讓紙罐工廠提升出貨品質的 AI 瑕疵檢測系統 - 自動檢驗、無需人力、 抽檢變全檢
2022/12/20
與同窗好友相約聚餐的Alex，才入餐廳就看到好友一臉愁容，就座後便關心地問他：「都下班了，你怎麼還擺著一張臭臉呢！？」好友：「唉！別提了，還不是我們工廠的QC出問題，不但履約保證金要被客戶沒收，對方還要求得罰錢扣款。我呢，則是被盯的滿頭包啊！」Alex：「是喔！那你們工廠的QC一定沒做全檢，對吧！」好友：「當然是抽檢啊！不然那能一下找到那麼多人力來做全檢。難不成你們工廠的QC是做全檢？」
Alex：「沒錯！我們工廠的QC是不需要用到人力的『科技全檢』。」好友一聽，眼睛都亮了：「只聽過『科技執法』，沒聽過什麼『科技全檢』，那是什麼東東啊？不用人檢？那怎麼檢？說來聽聽。」Alex：「我們工廠導入了AI系統。生產時，產品若有瑕疵，系統會辨識出來，並直接在生產線上把它們剔除掉。也就等於所有產品在包裝前就全都做過了QC，所以當然也就不用再靠人力做抽檢啦！」
好友：「聽起來真不錯。但用AI來檢驗，精準度夠嗎？不會誤判嗎？」Alex：「人會疲勞眼花、輕忽大意，AI這種科技產品可不會喊累喔！而且檢驗速度還比人快，再加上AI會持續學習精進，所以精準度甚至比人檢還高呢！」
比人眼更快更精準的AI瑕疵檢測
傳統製造業的品管（QC）向來都是以人力與抽驗方式來篩檢。此種做法不但費時費力，也無法保證未被抽驗到的產品中就不存在瑕疵品。產品一旦包裝出貨後，其瑕疵品總數若超過客戶可容許範圍，就可能會像上述模擬情境的故事一樣，得被罰錢扣款。更甚者的是還可能被客戶列入不再採購的黑名單中，進而對企業的訂單與商譽都帶來重大損失。
對於傳統製造業長久以來的此一痛點，慧演智能股份有限公司提出了可有效解決痛點的AI方案。而且不同於媒體普遍報導所言：AI有近似於人眼的辨識能力，該公司執行長劉雅雯認為，「持續學習的AI系統，在辨識的速度與精準度上是可以比人眼更厲害的。」
她並舉例說明：近期，慧演為一家製造紙罐的工廠開發了一套AI瑕疵檢測系統。相較於該工廠過去以人眼進行抽檢（平均一個紙罐需花5秒時間且人員誤判率達5%），新導入的AI系統每秒能檢測33個紙罐（每秒幀數FPS：33），檢測的準確率更高達98%。
而這套AI系統除了能高速地進行全檢之外，劉雅雯還強調，「我們僅需向客戶索取少許的瑕疵品並拍照取像後，就能先行導入可以上線使用的AI系統。再透過慧演自有的『資料擴增』技術讓AI持續學習。」從而獲得更精準的瑕疵檢測結果；與此同時，系統也能早一步地導入客戶的工廠，讓用戶儘早感受到AI檢測帶來的好處。
高性價比具AI推論能力的工業相機
另外，在硬體配置方面，由於慧演是專注於軟體開發的系統整合廠商，其所開發的AI系統都需搭配適合的硬體產品才能讓系統既符合專案客戶需求又充分發揮功效。而紙罐工廠的這套AI瑕疵檢測系統，慧演選用的是研華工業用AI相機ICAM-500來作為裝設在生產線上進行拍照取像與AI推論的邊緣主機。
至於為什麼選擇研華產品，劉雅雯解釋，「研華的ICAM-500是目前市面上唯一一台具有AI推論功能的工業用相機。與其他像是PC或IPC等硬體選項相比較，具All-in-One特色的ICAM-500性價比更高。」
而據研華表示，尺寸緊湊（82mm x 121mmx 53mm）的ICAM-500雖然產品名稱是工業用AI相機，但其實它是高度整合光源、鏡頭、影像感測器與AI運算等多功能合一的產品。其搭載NVIDIA Jetson AI運算模組，並配備SONY工業級圖像感測器、可編程變焦鏡頭和LED照明讓系統整合廠商能在單一系統上更便捷地完成AI的應用開發與模型部署。
劉雅雯就說，「一般要在工廠採集影像並做AI推論，若採用的是PC或IPC的話，還得加裝相機、鏡頭、顯卡等等的硬體。而ICAM-500只要一台就能搞定，且其性能也能達到我們所需的FPS：33的要求。因此能大幅縮短專案在安裝硬體時所花費的時間與工作量，也便於我們將系統快速複製到不同的生產線上，甚至其它案場。」
好用、易整合大幅降低AI開發門檻
再則，慧演為這家紙罐工廠建置的是不靠人力而能全面自動化檢測的AI系統。因此，當比對出生產線上正在製作中的產品有瑕疵時，必須有能力啟動周邊設備將瑕疵品踢出產線。比對的結果也需要上傳給工廠現有的系統，以供進一步分析與日後改善之用。
而提供USB、RS485、數位I/O、HDMI、LAN等I/O介面的ICAM-500就有利於開發者進行向下控制與向上整合。劉雅雯說，「透過ICAM-500的數位I/O，我們能控制生產線的設備將瑕疵品置入垃圾箱，也能透過LAN無縫整合工廠現有的ERP系統。」
此外，研華亦補充說明，ICAM-500提供的CAMNavi SDK、基於HTML5 Web的工具程式、NVIDIA Deepstream SDK和Azure AVA套件等也為系統整合廠商帶來了相當的便利性。
譬如，支援HTML5能讓開發者直接透過瀏覽器來進行現場安裝的控制設定，省去了自行安裝工具與應用程式的麻煩。採開放式平台的特色則讓開發者不論是以公有雲或私有雲來訓練AI模型，都能很容易地介接到ICAM-500。
既省時省力又提升出貨產品品質
無論製造業如何提升製造技術或更新生產設備，最終完成品中總多少會有些瑕疵品的存在；而如何提升出貨產品的品質，就得在出貨前先揪出這些不良品。慧演與研華合作提供的AI瑕疵檢測系統不但能取代人力做檢驗，還能將抽檢變成全檢，更能加快檢驗速度並縮短生產時間，以省時省力的方式提升製造業業者的出貨產品之品質。
劉雅雯並強調，本案的紙罐工廠是屬於客製化並少量多樣生產的傳統製造業，而慧演運用研華ICAM-500提供的AI方案，可以隨意增加新的檢測站，也可任意更改檢測項目。她解釋，「當產線要從生產羽球罐改成生產茶罐時，只需切換AI模型，就能在同一條生產線上為不同的品項進行瑕疵檢測。」從而讓客戶能在在既有的軟硬體架構下達到降低成本並獲得多重效益。
由於
這套能一舉數得的解決方案
獲得了客戶的高度肯定
，
這家紙罐工廠在很短的時間內就已先在一條產線上安裝了
AI
瑕疵檢測系統
，完成測試後將陸續複製到其他產線
，其日後新廠房竣工後也會如法炮製地導入此系統。
而慧演與研華也將持續合作，為製造業提供更多優質的
AI
應用。
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