在厚度仅十几微米的电池隔膜找缺陷?人工智能说,能行(人工智能应用案例)
原文鏈接:https://www.paddlepaddle.org.cn/support/news?action=detail&id=2104
“我們的質(zhì)檢要做的是在厚度僅十幾微米的電池隔膜上找出所有微小缺陷,如果沒有檢測(cè)出來(lái),就很可能使新能源汽車的電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,甚至自燃。”
在大恒圖像的車間里,一條設(shè)備流水線上正在檢測(cè)著新能源汽車電池的重要組成部分——隔膜,基于百度飛槳的AI算法能實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)超30%以上傳統(tǒng)機(jī)器質(zhì)檢不能發(fā)現(xiàn)的微小缺陷。
AI賦能,助力企業(yè)降本增效
作為新能源汽車電池的重要組成部分,隔膜的作用是隔離電池的正負(fù)極,其在生產(chǎn)時(shí)不可避免地會(huì)有一些缺陷,比如絕緣材料的漏涂、異物、孔洞等問(wèn)題。電池隔膜如果存在缺陷,很可能會(huì)造成電池自燃,甚至?xí)斐尚履茉雌囎匀?#xff0c;因此隔膜檢測(cè)十分必要。
隔膜產(chǎn)品
大恒圖像隸屬于上市公司大恒科技,是一家老牌高科技企業(yè)。從印鈔檢測(cè)業(yè)務(wù)起步,大恒圖像一直致力于機(jī)器視覺在工業(yè)質(zhì)檢方面的應(yīng)用,已經(jīng)在機(jī)器視覺行業(yè)深耕26年。目前,大恒圖像的很多視覺檢測(cè)設(shè)備都已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
電池隔膜質(zhì)量檢測(cè)作為大恒圖像眾多業(yè)務(wù)之一, 近年來(lái)隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展而變得日益重要。
傳統(tǒng)算法主要根據(jù)缺陷特點(diǎn)設(shè)計(jì)特定算法來(lái)匹配缺陷特征,對(duì)比較明顯的缺陷檢測(cè)效果較好,但是對(duì)一些對(duì)比度低的缺陷檢測(cè)能力較差。且傳統(tǒng)算法適應(yīng)性較差,膜的工藝或者厚度變化,之前的算法就要重新設(shè)計(jì)。
一套傳統(tǒng)機(jī)檢設(shè)備需要經(jīng)歷6到8周的安裝調(diào)試與人員培訓(xùn),才能在客戶廠房正常使用,且需要經(jīng)歷嚴(yán)格的考驗(yàn),客戶會(huì)在使用中、甚至主動(dòng)拿出已知缺陷產(chǎn)品,不斷測(cè)試設(shè)備的缺陷檢出率及精度。面對(duì)長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的安裝周期和極高的檢測(cè)精度要求,有什么更科學(xué)的方法能讓大恒圖像提升效率及設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力嗎?
大恒圖像擁有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì),在了解到百度飛槳(PaddlePaddle)在工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域的落地案例,以及面向工業(yè)級(jí)應(yīng)用的端到端解決方案圖像分割庫(kù)(PaddleSeg)后,大恒圖像開始基于飛槳研發(fā)新能源汽車電池隔膜質(zhì)檢模型。
PaddleSeg助力,提升30%缺陷檢出率
PaddleSeg是基于飛槳開發(fā)的語(yǔ)義分割庫(kù),覆蓋了DeepLabv3+,U-Net, ICNet,PSPNet等主流的分割模型。通過(guò)統(tǒng)一的配置,幫助用戶更便捷地完成從訓(xùn)練到部署的全流程圖像分割應(yīng)用;基于百度視覺技術(shù)部的實(shí)際業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn),內(nèi)置10+種數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略,可結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行定制組合,提升模型泛化能力和魯棒性。再通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì),開發(fā)者可以結(jié)合預(yù)訓(xùn)練模型和可調(diào)節(jié)的骨干網(wǎng)絡(luò),訓(xùn)練滿足不同性能和精度的要求的分割模型;最后通過(guò)不同的損失函數(shù)如Dice Loss, BCE Loss等組合方式可以強(qiáng)化小目標(biāo)和不均衡樣本場(chǎng)景下的分割精度。
分割效果:
在合作之初,有大恒圖像的客戶會(huì)質(zhì)疑人工智能的效果,但經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后,大家發(fā)現(xiàn)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)效率的確得到提升——這套使用飛槳進(jìn)行多種產(chǎn)品外觀質(zhì)檢模型研發(fā)與部署的質(zhì)檢一體機(jī),對(duì)于傳統(tǒng)算法會(huì)漏檢的一些不明顯的缺陷,能提升30%的缺陷檢出率, 安裝調(diào)試周期更是由6到8周縮減到2周。除此之外,更在設(shè)備后續(xù)維護(hù)上完成突破,大幅減少外派工程師驗(yàn)證設(shè)備的概率,真正實(shí)現(xiàn)了降本增效。
