BIBLIOTECA HORTICULTURA

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Automatizando la detección de creasing

Automatizando la detección de creasing

Por Chris Johnston, Desarrollador de Algoritmos, COMPAC

El reciente blog de Andrew McQueen anunciando el lanzamiento de Spectrim 2.1 analizó brevemente nuestro nuevo algoritmo de clasificación de texturas. Y no importa cómo lo llames: textura, puff y crease, creasing, rajado del albedo, clareta, … la clasificación de este tipo de fruta que presenta la piel arrugada es importante para los envasadores de naranjas.

Compac ha vendido más líneas de Spectrim para cítricos que para cualquier otra fruta. Las mejoras en la clasificación de cítricos son un objetivo importante para nuestro equipo de Investigación y Desarrollo, y, como resultado, el equipo está trabajando en la detección de la podredumbre acuosa (Phytophthora) y en el desarrollo y prueba de una solución mejorada para las naranjas que presentan la piel arrugada (creasing).
 

El reto
Las naranjas con piel arrugada presentan un defecto estructural por el que la cáscara de la fruta se afloja, dando como resultado hinchazón en algunas partes y arrugas en otras, lo que lleva al término norteamericano "Puff and Crease". Este es un problema importante para los almacenes de confección, ya que cuando la fruta se empaca en cajas y se transporta, el peso puede llevar a que se produzcan roturas. Posteriormente, la fruta puede presentar podredumbres y todo el envío puede deteriorarse significativamente a lo largo de la cadena de suministro. Partidas aparentemente buenas pueden llegar a destino mostrando daños.

El otro gran problema para las empacadoras es que puff y crease son muy intermitentes. Los almacenes de confección necesitan tener una sobrecarga adicional de personal para la selección manual durante toda la estación de envasado de cítricos, o reducir la velocidad de la línea de empaque, cuando se presentan partidas con estos defectos. Ambos resultan en un aumento en el costo de mano de obra por envase.

Algunos países tienen un mercado local saludable para fruta que presenta creasing en niveles mínimos a moderados, mientras que otros no. En América del Norte, donde no se permite ningún grado de puff & crease para exportación, y si niveles bajos para los mercados nacionales y usos domésticos. Mientras que en Australia, la fruta con estos defectos no se acepta en ninguna circunstancia en que la fruta debe embalarse. Esto significa que cualquier solución algorítmica necesita ser sensible a la detección de arrugas y ser flexible en cuánto a cómo calificarla.


El enfoque actual
La mayoría de los almacenes de confección dependen de la clasificación manual para cuando se trata de determinar defectos en la textura. Confiando en el ojo humano, intrínsecamente subjetivo, para calificar, agravado por la dificultad de ver creasing a medida que la fruta se mueve en las mesas de clasificación, se obtiene una precisión de grado variable. Al igual que ocurre con la detección podredumbre acuosa, queremos proporcionar una solución consistente, en un único gabinete (“discoteca”), a nuestros clientes.

Con un desafío tan grande, muchos proveedores de equipos (incluyendo Compac) han intentado una serie de soluciones, desde gabinetes hasta algoritmos que no han acabado de funcionar. Estos últimos han demostrado cierto valor en las configuraciones de pregrado, pero ninguno ha alcanzado el éxito suficiente para abordar los problemas ya mencionados de mano de obra adicional y velocidades más lentas, para reducir el costo por envase. Debido a esto, hemos pasado las últimas temporadas investigando cómo ofrecer una solución más consistente y precisa.


La solución Spectrim
La plataforma Spectrim ha sido diseñada para ser flexible y actualizable para satisfacer las necesidades presentes y futuras. Esto permite que el equipo de Investigación y Desarrollo analice las mejoras tanto revolucionarias (como SmartMap) como incrementales del software Spectrim. El aprovechamiento de las características revolucionarias de SmartMap, provisto de nuevos algoritmos, nos ha permitido hacer mejoras significativas en la gradación de creasing.

Parte de la mejora de nuestro producto proviene del trabajo con clientes de diferentes partes del mundo para encontrar soluciones a sus desafíos de clasificación. Descubrimos que el IR (infrarrojo) era la mejor longitud de onda para detectar creasing y esto ha llevado a que sea necesario tener al menos un sistema CIR para utilizar el nuevo algoritmo para creasing.

Afortunadamente, los sistemas Spectrim CIR y C2IR son ya opciones importantes para los empacadores de cítricos y muchos de nuestros clientes sólo necesitan una actualización del software. Cada sistema (CIR y C2IR) ofrece beneficios sobre un sistema de un solo color. Spectrim CIR es más avanzado y mejora la clasificación de podridos, pinchazos, tirones, rajados y daños de saltamontes en relación a un sistema Spectrim Color; mientras que Spectrim C2IR mejora la detección de podredumbre acuosa, tirones, rajados y otras podredumbres en relación a Spectrim CIR.

