Đạt được Sự xuất sắc trong Sản xuất với Mô hình Nhận dạng Hình ảnh để Phát hiện Khuyết tật Bề mặt

Trung bình, chi phí của chất lượng sản phẩm kém cho các ngành công nghiệp sản xuất là khoảng 20% tổng doanh số. Kiểm soát chất lượng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành và khả năng phát hiện và xác định khuyết tật bề mặt là vô cùng quan trọng. Các phương pháp kiểm tra thủ công truyền thống, phụ thuộc vào nhận thức và phán đoán của con người, thường không đáp ứng được về mặt thời gian, chủ quan và sai sót của con người.

Tuy nhiên, với sự tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo và mô hình nhận dạng hình ảnh, hiện nay có thể tự động hóa các quy trình phát hiện khuyết tật bề mặt với độ chính xác và hiệu quả cao hơn. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá khái niệm về việc tận dụng mô hình nhận dạng hình ảnh để phát hiện khuyết tật bề mặt và thảo luận về một ví dụ sử dụng trong ngành thép. Bằng cách chia quy trình kiểm tra thành các bước riêng biệt, chúng tôi nhằm mục đích hiểu cách các hệ thống được hỗ trợ bởi AI có thể phát hiện và phân loại chính xác các khuyết tật bề mặt.

Thử thách trong Phát hiện Khuyết tật Bề mặt

Một loạt các phức tạp trong phát hiện khuyết tật bề mặt cho các ngành công nghiệp bao gồm sản xuất, ô tô, điện tử và dệt may có thể dẫn đến sai sót về chất lượng sản phẩm. Sự phức tạp trong các lỗi sản xuất tạo ra một rào cản đáng kể cho các tổ chức, có thể dẫn đến sự suy giảm tính toàn vẹn của sản phẩm và sự không hài lòng của khách hàng. Tốc độ sản xuất nhanh chóng đòi hỏi cơ chế xác định khuyết tật nhanh chóng, nhấn mạnh sự cần thiết của các giải pháp phát hiện thời gian thực. Một số chướng ngại vật chính đối với việc phát hiện khuyết tật hiệu quả là:

• Đa dạng và phức tạp của khuyết tật: Các quá trình sản xuất có thể dẫn đến một loạt các khuyết tật, khác nhau về kích thước và phức tạp. Ví dụ, trong sản xuất ô tô, khuyết tật có thể dao động từ các khuyết tật sơn tinh tế đến các bất thường về cấu trúc, khiến việc phát hiện và phân loại nhất quán trở thành một nhiệm vụ khó khăn.
• Tốc độ sản xuất cao: Các ngành công nghiệp như điện tử tiêu dùng đòi hỏi phải xác định khuyết tật nhanh chóng để ngăn chặn các sản phẩm bị lỗi đến thị trường. Ví dụ, trong lắp ráp PCB, việc xác định nhanh chóng các vấn đề hàn là rất quan trọng để duy trì độ tin cậy của sản phẩm và sự hài lòng của khách hàng.
• Xử lý thời gian thực: Ngành dược phẩm cần phát hiện thời gian thực để đảm bảo an toàn sản phẩm và tuân thủ quy định. Phát hiện khuyết tật trong quá trình phủ thuốc, ví dụ, ngăn chặn chất lượng thuốc bị suy giảm và các vấn đề quy định tiềm ẩn.
• Kiểm tra thị giác thủ công: Bao gồm việc kiểm tra sản phẩm để tìm kiếm khuyết tật bề mặt và bất thường. Do quá trình thủ công, nó có thể tốn thời gian, đặc biệt là đối với số lượng lớn, dẫn đến sự chậm trễ trong quy trình làm việc. Nó cũng dễ bị bỏ qua hoặc phân loại sai trong quá trình kiểm tra kéo dài. Kiểm tra thủ công phụ thuộc nặng vào chuyên môn của cá nhân, điều này có thể thiếu tính khả thi và sẵn có.

Lợi ích của việc sử dụng Trí tuệ Nhân tạo

Kiểm tra thị giác dựa trên AI cung cấp một giải pháp hứa hẹn để vượt qua các thách thức mà kiểm tra thị giác thủ công gặp phải trong ngành sản xuất.

