Введение: эволюция автоматизированного контроля качества

Современное производство требует все более строгого контроля качества. Такие отрасли, как автомобилестроение, электроника, производство крепежных изделий, медицинских приборов и аккумуляторов для электромобилей, требуют 100% точности инспекции, высокой скорости производства и постоянных стандартов качества.

Для удовлетворения этих требований производители перешли от ручной инспекции к технологиям автоматизированной инспекции.

Двумя важными технологиями являются:

• Автоматическая оптическая инспекция (AOI)
• Системы инспекции с помощью технического зрения с ИИ

Хотя обе технологии используют камеры и обработку изображений для инспекции продукции, их методы инспекции принципиально различаются.

Основное отличие заключается в следующем:

Традиционные системы AOI проверяют продукцию с использованием предопределенных правил и запрограммированных параметров, в то время как системы инспекции с помощью технического зрения с ИИ используют алгоритмы глубокого обучения для распознавания сложных закономерностей и дефектов на основе обученных данных изображений.

Понимание этого различия помогает производителям выбрать правильное решение для инспекции для своих производственных нужд.

Что такое автоматическая оптическая инспекция (AOI)?

Определение AOI

Автоматическая оптическая инспекция (AOI) — это технология автоматизированного контроля качества, которая использует промышленные камеры, системы освещения и программное обеспечение для обработки изображений для обнаружения дефектов в производимой продукции.

Системы AOI анализируют полученные изображения, сравнивая их с предопределенными правилами инспекции или эталонными стандартами.

Типичная система AOI включает в себя:

• Промышленные камеры
• Объективы
• Модули освещения
• Оборудование для сбора изображений
• Программное обеспечение для инспекции
• Механизм автоматической сортировки

Как работают традиционные системы AOI

Процесс инспекции обычно включает следующие этапы:

1. Сбор изображений Камеры делают снимки продукции с одного или нескольких ракурсов.
   • Примеры: вид сверху, вид сбоку, вид снизу, инспекция на 360 градусов
2. Обработка изображений Программное обеспечение анализирует такие характеристики изображения, как: форма, размер, цвет, положение, контрастность и края.
3. Принятие решений на основе правил Система сравнивает результаты инспекции с предопределенными критериями. Например, система инспекции винтов может определять:
   • допустимый диаметр резьбы: 5,00–5,05 мм
   • допустимая длина: 20,00–20,10 мм
   • допустимый диапазон цветов поверхности

Если измерение превышает предел: → НГ (не годен) Если измерение соответствует требованию: → ОК (годен)

Преимущества традиционных систем AOI

Традиционная технология AOI по-прежнему широко используется благодаря ряду преимуществ.

1. Высокая точность измерений Системы AOI отлично подходят для: измерения размеров, проверки положения и инспекции формы. Примеры применения включают инспекцию печатных плат, инспекцию разъемов и измерение прецизионных компонентов.
2. Высокая скорость инспекции Системы AOI могут проверять тысячи компонентов в час, что делает их пригодными для крупносерийного производства.
3. Стабильные и повторяемые результаты При постоянных условиях инспекции AOI обеспечивает высокую повторяемость результатов.

Ограничения традиционных систем AOI

Несмотря на то, что AOI является мощной технологией, традиционная инспекция на основе правил имеет ограничения.

1. Сложность обнаружения сложных дефектов Традиционная AOI требует, чтобы инженеры определяли характеристики дефектов. Она хорошо работает с предсказуемыми дефектами, такими как отсутствующие детали, неправильные размеры и очевидные трещины. Однако она может испытывать трудности с нерегулярными царапинами, случайными дефектами поверхности, изменениями текстуры и тонкими различиями во внешнем виде.
2. Сложные требования к программированию Инженерам необходимо вручную настраивать пороговые значения, параметры инспекции, правила измерения и настройки освещения. Для каждого нового продукта может потребоваться значительное время на настройку.
3. Проблемы ложных отбраковок Производимая продукция, естественно, имеет небольшие отклонения. Традиционная AOI может неверно отбраковывать приемлемую продукцию из-за изменения внешнего вида поверхности, изменения материала или изменения условий освещения. Это увеличивает количество отходов, производственные затраты и нагрузку на ручную проверку.

Что такое система инспекции с помощью технического зрения с ИИ?

Определение инспекции с помощью технического зрения с ИИ

Система инспекции с помощью технического зрения с ИИ сочетает в себе технологию машинного зрения с искусственным интеллектом, в частности с алгоритмами глубокого обучения, для автоматического выявления дефектов и проблем с качеством.

В отличие от традиционной AOI, системы ИИ изучают закономерности дефектов из больших наборов данных изображений, а не полагаются только на запрограммированные вручную правила.

Как работает инспекция с помощью технического зрения с ИИ

1. Шаг 1: Сбор изображений Система собирает тысячи или миллионы изображений хорошей продукции, дефектной продукции и различных типов дефектов.
2. Шаг 2: Обучение модели ИИ Алгоритмы глубокого обучения анализируют закономерности изображений и изучают различия между приемлемыми и дефектными деталями. ИИ изучает различия в форме, текстуре поверхности, характеристиках дефектов и допустимых отклонениях.
3. Шаг 3: Инспекция в реальном времени Во время производства камера делает снимки продукции, модель ИИ анализирует изображение, система определяет, годна ли продукция (ОК) или не годна (НГ), и механизм автоматической сортировки удаляет дефектные детали. Решение принимается в течение миллисекунд.

