Gamybos linijos kokybės kontrolė: vizualinis defektų aptikimas

Pelnas:

• Paviršiaus, suvirinimo ir surinkimo defektų aptikimo automobilių gamybos linijoje darbo eigos supratimas naudojant mašininį matymą
• Gebėjimas struktūriškai panaudoti dirbtinį intelektą kuriant vaizdų duomenų rinkinį, ženklinant, lavinant modelius ir nustatant slenkstį
• Galimybė patikrinti kokybišką sprendimą, atsižvelgiant į pabėgimo ir klaidingo atmetimo dažnį, linijos greitį ir operatoriaus pasitikėjimą

Automobilį sudaro tūkstančiai dalių, ir kiekviena iš jų pravažiuoja liniją per kelias sekundes. Apžiūrėti kiekvieną suvirinimo siūlę, kiekvieną dažų paviršių, kiekvieną surinkimą be klaidų žmogaus akimi yra ir varginantis, ir nenuoseklus; akys pavargsta, dėmesys blaškosi. Čia atsiranda mašininis matymas ir dirbtinis intelektas: kameros vaizduoja dalis, AI modelis per sekundę pažymi defektą. Šiame skyriuje aptarsime, kaip automobilių gamyboje įtvirtinama vaizdo kokybės kontrolė, AI vaidmuo ir svarbiausia problema – klaidų balansas.

Tipiški automobilių vizualiniai defektai

Pagrindiniai defektų tipai, tikrinami vizualiai:

• Paviršiaus/dažų defektai: apelsino žievelė (šiurkštūs dažai), dulkių burbuliukai, kraujavimas, įbrėžimai, spalvų skirtumas.
• Suvirinimo defektai: neužbaigta suvirinimo siūlė, taškymas, poringumas, netinkamai išdėstyta taškinė siūlė.
• Surinkimo defektai: trūksta varžto, neteisingai sumontuotas spaustukas, atvirkštinis sandariklis, atsilaisvino jungtis.
• Etiketė/ženklas: neįskaitomas VIN, neteisinga etiketė, trūksta antspaudo.

Kai kurie iš šių defektų yra tik estetiniai (smulkūs įbrėžimai), o kiti yra svarbūs saugai (neužbaigtas suvirinimas gali sukelti nuovargio įtrūkimą kėbulo jungtyje). Šis skirtumas lemia visus tolesnius sprendimus.

Patarimas: nevertinkite visų trūkumų taip pat rimtai. Klasifikuojant defektą pridėkite žymą „estetinis / funkcinis / saugai svarbios svarbos“, kad būtų nustatyta teisinga slenkstis ir sprendimo logika.

Du pagrindiniai metodai: prižiūrima klasifikacija ir anomalijų aptikimas

Yra dvi pagrindinės regėjimo defektų aptikimo strategijos:

1. Prižiūrimas klasifikavimas / aptikimas: Jūs mokote modelį, rodydami jam daug paženklintų vaizdų, sakydami "čia yra defektų pavyzdžiai, čia yra tobuli pavyzdžiai". Tai galinga, jei žinote defektų tipus ir turite pakankamai pavyzdžių. Iššūkis: sunku surinkti pakankamai retų defektų pavyzdžių (linija beveik visada gamina kietas dalis).
2. Anomalijų aptikimas: modeliui rodote tik „normalius / tvirtus“ vaizdus; modelis sužino, kaip atrodo normalus, ir viską, kas nukrypsta nuo normalaus, pažymi kaip „anomaliją“. Jis gali užfiksuoti naujus / netikėtus defektus, net jei iš anksto nežinote defekto tipo. Sunkumas: bet kokį nukrypimą gali laikyti gedimu (pvz., apšvietimo pasikeitimą).

Praktikoje jie abu naudojami kartu: anomalijų aptikimas sako „čia kažkas keisto“, klasifikacija sako „tai yra išteklių atmetimas“.

Žingsnis po žingsnio: vizualinės apžiūros sistemos nustatymas

1. Defektų katalogas ir priėmimo kriterijai: su kokybės inžinieriais nustatykite, kuris defektas yra priimtas / atmetamas. Tai modelio „tiesa“.
2. Vaizdo gavimas: nuolatinis, nuoseklus apšvietimas ir fotoaparato padėtis yra labai svarbūs. Prastas / netvirtas apšvietimas yra dažniausia gedimų priežastis.
3. Ženklinimas: ekspertai pažymi defektus; Ženklinimo gairės yra būtinos nuoseklumui užtikrinti.
4. Modelio mokymas: Apmokomas prižiūrimas ir (arba) anomalijos modelis.
5. Slenkstis: modelis pateikia „defekto tikimybę“; Tai yra riba, kurią viršijus tikimybę laikysite „atmetimu“. Tai pats svarbiausias verslo sprendimas (toliau).
6. Linijos integravimas: Modelis priima sprendimą, įtartinos dalys nukreipiamos į operatorių/stotį.
7. Stebėjimas ir perkvalifikavimas: modelis atnaujinamas, kai atsiranda naujų defektų tipų, sezoninių pokyčių, naujų dalių.

