Ražošanas līnijas kvalitātes kontrole: vizuāla defektu noteikšana

Ieguvumi:

• Izpratne par virsmas, metināšanas un montāžas defektu noteikšanas darbplūsmu automobiļu ražošanas līnijā ar mašīnredzi
• Spēja strukturētā veidā izmantot mākslīgo intelektu attēlu datu kopas izveidē, marķēšanā, modeļu apmācībā un sliekšņa noteikšanā
• Spēja pārbaudīt kvalitatīvu lēmumu, ņemot vērā aizbēgšanas un viltus noraidīšanas biežumu, līnijas ātrumu un operatora pārliecību

Automašīna sastāv no tūkstošiem detaļu, un katra no tām iziet cauri līnijai sekundēs. Ir gan nogurdinoši, gan nekonsekventi pārbaudīt katru metinājumu, katru krāsas virsmu, katru montāžu bez kļūdām ar cilvēka aci; acis nogurst, uzmanība tiek novērsta. Šeit parādās mašīnredze un mākslīgais intelekts: kameras attēlo detaļas, AI modelis nepilnas sekundes laikā atzīmē defektu. Šajā nodaļā mēs apspriedīsim, kā tiek izveidota attēla kvalitātes kontrole automobiļu ražošanā, AI loma un vissvarīgākā problēma - kļūdu līdzsvars.

Tipiski vizuāli defekti automobiļiem

Galvenie vizuāli pārbaudītie defektu veidi:

• Virsmas/krāsas defekti: apelsīna miziņa (rupja krāsa), putekļu burbuļi, asiņošana, skrāpējumi, krāsu atšķirība.
• Metināšanas defekti: nepilnīga metināšana, šļakatas, porainība, nepareizi novietots punktmetinājums.
• Montāžas defekti: trūkst skrūves, nepareizi uzstādīts klips, apgriezts blīvējums, vaļīgs savienotājs.
• Etiķete/atzīme: nesalasāms VIN, nepareiza etiķete, trūkst zīmoga.

Daži no šiem defektiem ir tikai estētiski (nelieli skrāpējumi), savukārt citi ir drošības ziņā kritiski (nepilnīga metināšana var izraisīt noguruma plaisu ķermeņa savienojumā). Šī atšķirība nosaka visus turpmākos lēmumus.

Padoms. Neizturieties pret katru trūkumu ar tādu pašu nopietnību. Atzīmes "estētisks/funkcionāls/drošībai kritisks" pievienošana, klasificējot defektu, ir ļoti svarīga, lai slieksnis un lēmuma loģika būtu pareizi.

Divas pamata pieejas: uzraudzīta klasifikācija un anomāliju noteikšana

Ir divas galvenās vizuālo defektu noteikšanas stratēģijas:

1. Uzraudzīta klasifikācija/atklāšana: jūs mācāt modeli, parādot tam daudzus marķētus attēlus, sakot: "šeit ir defektu piemēri, šeit ir lieliski piemēri". Tas ir spēcīgi, ja zināt defektu veidus un ir pietiekami daudz piemēru. Izaicinājums: ir grūti savākt pietiekami daudz retu defektu paraugu (līnija gandrīz vienmēr ražo cietas detaļas).
2. Anomāliju noteikšana: modelim tiek rādīti tikai "normāli/izturīgi" attēli; modelis uzzina, kā izskatās normāls, un atzīmē visu, kas atšķiras no normas, kā "anomaliju". Tas var uztvert jaunus/negaidītus defektus pat tad, ja iepriekš nezināt defekta veidu. Grūtības: jebkuru novirzi var uzskatīt par kļūdu (piemēram, apgaismojuma izmaiņas).

Praksē abas tiek izmantotas kopā: anomāliju noteikšana saka "šeit ir kaut kas dīvains", klasifikācija saka "šī ir resursa atlēciens".

Soli pa solim: vizuālās pārbaudes sistēmas izveide

1. Defektu katalogs un pieņemšanas kritēriji: ar kvalitātes inženieriem nosakiet, kurš defekts tiek pieņemts/noraidīts. Tāda ir modeļa "patiesība".
2. Attēlu iegūšana: pastāvīgs, konsekvents apgaismojums un kameras pozīcija ir izšķiroša nozīme. Slikts/nestabils apgaismojums ir visizplatītākais atteices cēlonis.
3. Marķējums: eksperti atzīmē defektus; Marķēšanas norādījumi ir būtiski konsekvences nodrošināšanai.
4. Modeļu apmācība: tiek apmācīts uzraudzīts un/vai anomālijas modelis.
5. Sliekšņa noteikšana: modelis sniedz “defekta varbūtību”; Tas ir slieksnis, kuru pārsniedzot, jūs uzskatīsit par "noraidīšanu". Šis ir vissvarīgākais biznesa lēmums (tālāk).
6. Līnijas integrācija: Modelis pieņem lēmumu, aizdomīgās daļas tiek novirzītas operatoram/stacijai.
7. Uzraudzība un pārkvalifikācija: modelis tiek atjaunināts, jo kļūst pieejami jauni defektu veidi, sezonālās izmaiņas, jaunas detaļas.