Преимущества систем инспекции с помощью технического зрения с ИИ

1. Обнаружение сложных дефектов поверхности Инспекция с ИИ особенно эффективна для дефектов, связанных с внешним видом, таких как царапины, вмятины, трещины, пятна, дефекты покрытия и нерегулярные повреждения поверхности.
2. Лучшая адаптивность Системы ИИ могут справляться с вариациями продукции, вызванными различными материалами, отделкой поверхности, изменениями освещения и производственными допусками.
3. Сокращение времени программирования Вместо того чтобы вручную определять каждое правило дефекта, инженеры могут обучать систему ИИ с использованием образцов изображений. Это ускоряет внедрение для новых продуктов.
4. Снижение количества ложных отбраковок ИИ может различать допустимые отклонения продукции и настоящие дефекты. Это повышает эффективность инспекции и сокращает количество ненужных отбраковок.

AOI против инспекции с помощью технического зрения с ИИ: ключевые различия

Характеристика	Традиционная AOI	Инспекция с помощью технического зрения с ИИ
Метод инспекции	Алгоритмы на основе правил	Модели глубокого обучения
Программирование	Ручная настройка параметров	Обучение на основе изображений
Распознавание дефектов	Предопределенные дефекты	Изученные закономерности дефектов
Обнаружение дефектов поверхности	Ограничено	Отлично
Измерение размеров	Отлично	Отлично с интеграцией
Адаптивность	Ниже	Выше
Настройка нового продукта	Дольше	Быстрее
Ложные отбраковки	Более высокая вероятность	Более низкая вероятность
Лучше всего подходит для	Стабильной продукции	Сложных дефектов

AOI против инспекции с помощью технического зрения с ИИ: что выбрать производителям?

Лучшее решение зависит от требований к инспекции.

Выбирайте традиционную AOI, когда: AOI подходит для фиксированных конструкций изделий, стабильных производственных условий и четких требований к измерениям. Примеры включают размещение компонентов на печатных платах, проверку размеров и инспекцию наличия/отсутствия.

Выбирайте инспекцию с помощью технического зрения с ИИ, когда: Инспекция с ИИ рекомендуется для сложных дефектов поверхности, продукции с естественными отклонениями, нескольких типов дефектов и инспекции внешнего вида. Примеры включают крепежные изделия, автомобильные детали, резиновые уплотнения, компоненты аккумуляторов и прецизионные металлические детали.

Могут ли AOI и техническое зрение с ИИ работать вместе?

Да. Современные системы промышленной автоматизации часто сочетают в себе обе технологии.

Гибридная система может выполнять:

• Традиционные задачи технического зрения: измерение, позиционирование, инспекция геометрии
• Задачи ИИ: обнаружение дефектов поверхности, распознавание образов, обнаружение аномалий

Такое сочетание обеспечивает более высокую точность, лучшую гибкость и повышенную эффективность производства.

Пример применения: инспекция крепежных изделий с помощью технического зрения с ИИ

Крепежные изделия — это типичное применение, где инспекция с ИИ обеспечивает значительные преимущества.

Машина для инспекции крепежных изделий может потребоваться для обнаружения:

• Дефектов размеров: отклонение длины, изменение диаметра, проблемы с резьбой
• Дефектов поверхности: царапины, трещины, ржавчина, дефекты покрытия

Традиционная AOI может эффективно измерять размеры. Однако техническое зрение с ИИ лучше распознает непредсказуемые дефекты поверхности.

Поэтому современные производители крепежных изделий часто используют комбинированный подход к инспекции: прецизионное измерение, многокамерная съемка, обнаружение дефектов с помощью ИИ и автоматическая сортировка.

Будущее автоматизированной инспекции

Обрабатывающая промышленность движется в направлении:

• Контроля качества на основе ИИ
• «Умных» фабрик
• Производства с нулевым уровнем дефектов
• Аналитики производства в реальном времени

Инспекция с помощью технического зрения с ИИ будет продолжать совершенствоваться за счет улучшения моделей ИИ, камер с более высоким разрешением, более быстрых процессоров и интеграции промышленных данных.

Будущее инспекции заключается не только в обнаружении дефектов, но и в прогнозировании и предотвращении проблем с качеством.

Заключение

Автоматическая оптическая инспекция (AOI) и системы инспекции с помощью технического зрения с ИИ являются важными технологиями для современного производства.

Традиционные системы AOI очень эффективны для предсказуемых задач инспекции, таких как измерение и проверка положения.

Системы инспекции с помощью технического зрения с ИИ обеспечивают большую гибкость для сложных дефектов, инспекции поверхности и продукции с естественными отклонениями.

Для производителей, производящих дорогостоящие компоненты, такие как крепежные изделия, автомобильные детали, компоненты аккумуляторов и прецизионные изделия, инспекция на основе ИИ представляет собой мощное решение для достижения более высокого качества, снижения затрат и более «умного» производства. Узнайте больше о нас и о нашей приверженности качеству.