2020-05-06

基于人工智能的自动缺陷分类系统

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项目背景

格创东智科技有限企业是TCL集团孵化的创新型科技企业,深度融合必威体育技术与信息技术,依托TCL多年制造业积淀,进行制造业场景化复制,在IoT平台、人工智能、智能工厂等领域通过项目积累,迅速切入市场,对外输出智能制造产品与解决方案。

深圳市华星光电技术有限企业(简称华星光电)是2009年11月16日成立的行业领先的国家级高新技术企业,产品全线覆盖大尺寸电视面板和中小尺寸移动终端面板。

华星光电9年以来累计投资超千亿,拥有5座高世代面板厂,且在持续升级显示技术。从早期的窄边框、超薄、曲面,到现在的柔性、量子点和8K,产品的种类越来越多,品质要求越来越高,与此同时市场变得短周期化,对于客制化的要求与日俱增,这些挑战都需要企业转变传统的制造思维,通过引入智能制造技术,升级智造水平来保证高效率低成本的运作。而这一项目正是双方共同探索人工智能在必威体育检测领域及betway体育亚洲版入口中应用的成果。


1项目痛点

在液晶面板生产制程中,因为环境、工艺、设备等因素影响,会在不同制程段产生多种缺陷,各制程段AOI设备会锁定缺陷进行拍照,但是AOI无法对缺陷进行自动分类。过往的做法是由人工根据规则和经验对缺陷进行分类判定,然后再根据缺陷类型,决定该片玻璃是送去返工,重制还是报废。华星光电当前量产的每个工厂都有缺陷判定站点超过20多个,每个站点每天判定的图片量约1-2万张,采用人工分类的方式会造成以下几类问题:

图1:制造业视觉检测痛点


? 图片数量巨大且人工判定耗时较长,造成生产周期增加。

? 人力成本高企,企业需要雇佣大量人员7*24小时轮班工作,以配合生产。

? 人工检测的一致性低,误判高,且人工判定的准确率易受个人经验和状态影响

? 员工培训周期长,缺陷分类的准确度取决于人工的经验积累,新员工无法立即上手。

? 工作内容单调重复,员工稳定性差,流动率高。

? 人工抽检无法覆盖到全部产品的缺陷图片,工作效率得不到保障。


2 项目实施

为了解决以上的问题和痛点,格创东智在华星光电导入了一套基于格创AI应用平台的自动缺陷分类系统,将人工智能算法与AOI设备结合,通过系统中的图像识别算法以及深度学习算法,对各制程多种类的缺陷图片进行学习训练及建模,开发出具备自主学习能力的检测模型,代替了大量人工,实现了无间断、高精准的缺陷自主检查判定功能。该系统也与生产良率系统对接,实现了自动判定、异常报警、自动拦截等功能。在系统管理平台中,厂商可以自主完成模型训练,模型部署和模型管理,方便后期针对新产品以及新缺陷进行模型扩展和自训。

图2:应用架构


3 实施效果

图3:自动缺陷分类VS人工分类

通过导入自动缺陷分类系统,代替人工完成分类工作,实现了以下目标:

? 缺陷分类站点实现70%以上覆盖率,90%以上准确率,替代了对应比例的人力投入,并随着训练数据量的累计,覆盖率与准确率都在逐步提升。

? AOI拍照后快速完成面板中所有缺陷判别,异常拦截提早1-2小时。

? 检测站点生产周期缩短60%。

? 结合高效良率系统,实现了自动判等,自动开单,异常自动报警,自动拦货等功能。

? 仅当前项目范围即可实现人力效益超千万/年,联动潜在效益300+万/年。



4 应用先进性及创新点

该项目是液晶面板行业首个成功将人工智能导入缺陷检测的案例,也是众多行业(铝型材,纺织等)中,为数不多的将机器视觉和深度学习成功结合并落地实施,在必威体育智能领域上做出探索的项目,具备向多行业推广的可行性。

突破了AOI设备的制约,形成了有机结合,弥补了AOI设备只能定位缺陷,无法判别缺陷类型的问题。

通过人工智能代替人眼检查的新模式,能够有效解决制造业缺陷检查工序中的高人力成本、低检出效率、人员疲劳度高、辞职流失率高的行业共性难题,能够大幅降低人力成本、显著提升产品品质、提高企业利润。


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