Vissvarīgākā problēma: noplūdes un viltus noraidīšanas līdzsvars

Defektu noteikšanā ir divas kļūdas, un to izmaksas automobiļos ir ļoti atšķirīgas:

• Noplūde (aizbēgt / viltus negatīvs): bojātā daļa tiek uzskatīta par "labu" un iet cauri līnijai. Drošības daļā tas nozīmē bojātu transportlīdzekli, kas iebrauc laukā, klienta sūdzību vai pat atsaukšanu. Dārgākā kļūda.
• Viltus noraidīšana (viltus noraidīšana / viltus pozitīva): neskartā daļa tiek uzskatīta par "bojātu" un tiek noraidīta. Tas nozīmē izšķērdēšanu, nevajadzīgu pārstrādi, līnijas palēnināšanos; Tas sāp, bet tas nerada drošības risku.

lēmuma pieņemšanas slieksnis

bēguļojošs

viltus noraidījums

Kad?

Brīvs (augsts slieksnis)

Palielinās (bīstams)

samazinās

Nekad uz drošības ceļa

Stingrs (zems slieksnis)

samazinās

Palielinās (dārgi)

Uz drošībai kritiskām daļām

līdzsvarots

vidējs

vidējs

Estētiskajos defektos

Uzmanību: drošībai kritiskās daļās (bremzes, stūre, virsbūves metinājums) slieksnis vienmēr ir cieši noturēts, lai samazinātu noplūdi; Aizdomīgais gabals ir adresēts cilvēkam. Sliekšņa atvieglošana, jo "viltus noraidīšana ir dārga", drošības daļā nav pieņemama.

Cilvēka un mašīnas darba dalīšana

Labi izveidotā sistēmā modelis nav galīgo lēmumu pieņēmējs; Tas ir "iepriekšējais skrīnings". Modele uztver acīmredzamus trūkumus un nosūta atpakaļ cilvēkam to, par ko viņš nav pārliecināts. Tas ļauj operatoram koncentrēties uz 30 aizdomīgām daļām, nevis skatīties uz 1000 detaļām. Svarīga ir arī operatora pārliecība: ja modelis rada pārāk daudz viltus trauksmju, operators pārstāj uztvert brīdinājumus nopietni (“trauksmes nogurums”). Tāpēc tiek uzraudzīts arī viltus noraidīšanas rādītājs.

Mini gadījumu izpēte

1. gadījums — apgaismojuma slazds. Lai gan krāsas pārbaudes modelis ir 98% veiksmīgs laboratorijā, tas pat samazinās līdz 80%. Pārskats: griestu apgaismojums uz līnijas mainās dienas laikā, modelis uzskata, ka spilgtuma atšķirība ir "defekts". Pievienojot fiksēto tuneļa apgaismojumu, panākumi palielinās līdz 97%. Secinājums: attēla kvalitāte var būt noteicošāka par modeli.

2. gadījums — noplūdes izmaksas. Korpusa metinājuma pārbaudē slieksnis ir nedaudz atvieglots "efektivitātes labad"; Viltus noraidīšana samazinās no 6% līdz 3%, bet mēnesi vēlāk tiek ziņots par metinājuma plaisām diviem transportlīdzekļiem uz lauka. Pamatcēloņu analīze liecina, ka noplūdes līmenis ir palielinājies. Slieksnis atkal tiek pievilkts, un aizdomīgās daļas tiek pakļautas 100% cilvēka kontrolei. Secinājums: noplūdes samazināšana drošības daļā vienmēr ir svarīgāka par viltus noraidījumu.

3. gadījums – rets defekts. Reizēm no jaunas iesmidzināšanas veidnes parādās kāds ļoti mazs urbuma defekts, taču uzraugāmā modeļa apmācībā šī defekta piemēru gandrīz nav, tāpēc tas paiet garām. Kad anomālijas noteikšanas modelis ir aktivizēts, tas nosaka to kā "novirzi no normas". Secinājums: retu/jaunu defektu anomāliju noteikšana papildina uzraudzīto modeli.

uzvedņu veidnes

1. veidne — defektu katalogs un smaguma klasifikācija:

Loma: Jūs esat automobiļu kvalitātes inženieris. Uzdevums: Sakārtojiet šo defektu sarakstu smaguma klasēs. Konteksts: korpusa metināšanas līnija; defekti: šļakatas, poras, trūkstošs plankums, neliela krāsu atšķirība, virsmas skrāpējums.Ierobežojums: atzīmējiet katru defektu kā estētisku/funkcionālu/drošībai kritisku un ierosiniet lēmumu (pieņemšana/cilvēka pārbaude/noraidīšana).Izvade: defekts | svarīgums | ierosinātais lēmums | pamatojuma tabula.

2. veidne — marķēšanas rokasgrāmata:

Loma: attēlu marķēšanas kvalitātes vadītājs. Uzdevums: Uzrakstīt konsekvences noteikumus krāsas defektu marķēšanai. Konteksts: apelsīna miza, skrējiens, putekļu burbulis; Ir attēli, kas uzņemti dažādos apgaismojumos.Izvade: Noteikums | piemērs | robežstāvoklis | tagu piezīme.