• Bằng cách tận dụng trí tuệ nhân tạo và mô hình nhận dạng hình ảnh, các hệ thống dựa trên AI có thể cung cấp phát hiện khuyết tật nhất quán và khách quan, giảm thiểu tác động của chủ quan con người.
• Các hệ thống này có khả năng phân tích lượng lớn dữ liệu với tốc độ và độ chính xác đáng chú ý, dẫn đến giảm đáng kể thời gian kiểm tra và cải thiện hiệu quả tổng thể.
• Các mô hình AI có thể được đào tạo để phát hiện thậm chí các khuyết tật tinh tế hoặc khó xác định mà có thể bị bỏ qua bởi các thanh tra viên con người, vượt qua các hạn chế của nhận thức thị giác con người và nâng cao độ chính xác tổng thể của việc xác định khuyết tật.
• Không giống như các cuộc kiểm tra thủ công phụ thuộc nặng vào kỹ năng và chuyên môn của các thanh tra viên cá nhân, kiểm tra thị giác dựa trên AI không phụ thuộc vào chuyên môn cá nhân, khiến nó có thể mở rộng và thích ứng trên các kịch bản kiểm tra khác nhau.
• Với việc học hỏi và cải thiện liên tục, các hệ thống này có thể phát triển để xử lý các mẫu khuyết tật phức tạp và cung cấp kiểm soát chất lượng đáng tin cậy và hiệu quả hơn.

Ba giai đoạn của xử lý khuyết tật

Mô hình phát hiện hình ảnh tích hợp sức mạnh của học sâu và một khuôn khổ được thiết kế cẩn thận để thực hiện nhiều nhiệm vụ với độ chính xác cao. Nó vượt trội trong các giai đoạn chính của xử lý khuyết tật: phát hiện, phân loại và định vị, cung cấp một giải pháp vượt trội so với các phương pháp truyền thống.

Bằng cách sử dụng ba giai đoạn của xử lý khuyết tật, các ngành công nghiệp có thể tối ưu hóa quy trình kiểm soát chất lượng và đảm bảo các biện pháp khắc phục hiệu quả được thực hiện kịp thời.

Giám sát thị giác AI thế hệ tiếp theo

Tại Sigmoid, chúng tôi đã phát triển một giải pháp tận dụng các thuật toán học sâu tiên tiến được thiết kế đặc biệt cho xử lý hình ảnh. Một thành phần quan trọng là sự tối ưu hóa cẩn thận từng giai đoạn trong quá trình xử lý khuyết tật, sử dụng các kiến trúc được thiết kế riêng tập trung vào các khía cạnh cụ thể để đảm bảo hiệu suất vượt trội.

Phát hiện và phân loại: Hai giai đoạn đầu, phát hiện và phân loại, sử dụng kiến trúc CNN được đào tạo trước để cải thiện hiệu quả và hiệu quả của việc trích xuất tính năng. Mô hình được đào tạo trước này đã trải qua quá trình đào tạo rộng rãi trên một tập dữ liệu lớn, nó đặc biệt có lợi khi chúng tôi có dữ liệu hạn chế cụ thể cho trường hợp sử dụng. Để đảm bảo sự mạnh mẽ và tin cậy của khuôn khổ của chúng tôi, các kỹ thuật tăng cường khác nhau được sử dụng, tăng hiệu quả của nó trong các kịch bản thế giới thực.

Định vị: Giai đoạn này sử dụng một kiến trúc học sâu chuyên dụng được thiết kế đặc biệt cho phân đoạn ngữ nghĩa, nơi mục tiêu không chỉ là phân loại mỗi pixel mà còn là xác định ranh giới của đối tượng. Nó bao gồm một con đường mã hóa để thu thập thông tin ngữ cảnh và một con đường giải mã đối xứng để khôi phục chi tiết không gian. Cấu trúc này giúp thu thập cả tính năng toàn cầu và tính năng cục bộ quan trọng cho việc định vị chính xác. Hơn nữa, mỗi loại khuyết tật riêng biệt có mô hình định vị riêng, có khả năng bao gồm các tính năng đặc trưng của khuyết tật đó.

Trong suốt quá trình này, giải pháp của chúng tôi duy trì tốc độ chính xác cao trên tất cả ba giai đoạn của xử lý khuyết tật. Một minh họa của khuôn khổ giải pháp độc quyền của chúng tôi được đưa ra dưới đây:

Kết luận

Sử dụng mô hình nhận dạng hình ảnh để phát hiện khuyết tật bề mặt báo trước một kỷ nguyên mới trong kiểm soát chất lượng. Các hệ thống được hỗ trợ bởi AI cung cấp phát hiện khách quan và nhất quán, tăng tốc quá trình và cải thiện độ chính xác. Chúng xác định các khuyết tật tinh tế, vượt qua khả năng của con người, và có thể mở rộng trên các kịch bản khác nhau. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giảm chi phí mà còn tăng cường độ tin cậy của sản phẩm, và tăng cường khả năng cạnh tranh, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong hiệu quả sản xuất và sự xuất sắc.