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<p>  </p> <p>Within the state of Indiana, there are roughly 9000 structures with unsupported span lengths that range from 4 ft to 20 ft that the Indiana Department of Transportation (INDOT) is responsible for maintaining. These structures are referred to as large culverts by INDOT. The agency recognized the need to improve culvert inspection procedures so that inspection data that is collected can provide essential information to asset engineers who make decisions regarding culvert management. The purpose of the project described in this thesis was to identify the best practices for inspection and management of these structures to develop guidelines to optimize the resources allocated for the maintenance and inspection of large culvert structures. The study found that standardizing the inspection process and evaluation criteria for inspection will positively impact the overall performance of the inventory of these structures. The findings of this research culminated in a proposed large culvert inspection manual that was provided to INDOT to serve as a detailed guide for large culvert inspection.</p>

This thesis addresses the problem of registering one point set with respect to another. This problem arises in the context of the use of CMM/Scanners to inspect objects especially with freeform surfaces. The tolerance verification process now requires the comparison of measured points with the nominal geometry. This entails placement of the measured point set in the same reference frame as the nominal model. This problem is referred to as the registration or localization problem. In the most general form the tolerance verification task involves registering multiple point sets corresponding to multi-step scan of an object with respect to the nominal CAD model. This problem is addressed in three phases. This thesis presents a novel approach to automated inspection by matching point sets based on the Iterative Closest Point (ICP) algorithm. The Modified ICP (MICP) algorithm presented in the thesis improves upon the existing methods through the use of a localized region based triangulation technique to obtain correspondences for all the inspection points and achieves dramatic reduction in computational effort. The use of point sets to represent the nominal surface and shapes enables handling different systems and formats. Next, the thesis addresses the important problem of establishing registration between point sets in different reference frames when the initial relative pose between them is significantly large. A novel initial pose invariant methodology has been developed. Finally, the above approach is extended to registration of multiview inspection data sets based on acquisition of transformation information of each inspection view using the virtual gauging concept. This thesis describes implementation to address each of these problems in the area of automated registration and verification leading towards automatic inspection.

商品檢驗行業發展至今也有百餘年的歷史。傳統的檢驗僅對貨品的數量、外觀、包裝根據買賣合約進行核對和計量，隨著消費者對品質、成份的重視，商檢內容增加了測試。1990年代ISO品質管理系統、環境管理系統、職業安全衛生管理系統相繼推出，掀起了一遍驗證的風潮，隨後在汽車製造業、資訊業、醫療事業、食品業也分別訂定了各行業的品質保證系統。 台灣商檢業發展50餘年，雖然總體規模不大，但競爭環境也非常激烈。台灣企業經營面臨國際化、自由化競爭，產業外移至勞工、原料便宜的國家，對於產業依附性高的商檢公司造成相當大的衝擊。因此商檢公司未來經營策略更加突顯重要。 本研究採個案研究法，選擇一個案公司，針對內外在環境、及個案公司的經營策略進行分析。主要內容包括SWOT分析、波特競爭五力分析，並整理歸納出10項商檢業關鍵成功因素，期望藉由對個案公司的研究，找尋商檢公司制定未來策略的重點。 研究的結果顯示： 1. 個案公司成功因素與10項商檢業關鍵成功因素大多吻合。 2. 營業收入、營業利潤下降的部門；根本策略短期宜採市場滲透，中、長期採市場發展、產品發展。競爭策略短期為成本領導，長期為差異化。如個案公司檢驗和驗證部門。 3. 營業收入、營業利潤皆高的部門，根本策略短期為市場發展、產品發展策略，中、長期為多角化策略。競爭策略短期為短期差異化，長期為差異化集中。如個案公司測試部門。 在制定策略時值得考慮的事項有： 1. 商檢公司的發展與策略方向與政府的政策息息相關，策略的制定應注意政府政策的方向。 2. 商檢公司間應發展既競爭又合作的關係，惡性競爭對整體不利。 3. 商檢公司在做迅速轉型時，要注意強化內部成員與部門之間的協調搭配都能跟上，避免車頭、車尾產生脫節。 4. 未來關鍵成功因素可能與現在關鍵因素因環境或所進入市場不同而改變，商檢公司應因應其差異而建構不同的核心能力。

