外觀檢查是汽車零件生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟，但這可能是一項(xiàng)艱巨的工作。不僅在視覺上檢查零件很繁瑣，而且高壓工作會(huì)帶來挑戰(zhàn)。
自動(dòng)化公司MusashiAI的聯(lián)合創(chuàng)始人Ran Poliakine表示，在日本汽車行業(yè)工作的員工中有20％是視覺檢查員，在其他一些國(guó)家和地區(qū)，人數(shù)也差不多。這些員工可能會(huì)執(zhí)行對(duì)身體要求不高的更有趣，更有用的工作，但是事實(shí)證明，目視檢查過程很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但是，包括光學(xué)，邊緣計(jì)算和AI在內(nèi)的最新技術(shù)發(fā)展使MusashiAI能夠開發(fā)一種自動(dòng)視覺檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以像人類一樣準(zhǔn)確地執(zhí)行，但是速度更快。借助一種新的AI教學(xué)方法，該系統(tǒng)的設(shè)置和重新部署速度也比培訓(xùn)人員更快。
為了了解該視覺檢查系統(tǒng)的功能，Poliakine說，首先準(zhǔn)確地了解人類視覺檢查器的功能是有幫助的。這些員工站在汽車生產(chǎn)線的末端。他們從傳送帶上拿出完成的零件，并在兩秒鐘之內(nèi)確定零件的好壞，然后將零件分類為“好籃子”或“壞籃子”。有效的AI系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地做出相同的快速判斷，并可靠地執(zhí)行相同的排序。
日本本田汽車公司的子公司武藏精光（Musashi Seimitsu）希望將其視覺檢查工作人員轉(zhuǎn)移到在身體上更容易且更有趣的工作上。但是首先需要找到一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)來替換它們。因此，武藏清光與以色列自動(dòng)化和AI公司SixAI合作，組建了合資企業(yè)MusashiAI，可以開發(fā)解決方案。
開發(fā)自動(dòng)化的視覺檢查器
目視檢查需要人類用手和手臂將零件從傳送帶上抓住，然后將其分類到適當(dāng)?shù)奈恢茫醚劬τ^察零件，并用大腦知道零件的好壞。由于該技術(shù)已經(jīng)存在多年，因此公司很容易實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)抓取和放置過程。
下一步是開發(fā)可以模仿人眼的光學(xué)系統(tǒng)。“人眼非常非常復(fù)雜，因?yàn)槿搜劭梢宰詣?dòng)聚焦在以最佳方式顯示缺陷的波長(zhǎng)上，” Poliakine解釋說。“大腦和眼睛之間存在一種交流，可以使眼睛適應(yīng)他們所尋找的條件。” 該公司設(shè)計(jì)了一種解決方案，該解決方案的一端表現(xiàn)得像人眼，另一方面具有優(yōu)化功能，例如傳感器可聚焦于最適合顯示零件缺陷的特定波長(zhǎng)的傳感器。例如，它不看顏色，這樣可以節(jié)省時(shí)間和金錢，因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)的RGB相機(jī)，很多圖像數(shù)據(jù)都專用于顏色。
第三步是開發(fā)和訓(xùn)練可以識(shí)別優(yōu)劣的AI。邊緣計(jì)算使這成為可能，邊緣計(jì)算是在計(jì)算機(jī)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與云計(jì)算中的應(yīng)用程序分離時(shí)，但比云更靠近位置的目的是為了縮短響應(yīng)時(shí)間并節(jié)省帶寬。
視覺檢查對(duì)于人類而言可能是繁瑣的，高壓的并且身體緊張的工作。根據(jù)Poliakine的說法，該自動(dòng)化系統(tǒng)可以釋放大量的人類視覺檢查員，以執(zhí)行更有趣，更輕松的工作。
