Applications de contrôle automatisé au service du vrac

"Des technologies de pointe
au service du vrac"

à découvrir en intégralité en page 12. de : LE JOURNAL DU VRAC - N° 148 Février 2023

Dans cette interview, Romain BAUDE, CEO d’APREX solutions, expert en vision industrielle et analyse d’image dédiées à l’industrie, répond aux questions du journaliste du Journal du Vrac.

• Qu'est-ce que la vision industrielle et quel est son fonctionnement ?
• Quelle différence entre vision industrielle et solution de tri optique ?
• Quels types de contrôles la vision industrielle permet-elle pour le domaine du vrac ?

Pour mieux maîtriser la production et le suivi de la qualité, découvrez comment l’offre globale logiciel/matériel/service d’APREX solutions, peut faire la différence pour vos projets de vision par caméra.

Et plus encore... d’où viennent les technologies développées par APREX et comment, depuis 2017, l’entreprise accompagnent les projets d’automatisation des contrôles qualité et de suivi des procédés de fabrication de l’industrie 4.0.

L'article complet :

Vision industrielle - Des technologies de pointe au service du vrac

Les technologies de vision industrielle sont de plus en plus performantes et permettent aujourd’hui des applications dans le domaine du vrac, que ce soit pour réaliser des mesures dimensionnelles, des contrôles qualité, des contrôles process ou du guidage robot. Entretien avec Romain Baude, cofondateur de la société APREX.

COMMENT AVEZ-VOUS ÉTÉ AMENÉ À PROPOSER DES SOLUTIONS DE VISION DANS LE SECTEUR INDUSTRIEL ? 
Romain Baude : Avec mon associé Mikael Desecures, nous travaillions précédemment comme ingénieurs et chercheurs dans le domaine de la fusion nucléaire. Nous avons travaillé sur la conception d’instruments de mesure dédiés à ce secteur: sondes, spectroscopie, imagerie, etc. Parmi les techniques d’imagerie utilisées, nous avons travaillé sur l’imagerie à ultra- haute vitesse, à des fins de quantification et de mesure de déplacement de particules de poussière à l’intérieur de réacteurs. Nous avons notamment été amenés à développer des techniques d'analyse de données, dans des contextes d’imagerie complexes avec de fortes intensités lumineuses et une grande quantité d’éléments à mesurer. L’enjeu était de réaliser une analyse le plus rapidement possible: ces contraintes nous ont permis de développer un savoir-faire pointu sur l’exploitation des instruments, pour les amener un peu plus loin que ce qu’ils sont théoriquement capables de faire. Nous avons aussi travaillé sur la partie algorithmie afin de livrer des solutions pertinentes. Sur la base de ce savoir-faire, nous avons décidé de créer la société APREX en 2017 pour amener sur le terrain très concret de l’industrie, des technologies de pointe, notamment de l’intelligence artificielle (IA) à l’état de l’art, afin de répondre aux besoins de contrôle par caméra et d’automatisation de l’inspection et du suivi de la production. Notre objectif est d’apporter des outils pragmatiques, efficaces et robustes aux industriels désireux d’optimiser le contrôle par vision de leur production et du suivi des procédés de fabrication.

QUELLES SONT LES MISSIONS DE LA SOCIÉTÉ APREX ?
R.B.: Après avoir pris conscience des limites existantes dans le secteur industriel, un cap devait être franchi, autant dans l’exploitation du matériel que dans le traitement d’images. Nous avons décidé de nous focaliser sur l’analyse d’images et le traitement algorithmique, ce qui est aujourd’hui notre cœur d’activité. L’activité d’APREX est basée sur trois pôles. Via APREX Solutions, nous réalisons des projets de A à Z de contrôle qualité grâce à la vision par ordinateur. Cela couvre les trois piliers suivants : le choix du matériel de captation (caméra, optique, éclairage, positionnement, contrôleur vision), le développement de l’application à base d’IA el/ou de méthodes paramétriques de contrôle qualité, et l’installation sur site avec personnalisation de l’IHM si nécessaire, interfaçage avec les outils existants du client (System MES, Scada, automates de ligne, etc.)- Via APREX Software, nous mettons à disposition notre suite logicielle pour les clients qui souhaitent automatiser le traitement de leurs photos et vidéos (exemple: centres de recherche publics ou privés). Enfin, via APREX Engineering, nous travaillons de concert avec la R&D des clients qui ont des projets industriels, de rupture technologique, d’innovation, où la vision par ordinateur serait un plus pour les aider à les atteindre.
Le siège d’APREX est situé à Nancy, en Meurthe-et-Moselle, et la société dispose de deux agences commerciales, dans les Hauts-de-France et en région parisienne, l’objectif étant de se développer sur l’ensemble des bassins industriels français.