隔膜檢測(cè)軟件界面
檢測(cè)結(jié)果示例圖
PaddleSeg項(xiàng)目地址:
https://github.com/PaddlePaddle/PaddleSeg/tree/d61ee533c3dfde9645db1b1c1e7fa342909ebd0b
作為一家中國(guó)智能制造出口企業(yè),大恒圖像擁有大量的出口訂單,美國(guó)、加拿大、墨西哥、巴西、智利、澳大利亞、新加坡、新西蘭等國(guó)都有業(yè)務(wù)。如今,在AI的幫助下,大恒圖像能完成一些國(guó)際品牌無(wú)法檢測(cè)出的缺陷,再憑借固有的成本優(yōu)勢(shì),其在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
看到行業(yè)難題被團(tuán)隊(duì)在飛槳的協(xié)助下輕松攻克,身為高精尖行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的大恒圖像設(shè)想,飛槳能做的或許還有很多。
AI質(zhì)檢,大有可為
大恒圖像計(jì)劃未來(lái)用飛槳慢慢替代之前傳統(tǒng)的算法,并將AI技術(shù)應(yīng)用到更多的檢測(cè)設(shè)備當(dāng)中。在沒有視覺檢測(cè)設(shè)備之前,無(wú)論是紙鈔生產(chǎn),還是食品生產(chǎn)或醫(yī)藥生產(chǎn),都要依靠人工檢測(cè),不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,更對(duì)工人要求很高,很難完成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
以醫(yī)藥行業(yè)為例,國(guó)家藥典規(guī)定注射液中不能含有50微米以上的可見異物。藥廠執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的方法是使用視力檢測(cè)1.2的工人。如果在工人目力所及30厘米內(nèi)能夠發(fā)現(xiàn),就說(shuō)明有50微米以上的異物。這種方法雖然有一定道理,但仍屬于土法檢測(cè),如果工人視力下降或者是精神狀態(tài)不好,都會(huì)影響檢測(cè)的準(zhǔn)確率。
除了檢測(cè)精度之外,企業(yè)還面臨嚴(yán)重的“招工荒”,需要在封閉狹小工位工作的質(zhì)檢工作,越來(lái)越難招到人、留住人。
人工質(zhì)檢很快在很多行業(yè)被機(jī)器視覺質(zhì)檢替代,但是在接觸到深度學(xué)習(xí)之前,大恒圖像在工業(yè)檢測(cè)方面一直用的是“傳統(tǒng)算法”。所謂傳統(tǒng),其實(shí)是先手動(dòng)模擬產(chǎn)品可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷情況,然后讓機(jī)器能夠識(shí)別流水線中有缺陷的產(chǎn)品并歸類。
傳統(tǒng)的機(jī)器算法如果需要檢驗(yàn)對(duì)缺陷率檢測(cè)要求較高的產(chǎn)品,雖然也能實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的檢出率,但需要極大的工作量來(lái)調(diào)整算法,并且需要6到8周的安裝和調(diào)試培訓(xùn)周期。更加重要的是,很多場(chǎng)景并沒有合適的機(jī)器算法,比如現(xiàn)在的實(shí)心膠囊生產(chǎn)線,仍然在使用人工質(zhì)檢,大恒圖像正是希望與百度飛槳展開合作,突破這一行業(yè)難點(diǎn),打造廣闊的藍(lán)海市場(chǎng)。
新能源汽車電池薄膜檢測(cè)設(shè)備的改變只是一個(gè)開始,一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)的質(zhì)變要加速了。
百度飛槳推動(dòng)工業(yè)智能化升級(jí)
如今,以智能制造為核心的智能經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,以人工智能為核心驅(qū)動(dòng)力的第四次工革命悄然而至。站在新的歷史起點(diǎn)上,中國(guó)制造企業(yè)正完成由“數(shù)字化”到“自動(dòng)化”、“智能化“的演進(jìn)。大恒圖像依靠AI獲得產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),正是這場(chǎng)大潮中的一個(gè)縮影。
飛槳源于產(chǎn)業(yè)實(shí)踐,始終致力于與產(chǎn)業(yè)深入融合,并已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等,服務(wù) 150 多萬(wàn)開發(fā)者,未來(lái),飛槳將與合作伙伴一起幫助越來(lái)越多的行業(yè)完成 AI 賦能。
創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯,堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)總結(jié)
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