2025: Kỷ nguyên mới cho sản xuất thông minh – Con đường nâng cấp thông minh cho thiết bị kiểm tra trực quan

#kiểm tra ngoại hình bằng mắt thường

Trong bối cảnh rộng lớn của sản xuất thông minh, thiết bị kiểm tra trực quan ngoại quan đang trải qua một quá trình chuyển đổi thông minh sâu sắc. Bước sang năm 2025, với việc kiểm soát chất lượng ngày càng nghiêm ngặt trên khắp các ngành công nghiệp và sự tiến bộ không ngừng của Công nghiệp 4.0 cùng các chiến lược sản xuất thông minh, việc nâng cấp thông minh thiết bị kiểm tra trực quan ngoại quan đã trở thành động lực chính cho sự phát triển sản xuất.

Tại sao thiết bị kiểm tra trực quan lại quan trọng trong làn sóng sản xuất thông minh?

Cốt lõi của sản xuất thông minh là đạt được hiệu quả, độ chính xác và tính linh hoạt cao trong quy trình sản xuất thông qua công nghệ số và thông minh. Thiết bị kiểm tra trực quan ngoại quan đóng vai trò như "con mắt đại bàng" của sản xuất thông minh, gánh vác trọng trách là tuyến phòng thủ đầu tiên cho chất lượng sản phẩm. Từ điện tử tiêu dùng đến sản xuất ô tô, từ bao bì thực phẩm đến sản xuất dược phẩm, không ngành công nghiệp nào có thể bỏ qua chất lượng ngoại quan của sản phẩm. Những vết xước nhỏ, sai lệch kích thước và sự không đồng nhất về màu sắc đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm, trải nghiệm người dùng và thậm chí là độ an toàn. Các phương pháp kiểm tra thủ công truyền thống không chỉ kém hiệu quả và dễ bị ảnh hưởng bởi yếu tố chủ quan mà còn có tỷ lệ lỗi tăng cao khi khối lượng công việc lớn, khiến chúng không phù hợp với nhu cầu sản xuất quy mô lớn, độ chính xác cao của kỷ nguyên sản xuất thông minh. Thiết bị kiểm tra trực quan, với đặc tính nhanh chóng, chính xác và ổn định, có thể theo dõi hình thức sản phẩm theo thời gian thực trên dây chuyền sản xuất, nhanh chóng phát hiện và loại bỏ sản phẩm lỗi, mang lại sự đảm bảo chắc chắn về chất lượng sản phẩm và giúp doanh nghiệp cải thiện hiệu quả sản xuất, giảm chi phí và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Nâng cấp thông minh: Con đường then chốt để phá vỡ những ràng buộc truyền thống

Tích hợp công nghệ: Sự kết hợp mạnh mẽ giữa AI và thị giác máy

Các thuật toán kiểm tra trực quan truyền thống chủ yếu dựa trên các đặc điểm đơn giản như độ sáng và sự khác biệt về màu sắc để đánh giá khuyết tật, tỏ ra không đủ hiệu quả khi đối mặt với các quy trình phức tạp và khuyết tật mới. Ngày nay, sự tích hợp sâu sắc giữa công nghệ AI và thị giác máy đã mang lại bước nhảy vọt về chất lượng cho kiểm tra trực quan. Hãy lấy thách thức của ngành công nghiệp kiểm tra bề ngoài của màng xanh trên bộ pin trong ngành công nghiệp pin lithium làm ví dụ. Màng xanh mỏng, phản chiếu và dễ bị nhiều khuyết tật như trầy xước, vỡ và nhăn trong quá trình sản xuất, với các vị trí khuyết tật ngẫu nhiên, làm nổi bật những thiếu sót của các thuật toán truyền thống. Tuy nhiên, bằng cách tích hợp sâu các thuật toán phát hiện 2D/3D/2.5D với các thuật toán học sâu AI để hình thành bí quyết, và kết hợp điều này với kinh nghiệm triển khai dự án để hình thành bí quyết trong ngành, cuối cùng đã đạt được sự cải thiện đáng kể về kết quả kiểm tra. Trong các ứng dụng thực tế, chẳng hạn như sử dụng công nghệ hình ảnh 2.5D, nhiều hình ảnh với các hướng và kết hợp màu sắc khác nhau có thể được thu được chỉ trong một lần chụp. Điều này không chỉ tăng tốc quá trình phát hiện mà còn tiết kiệm thiết bị và không gian, giảm chi phí thiết bị tới 75%. Thuật toán hợp nhất hình ảnh tự phát triển có thể tạo ra hình ảnh có kết cấu với hiệu ứng gần 3D từ nhiều hình ảnh, loại bỏ hiệu quả ảnh hưởng của phản xạ, bóng đổ và ánh sáng xung quanh, giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến hình ảnh 2D. Công nghệ phát hiện AI được trang bị thuật toán học sâu giúp nâng cao hiệu suất của hệ thống phát hiện khuyết tật, hỗ trợ học tập mẫu nhỏ và phân tích dữ liệu, giúp việc phân loại khuyết tật chính xác và tinh vi hơn.

