Организация и технология испытаний. Учебное пособие

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научно-инновационной деятельности ТГТУ

________________________________ /ФИО/

«_____» _________________ 20___ г.

МЕТОДИКА исследовательских испытаний модернизированного макета роботизированного комплекса для мониторинга качества и

сортировки фруктов

Распознавание поверхностных повреждений

ХХХХХХХХМИ03

Тамбов 20 ____ г.

71

Введение

Настоящий документ устанавливает методику проведения исследовательских испытаний модернизированного макета роботизированного комплекса для мониторинга качества и сортировки фруктов (далее РК) в части распознавания объектов контроля (яблок), содержащих поверхностные повреждения: загнившие растительные ткани плодов площадью от 0,2 см2; увядшие плоды; плоды, повреждённые сельхозвредителями, с количеством повреждений более двух, расположенных на противоположных поверхностях плода; плоды с пятнами парши более 0,5 см2; плоды с джонотановой пятнистостью.

Методика испытаний предназначена для проведения экспериментальной оценки РК в соответствии с требованиями технического задания и плана графика.

Испытания проводятся на модернизированном макете роботизированного комплекса для мониторинга качества и сортировки фруктов.

Целью испытаний, проводимых по настоящей методике, является проверка соответствия РК требованиям технического задания в отношении возможности распознавания на объектах контроля (яблоках) поверхностных повреждений, вызванных: загниванием растительных тканей (площадь повреждений более 0,2 см2); повреждением сельхозвредителями (в количестве два и более, расположенных на противоположных поверхностях плода); грибковой инфекцией (пятна парши площадью более 0,5 см2); а также увядших плодов и плодов, содержащих пятна (джонотановая пятнистость).

Настоящая методика испытаний разработана в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563–2009 « Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений».

Требования к показателям точности измерений

Модернизируемый РК должен обеспечивать возможность определения поверхностных повреждений яблок с вероятностью ошибок первого и второго рода – не более 15%:

−загнившие растительные ткани плодов площадью от 0,2 см2;

−увядшие плоды;

−плоды, повреждённые сельхозвредителями, с количеством повреждений более двух, расположенных на противоположных поверхностях плода;

−плоды с пятнами парши более 0,5 см2;

−плоды с джонотановой пятнистостью (п. 4.2.2 ТЗ).

Ошибка первого рода – означает, что яблоко без дефектов, отбраковано как дефектное. Ошибка второго рода – означает, что дефектное яблоко не отбраковано (пропущено).

Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам, реактивам

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы:

Контрольные образцы яблок:

−образцы яблок без поверхностных повреждений;

−образцы яблок, имеющие следующие поверхностные повреждения:

загнившие растительные ткани плодов площадью, равной или более 0,2 см2;

увядшие плоды;

плоды, повреждённые сельхозвредителями, с количеством повреждений более двух, расположенных на противоположных поверхностях плода;

плоды с пятнами парши более 0,5 см2;

плоды с джонотановой пятнистостью.

Штангенциркуль по ГОСТ 166–89.

Линейка металлическая измерительная по ГОСТ 427–76.

72

Секундомер СОПпр-2а-3 ТУ 25-1894.003–90.

Термогигрометр ИВА-6АР.

Примечание: допускается использовать другие СИ, оборудование и материалы, не уступающие по своим характеристикам СИ, оборудованию и материалам, перечисленным выше.

Метод измерений (испытаний)

Метод основан на оценке функционирования модернизированного РК с применением контрольных образцов сравнения (повреждённых и неповреждённых яблок). Обнаружение повреждений осуществляется путём получения в реальном масштабе времени гиперспектральных изображений контрольных образцов в диапазоне спектра от 400 до 1050 нм и их последующей обработки по алгоритму ХХХХХХХХ.

Требования безопасности, охраны окружающей среды

При подготовке и проведении испытаний следует соблюдать требования безопасности труда и производственной санитарии. При проведении испытаний необходимо соблюдать меры безопасности в соответствии с Руководством по эксплуатации и средств измерений, применяемых при испытании. Выполнять мероприятия по обеспечению защиты работающего персонала от поражения электрическим током в соответствии с ГОСТ 12.1.030–81.

Требования к квалификации операторов

К проведению испытаний допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие обучение (инструктажи) по технике безопасности и охране труда. Персонал, участвующий в испытаниях, должен быть ознакомлен с конструкцией и принципом работы модернизированного РК, проинструктирован о приёмах и правилах выполнения работы и о мерах безопасной работы на комплексе.

