Visión artificial para detección de defectos en pieles para el interior del automóvil

Antecedentes

Grupo Antolin (GA) es uno de los mayores fabricantes de componentes para el automóvil en el mundo y proveedor global de soluciones tecnológicas para el interior del vehículo . Entre sus clientes se encuentran la mayoría de los fabricantes de vehículos, incluyendo las principales marcas premium del mercado.

La compañía es una referencia mundial en productos como techos, paneles de puertas e instrumentos, consolas e iluminación. Con presencia en 26 países y más de 27.000 empleados, Grupo Antolin se encuentra en una fase de crecimiento de su portfolio de productos siempre orientándose a las necesidades de los usuarios del futuro y las nuevas tendencias en movilidad, cerrando importantes alianzas estratégicas con socios tecnológicos a nivel mundial. 

El reto

La selección de pieles para el revestimiento de los interiores del automóvil se realiza manualmente. Esta actividad es por tanto muy subjetiva y no se dispone de tecnología para mejorar la relación calidad/coste y reducir los errores humanos. 

La principal dificultad radica en la "identificación de defectos”, sobretodo aquellos ocultos en la superficie, y su catalogación según la calidad exigida en cada zona del interior del automóvil.

El proceso actual es el siguiente:

1. Las tenerías (proveedores de pieles) tratan la piel de vaca completa (de unos 4 m2) y le imprimen un relieve para disimular defectos, utilizando el mismo patrón que las piezas de plástico del interior del automóvil.
2. Una vez en la planta de GA, se procede a la inspección visual y el marcado manual (con rotulador) de los defectos identificados en las pieles completas. Los operarios utilizan estaciones de proceso con luz artificial, de distinto tipo, intensidad y posición para poder detectar los distintos tipos de defectos.
3. Un sistema de digitalización por cámara traslada los defectos y el contorno de la piel al Software de la mesa de corte. Con estos datos, se adecua la geometría de las piezas a recortar en cada “vaca” en particular para optimizar su aprovechamiento.

Los operarios disponen de cuadernos “grey book” donde se especifican los defectos permitidos (y los no permitidos) por cada fabricante y zona del automóvil. Por ejemplo: una cicatriz en la piel de menos de 2 cm estaría admitida en la zona baja del volante para un determinado fabricante. 

GA ha hecho algunos avances y cuenta con una librería con 600 muestras físicas (trozos de piel de 20x20 cm aprox.) y digitalizadas, con los distintos defectos catalogados, en todo tipo de pieles y patrones; y los parámetros con los que se han realizado las digitalizaciones. Para obtener estas fotos se ha utilizado una cámara profesional con distintos enfoques e iluminaciones habiendo detectado visualmente el 90% de los defectos catalogados. No obstante, no es una condición que el futuro sistema utilice cámaras; de hecho, se contemplan otras tecnologías alternativas.

En el documento en PDF “Anexo I ESP”, adjunto a este reto, y descargable previo registro de participación, se pueden ver fotografías del proceso actual y algunos ejemplos de los tipos de defectos en la piel digitalizados.

Lo que el cliente está buscando

Grupo Antolin busca alternativas eficientes a la inspección manual de pieles con el fin de minimizar los errores en la identificación de defectos.

El objetivo principal es definir y validar, mediante un demostrador, un sistema de detección de defectos en las pieles (a través de visión artificial, escáner, ...), y su catalogación según especificaciones de los fabricantes. Dicho sistema deberá ser capaz de ir aprendiendo y mejorando su eficiencia.

Debido a la complejidad del reto, en un primer estadio sería aceptable un sistema de ayuda al operario, para reducir el tiempo de inspección de una piel por debajo de 2 minutos con una fiabilidad de al menos el 80%. Como fin último se buscaría la máxima capacidad de detección posible.

