MVTEC HALCON

借助 AI 与机器视觉革新奶酪生产

食品行业正在经历质量控制方面的变革,这在一定程度上得益于人工智能(AI)的进步。将 AI 与基于规则的机器视觉相结合,使过去无法实现的流程自动化成为可能,从而开启了生产效率和质量保障的新水平。
HALCON
食品和饮料
机器人技术
异常值检测
深度学习

自动化解决方案领域的领先企业 Eberle Automatische Systeme 在奶酪熟成工艺方面开发出了一项具有突破性的解决方案。

挑战:需求增长、劳动力短缺与可持续性

正如 Eberle 的机器视觉工程师 Dorian Köpfle 所解释的:“奶酪熟成过程可以持续长达 14 个月,需要不断监控以避免霉菌并确保质量。人工检查成千上万的奶酪轮几乎是不可能的,这也是为什么传统乳制品公司 Gebr. Baldauf GmbH & Co. KG 向我们寻求自动化解决方案的原因。”

位于阿尔高地区的 Gebr. Baldauf 委托 Eberle 解决这些挑战。最终结果是一个完全自动化的监控系统,结合了移动养护机器人、摄像头和车载图像处理技术。

Gebr. Baldauf 位于阿尔高地区,委托 Eberle (Certified Integration Partner) 应对这些挑战。最终,Eberle 开发出一套全自动监测系统,将移动养护机器人、摄像头和车载图像处理集成于一体。

 

解决方案:借助机器视觉与 AI 实现自动化

该流程首先对奶酪轮进行缺陷检测,例如霉斑或表面瑕疵。4K 摄像头采集高分辨率图像,并利用 MVTec HALCON 的先进机器视觉算法进行分析。该软件采用深度学习方法,能够更早检测异常,从而最大限度减少工艺偏差和材料浪费。相关数据会被存储,并通过网页界面提供访问,以支持远程监控与控制。

与此同时,移动养护机器人执行奶酪轮养护任务,确保形成合适的表皮,并去除不需要的涂抹层。该系统不仅通过减少人工检查提升了效率,还提高了最终产品的一致性和质量。

关键成果与业务价值

这套自动化系统的部署为 Gebr. Baldauf 带来了多项关键优势,包括:

  • 效率提升: 移动式养护机器人可自主运行,在减少人工投入的同时,确保每个奶酪轮都能得到全面检测和处理。
  • 减少浪费: 通过及早发现霉斑或其他缺陷,系统能够及时干预,避免奶酪被判废,从而减少浪费。
  • 质量控制改善: 该系统以 AI 替代人工检测,确保检测结果更加一致,减少主观因素影响。因此,整个流程可实现100% 检测率,并始终采用统一的检测标准。
  • 全程可追溯: 工业图像处理的集成确保了完整的产品可追溯性。所有检测结果都会以数字化方式存储,便于随时调用,从而支持更优的决策和长期工艺优化。

利用 AI 克服技术挑战

在该系统的开发过程中,一个重要挑战在于奶酪本身存在天然差异。每个奶酪轮的外观都不相同,并且在熟成过程中会发生明显变化,这使得基于规则的机器视觉方法难以取得理想效果。为了解决这一问题,Eberle 采用了 AI 和深度学习,构建了一套能够适应每个奶酪轮独特特征的系统。

MVTec HALCON 软件在这一过程中发挥了关键作用。通过使用大量奶酪图像数据训练深度学习网络,该系统能够可靠地检测裂纹、霉斑和变色等缺陷,同时忽略熟成过程中固有的自然变化。这项技术确保即使是细微异常也能被识别出来,从而支持更早干预并进一步提升质量控制水平。

奶酪轮检测结果的热力图可视化
已检测奶酪轮的可视化结果。左侧显示奶酪轮的理想状态;“Prüfungen – NIO”(即检测不合格)通过热力图标示出存在缺陷的区域。中间图像显示的是当前检测结果。

迈向全面自动化:未来发展路径

Eberle 的目标不仅是实现检测流程的自动化,更希望将 AI 全面融入奶酪熟成工艺。目前,该系统已经能够实现实时检测和自主养护,且对人工干预的需求降至最低。然而,公司仍在持续优化系统,使其能够适用于各种类型的奶酪及不同熟成阶段,其长期目标是构建一套完全自动化、由 AI 驱动且无需人工参与的系统。

此外,该系统也为未来的数字化升级奠定了坚实基础。通过与更大型的数字化平台(如 ERP 系统及云平台)集成,有望进一步提升生产流程的整体效率与优化水平。

展望未来:规模化推广与进一步数字化

在该项目取得成功的基础上,Eberle 目前正致力于推动这一解决方案的规模化应用,以满足整个奶酪行业的需求。公司计划对该系统进行标准化,并将其集成到全球奶酪生产中使用的移动式和固定式养护机器人中。

此外,系统的 AI 能力也在持续演进。Eberle 致力于进一步优化深度学习模型,使其能够适应不同类型的奶酪及不同熟成阶段,从而实现全自动分类与检测。这将帮助生产企业在保持最高质量标准的同时,进一步减少对人工的依赖。

正如 Eberle 的 Christoph Muxel 所总结的那样:“我们基于机器视觉的解决方案展示了自动化如何以可持续的方式提升食品行业的质量、效率和竞争力。这个项目只是一个开始,我们期待将这些创新推广到全球范围。”

发布日期: 三月 11, 2026

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