AI外観検査は、ディープラーニングを使ったマシンビジョンです。産業用カメラと学習済みモデルが、製造部品の表面欠陥、組立ミス、寸法のずれを自動検査します。Meta Smart Factoryのコンピュータービジョンはライン速度のまま部品を100%検査し、8–10台のカメラ映像をクラウドなしで処理するオンプレミスGPUサーバーで推論します。不良品はPLC経由で排出し、すべての判定を画像付きで保存します。
外観検査ステーションは、カメラ、照明、判定でできています。MSFはこれをソフトウェア単体ではなく、設計済みのステーション一式として納入します。間欠送りの個別部品にはエリアカメラ、連続するウェブや帯材にはラインスキャンカメラを使い、動いている対象にはグローバルシャッターが欠かせません。有無、位置、平面寸法、印字、色は2Dで見ます。高さや形状、たとえば反りを見るときは、レーザー三角測量や構造化光による3Dを使います。照明は欠陥に合わせて選び(明視野、暗視野、バックライト、ドーム照明、同軸照明)、トリガーに同期してストロボ発光させ、外光で画像が変わらないよう遮光します。
ディープラーニングモデルが、オンプレミスのGPUサーバー上で部品を1つずつミリ秒単位で分類します。合格と不合格の間には要確認の帯があり、境界にある部品は確認担当者に回ります。そのため検出基準を厳しくしても、誤排出がラインにあふれることはありません。判定結果はPLCを通じてプッシャー、振り分け装置、インターロックを動かし、各判定は画像、タイムスタンプ、ステーション、製造指示、ロット、モデルのバージョンとともに保存されます。結果はMSFの品質管理のSPC管理図に反映され、画像付きの不適合記録が起票されます。モデルより前に決めておくべき設計上の選択は、生産ラインへのAI外観検査の導入で解説しています。
近年のfew-shotモデルは、多くの場合数百枚程度の画像から開始でき、本番運用中も学習を継続します。
産業用カメラと照明はアプリケーションごとに選定し、設計済みの検査ステーション一式としてご提供します。
新しいバリエーションは既存モデルから短期間で学習できるので、多品種生産に向いています。
適切にサイジングしたサーバーであれば推論自体はミリ秒単位で終わり、ボトルネックになることはまれです。ただし1台のGPUで複数のカメラを共有する場合は、ステーションごとに遅延を見積もる必要があります。効いてくるのはループの残りの部分です。トリガーの瞬間に部品が静止し、毎回同じ照明条件で写ること、そして部品が排出ポイントに到達する前に良否判定が届くこと。インデックス時間にその余裕がないなら、直すべきは機械側です。
できます。レトロフィットは珍しくありませんが、作業の大半は機械と電気の工事です。PLCまたはセンサーからのトリガー信号、不良を排出するアクチュエーター、推論サーバーまでの配線が必要になります。モデルの学習は工程の中ではむしろ短いほうで、毎サイクル同じ姿勢で部品をカメラに見せること、ここが日程を決めます。
カメラに写らないものはすべて検出できません。内部の割れ、表面下のブローホール、溶け込み深さ、締付トルクや材料特性は、モデルを改良しても見えないため、別の計測手段が必要です。欠陥の見え方が毎回変わる場合、良否の線引きが言語化できず人の感覚に依存する場合、部品の姿勢が定まらない場合も苦手です。ステーションを仕様化する前に、実際に潰したい不良モードを決めてください。
稼働後は、システムが判定に迷った分類を誰かが確認・修正する必要があり、そのフィードバックがモデルを最新の状態に保ちます。専任というより定常的な負荷です。工数の大半はもっと前、最初の数週間に集中します。良品と、対象とするすべての不良クラスの代表画像を集める作業です。通常のシフト業務に、時間を確保しないまま上乗せすべきではありません。
誤判定は過検出と見逃しの二方向に出て、どちらを取るかは判定しきい値でのトレードオフになります。厳しくすれば良品が廃棄や再検査に回り、緩めれば不良が流出します。どちらも見えている必要があるため、判定はすべて画像とともに保存し、排出した部品は決めた間隔で人の判定と突き合わせて監査します。過検出が一度も見直されないステーションは、いずれオペレーターが判定を無視するようになります。
推論はオンプレミスのGPUビジョンサーバー上で動くため、リアルタイムの判定ループが工場の外に出ることはありません。インラインでの排出に間に合う遅延に収まるのはこのためです。再学習に使う保存画像とオペレーターの修正履歴は別の問題です。MSFがお客様のデータでモデルをチューニングする場合は、その画像を構内に留めるかどうかを契約で取り決めてください。プラットフォームの他の部分は、SaaS、プライベートクラウド、オンプレミスのいずれでも構築できます。
ラインから排出され、その判断を持つ担当者が廃棄・手直し・特採のいずれかを決めます。判定結果自体はMSF Qualityに送られ、SPC管理図に反映され、NCRを自動で起票できます。自動にならないのは、ある不良クラスが傾向を示し始めたときのエスカレーションです。カメラを取り付ける前に、処置とエスカレーションの経路を決めておいてください。
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