AI+機(jī)器視覺(jué)，如何助力高質(zhì)量發(fā)展？

2023年12月，工信部發(fā)布的《制造業(yè)卓越質(zhì)量工程實(shí)施意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)，質(zhì)量是制造業(yè)的生命線，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)從數(shù)量擴(kuò)張向質(zhì)量提升是新時(shí)期制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。

在這一進(jìn)程中，制造業(yè)工廠智能化水平不斷提高。比如在工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域，工程師們就把AI變成了“新工人”，來(lái)幫助工廠解決那些棘手的問(wèn)題。

盡管制造業(yè)很早就利用工業(yè)相機(jī)等數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)產(chǎn)品實(shí)施檢測(cè)，但是采集到的數(shù)據(jù)還是要通過(guò)人工識(shí)別和判定，效率低不說(shuō)，質(zhì)量穩(wěn)定性也難以保證。

機(jī)器學(xué)習(xí)算法的突破，提供了一種可能性，就是基于過(guò)往積累的數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI模型，然后讓其自主判定產(chǎn)線相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而克服人工判定的低效與高錯(cuò)誤率等問(wèn)題。由此，AI+機(jī)器視覺(jué)，為工業(yè)智能開(kāi)啟了一道縫隙。

什么是機(jī)器視覺(jué)？

根據(jù)美國(guó)自動(dòng)成像協(xié)會(huì)（AIA）的定義：機(jī)器視覺(jué)（Machine Vision）是一種應(yīng)用于工業(yè)和非工業(yè)領(lǐng)域的硬件和軟件組合，它基于捕獲并處理的圖像為設(shè)備執(zhí)行其功能提供操作指導(dǎo)。

機(jī)器視覺(jué)可以分為成像和圖像處理分析兩大部分：成像依賴(lài)于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的硬件組件，如光源、光源控制器、鏡頭和相機(jī)；圖像處理分析則是在成像基礎(chǔ)上，通過(guò)視覺(jué)控制系統(tǒng)進(jìn)行的。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心功能包括：識(shí)別、測(cè)量、定位和檢測(cè)。

上述功能的難度是逐次遞增的，因此，生產(chǎn)檢測(cè)也是最能展現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)“功力”的領(lǐng)域之一。

目前，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車(chē)制造、半導(dǎo)體、光伏等領(lǐng)域，且市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大。

源自半導(dǎo)體制造業(yè)場(chǎng)景的AI視覺(jué)檢測(cè)

2018年，格創(chuàng)東智由TCL孵化而出，帶著TCL在解決特定問(wèn)題上積累的數(shù)字化能力，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展出一系列相關(guān)產(chǎn)品和解決方案。

深厚的行業(yè)Know-How成為格創(chuàng)東智的天然優(yōu)勢(shì)。不同于一些AI企業(yè)是帶著技術(shù)去找場(chǎng)景和客戶，他們本身就是具體場(chǎng)景孕育的結(jié)果，所以甫一降生，就帶有很好的理解場(chǎng)景和客戶需求的基因。

格創(chuàng)東智的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方案——天樞AI視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)是其工業(yè)智能解決方案中的一個(gè)細(xì)小分支，源自TCL華星的半導(dǎo)體面板生產(chǎn)檢測(cè)。

面板生產(chǎn)過(guò)程的每一個(gè)關(guān)鍵制程都需要AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）設(shè)備拍攝圖片，進(jìn)而識(shí)別相關(guān)缺陷。早期通過(guò)人工進(jìn)行缺陷分類(lèi)，只有分類(lèi)好了，才能知道下一步該怎么處理。整個(gè)流程有一百多個(gè)制程，需要大量的人工去做每一個(gè)關(guān)鍵制程。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)興起后，格創(chuàng)東智攜手TCL華星開(kāi)發(fā)了AI視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，基于人工智能技術(shù)進(jìn)行圖片的識(shí)別分類(lèi)。

方案實(shí)施后，首先是大幅提升了檢測(cè)效率，能夠代替百分之八九十的檢測(cè)人員，一天可以檢測(cè)將近三百多萬(wàn)張圖片。其次是提升了檢測(cè)精度，因?yàn)槟軌蛴行П苊馊藛T易疲勞、人與人之間的認(rèn)知差異等問(wèn)題。

此后，隨著技術(shù)成熟度的提升，格創(chuàng)東智的機(jī)器視覺(jué)方案逐步從半導(dǎo)體行業(yè)外溢，目前已經(jīng)成功賦能光伏、3C電子、家電、石油石化、航空航天等22個(gè)細(xì)分行業(yè)。