La solución propuesta debe incluir:

a. Pre-diseño de un sistema de detección de defectos de no calidad en las pieles (vacas) de cuero. Esta solución estaría compuesta por distintos elementos:

• Sistema de detección de defectos y requisitos de hardware
• Estación/es de proceso
• Sistema de iluminación
• Número de imágenes necesarias y calidad de las mismas
• Algoritmos a utilizar y evidencias de utilización con éxito en algún proceso similar documentado.

b. Resultados esperados:

• Tipos de defectos detectados (a priori) sobre el catálogo de defectos
• Porcentaje de aciertos (estimado)
• Tiempo de ciclo previsto

c. Oferta para la realización de una prueba piloto. En esta oferta se debe precisar:

• Especificación de cómo se propone realizar la prueba piloto:
  • Alcance de la prueba
  • Especificación del SW que se desarrollará en la prueba
  • Equipamiento mínimo necesario para la prueba piloto (y coste estimado)
  • Tiempo estimado de duración de la prueba y etapas previstas
  • Especificación del nivel de soporte ofrecido por el autor, si bien se contará con la participación activa del equipo de ingeniería avanzada de “Cockpits & Doors” de GA.
• Presupuesto, a definir por el autor (a priori se consideran los 15.000€ del premio para financiar la prueba piloto, pero el importe no está cerrado a esta cantidad)
• Condiciones de la prueba piloto:
  • El coste de todos los equipamientos requeridos (cámaras, iluminación…) por el demostrador no está incluido en los 15.000€
  • El demostrador se instalará en Valladolid (Spain) aunque la tecnología se implementaría posteriormente a nivel mundial.
  • Otras condiciones determinadas por el participante

Criterios de evaluación

Las propuestas serán evaluadas de acuerdo con los siguientes criterios:

• Evidencias de viabilidad del sistema (madurez de la solución, fiabilidad)
• Mayor simplicidad de la solución (requerimientos de espacio, de uso, de equipos…) y facilidad de implementación e industrialización.
• Menor tiempo de ciclo previsto
• Menores costes estimados de la solución
• Tecnología propietaria o externa

Este es un torneo de 1 ronda con las siguientes entregas:

• Un DOSSIER en PDF que incluye los puntos a, b y c descritos anteriormente.
• Los finalistas podrán presentar la propuesta al equipo de Grupo Antolin de manera online.

Estructura y cronograma del torneo

Este es un desafío de una ronda con los siguientes plazos:

• 8 semanas para la presentación (el plazo finaliza el 29 de Marzo de 2022)
• 4 semanas para la evaluación

El comienzo de la prueba piloto se acordará con el ganador y se realizará a partir del mes de Mayo de 2022.

Confidencialidad

Según términos y condiciones generales. También deberán cumplirse las condiciones particulares establecidas por Grupo Antolin:

• Sin la autorización por escrito de ENNOMOTIVE, el participante no podrá delegar parcial o totalmente sus actividades relacionadas con la resolución del desafío a terceros, de acuerdo con los términos y condiciones generales previamente aceptados por los participantes.
• Cuando varias personas deseen participar en un desafío en equipo, todas ellas deberán unirse al desafío individualmente, aceptando así las condiciones particulares que otorgan acceso a la información del desafío. La solución puede ser publicada por cualquiera de ellos siempre que el documento contenga los nombres de los integrantes del equipo.
• Si a pesar de la obligación del PARTICIPANTE de mantener confidencial la información del desafío, por accidente u otras causas involuntarias, algunos datos fueran revelados a terceros, el PARTICIPANTE deberá informar a ENNOMOTIVE al respecto, y ENNOMOTIVE se comunicará con GA sin demora.

Propiedad intelectual

Según términos y condiciones generales. También deberán cumplirse las condiciones particulares establecidas por Grupo Antolin:

• La propiedad de la PI y la cesión o no de derechos de uso de la solución,  serán definidos por el participante en su solución propuesta (en caso de no mencionarlo, se considerará la cesión de derechos de uso para el Grupo Antolin y la IP será propiedad del autor)
• En caso de que en la solución se incluya información o conocimiento de terceros, deberá contar con autorización expresa para ello. También deberá adjuntar dicha autorización a la solución y subirla a la plataforma. El uso de herramientas comerciales de terceros o de SW libre, de uso habitual en el sector, no requerirá de esta autorización.
• Cualquier derecho de PI o licencia de terceros necesarios para reproducir de cualquier manera la solución propuesta debe mencionarse de inmediato, indicando el propietario y cualquier condición de uso de dicho derecho de PI.