3. veidne — sliekšņa/metrikas lēmuma interpretācija:

Loma: Mašīnredzes vērtētājs.Uzdevums: Interpretēt šādu lēmuma sliekšņa tabulu.Konteksts: drošībai būtisks resurss; pie A sliekšņa noplūde ir 0,3%, viltus noraidījums ir 5%; noplūde pie sliekšņa B 1,2% viltus noraidījums 2%.Ierobežojums: Ievērot drošības prioritāti; Paskaidrojiet, kuru slieksni jūs ieteiktu un kāpēc, un pievienojiet cilvēka kontroles darbību. Rezultāts: ieteikums + pamatojums + atlikušais risks.

4. veidne — pamatcēloņa analīze:

Loma: Jūs esat kvalitātes inženieris.Uzdevums: uzskaitiet iespējamos pamatcēloņus šļakatu defektiem, kas palielinājušies pēdējo 3 maiņu laikā.Konteksts: Robotiskā punktmetināšana; Elektrodu maiņa veikta pirms 2 dienām; strāvas iestatījums fiksēts.Izvade: iespējamais cēlonis | validācijas pārbaude | prioritāte.

Vāja uzvedne / spēcīga uzvedne

Vāja uzvedne:

Izveidojiet modeli, kas atrod bojātas detaļas.

Nav skaidrs, kurš trūkums, kāda nozīme, kāds slieksnis, kāds lēmums; Rezultāts ir bezjēdzīgs.

Spēcīga uzvedne:

Loma: Jūs esat automobiļu kvalitātes un mašīnredzes inženieris. Uzdevums: Izveidot konstrukcijas kontrolsarakstu ķermeņa metinājuma redzamības sistēmai. Konteksts: drošībai kritiska punktmetināšana; līnijas ātrums ir liels; Ir reti defekti; apgaismojuma mainīgais.Ierobežojums: noteikt prioritātes noplūdes samazināšanai; norādīt, kā apvienot anomāliju noteikšanu ar uzraudzītu klasifikāciju un cilvēka kontroles soli; garantējot 'nulles kļūdas'.Izvade: posms | ieteikums | risks | pārbaudes tabula.

Biežas kļūdas

• Apgaismojuma/attēla kvalitātes neievērošana. Slikts attēls sabojā pat labāko modeli.
• Uzskatot, ka noplūde un viltus noraidīšana ir vienāda. Automobiļu drošības detaļu noplūde ir daudz dārgāka.
• Retu defektu gadījumā paļauties tikai uz uzraudzīto modeli. Anomāliju noteikšana ir papildinoša.
• Padarot modeli par galīgo lēmumu pieņēmēju. Aizdomīgās daļas jānovirza uz cilvēkiem.
• Aizmirstot par pārkvalifikāciju. Jaunas detaļas, jaunas veidnes un sezonālās izmaiņas padara modeli vecu.

Rezumējot

• Mašīnredze un AI ātri un konsekventi pārbauda, vai automobiļu līnijā nav virsmas, metināšanas un montāžas defektu.
• Uzraudzītā klasifikācija ir spēcīga attiecībā uz zināmiem defektiem, anomāliju noteikšana ir spēcīga retiem/jauniem defektiem; abi tiek izmantoti kopā.
• Viskritiskākais lēmums ir slieksnis: noplūde (viltus negatīva) tiek samazināta līdz minimumam drošībai kritiskajā daļā, aizdomīgā daļa nonāk pie cilvēka.
• Attēla kvalitāte un apgaismojums bieži vien ir noteicošāks par modeli.
• Modelis ir pirmssijātājs; Galīgais lēmums par kvalitāti un atbildība par drošību gulstas uz cilvēku.

Lietojumprogrammas uzdevums

Izvēlieties daļu/staciju (piemēram, priekšējā bufera komplektu). (1) Uzskaitiet iespējamos defektus un atzīmējiet katru kā estētisku/funkcionālu/drošībai kritisku. (2) Izmantojot 3. veidni, salīdziniet abas noplūdes/viltus noraidīšanas sliekšņa opcijas un pamatojiet ieteikumu. (3) Paskaidrojiet, vai izmantosit uzraudzītu vai anomāliju noteikšanu retam defektam. (4) Definējiet cilvēka kontroles soli un pārkvalificēšanās trigeri.

kontrolsaraksts

• [ ] Es sadalīju defektus smaguma klasēs (estētiski/funkcionāli/drošībai kritiski).
• [ ] Sliekšņa lēmumā izvērtēju nelikumīgā un nepatiesā noraidījuma līdzsvaru.
• [ ] Drošības ziņā kritiskajā daļā es noteicu noplūdi par prioritāti.
• [ ] Pārraudzītās un anomālijas pieejas ievietoju atbilstošā vietā.
• [ ] Esmu norādījis attēla kvalitātes/apgaismojuma prasību.
• [ ] Es definēju cilvēka kontroles soli un pārkvalifikācijas plānu.