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高⁠尔⁠夫球外⁠观检⁠测:AI 与 AOI 如⁠何协⁠作

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    AIWin

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高尔夫球 AOI 光学检测:环形光源下方的高尔夫球正在取像

你知道小小一颗高尔夫球有多达 28 项缺陷检测吗?用人工一小时看 500 颗球,若用 AI 来检测缺陷,一小时可以检测 6,000 颗球。慧⁠穩⁠科⁠技所研发的 AOI 自动光学检测技术,可以达到 0.1% 的漏检率,比人眼高出 10 倍之多。除了高尔夫球产业外,慧⁠穩⁠科⁠技 AOI 检测也将落⁠地纺织业等产⁠业。

慧⁠穩⁠科⁠技创始人兼总经理林耿呈是钻研人⁠工⁠智⁠能(AI)的专家,早在 2013 年间,就感受到深度学习(Deep Learning,DL)和 AI 图像识⁠别的前景与爆发力。而 AOI 一直以来是制⁠造⁠业的强烈需⁠求,主要能够帮客户提高产品的质量,让出货的质量可以稳定,另外可以把 AOI 检测的结果数据用来改善工艺,让工艺改善可以进入正循环,进一步节省成⁠本。

由于人眼有疲劳与标准不一等不可控因素,导致检测遭遇瓶颈,人眼经过训练的漏检率极限大约在 1~2%,且每况愈下,检测情况会越来越差。AOI 是一个稳定且可大量检测的设备,慧⁠穩⁠科⁠技可达到 0.1% 的漏检率,是人眼的 10 倍之多,相当于检出率达 99.9%。当然,AOI 也会造成 5%-10% 的过检率,再通⁠过人力针对过检进行筛选即可。有 AOI 辅助,可减轻质检的负担,相对省下不少工⁠时。

AOI 检⁠测高⁠尔⁠夫球缺⁠陷 一小⁠时检⁠测能⁠力增⁠长 12 倍

慧⁠穩⁠科⁠技 AOI 技术的第⁠一块试金石是高尔夫球。高尔夫球球面凹凸不平,是高反光产品,过往依赖人工一一检测缺陷,一颗小小的高尔夫球有多达 28 种缺陷,一个小时能检测 500 颗。台湾高尔夫球大厂为了符合日本客户的需⁠求,在两年前引入 AOI 检测,通⁠过 AOI 高速高精度光学图像检测系统结合 AI 深度学习图像识⁠别技术,进行高尔夫球表面缺陷检测,上下料全面自动化,以取代人工识⁠别的漏检问题,并可实⁠时记录缺陷状况并上报,每年每台可检测 20 万打高尔夫球,大大提升了客户的满意度。但是,这一步,慧⁠穩⁠科⁠技足足走了两年⁠多……。

▲高⁠尔⁠夫球 AOI 识⁠别技⁠术画⁠面

▲高⁠尔⁠夫球 AOI 识⁠别,28 种球⁠面缺⁠陷无所遁⁠形

林耿呈表示,从数据评估与咨询开⁠始,接着是数据整理与标注、AI 算法挑选验证及 AI 训练服⁠务,高尔夫球数据相当于从零开⁠始一条一条积累下来,所幸高尔夫球厂商全力配合,才终于开花结果。AOI 检测高尔夫球缺陷,一般用人工一小时看 500 颗球,若用 AI 来检测,一小时可以检测 6,000 颗球,成效高达 12 倍之⁠多。

跟其他公司不同,林耿呈认为 AI 需要深耕 Domain,把专业的数据打磨出来,唯有这些 Domain 的数据才能让 AI 做得很好,所以公司是从承接项目开⁠始走起,而非一开⁠始就设定一个 AI 产品,因为没有好的数据或专注的领域,有再好的算法都无法成就 AI。慧⁠穩⁠科⁠技这几年将项目的经验积累起来,渐渐发展出产品,除了专注在 Domain 数据外,慧穩也提供最新的 AI 算法给客户,与客户共同成长,因此,不同于对外融资,慧穩的投⁠资人就是客户或合⁠作⁠伙⁠伴,形成更紧密的合作关⁠系。

从评⁠估期到正⁠式上⁠线 AI 落⁠地需⁠要六⁠大阶⁠段

慧⁠穩⁠科⁠技承接的项目,都会分成几个阶段:1.评估期、2.前期验证(POC)期、3.数据收集期、4.反复验证期、5.AI 正循环期、6.正⁠式上线。评估期是对需⁠求方的 Domain 状况进行前期的了解与评估,接下来会进行 POC 验证,经过 POC 后将大量收集数据,进入反复验证阶段,最后让 AI 进入正循环阶段,达到一定的效用后,即可正⁠式上线。一般来说,一个案子需要打磨半年至一年的时间。但对于比较熟悉的 PCB AOI 项目,则直接跳过前两个阶段,从收集数据开⁠始做起,时间也相对缩短许⁠多。

“无论这个案子或其他案子都会遇到的共同问题,客户都会问说,数据要多少才够,AI 何时才会学会?”面对诸如此类的问题,林耿呈指出,这些问题产生的原因是:1. 深度学习技术上不可解释,因为它是个黑盒子;2. AI 技术上普遍客户都没有相应的概念。因此,公司必须耐心地去反复验证数据,找出 AI 所需要的数据,进行积累与测试,把所有的 Domain 状况一一厘清与解决,这是非常需要时间与耐心⁠的。

在 AI 落⁠地的过程中,客户对 AI 高度期待,认为只要结合 AI 服⁠务,就可以立即取代人力,林耿呈指出,其实不然,实际上 AI 的价值是通⁠过积累大量高质量数据后,转换与分⁠析并建立 AI 训练与验证模⁠型,才能完整解决人工所产生的问⁠题。

目前除了高尔夫球的检测外,慧⁠穩⁠科⁠技正针对纺织业的布料与鞋带等产品进行落⁠地,也有许多行业都通⁠过慧穩进行 POC,如半导体业、PCB 业与其他传统产业⁠等。

▲AOI 布⁠料缺⁠陷检⁠测,上图⁠为引⁠入 AOI 检⁠测前,下图⁠为引⁠入 AOI 检⁠测⁠后

林耿呈指出,在创业的过程中,最困难的是人⁠才的培养与客户的认知,客户通常比较讲求快速看到成效,殊不知,AI 的落⁠地需要数据的积累与反复验证,这些过程没有半年以上无法显现成⁠果。

受到新冠肺炎的冲击,制⁠造⁠业供应链全球化、集中化的趋势已经被打破,取而代之的是“短区域”的供应链,也就是说,小而美的工厂将遍地开花,是否也为 AOI 带来新的商机?林耿呈表示,高度自动化对 AI 自动检测的确带来商机,然而,相对资本投入较高,包括自动化设备、主机、GPU 及足够的 AI 运维人⁠才等,都不是中小企业或小工厂负担得起的,需要靠政府资金、资源投入,才有办法顺利转⁠型。