Требования к условиям измерений (испытаний)

1. При проведении испытаний должны быть соблюдены следующие условия:

−температура окружающей среды – 24 ± 8 ° С;

−относительная влажность окружающего воздуха – 60 ± 30%.

Поверхность конвейера должна быть сухой и чистой от грязи и прочих, мешающих распознаванию объектов контроля (яблок) факторов; контроль – визуальный контроль, салфетка белая безворсовая.

Область контроля должна быть защищена от воздействия иных источников излучения, кроме предусмотренных конструкцией модернизированного РК; контроль – визуальный контроль. Источник излучения должен иметь спектральный диапазон 400…1050 нм и пройти оценку по методике ХХХХХХХХМИ01.

2. Специальные условия:

−линейная скорость перемещения объекта в области контроля не более 5 см/с.

В области контроля одновременно должен находиться только один объект контроля; (контроль – визуальный контроль).

Подготовка к выполнению измерений,

втом числе требования к подготовке контрольных образцов

1.Модернизированный макет роботизированного комплекса для мониторинга качества и сортировки фруктов подключают согласно Руководству по эксплуатации.

2.Подготавливают контрольные образцы (яблок):

−образцы яблок без поверхностных повреждений – не менее 10 шт.;

−образцы яблок, имеющие следующие поверхностные повреждения:

имеющие загнившие растительные ткани плодов площадью, равной или более 0,2 см2, – не менее 5 шт.;

73

увядшие плоды – не менее 5 шт.;

плоды, повреждённые сельхозвредителями, с количеством повреждений более двух, расположенных на противоположных поверхностях плода, – не менее 5 шт.;

плоды с пятнами парши более 0,5 см2 – не менее 5 шт.;

плоды с джонотановой пятнистостью – не менее 5 шт.

2.1.Оценка наличия или отсутствия поверхностных повреждений на контрольных образцах проводится визуально.

2.2.Оценка площади загнившей растительной ткани проводят измерением участка загнившей ткани штангенциркулем (без повреждения поверхности) не менее чем в четырёх разных положениях и рассчитывается по формуле

S = πd2/4,

где d – среднее арифметическое значение диаметра участка загнившей ткани;

N

∑di

здесь di – значение диаметра, полученное при i-м замере; N – общее количество проведённых замеров.

2.3.Определение увядших плодов на контрольных образцах проводится визуально.

2.4.Повреждение плодов сельхозвредителями определяется визуально.

2.5.Наличие на плодах пятен парши определяется визуально. Площадь поражения рассчитывается аналогично п. 1.2. При этом поверхностные дефекты должны располагаться

вразных частях объекта контроля.

2.6.Каждому контрольному образцу присваивается порядковый номер.

3.Измеряют условия окружающей среды в месте установки РК (температура, влажность). Измеренные значения условий окружающей среды испытаний вносят в протокол испытаний.

4.Проводят внешний осмотр конвейера (поверхность должна быть сухой и чистой от грязи и прочих, мешающих распознаванию объектов).

5.Определяют скорость движения объекта по конвейерной ленте. При необходимости увеличивают или уменьшают скорость движения конвейера.

6.Методом случайной выборки определяют очерёдность помещения контрольных образцов на конвейер.

Порядок (очерёдность) выполнения измерений

1.Включить модернизированный РК с конвейером.

2.Поместить контрольный образец на конвейер.

3.Зарегистрировать сигнал («дефект» или «норма») системы технического зрения (визуально на мониторе ПК). При этом в случае обнаружения на контрольном образце поверхностного дефекта манипулятор должен захватить контрольный образец и убрать его с конвейера.

4.Внести полученные результаты в протокол испытания (Приложение Д).

5.Повторить п. 1 – 4 для всех контрольных образцов.

6.Изменить очерёдность (последовательность) помещения контрольных образцов на ленту транспортёра.

7.Повторить п. 1 – 5 не менее 3 раз.

Обработка результатов испытаний

1. Результатом исследования является число случаев правильного и неправильного определения системой технического зрения наличия поверхностных повреждений на объек-

74

тах контроля и точность срабатывания манипулятора и удаление (или пропуск) повреждённых объектов.

2. Рассчитывается среднее арифметическое значение несоответствующих результатов по всем образцам по формуле

k

∑n

где k – количество контрольных образцов; n – количество несоответствующих (ошибочных) результатов; N – общее количество проведённых испытаний.

3. Результат считается соответствующим требованию ТЗ, если обеспечивается возможность определения поверхностных дефектов с вероятностью ошибки 1-го и 2-го рода не более 15%.

