blognya sekarang juga!