L'inspection dimensionnelle, qui consiste à vérifier la conformité géométrique des pièces vis-à-vis des spécifications, est une étape essentielle dans le cycle de vie des produits. Elle s’appuie de plus en plus sur la mesure multi-capteurs qui permet un gain de temps certain. Néanmoins, le gain de temps n'a de sens que si la qualité des résultats respecte le besoin métrologique. En effet, la mise en œuvre combinée de capteurs de technologie et de caractéristiques différentes engendre un certain nombre de problèmes qui affectent directement la qualité de la mesure. Dans ce travail, une approche d'inspection automatique utilisant un scanner combinant un capteur à contact avec un capteur laser-plan monté sur une MMT est proposée. Cette approche cherche à utiliser au mieux les capacités de chacun des capteurs, en privilégiant la mesure avec le capteur laser-plan dès lors que la qualité requise est obtenue pour un gain de temps. L’approche consiste à définir une séquence d’opérations de mesure de surfaces qui portent des spécifications, appelées entités d’inspection.Partant d'un ensemble d'orientations du scanner, la séquence d'opérations est établie pour chaque orientation par évaluation de l'aptitude du capteur laser puis celle du palpeur à mesurer les surfaces avec la qualité nécessaire. La gamme d'inspection est complétée par la définition optimale de la trajectoire du capteur laser-plan et celle du palpeur pour chaque orientation. La trajectoire finale exécutée sur machine MMT est obtenue par transformation et assemblage des deux trajectoires. À l'issue de l'exécution, la mesure avec les deux capteurs conduit à deux nuages de points hétérogènes qu’il convient de traiter avant l’évaluation finale des spécifications. / Dimensional inspection, which consists in verifying the geometric conformity of parts in terms of specifications, is an essential step in the product life cycle. Recently, dimensional inspection has been increasingly based on multi-sensor measurement that allows a significant time saving. However, time saving is only meaningful if the quality of the results respects the metrological requirements. Indeed, the combined use of sensors of different technologies and characteristics generates issues that affect the measurement quality. In this work, an automatic inspection approach using a scanner combining a contact sensor with a laser-plane sensor mounted on a CMM is proposed. This approach aims to best use the abilities of each of the sensors, giving priority to measurement with the laser-plan sensor as soon as the required quality is obtained for time saving. The approach consists in defining a sequence of surface measurement operations that have specifications, called inspection features.Starting from a set of scanner orientations, the sequence of operations is established for each orientation by evaluating the ability of the laser sensor and then that of the probe to measure surfaces with the required quality. The inspection plan is completed by the optimal definition of the laser-plane sensor path and the probe path for each orientation. The final path executed on the CMM machine is obtained by transforming and assembling the two paths. At the end of the execution, the measurement with the two sensors leads to two heterogeneous point clouds that must be processed before the final evaluation of the specifications.

<p>Manufacturers have begun to adopt advanced digital methods and tools to release higher-quality products more quickly at a lower cost. Model-based technologies and Visual/Vision Inspection System (VIS) are two representative approaches and are trends to facilitate manufacturers’ digitalization. With model-based technologies, manufacturers can define digital product requirements and specifications as the primary data source for all engineering activities during the entire product lifecycle, including design, manufacturing, and inspection, rather than relying on traditional paper-based documents. Moreover, the manufacturers can improve product defect detection efficiency and reduce labor requirements by implementing a VIS without artificial visual inspection in their inspection process. Traditionally, inspectors rely heavily on information from 2D engineering drawings to inspect manufactured products with/without a VIS. This inspection process is out of the model-based context, hindering manufacturers from transiting paper-based to model-based processes.</p> <p>To answer the question of how we can adapt a VIS to support model-based inspection, the author selected a developmental research methodology to address the research gap of model-based visual inspection. An image-based Model-Based Visual Inspection System (MBVIS) framework integrating Model-Based Definition (MBD) and VIS applications was proposed to demonstrate the process of utilizing the Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) information from the MBD dataset and driving the VIS to measure physical targets. A plastic bottle with a high dimensional standard obtained from a plastic bottle manufacturer was chosen to evaluate the proposed system’s performance in extracting GD&T information from the MBD dataset and measuring relevant critical bottle dimensions. </p> <p>The interchangeability of the proposed MBVIS with a commercial VIS from the partner bottle company in measuring critical bottle dimensions was proven by conducting the Bland and Altman (B&A) analysis and other statistical analyses in this research. Moreover, two other customized tests were run to understand the effectiveness of the GD&T extraction and measurement result output processes within the MBVIS framework. The results indicated that both processes were reliable in extracting GD&T information and exporting measurement results.</p>