Svarbiausia problema: nuotėkio ir klaidingo atmetimo balansas

Defektų aptikimo klaidos yra dvi, o jų išlaidos automobiliuose labai skiriasi:

• Nuotėkis (pabėgimas / klaidingas neigiamas): sugedusi dalis laikoma „gera“ ir praeina per liniją. Saugos detalėje tai reiškia, kad sugedusi transporto priemonė išvažiuoja į lauką, kliento skundas ar net atšaukimas. Brangiausia klaida.
• Klaidingas atmetimas (klaidingas atmetimas / klaidingas teigiamas): nepažeista dalis laikoma „sugedusia“ ir atmetama. Tai reiškia švaistymą, nereikalingą pertvarkymą, linijos sulėtėjimą; Skauda, ​​bet nekelia pavojaus saugumui.

sprendimo slenkstis

pabėgęs

klaidingas atmetimas

Kada?

Laisvas (aukštas slenkstis)

Padidėja (pavojinga)

mažėja

Niekada saugumo takelyje

Griežtas (žemas slenkstis)

mažėja

Padidėja (brangiai)

Saugumui svarbiose dalyse

subalansuotas

vidutinis

vidutinis

Estetiniuose defektuose

Atsargiai: saugai svarbiose dalyse (stabdžių, vairo mechanizmo, kėbulo suvirinimo) slenkstis visada laikomas sandariai, kad būtų sumažintas nuotėkis; Įtartinas kūrinys nukreiptas į žmogų. Sušvelninti slenkstį, nes „klaidingas atmetimas yra brangus“, saugos dalyje nepriimtina.

Žmogaus ir mašinos darbo pasidalijimas

Gerai nusistovėjusioje sistemoje modelis nėra galutinis sprendimų priėmėjas; Tai „išankstinis tikrintojas“. Modelis pagauna akivaizdžius trūkumus ir grąžina žmogui tai, dėl ko jis nėra tikras. Tai leidžia operatoriui sutelkti dėmesį į 30 įtartinų dalių, o ne žiūrėti į 1000 dalių. Operatoriaus pasitikėjimas taip pat svarbus: jei modelis duoda per daug klaidingų pavojaus signalų, operatorius nustoja į perspėjimus žiūrėti rimtai ("alarm fatigue"). Štai kodėl taip pat stebimas klaidingo atmetimo rodiklis.

Mini atvejų analizė

1 atvejis – apšvietimo gaudyklė. Nors dažų tikrinimo modelis laboratorijoje yra sėkmingas 98%, jis netgi sumažėja iki 80%. Apžvalga: lubų apšvietimas linijoje keičiasi dienos metu, modelis ryškumo skirtumą laiko „trūkumu“. Pridėjus fiksuotą tunelio apšvietimą, sėkmė padidėja iki 97%. Išvada: vaizdo kokybė gali būti lemiama nei modelis.

2 atvejis – nuotėkio kaina. Atliekant korpuso suvirinimo patikrinimą, slenkstis yra šiek tiek sumažintas „efektyvumui užtikrinti“; Klaidingas atmetimas sumažėja nuo 6 % iki 3 %, tačiau po mėnesio pranešama apie suvirinimo siūlių įtrūkimus dviejose lauko transporto priemonėse. Pagrindinės priežasties analizė rodo, kad nuotėkio greitis padidėjo. Slenkstis vėl sugriežtinamas, o įtartinos dalys tampa 100% žmogaus kontroliuojamos. Išvada: saugos dalies nuotėkio mažinimas visada turi viršenybę prieš klaidingą atmetimą.

3 atvejis – retas defektas. Retkarčiais iš naujos įpurškimo formos išnyra labai mažas šerpeto defektas, tačiau prižiūrimo modelio mokymuose šio defekto pavyzdžių beveik nėra, todėl jis praleidžiamas. Įjungus anomalijų aptikimo modelį, jis aptinka jį kaip „nukrypimą nuo normos“. Išvada: Retų / naujų defektų anomalijų aptikimas papildo prižiūrimą modelį.

raginimo šablonai

1 šablonas – defektų katalogas ir sunkumo klasifikacija:

Vaidmuo: esate automobilių kokybės inžinierius. Užduotis: surūšiuokite šį defektų sąrašą į sunkumo klases. Kontekstas: Korpuso suvirinimo linija; defektai: purslai, poros, trūkstamos dėmės, nedidelis spalvų skirtumas, paviršiaus įbrėžimas. Apribojimas: kiekvieną defektą pažymėkite kaip estetinį / funkcinį / saugai svarbią ir pasiūlykite sprendimą (priimti / žmogaus patikrinimas / atmetimas). Rezultatas: defektas | svarba | siūlomas sprendimas | pagrindimo lentelė.

2 šablonas – ženklinimo vadovas:

Vaidmuo: vaizdo ženklinimo kokybės lyderis. Užduotis: Parašykite dažų defektų ženklinimo nuoseklumo taisykles. Kontekstas: apelsino žievelė, bėgimas, dulkių burbulas; Yra vaizdų, darytų esant skirtingam apšvietimui.Išvestis: taisyklė | pavyzdys | ribinė būsena | žymeklio pastaba.