Công nghệ 3D cho phép: Đạt được độ chính xác ở cấp độ micromet

Trong kiểm tra trực quan truyền thống, công nghệ hình ảnh 2D bị giới hạn bởi góc nhìn phẳng, dẫn đến hiệu suất kém đối với các bề mặt cong phức tạp, vật liệu phản chiếu hoặc các khuyết tật 3D nhỏ. Tuy nhiên, đến năm 2025, việc ứng dụng công nghệ 3D trong thiết bị kiểm tra trực quan ngoại hình sẽ ngày càng phổ biến và chuyên sâu hơn. Ví dụ, Lead Intelligent Equipment đã tạo ra nền tảng thuật toán HySmart do chính mình phát triển bằng cách tích hợp sâu công nghệ 3D với các thuật toán AI. Thuật toán thị giác 3D toàn không gian của nền tảng tự hào có công nghệ hiệu chuẩn cộng tác đa thao tác có độ chính xác cao và các thuật toán hợp nhất cảm biến thông minh đa nguồn, cho phép xây dựng giải pháp công nghệ thị giác toàn diện cho các hoạt động chính xác và cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho việc kiểm tra chính xác trong môi trường sản xuất phức tạp. Thuật toán thị giác AI có khả năng phát hiện cao, được trang bị thư viện mô hình học sâu thế hệ tiếp theo được tối ưu hóa cao, đạt được độ chính xác phát hiện khuyết tật ở cấp độ micron, nắm bắt chính xác các khuyết tật nhỏ khó phát hiện bằng mắt thường với tỷ lệ phát hiện vượt quá 99,9%. Mạng nơ-ron dựa trên dữ liệu đám mây điểm có thể phân tích chính xác hình thái ba chiều của các phôi phức tạp, đạt được khả năng phát hiện ổn định các vật liệu phản chiếu, tương phản thấp hoặc trong suốt thông qua sự kết hợp dữ liệu đa phương thức, phá vỡ những hạn chế của các phương pháp kiểm tra truyền thống và thúc đẩy quá trình chuyển đổi thông minh của các hệ thống kiểm soát chất lượng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất ô tô và điện tử tiêu dùng.

Kiến trúc thông minh: Từ thiết bị đơn lẻ đến hệ thống tích hợp

Thiết bị kiểm tra ngoại quan không còn đơn thuần là một thực thể độc lập mà đang phát triển theo hướng tích hợp và hệ thống hóa, trở thành một phần của toàn bộ hệ sinh thái sản xuất thông minh. Trong quá trình này, Internet vạn vật (IoT) và điện toán biên đóng một vai trò quan trọng. Các thiết bị IoT, chẳng hạn như mảng cảm biến thông minh, thu thập thông tin ngoại quan từ dây chuyền sản xuất theo thời gian thực và truyền tải hiệu quả đến các nút điện toán biên. Điện toán biên cho phép xử lý dữ liệu nhanh chóng gần nguồn dữ liệu, cung cấp phản hồi tức thì về kết quả kiểm tra, giảm độ trễ và giảm áp lực đám mây. Thông qua sự kết hợp giữa IoT và điện toán biên, các thuật toán kiểm tra ngoại quan được tối ưu hóa có thể được triển khai ở các vị trí địa lý khác nhau, cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể. Đồng thời, phân tích dữ liệu lớn được tích hợp sâu. Nó có thể xử lý và khai thác dữ liệu kiểm tra ngoại quan lịch sử, phát hiện các mẫu chất lượng tiềm ẩn và các mẫu hành vi bất thường, cho phép bảo trì dự đoán và tối ưu hóa. Dựa trên dự đoán dữ liệu về các loại và tần suất lỗi tiềm ẩn, các biện pháp phòng ngừa và kế hoạch cải tiến quy trình có thể được phát triển trước. Hơn nữa, dữ liệu lớn cho phép truy xuất nguồn gốc chất lượng và quản lý chuỗi cung ứng trong suốt vòng đời sản phẩm, tối ưu hóa việc đánh giá nhà cung cấp và hợp tác chuỗi cung ứng.

