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複数のAIモデルを活用したヒートシンク検査

16.03.2020

地域：台湾

背景

　従来では、工場の部品の多くが従業員による目視検査で確認されていました。検査員には事前に教育・訓練が行われていましたが、個人の判断に基づく検査では、統一された基準の確立が困難でした。さらに、視覚的な疲労や作業不可、人材の流動性などが原因で、生産ラインにおける検査漏れの発生率が多発し、欠陥品が市場に出回ると苦情が急増するという問題がありました。

　また、プログラミングの知識を持つ人材が不足している場合、マシンビジョン検査に対する理解は非常に限定的になります。そのため、検査漏れの削減や効率向上を目的として技術製品の導入を希望しても、実現するための体制が不足しています。

　弊社とSmasoft社の協業プログラムは、製造業における目視検査からAIによる検査への移行を支援することを目的としています。ルールベースのマシンビジョンとAI画像認識を融合したソリューションは、工場の課題解決に最適であり、自動検査システムの導入にも貢献します。

システム概要

　ヒートシンク工場には、当初3つの主要な検査工程が設けられており、複数の作業員が寸法、厚さ、外観の検査を担当していました。Smasoft社の自動化ソフトウェア開発プラットフォーム「SmaSEQ」は、画像検査、モーション制御、I/O制御、AI欠陥検査（SmaAI）、AI学習などの機能を統合し、3種類の検査を実施可能なヒートシンク検査装置を構築します。AIの深層学習モデルを継続的に学習させることで、検査漏れの発生率をさらに低減し、検査品質の向上に貢献します。

　SmaSEQは直感的で使いやすいインターフェイスを備えており、初心者でも簡単に習得できます。ソフトウェア研修を受講することで、エンジニアとしての経験やAIの深層学習に関する知識がなくても、オペレータはSmaSEQをスムーズに操作できるようになります。SmaSEQはシンプルで分かりやすく、複雑な設定を必要としないため、システムインテグレーターやエンドユーザー自身で機械の学習を行うことが可能です。

　Smasoft社のソフトウェアと弊社のハードウェアは、ヒートシンク検査機のAIシステムの最適化において、密接に連携した役割を担っています。Smasoft社では、弊社のi-Modules拡張スロット対応コンパクトファンレスシステム「MIC-770」を導入し、NVIDIA® Jetson Xavier™を搭載したAI推論システム「MIC-730AI」を内蔵しています。

　Smasoft社では以前、他社製のIPCを活用していましたが、一部はサイズが大きすぎるために顧客から交換の要望があり、サイズ要件を満たす製品でも動作が不安定で頻繁にクラッシュすることがありました。弊社のMICシリーズは、長時間の動作試験後でも安定した動作を維持します。I/Oの追加が必要な場合でも柔軟に拡張できるため、プロジェクトごとにハードウェアを再選定する手間を省くことができます。

システム要件

　本システムのAI検査装置に搭載された2種類の弊社ハードウェアは、それぞれ異なる機能を担当しています。SmaSEQを搭載したMIC-770は、検査工程のプロセスを制御し、ルールベースの画像検査によってヒートシンクの寸法や厚みが仕様を満たしているかを判定します。

　さらに、SmaAIを搭載したMIC-730AIは、AI画像解析を行い、外観に欠陥のあるヒートシンクを識別・比較します。この機能は、Smasoft社がユーザーから事前に収集した不良品の画像をSmaAIに学習させることで実現されています。SmaAIが必要なトレーニングを完了すると、学習済みモデルがMIC-730AIに搭載されます。これにより、AI画像検査が可能となり、平坦性の評価・潰れ・汚れ・傷など、従来の物理的ルールでは分類が難しい欠陥の検出が可能になります。

　Smasoft社のAI自動化ソフトウェアと弊社ハードウェアの連携により、ヒートシンク工場はAI検査装置の構築と検証をわずか３ヶ月で完了できます。

　Smasoft社は「当初、顧客は新しいシステムに90％の精度を求めていましたが、Smasoftと弊社の共同ソリューションは最大97％の精度を達成し、ユーザーの期待を大きく上回りました」と指摘しました。以前は、1つの生産ラインに10名の検査員が配置され、ヒートシンク1個あたり3種類の検査に30秒を要していました。現在では、最終検査に1名の検査員のみが必要で、作業はわずか4秒で完了します。このソリューションの導入により、労働コストの削減だけでなく、検査効率の向上も実現されています。

　本AI検査ソリューションは分散型構成を採用しており、1台のMIC-770が複数のMIC-730AIと連携してAI推論を行うことが可能です。そのため、工場がAI検査の追加や検査速度の向上を希望する場合は、ネットワークケーブルを介してMIC-730AIを追加するだけで対応でき、将来的な拡張にも柔軟に対応できます。