Расчёт ошибок первого и второго рода

1. При заполнении таблицы результатов (Приложение Д к протоколу) в случае появления ошибки в столбце «примечание» указывается, ошибка какого рода произошла (первого или второго). При отбраковке хорошего образца – как ошибку первого рода, при пропуске образца с поверхностными дефектами – как ошибку второго рода.

2. Подсчитывается суммарно количество ошибок каждого рода, по отдельности, за весь период испытаний.

3. Рассчитывается процент ошибок каждого рода по отношению к общему числу проведённых испытаний по формуле

С = n 100% ,

N

где С – процент ошибок 1-го или 2-го рода; n – количество ошибок 1-го или 2-го рода; N – общее число проведённых испытаний.

Оформление результатов исследований (испытания)

Результаты каждого испытания заносятся в таблицу результатов (Приложение Д к протоколу). Оформляется протокол испытания (Приложение Д).

75

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

УТВЕРЖДАЮ Председатель комиссии

Проректор по научно-инновационной деятельности ТГТУ

____________________ /ФИО/ «_____»__________________ 20__ г.

Протокол

№ _____ от «___» _______________ 20 ___ г.

исследовательских испытаний макета модернизированного роботизированного комплекса

для мониторинга качества и сортировки фруктов

Показатель: обнаружение и удаление манипулятором с конвейера на объектах расти-

тельного происхождения (яблоках) поверхностных повреждений.

Исследуемый комплекс: модернизированный макет роботизированного комплекса

для мониторинга качества и сортировки фруктов (ХХХХХХХ).

Нормативное требование: количество ошибок первого и второго рода должно со-

ставлять не более 15%.

Методы (методики) испытания: испытание проводится в сответстсвии с п. 4.3, 6.3 «Программа и методики испытаний ХХХХХХХПМ01», по методике ХХХХХХХХМИ03.

Используемые средства измерений, испытательное оборудование, стандартные образцы:

Стандартные образцы яблок сорт _____________, урожай _______ года:

−образцы яблок без поверхностных повреждений – ___ шт.;

−образцы яблок, имеющих следующие поверхностные повреждения:

имеющие загнившие растительные ткани плодов площадью, равной или более

0,2 см2, – ___ шт.;

увядшие плоды – ______ шт.;

плоды, повреждённые сельхозвредителями, с количеством повреждений более двух, расположенных на противоположных поверхностях плода, – ____ шт.;

плоды с пятнами парши более 0,5 см2 – ____ шт.;

плоды с джонотановой пятнистостью – _____ шт.

Источник освещения лампа типа _____________________ . Штангенциркуль по ГОСТ 166–89.

Линейка металлическая измерительная по ГОСТ 427–76.

Секундомер СОПпр-2а-3 ТУ 25-1894.003–90.

Сроки проведения испытаний: с _________ 20__ г. по _____________ 20__ г.

Условия проведения исследования (испытания):

Температура окружающего воздуха ______ °С; Влажность окружающего воздуха ___________ %;

Скорость движения контрольного образца в поле зрения РК____ м/с.

Результаты исследования (испытания): приведены в таблице (Приложение Д к протоколу).

Заключение:

Количество ошибок _____, что составляет ___ % от общего числа и соответствует/ не соответствует (нужное подчеркнуть) требованиям дополнительного соглашения (не более 15% ошибок первого и второго рода), и обеспечивает возможность определения поверхност-

76

ных дефектов в соответствии с требованиями технического задания. Из них ошибок первого рода – ____ ( ____% от общего числа измерений), ошибок второго рода – ____ ( _____ % от общего числа измерений).

Член комиссии ФИО Член комиссии ФИО Член комиссии ФИО Член комиссии ФИО Член комиссии ФИО Член комиссии ФИО

77

Приложение Д к протоколу

№ _______ от «___» ________________ 20_____ г.

ТАБЛИЦА

результатов испытания макета роботизированного комплекса для мониторинга качества и сортировки фруктов

Показатель: обнаружение поверхностных повреждений (дефектов) на объектах растительного происхождения (яблоках) и удаление повреждённых объектов с поверхности конвейера.

* – ошибка 1-го рода – означает, что яблоко без дефектов, отбраковано как дефектное; ошибка 2-го рода – означает, что дефектное яблоко не отбраковано (пропущено).

Лист ____________ всего листов __________

Испытатель __________________________ «_______» ______________ 20____г.

78

СОДЕРЖАНИЕ

79