El nuevo algoritmo ha sido desarrollado para ajustarse al flujo de trabajo de clasificación existente, para minimizar las necesidades de entrenamiento del personal. Tiene un nuevo detector de manchas, llamado Crease, que está diseñado para encontrar posible creasing en la fruta. Luego, creamos nuevas funciones para ser utilizadas por la poderosa herramienta de aprendizaje automático SmartMap de Spectrim. Al igual que otras graduaciones de imperfecciones, usted sigue el proceso normal: detecta, identifica y clasifica la fruta entera usando manchas, SmartMap y las reglas de Clasificación de Manchas. El software de Spectrim permite una gran flexibilidad en cuanto a las imperfecciones que puede detectar y cómo las clasifica. Sabemos que nuestros clientes y su personal tienen un gran conocimiento de la fruta y entienden los requisitos de sus propios clientes. Por lo tanto, le ofrecemos una herramienta flexible que se puede aplicar para cumplir con los requisitos individuales.

Las pruebas de validación en California han demostrado que los gabinetes Spectrim que usan el nuevo software son capaces de clasificar correctamente la fruta con creasing más severo, es decir, la que debe enviarse a la industria de zumos, pasando por un degradé hasta otras que pueden clasificarse como utilizables. La mayoría de la fruta con creasing moderado se está clasificando correctamente como utilizable, con una pequeña cantidad degradada a categoría zumo y el resto en grados superiores. En relación al creasing ligero, de momento sólo se logró una detección limitada, clasificándose de forma correcta aproximadamente un tercio de la fruta con este nivel de afección.

Este nuevo algoritmo elimina los niveles más severos de daño según las regulaciones para el mercado doméstico y de exportación, lo que permite a los operarios que realizan la clasificación manual puedan concentrarse en los casos de daños leves, al tiempo que respalda un producto final más consistente para los consumidores. Según la experiencia en el mercado menos tolerante al creasing, Australia, lo que se espera es que algunos de los casos de creasing leve, la mayoría de los moderados y la mayoría de los casos claros de creasing se envíen a zumo sin ningún esfuerzo manual.

Los beneficios de este nuevo algoritmo para detectar creasing son importantes, como es el permitir que las líneas de confección funcionen a velocidades mucho más rápidas en lotes con una alta incidencia. Anteriormente, el rendimiento se reducía a veces hasta en un 40 por ciento para permitir a los operarios clasificar de forma manual a las naranjas afectadas. Con la confianza de que las calificaciones más bajas son detectadas por el equipo, es posible reducir la cantidad de operarios dedicados a clasificación manual en las líneas. Una vez que Sectrim clasifica de forma consistente, se deja solo un operario para clasificar en la salida de fruta que va a consumo en fresco y ninguno en la salida de fruta que va a zumo, reduciéndose así la selección manual en aproximadamente un 50%.


Valor para el almacén de confección

La clasificación del creasing es muy subjetivo, más que muchos otros defectos: he visto que un clasificador bajaba una fruta de grado mientras que otro clasificador asignaba esa misma fruta a una categoría superior. Los humanos son naturalmente buenos para tomar decisiones basadas en criterios confusos y son enormemente adaptables, con capacidad de aplicar el sentido común a los nuevos defectos y variaciones de la fruta. Pero los humanos son inconsistentes entre personas y en la misma persona durante un turno y avanza la fatiga. El nuevo algoritmo de creasing que usa herramientas SmartMap, le permite a su operador establecer puntos de corte definidos y ajustarlos según sea necesario. Eliminar la fruta con creasing de las mesas de clasificación reduce en gran medida las demandas cognitivas de su personal, lo que ayuda a mantenerlos alertas durante más tiempo. Spectrim puede proporcionar un estándar objetivo para calificar todo el día, todos los días.

La otra mejora tiene que ver con la utilización de mano de obra que reducirá el costo por envase. Al automatizar, puede ejecutar el sistema a su velocidad de funcionamiento normal sin necesidad de reducir la velocidad cuando se trabaja un lote con creasing.

Al reducir la cantidad de creasing en un envase, el riesgo de rotura y deterioro también se reduce, lo que reduce las posibilidades de pérdida de ingresos y, lo que es más importante, ayuda a proteger la lealtad de marca y ayuda con las ventas futuras.

Este es solo uno de los muchos proyectos de investigación y desarrollo en los que hemos estado trabajando para mejorar la oferta de nuestros sistemas de inspección. Tanto en software como esta mejora de Spectrim, y en hardware con el lanzamiento de la actualización de Inspectra2 y Cherry Total View. Con las actualizaciones de software Spectrim dos veces al año, nuestros clientes pueden esperar una gama de nuevas prestaciones para diferentes productos.


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