Skip to content

案例分享:安全氣囊紗線品質控管——AI 瑕疵檢測自動化

背景與客戶需求

一家在工業、運動及釣具領域享譽盛名的線捲製造龍頭企業,近期啟動了一項策略性計畫,旨在提升其安全氣囊紗線生產的品質管控。該計畫的核心目標是優化檢測流程,以滿足汽車零組件嚴苛的安全標準。

其主要目標是實現「毛羽 (Fuzz)」檢測的自動化(即紗線捲上的纖維起毛或瑕疵)。該生產線要求在每 8 小時的班次中檢測約 650 捲線捲。由於確保高產能與良率至關重要,客戶希望從人工製程轉型為自動化 AI 解決方案,以確保瑕疵檢測的可靠性。

 

面臨挑戰

紗線捲的檢測具有獨特的視覺複雜性,使得傳統基於規則(Rule-based)的視覺系統難以應付:

瑕疵型態多樣: 「毛羽」瑕疵的形態差異極大,需要一個具備彈性、能學習多種瑕疵形式的檢測系統。

高視覺雜訊: 纏繞紗線的紋理會產生背景雜訊。若無先進處理技術,標準視覺系統容易將正常繞線誤判為實際瑕疵。

景深與對焦問題: 由於相機是檢測圓柱體線捲的側面,位於弧度邊緣的瑕疵常顯得模糊或失焦,導致潛在的漏檢風險。

標記歧義: 人工標註者與 AI 預測在瑕疵精確區域的認定上存在差異,難以建立「完美」的標準基準(Ground Truth)。

 

解決方案

為了應對上述挑戰,達明機器人運用 AI 技術結合高階視覺硬體進行了概念驗證(PoC)。 檢測架構包括:

視覺硬體: Basler acA2500-14gm 相機,搭配 OPTART 25mm 定焦鏡頭與 CCS LDR2-50SW2-JD 光源。

配置參數: 系統設定物距為 30 公分,捕捉線捲側面影像。

機構策略: 為解決線捲弧度導致的失焦問題,評估結論建議必須導入旋轉機構,將瑕疵帶入焦平面以進行精確檢測。

AI 模型訓練

本專案利用 TM AI+ (版本 2.22.1700) 打造強健的瑕疵檢測模型。

數據集構成: 訓練集包含 98 張影像以捕捉多樣化的瑕疵形狀,另保留 17 張影像用於測試。

標籤標註: 團隊對數據集中的瑕疵 (NG) 進行標註,初始訓練涉及 59 個標註實例。

持續優化: 由於瑕疵外觀變異大,初期驗證損失(Validation Loss)難以降低。團隊認定 「Auto AI Training」 為關鍵功能,能自動收集負樣本並強化模型對過失標(False Positive)的抵抗力。

 

成果與效益

在達明機器人實驗室環境下的評估證明了 AI 解決方案的可行性:

有效檢測: TM AI 系統在受控的實驗室環境中成功偵測到瑕疵。

解決過失標問題: 儘管紗線紋路複雜,AI 仍能分辨正常繞線與實際的毛羽瑕疵。

釐清機構需求: 測試顯示靜態取像會因模糊導致漏檢(某一測試集中 59 個標籤中漏檢 3 個)。分析證實,導入旋轉機構確保瑕疵位於焦點內,即可解決漏檢問題。

透過 Auto AI 實現擴展性: 針對變化無窮的毛羽形狀,團隊建議實施 Auto AI Training,持續精煉模型並減少人工與 AI 判斷之間的歧義。

 

結論

針對 此項評估證明,AI 檢測能克服安全氣囊紗線等複雜紋理上的細微瑕疵偵測難題。雖然環境因素(如燈光與對焦)至關重要,但透過 TM AI+ Trainer 與合適的機構設計相結合,可確保自動化品質控管流程的可靠性。藉由導入 Auto AI Training,系統具備了適應新瑕疵變異的未來擴展性,確保長期的品質一致性。