以邊緣計(jì)算的速度為后盾，MusashiAI必須設(shè)計(jì)一種方法來復(fù)制人腦中發(fā)生的事情，同時(shí)確定零件的好壞。該公司開始通過獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰系統(tǒng)訓(xùn)練AI以識(shí)別好壞零件，如果無法正確識(shí)別零件，則從頭開始重新懲罰該系統(tǒng)。
但是，由于系統(tǒng)正在檢查鍛件，因此公司面臨挑戰(zhàn)。鍛造零件可能具有多種類型的缺陷-根據(jù)Poliakine的說法，在鍛造零件中至少存在27種不同的缺陷家族。為了找到每種缺陷的足夠數(shù)量的零件，以教導(dǎo)AI正確識(shí)別它們，樣本量將是巨大的。
“他們的生產(chǎn)從一開始就非常非常高的質(zhì)量，” Poliakine補(bǔ)充道。公司需要花費(fèi)數(shù)月的時(shí)間來完成足夠大的樣本量，以教給AI所有不同的缺陷，從而使其難以訓(xùn)練且不切實(shí)際地進(jìn)行重新部署。此外，即使是可接受的鍛造零件自然也會(huì)發(fā)生很大的變化，以致無法找到理想的樣品來使用。他說：“零件中可能有很多小缺陷，但沒關(guān)系。”
在尋找一種新方法時(shí)，MusashiAI決定，與其教AI識(shí)別缺陷，不如訓(xùn)練AI識(shí)別好的零件。“我們?yōu)闄C(jī)器人提供了50個(gè)不同的零件，但它們都很好。我們告訴算法這是一個(gè)很好的例子。”“而且該算法自學(xué)了這些部分之間的共同點(diǎn)，并且從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講不是該部分的任何部分都可能存在缺陷。” Poliakine說這個(gè)過程需要半天到一天的時(shí)間。由于最多只需要一天的時(shí)間來培訓(xùn)AI以檢查新零件，因此用戶可以輕松地對(duì)其進(jìn)行重新培訓(xùn)以檢查其他零件并將其部署到新的生產(chǎn)線上。
自動(dòng)化的勞動(dòng)力
根據(jù)Poliakine所說，盡管我們相信人為錯(cuò)誤，但檢查員實(shí)際上在兩秒鐘內(nèi)就可以非常準(zhǔn)確地確定零件的好壞。在MusashiAI之前，最好的自動(dòng)化檢查系統(tǒng)在26秒內(nèi)的準(zhǔn)確率達(dá)到76％，因此在汽車生產(chǎn)線上使用是不切實(shí)際的。然而，MusashiAI的視覺檢查員在測(cè)試中能夠超越人類。他說：“在我們教授了算法并使用了適當(dāng)?shù)?a title="中國(guó)邊緣計(jì)算網(wǎng)" href="http://www.52gongw.cn/product/list.php?catid=1906" target="_blank">邊緣計(jì)算和光學(xué)技術(shù)之后，我們獲得了超過99％的召回率（真實(shí)陽性率）和很高的特異性（真實(shí)陰性率），”他說。超過兩秒，比人類還好。”
“……我們的召回率（真正的陽性率）超過99％，特異性（真正的陰性率）很高，但是不到兩秒鐘，這比人類要好。”
當(dāng)MusashiAI正在考慮如何在其他工廠中部署該系統(tǒng)時(shí)，它選擇使用機(jī)器人即服務(wù)（RaaS）模型。Poliakine說，武藏精光的首席執(zhí)行官是建議像對(duì)待員工一樣對(duì)待機(jī)器人而不是建立資本支出的首席執(zhí)行官。這意味著MusashiAI無需客戶直接購(gòu)買系統(tǒng)并在一段時(shí)間內(nèi)攤銷系統(tǒng)，而是將系統(tǒng)放在車間并向客戶收取每個(gè)機(jī)器人的“薪水”。
盡管此系統(tǒng)是為汽車行業(yè)開發(fā)的，但可以輕松應(yīng)用于其他行業(yè)。Poliakine表示，該公司的下一步工作是將視覺檢查系統(tǒng)擴(kuò)展到整個(gè)汽車行業(yè)，然后再擴(kuò)展到與汽車類似的行業(yè)-具有高生產(chǎn)率和高檢查要求的行業(yè)，例如醫(yī)療和航空航天。” Poliakine說。