Typescript (photocopy). / Digitized by Kansas Correctional Industries

Most current commercial automated IC inspection systems use gray-level or binary images for IC defect detection in spite of the fact that color permits defect detection where gray-level information is insufficient. Three color image processing techniques including the spectral-spatial clustering, principal components, and hue-saturation-value (HSV) color features have been investigated to evaluate the usefulness of color for IC defect detection. The AMOEBA spectral-spatial clustering algorithm, an un-supervised color segmentation approach, with a sequence of image processing procedures resulted in segmentation results with high accuracy and discriminated successfully an isolated and homogeneous defect with an unique color signature. The principal components transformation and the HSV color features, two color enhancement/separation algorithms, have proven useful for enhancing and isolating weak spectral signatures in the defect regions. The results of this investigation into the use of color are promising.

Published Article / Direct control by government over abattoirs shifted in the late 1980s through privatisation. The legislated food safety system, namely the Hygiene Management System (HMS), coupled with the Hygiene Assessment System (HAS) attempted to address problems of control. The responsibility to implement and maintain these systems is now the responsibility of abattoir operators who must ensure that meat is processed within the risk-based HMS. However requirements for the HMS are scattered throughout legislation, government policies and guideline documents. The research aim was to suggest themes toward the development of an implementation guideline document for HMS implementation by conducting gap assessment audits at abattoirs using the Hygiene Assessment System (HAS).

Les matériaux composites sont de plus en plus utilisés en aéronautique. Leurs excellentes propriétés mécaniques et leur faible poids leur procurent un avantage certain par rapport aux matériaux métalliques. Ceux-ci étant soumis à diverses conditions de chargement et environnementales, ils sont susceptibles de subir plusieurs types d'endommagements, compromettant leur intégrité. Des méthodes fiables d'inspection sont donc nécessaires pour évaluer leur intégrité. Néanmoins, peu d'approches non destructives, embarquées et efficaces sont présentement utilisées. Ce travail de recherche se penche sur l'étude de l'effet de la composition des matériaux composites sur la détection et la caractérisation par ondes guidées. L'objectif du projet est de développer une approche de caractérisation mécanique embarquée permettant d'améliorer la performance d'une approche d'imagerie par antenne piézoélectrique sur des structures composites et métalliques. La contribution de ce projet est de proposer une approche embarquée de caractérisation mécanique par ultrasons qui ne requiert pas une mesure sur une multitude d'échantillons et qui est non destructive. Ce mémoire par articles est divisé en quatre parties, dont les parties deux à quatre présentent les articles publiés et soumis. La première partie présente l'état des connaissances dans la matière nécessaire à l'accomplissement de ce projet de maitrise.Les principaux sujets traités portent sur les matériaux composites, propagation d'ondes, la modélisation des ondes guidées, la caractérisation par ondes guidées et la surveillance embarquée des structures. La deuxième partie présente une étude de l'effet des propriétés mécaniques sur la performance de l'algorithme d'imagerie Excitelet. L'étude est faite sur une structure isotrope.Les résultats ont démontré que l'algorithme est sensible à l'exactitude des propriétés mécaniques utilisées dans le modèle. Cette sensibilité a également été explorée afin de développer une méthode embarquée permettant d'évaluer les propriétés mécaniques d'une structure. La troisième partie porte sur une étude plus rigoureuse des performances de la méthode de caractérisation mécanique embarquée. La précision, la répétabilité et la robustesse de la méthode sont validés à l'aide d'un simulateur par FEM.Les propriétés estimées avec l'approche de caractérisation sont à moins de 1% des propriétés utilisées dans le modèle, ce qui rivalise avec l'incertitude des méthodes ASTM. L'analyse expérimentale s'est avérée précise et répétable pour des fréquences sous les 200 kHz, permettant d'estimer les propriétés mécaniques à moins de 1% des propriétés du fournisseur. La quatrième partie a démontré la capacité de l'approche de caractérisation à identifier les propriétés mécaniques d'une plaque composite orthotrope.Les résultats estimés expérimentalement sont inclus dans les barres d'incertitude des propriétés estimées à l'aide des tests ASTM. Finalement, une simulation FEM a démontré la précision de l'approche avec des propriétés mécaniques à moins de 4 % des propriétés du modèle simulé.