3 šablonas – sprendimo dėl slenksčio / metrikos aiškinimas:

Vaidmuo: Mašinos matymo vertintojas.Užduotis: Interpretuoti šią sprendimo slenksčio lentelę.Kontekstas: Saugumui svarbus išteklius; esant A ribai, nuotėkis yra 0,3%, klaidingas atmetimas yra 5%; nuotėkis ties slenksčiu B 1,2 % klaidingas atmetimas 2 %. Apribojimas: laikytis saugumo prioriteto; Paaiškinkite, kurį slenkstį rekomenduojate ir kodėl, ir pridėkite žmogaus valdymo žingsnį. Rezultatas: rekomendacija + pagrindimas + likusi rizika.

4 šablonas – pagrindinės priežasties analizė:

Vaidmuo: esate kokybės inžinierius.Užduotis: Išvardykite galimas pagrindines purslų defektų priežastis, kurios išaugo per paskutines 3 pamainas.Kontekstas: Robotinis taškinis suvirinimas; Elektrodas pakeistas prieš 2 dienas; srovės nustatymas fiksuotas.Išėjimas: galima priežastis | patvirtinimo patikrinimas | prioritetas.

Silpnas raginimas / Stiprus raginimas

Silpnas raginimas:

Sukurkite modelį, kuris randa sugedusias dalis.

Neaišku, kuris trūkumas, kokia svarba, kokia riba, koks sprendimas; Rezultatas nenaudingas.

Galingas raginimas:

Vaidmuo: esate automobilių kokybės ir mašinų matymo inžinierius. Užduotis: sudaryti kūno suvirinimo vizualinės sistemos projektavimo kontrolinį sąrašą. Kontekstas: saugai svarbus taškinis suvirinimas; didelis linijos greitis; Yra retų defektų; apšvietimo kintamasis.Apribojimas: Pirmenybė teikiama nutekėjimo mažinimui; nurodyti, kaip derinti anomalijų aptikimą su prižiūrima klasifikacija ir žmogaus valdymo žingsniu; garantuojantis 'nulis klaidų'.Išvestis: etapas | pasiūlymas | rizika | patikros lentelė.

Dažnos klaidos

• Nepaisoma apšvietimo / vaizdo kokybės. Blogas vaizdas sugadina net geriausią modelį.
• Laikant, kad nuotėkis ir klaidingas atmetimas yra lygūs. Automobilių saugos dalių nutekėjimas yra daug brangesnis.
• Dėl retų defektų pasikliauti tik prižiūrimu modeliu. Anomalijų aptikimas yra papildomas.
• Padaryti modelį galutinio sprendimo priėmėju. Įtartinos dalys turi būti nukreiptos į žmones.
• Pamiršus perkvalifikavimą. Naujos dalys, naujos formos ir sezoniniai pokyčiai daro modelį seną.

Apibendrinant

• Mašinų matymas ir dirbtinis intelektas greitai ir nuosekliai tikrina, ar automobilių linijoje nėra paviršiaus, suvirinimo ir surinkimo defektų.
• Prižiūrima klasifikacija yra stipri dėl žinomų defektų, anomalijų aptikimas yra stiprus dėl retų / naujų defektų; abu naudojami kartu.
• Svarbiausias sprendimas yra slenkstis: nuotėkis (klaidingai neigiamas) sumažinamas saugai svarbioje dalyje, įtartina dalis atitenka žmogui.
• Vaizdo kokybė ir apšvietimas dažnai yra labiau lemiami nei modelis.
• Modelis yra pirminis sijotuvas; Galutinis sprendimas dėl kokybės ir atsakomybės už saugumą tenka žmogui.

Taikymo užduotis

Pasirinkite dalį / stotį (pvz., priekinio buferio mazgą). (1) Išvardykite galimus defektus ir pažymėkite juos kaip estetinius / funkcinius / saugai svarbius. (2) Naudodami 3 šabloną palyginkite dvi nuotėkio / klaidingo atmetimo slenksčio parinktis ir pagrįskite rekomendaciją. (3) Paaiškinkite, ar retam defektui naudosite prižiūrimą ar anomalijų aptikimą. (4) Apibrėžkite žmogaus valdymo žingsnį ir perkvalifikavimo trigerį.

kontrolinis sąrašas

• [ ] Defektus suskirstiau į sunkumo klases (estetiniai/funkciniai/saugiai kritiški).
• [ ] Slenksčio sprendime įvertinau neteisėto ir melagingo atmetimo pusiausvyrą.
• [ ] Saugumui svarbioje dalyje pirmenybę teikiau nutekėjimui.
• [ ] Prižiūrėtus ir anomalijas privažiavimus padėjau atitinkamoje vietoje.
• [ ] Nurodžiau vaizdo kokybės / apšvietimo reikalavimą.
• [ ] Apibrėžiau žmogaus valdymo žingsnį ir perkvalifikavimo planą.