AI模型如何賦能生產(chǎn)制造？

AI賦能機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的過(guò)程，經(jīng)歷了一個(gè)從小模型到大模型，再到“小模型”的路徑。

初期，格創(chuàng)東智先結(jié)合深厚的行業(yè)數(shù)據(jù)積累和對(duì)特定工業(yè)場(chǎng)景及檢測(cè)指標(biāo)的深入理解，再融合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)筑了針對(duì)特定檢測(cè)場(chǎng)景的小模型。

小模型的構(gòu)建旨在緊密匹配特定的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和需求，強(qiáng)調(diào)的是針對(duì)性和高適應(yīng)性。通過(guò)專(zhuān)注和定制化的開(kāi)發(fā)過(guò)程，小模型能夠在滿足行業(yè)特定需求的同時(shí)，提高操作效率和決策質(zhì)量。

但是，小模型存在過(guò)擬合的風(fēng)險(xiǎn)，即模型太過(guò)專(zhuān)注于訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的細(xì)節(jié)和噪聲，以至于它在新的、未見(jiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)上表現(xiàn)得不好。這使得其落地前提是必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，使得數(shù)據(jù)分布和比例達(dá)到最佳狀態(tài)。模型的開(kāi)發(fā)和調(diào)優(yōu)需要專(zhuān)業(yè)人員的參與，要求他們既熟悉AI技術(shù)，也了解行業(yè)專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)。

而很多客戶企業(yè)并沒(méi)有這樣的人才儲(chǔ)備。

2022年，大模型技術(shù)的突破給上述問(wèn)題的解決帶來(lái)了希望。

相比于小模型，大模型有更強(qiáng)的兼容性和穩(wěn)定性。大模型的設(shè)計(jì)不受數(shù)據(jù)復(fù)雜性的限制，無(wú)需對(duì)場(chǎng)景理解過(guò)于深入，只需足夠多的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，無(wú)需過(guò)多的參數(shù)調(diào)整或架構(gòu)設(shè)計(jì)。在更加簡(jiǎn)便地處理各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)的同時(shí)，還不會(huì)出現(xiàn)過(guò)擬合的現(xiàn)象。

概言之，大模型的出現(xiàn)可以大幅降低模型落地的門(mén)檻。

長(zhǎng)期思索于如何將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)變得更好、更容易落地的格創(chuàng)東智積極響應(yīng)大模型的技術(shù)潮流，基于已有的大量數(shù)據(jù)和小模型來(lái)訓(xùn)練和開(kāi)發(fā)自己的大模型。

但是要直接把大模型落地在客戶側(cè)又存在新的問(wèn)題，就是在實(shí)時(shí)工業(yè)場(chǎng)景中推理需求的高資源消耗與成本壓力難以滿足連續(xù)快速檢測(cè)與生產(chǎn)流程的無(wú)縫對(duì)接。

格創(chuàng)東智的解決辦法是，先在內(nèi)部訓(xùn)練大模型，而后再針對(duì)特定場(chǎng)景進(jìn)行“模型瘦身”。這樣做的好處是，利用大模型進(jìn)行學(xué)習(xí)和提取特征，可以更高效地訓(xùn)練出小模型，訓(xùn)練過(guò)程中所需的數(shù)據(jù)量也大幅減少，使得模型的落地應(yīng)用變得更加便捷和可行。

此外，為了提高產(chǎn)品交付性，天樞AI視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)還開(kāi)發(fā)了可視化功能，通過(guò)將模型開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)化為直觀的拖拉拽操作，使得非AI專(zhuān)家的普通IT人員也能輕松開(kāi)發(fā)和優(yōu)化AI模型。

客戶可以從一系列預(yù)設(shè)的子模型和算法中選擇，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作將它們組合起來(lái)，構(gòu)建出滿足特定需求的模型，無(wú)需深入了解背后復(fù)雜的算法細(xì)節(jié)。這樣一來(lái)，很多客戶企業(yè)無(wú)需額外投入巨大的人力成本，就可以享用到最新的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的賦能。

AI對(duì)工業(yè)智能進(jìn)程的影響有多大，除了機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，工業(yè)智能應(yīng)用還能通過(guò)精準(zhǔn)控制、智能分析、自動(dòng)化生產(chǎn)、質(zhì)量追溯等多種手段，能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，引領(lǐng)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

以“智”提質(zhì)，引領(lǐng)工業(yè)智能新時(shí)代。在實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的征程中，格創(chuàng)東智將持續(xù)發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，致力于將更多軟硬一體的數(shù)字化應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，為高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的新動(dòng)能，探索工業(yè)智能的無(wú)限可能。