Sự chuyển đổi của ngành và những thành tựu mang lại từ các nâng cấp thông minh

Loạt thiết bị kiểm tra trực quan hình thức công nghiệp AOI của Jinan Maotong sử dụng công nghệ tổng hợp hình ảnh quang học hình người và thuật toán AI để "bắt" chính xác các khuyết tật ở cấp độ micron. Lấy việc kiểm tra nắp kính điện thoại di động làm ví dụ, việc kiểm tra thủ công trước đây không chỉ tốn thời gian và công sức mà còn khó đảm bảo hiệu quả và chất lượng do có nhiều khuyết tật và môi trường kiểm tra gây hại cho mắt. Thiết bị AOI (Kiểm tra quang học tự động) hiện tại sử dụng phương pháp chiếu sáng tổng hợp trường sáng-tối, kết hợp với bộ điều khiển tự phát triển để kiểm soát độ nhấp nháy của nguồn sáng, phát hiện toàn diện các khuyết điểm. Các thuật toán AI sau đó sẽ tự động phân tích hình ảnh, hoàn thành việc phát hiện gần một trăm chỉ số lỗi. Tốc độ kiểm tra của nó có thể đạt 1,5 giây mỗi mảnh, với độ chính xác kiểm tra xuống mức micromet. So với hiệu quả của kiểm tra chất lượng thủ công truyền thống (3 đến 5 chiếc mỗi phút), nó không chỉ tăng tỷ lệ phát hiện lỗi lên trên 90% mà còn đạt được tốc độ kiểm tra tiêu chuẩn là 40 chiếc mỗi phút, giúp cải thiện chất lượng và hiệu quả toàn diện hơn 20 lần. Điều này khiến mục tiêu "không khuyết tật" trở nên khả thi trong các lĩnh vực sản xuất cao cấp như vỏ kính và tấm hiển thị. Hệ thống kiểm tra thị giác AI do Quectel Wireless Solutions tự phát triển cũng đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận. Dựa trên các tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng được nhập trước, hệ thống này có thể hoạt động 24/7 mà không bị gián đoạn. So với kiểm tra thủ công truyền thống, hiệu quả kiểm tra của nó tăng lên 8 lần và nó cũng có thể ghi lại dữ liệu kiểm tra theo thời gian thực, cho phép truy xuất nguồn gốc chất lượng sản phẩm dựa trên dữ liệu. Với việc học tập và đào tạo liên tục, độ chính xác của thiết bị AI đã không ngừng được cải thiện, đạt tỷ lệ chính xác 99% trong 2000 mẫu, vượt mức trung bình của ngành là 95%. Trong sản xuất thực tế, sau khi mô-đun đi vào hệ thống kiểm tra bằng hình ảnh, thiết bị sẽ tự động hoàn thành quá trình nhận dạng tọa độ và thông tin, kiểm tra bề mặt và độ phẳng. Sản phẩm đạt tiêu chuẩn sẽ được chuyển sang quy trình tiếp theo, còn sản phẩm lỗi sẽ được chọn lọc và chuyển sang dòng sản phẩm lỗi. Toàn bộ quá trình không cần can thiệp thủ công, nâng cao đáng kể hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Hướng tới tương lai: Đổi mới liên tục, dẫn đến tầm cao mới trong sản xuất thông minh

Nhìn về tương lai, việc nâng cấp thông minh thiết bị kiểm tra hình ảnh ngoại quan sẽ tiếp tục được đẩy mạnh. Công nghệ AI, được thể hiện bằng các mô hình quy mô lớn, sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn, cải thiện hơn nữa độ chính xác và hiệu quả kiểm tra, nâng cao khả năng kiểm tra các cảnh phức tạp và sản phẩm có hình dạng bất thường, cũng như các lô sản phẩm đa mô hình nhỏ, đồng thời giảm chi phí phát triển và độ phức tạp của tự động hóa. Sự phát triển của công nghệ kết hợp đa phương thức sẽ cho phép thiết bị kiểm tra hình ảnh ngoại quan tích hợp dữ liệu từ các cảm biến khác như âm thanh, nhiệt độ và áp suất, cung cấp thông tin toàn diện hơn và đạt được kết quả kiểm tra chính xác hơn. Đồng thời, thiết bị sẽ phát triển theo hướng thông minh hơn, linh hoạt hơn và dễ sử dụng hơn, xây dựng hệ thống ra quyết định dựa trên kiến ​​thức để đạt được các chức năng như tự động truy xuất tiêu chuẩn, đánh giá sự phù hợp và tự động tạo và đưa ra các đề xuất điều chỉnh, nâng cao toàn diện khả năng ra quyết định của kiểm tra thông minh. Trong năm 2025 và sau đó, việc nâng cấp thông minh thiết bị kiểm tra hình ảnh ngoại quan chắc chắn sẽ trở thành động lực chủ chốt thúc đẩy sự phát triển của sản xuất thông minh, giúp các ngành công nghiệp khác nhau nổi bật trong cuộc cạnh tranh khốc liệt trên thị trường và đạt được sự phát triển bền vững, chất lượng cao.