COMMENT DÉFINIRIEZ-VOUS LA VISION INDUSTRIELLE ?
R.B.: La vision industrielle est constituée de l’ensemble de toutes les technologies utilisant des caméras, associées à des méthodes algorithmiques paramétriques et/ou d’IA, à des logiciels et un contrôleur qui permettent d’extraire de l’information d’une image produite par ces caméras. L’objectif est par exemple de contrôler un produit sous critère de conformité, ou encore de contrôler un process de fabrication par l’analyse des statistiques produits à des fins d'optimisation du pilotage de la production. Un dispositif de vision est constitué d'un ensemble: caméra 2D ou 3D, un éclairage et un contrôleur. Il est installé à un point stratégique de la production pour capter l’information. Cette dernière est traitée par le contrôleur vision qui dispose de méthodes statistiques de traitement de l’image (des matrices de pixels) afin de mesurer, détecter, isoler, nommer, repérer les informations qui nous intéressent de manière automatique (exemple: repérer un point noir dans un verre de cristal, repérer une fissure sur ébauche de forge, contrôler le diamètre des grains dans une fabrication, dissocier des grains de blé et d'orge sur un convoyeur, détecter un corps étranger, etc.). La vision industrielle implique un certain questionnement: Quelle caméra ou quel optique utiliser? Comment positionner l’équipement? Quelles sont les contraintes d’intégration? Y a-t-il des contraintes de poussière, de refroidissement, de température ou réglementaires ? etc.

QUELS PROJETS MENEZ-VOUS LE PLUS FRÉQUEMMENT DANS LES INDUSTRIES DU VRAC ?
R. B. : Nos solutions s’adressent à tous les secteurs du vrac, sans exception. Elles peuvent être utilisées aussi bien dans l’alimentaire, par exemple pour le tri des fruits et légumes, que pour la conformité de contenu de sacs de sables avec une certaine granulométrie. Nous pouvons citer quelques cas les plus fréquents : tri ; détection d’intrants dans une production ; contrôle qualité produits (agroalimentaire); traçabilité de produits; détection de dérive de production ; mesure dimensionnelle, granulométrique (contrôle de poudres, de grains, de boulets) et volume (estimation de masse grâce à la vision 3D) ; composition chimique (information sur la nature du produit et détection de corps étrangers). Nos solutions peuvent aussi aider au guidage robot: des caméras 2D ou 3D permettent à un robot de réaliser le vracage ou dévracage de produits divers afin de les mettre en place pour la suite du process.

EN QUOI FAITES-VOUS LA DIFFÉRENCE SUR LE MARCHÉ ?
R.B.: Aujourd’hui, beaucoup d’entreprises développent des applications de vision sur le marché, certaines s’appuyant sur l’IA. Mais qu’il s’agisse de produits standards ou d’applications dites sur mesure, la plupart ne conjuguent pas la technologie avec une expertise terrain concrète. Chez APREX Solutions, en amont de tout projet, nous prenons en compte le cahier des charges. Nous participons bien souvent à sa définition et nous l’alimentons de nos préconisations, grâce à notre connaissance très pointue du matériel à employer pour capter l'information et l’amener sur l’image, selon une équation: typologie de l’information recherchée (exemple: nature et dimension du plus petit défaut) et conditions de production (exemple : cadence, lumière, chaleur, poussière, vibration, etc.).
Nous avons la capacité de mener un projet de A à Z, du cahier des charges  jusqu’à la production, en passant par l’analyse des besoins, les préconisations et le dimensionnement des réponses à la fois software, hardware et service: études de faisabilité, prototypages, fourniture de dispositif vision complet (caméras, éclairages, contrôleurs, protections, fixations, etc.). En aval, nous avons la capacité de déployer, intégrer et mettre en oeuvre une application sur le site de production et de la faire communiquer avec les automates de ligne et les outils de gestion utilisés par les opérateurs. Sur le terrain très concret de l’industrie, ces étapes sont cruciales pour la réussite d’un projet.

