当前,在新质生产力快速推进的背景下,中国制造业正经历数字化、智能化和绿色化转型的关键阶段。去年底,工信部等八部门印发的《“人工智能 + 制造” 专项行动实施意见》指出,人工智能与制造业的深度融合,是发展新质生产力、构建现代化产业体系的重要路径。在此背景下,采用机器视觉等技术建立全流程质量控制体系,带动生产方式深层次变革,正为制造业迈向高质量发展提供有力支撑。
然而,要理解机器视觉的独特价值,首先需要正视传统方法的局限性。长期以来,制造企业一直依托统计过程控制(SPC)优化生产流程,但这类方法存在固有局限性。基于抽样的数据采集无法完整地反映真实生产流程的全貌,甚至可能出现偏差,还会制约用于实时优化运营的实时反馈控制。如今,企业数字化转型需要更全面的数据,而这类数据大多从一线产生。
相比之下,机器视觉可采集物理产品与生产流程的真实数据,包括亚像素精度的详细几何测量、表面质量检测、位置数据、颜色与对比度差异及其他特征信息。此外,视觉系统还能呈现生产过程中的时序变化趋势。
通过将视觉数据与先进分析技术结合,制造企业已收获切实成效,并发现统计方法可能遗漏的工艺参数与质量结果之间的关联。制造企业需要具备数字化能力以采集、存储、解析与分析视觉数据,随着数字化进程与人工智能(AI)、工业物联网(IIoT)及云技术同步推进,这一需求将持续增长。
数字化的意义何在?
数字化与数字化转型本质上是达成目标的一种手段,旨在改善企业、员工及其服务对象的工作与日常生活。如今,行业对一线的重视度正持续提升——数据在现场产生、采集、数字化并分析,从而支撑视觉检测相关的自动化与智能化工作。
数字化是指运用 3D 传感器、智能相机及搭载深度学习模型的机器视觉软件等数字技术,变革现有商业模式、业务流程、服务与产品的过程。它涉及运用机器视觉等技术提升效率、生产力与客户体验。这并非只是将模拟信息转换为数字格式(数字化),而是侧重于将数字技术融入制造企业各个环节所带来的更广泛影响。
破解数据难题
数据是数字化的命脉,但数据管理面临诸多挑战。企业内部可能存在多个数据负责方,数据格式与存储位置需要统一规范。随着数据量不断增长,存储与计算需求也会随之增加。
运营与 IT 负责人还面临通过传统制造执行系统(MES)与企业资源计划系统(ERP)整合多源数据的难题。此外,如果数据缺乏反映真实应用场景与环境的多样性,将导致在深度学习 AI 模型训练与测试阶段出现数据不足的问题。若未考虑云端解决方案,这些挑战可能会进一步加剧。
为解决这些问题,全新深度学习模型、数据采集、云平台及分析解决方案正在不断发展,从而为当前尚未充分利用的数据来源开辟新的路径——涵盖跨工作流程与站点、来自一线质量检测中的缺陷与异常数据。
在制造业中,材料、零部件与成品的缺陷和异常、包装质量、标签标注、条形码与字符、退货品质量等,都属于“非标准但非常有价值的数据”,在当下机器视觉解决方案的支持下,这类数据变得十分重要。
不可或缺的核心助力
随着制造环境向智能自动化方向发展,机器视觉和视觉分析对于企业在竞争中取得成功变得日益重要。例如,将机器视觉分析与闭环过程控制系统相结合,可以帮助生产线根据实时质量测量结果自动调整工艺参数。
在公差叠加等复杂应用场景中,应用潜力将进一步释放,优化过程需协调多个制造工位的尺寸特征同步进行。同时,过往的真实商业案例充分印证了当一线运营实现数字化、自动化与智能化升级后,企业便可稳步向工业 4.0 目标迈进,并为团队与客户创造切实价值:
• 博世:部署机器视觉解决方案开展发动机部件检测,实现日产 7,000 件的产能规模,同时将误检率降至 5% 以下。
• TAS:采用机器视觉软件检测电池盖帽,借助深度学习识别微小表面缺陷,有效提升安全性与合规水平。
• I.D.E.A.:这家汽车行业工业自动化服务商,可通过一套基于机器视觉软件开发的视觉系统,完成对200 种不同制动盘的检测。
制造企业不容错过的发展机遇
制造业正加速迈向互联、自动化与数据驱动模式,依托全流程数据开展优化的能力已然成为企业拉开竞争差距的关键。通过采用机器视觉、3D 及 AI 等数字技术,企业能够破解长期存在的行业难题,改善低效问题,为长远发展筑牢根基:
1. 采用智能工具:布局机器视觉、深度学习与 3D 传感技术,获取实时洞察,优化作业流程。
2. 数据标准化:统筹企业全域数据,实现数据集成与高质量管控,充分释放 AI 驱动分析及预测工具的应用价值。
3. 方案规模化:依托云平台实现多站点、跨区域协同运营与可扩展能力,搭建统一的数字化发展战略。
制造企业已具备相应工具、洞察能力与发展机遇,可打造全新作业模式,赋能业务增长与技术创新。当下率先推进工作流程数字化升级的企业,未来将引领行业发展,构筑更具增长潜力、更易规模化的未来格局。以“每天都更好”为理念,斑马技术长期深耕智能运营领域,凭借在机器视觉、3D传感器等方面的解决方案与服务,帮助制造业将AI落地于生产一线,激活企业数据价值,并为全流程质量管控与优化提供坚实支撑。
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