LA TECHNOLOGIE SE DÉMOCRATISE PEU À PEU : DEVEZ- VOUS ENCORE FAIRE PREUVE DE PÉDAGOGIE ?
R.B.: La vision industrielle et le contrôle par caméra existent depuis longtemps. Cependant, cette technologie commence seulement à se démocratiser auprès des industriels du secteur. On pouvait la retrouver dans des secteurs tels que la métallurgie, la mécanique ou la plasturgie, mais elle était jusque-là peu applicable au secteur du vrac ou des matières vivantes. Le traitement des informations ayant fortement évolué ces dernières années, la technologie y devient intéressante. Curieux des nouvelles avancées en matière d’IA, de plus en plus s’y intéressent, ne serait-ce que pour le côté innovant. D'autres nous interrogent parce qu’ils ont une problématique de contrôle, mais sans vraiment savoir si la vision industrielle peut être une réponse. C’est là que nous devons effectivement faire preuve de pédagogie. Tout d’abord, nous devons expliquer en quoi consiste la vision industrielle, ses enjeux, ses impératifs, etc. Nous devons également clarifier ce que l’IA apporte à la vision et ce qu’elle implique, même si elle n’est pas toujours nécessaire. Un projet de vision ne peut se faire sans un cahier des charges parfaitement anticipé !

EN QUOI LA VISION INDUSTRIELLE VA PLUS LOIN QU’UNE SOLUTION DE TRI OPTIQUE ?
R.B.: Le tri optique n’utilise pas de caméras à proprement parler. Il s'agit avant tout de capteurs offrant moins de détails dans la capture de l’événement. Ainsi, la vision industrielle ouvre davantage de possibilités technologiques, notamment via les méthodes par IA. Les industriels exigent de plus en plus de flexibilité des instruments. Nos équipements peuvent être installés en complément d’une ligne de production déjà existante : nous y intégrons une caméra et l’information sera remontée jusqu’à un automate de ligne ou à une supervision. Nous pouvons aussi remplacer un système de tri optique ou de vision industrielle déjà présent dans l’installation. Cela permet de faire évoluer le «cerveau» sans pour autant faire évoluer les équipements mécaniques qui fonctionnent correctement. Enfin, un industriel peut partir d’une feuille blanche: nous travaillerons dans ce cas avec des fabricants de machines qui intégreront nos technologies.

FINALEMENT, QU’EST-CE QUI POURRAIT FREINER LES INDUSTRIELS ?
R. B.: Pour les industriels déjà équipés de solutions de contrôles par vision, le premier frein est de vouloir conserver une solution qui a plus ou moins fait ses preuves jusqu’à présent sur le principe de : «Je sais ce que je perds, mais pas ce que je gagne». Pour beaucoup, c’est certain, la solution qu’ils ont en main remplit parfaitement son rôle. Mais pour d’autres, le recul est insuffisant pour imaginer que l’on pourrait faire mieux. On ressent une peur face au changement de process. Chez les industriels qui utilisent encore le contrôle visuel, les freins peuvent être les suivants: le manque d’informations à ce sujet, la prise de risque qu’ils imaginent être inhérente à cette transformation et, pour finir, probablement le coût. Dans l’imaginaire collectif des industriels, qui dit IA, système de contrôle automatisé, dit coût important. Ce sont des idées reçues qu’il nous faut faire tomber.

QUELLE PLACE DONNEZ-VOUS AU DÉVELOPPEMENT DE VOS SOLUTIONS ?
R.B.: Chez APREX, nous sommes en perpétuel développement, et ce pour plusieurs raisons. D’abord, la suite logicielle que nous proposons à nos clients est aussi le cœur de la technologie que nous utilisons au quotidien pour créer les applications sur mesure. Ensuite, les algorithmes d’IA sont en évolution permanente : nous devons les tenir à jour et même participer à cette évolution par nos développements spécifiques. Enfin, nous avons à cœur de nous rendre au maximum compatibles avec différentes marques et types de caméras et de contrôleurs. Dernièrement nous avons intégré la technologie de l’IA non supervisée qui permet, contrairement à l’IA supervisée, de fonctionner en recherche d’anomalies. Nous avons une offre globale qui permet de combiner toutes les technologies d’IA, avec les méthodes paramétriques de mesures dimensionnelles ou de colorimétrie. Cela fait de notre solution la plus complète et la plus flexible du marché. Nous pouvons également nous interfacer avec un spectre large d’outils de captation (caméra multi/ hyper-spectrale, caméra classique, caméra 3D, caméra infrarouge ou proche infrarouge, sonar, caméra haute vitesse, etc.); ce qui nous permet d’être en mesure de répondre à la plus grande majorité des problématiques à ce jour dans le spectre du visible et de l’invisible.