Kiểm tra không giám sát

Anomaly detection

Huấn luyện trên các bộ phận tốt. Đánh dấu bất cứ điều gì không thuộc về đó.

Dành cho hệ thống kiểm tra chưa bao giờ được xây dựng vì không ai có thể tạo ra hình ảnh lỗi. Hai mươi mẫu tốt chỉ mất thời gian bằng một lần nghỉ giải lao uống cà phê, và dữ liệu đó vốn đã tồn tại ngay trên dây chuyền của bạn.

0
hình ảnh lỗi cần có
20
hình ảnh tốt, mô hình theo từng điểm ảnh
3
loại mô hình theo bề mặt
Yarn blob detected on a continuous textile web, raw capture beside the AI overlay marking the contaminant

Phát hiện bất thường là gì?

Hệ thống kiểm tra học được hình dạng bình thường của một bộ phận tốt và đánh dấu bất kỳ điều gì lệch khỏi đó. Vì không bao giờ cần một ví dụ lỗi nào, nó bắt được dạng lỗi mà không ai lường trước được, điều mà một mô hình được huấn luyện trên một danh sách lỗi cố định không thể làm được.

Nơi nó phù hợp

Sáu tình huống mà đây là lựa chọn đúng đắn

Không có hình ảnh lỗi nào tồn tại

Lỗi này xảy ra hàng tháng, các bộ phận bị loại bỏ mà không được chụp ảnh, và không ai có thể mô tả lỗi tiếp theo sẽ như thế nào. Đây là lý do phổ biến nhất khiến một hệ thống kiểm tra chưa bao giờ được xây dựng, và cũng là trường hợp mà giải pháp này được thiết kế để giải quyết.

Danh sách lỗi không xác định trước

Chất gây nhiễm, dị vật và hư hỏng bề ngoài không đến từ một danh mục hữu hạn. Một mô hình được huấn luyện trên tám loại lỗi đã biết sẽ bỏ sót loại lỗi thứ chín, đó là điều tất yếu theo cách nó được xây dựng.

Bề mặt có vân hoặc hoa văn

Khi không có hai bộ phận tốt nào trông giống hệt nhau, việc mô tả lỗi theo hình dạng bên ngoài sẽ không còn hiệu quả. Nhưng việc mô tả ranh giới của trạng thái bình thường thì vẫn hiệu quả.

Sản lượng thấp, đa dạng chủng loại

Một mã bộ phận chỉ chạy vài trăm lần mỗi năm sẽ không bao giờ tích lũy được một tập dữ liệu lỗi đã gắn nhãn. Nhưng hai mươi mẫu tốt thì có thể lấy được ngay từ lần chạy đầu tiên.

Một lớp bảo vệ bổ sung cho các lỗi đã biết

Chạy song song với một mô hình có giám sát xử lý các lỗi đã được đặt tên, để bắt được những gì không ai dự đoán trước. Cả hai mô hình đều kiểm tra trên cùng một ảnh chụp.

Giai đoạn sản xuất ban đầu và NPI

Trước khi các dạng lỗi được hiểu rõ đến mức có thể đặt tên, đây chính là lúc quy trình kém ổn định nhất và việc kiểm tra có giá trị cao nhất.

Nó trả về gì

Bốn kết quả đầu ra, và một kết quả khiến nó thực sự khả dụng

Một mô hình phát hiện bất thường không trả về một lớp phân loại và độ tin cậy. Hiểu rõ hình dạng của những gì nó thực sự trả về chính là điều ngăn việc thiết lập độ nhạy trở thành một cuộc tranh cãi.

Bản đồ bất thường

Bản đồ nhiệt cho thấy vị trí bộ phận bị lệch chuẩn. Đây là những gì người vận hành nhìn thấy, và đó là lý do công cụ này có thể được biện minh trên xưởng sản xuất: camera chỉ ra đúng vị trí thay vì chỉ thông báo lỗi.

Điểm số bất thường

Một con số duy nhất cho biết mức độ bất thường tổng thể của bộ phận. Hữu ích nhất khi theo dõi dưới dạng xu hướng, vì mức tăng chậm trong suốt một ca làm việc cho thấy quy trình đang trôi dạt chứ không phải một bộ phận lỗi.

Thống kê vùng blob

Các vùng lệch chuẩn được nhóm lại và đo lường, kèm theo diện tích và vị trí. Đây chính là yếu tố tạo nên một quy tắc khả dụng: không phải bất kỳ độ lệch nào, mà là độ lệch lớn hơn một diện tích đã được thống nhất.

Độ nhạy thời gian chạy

Được điều chỉnh sau khi huấn luyện thay vì cố định ngay trong quá trình huấn luyện, nhờ đó ngưỡng kích hoạt có thể được điều chỉnh theo sản xuất thực tế mà không cần thu thập dữ liệu mới hay huấn luyện lại.

Giới hạn thực sự

Phát hiện bất thường có một điểm yếu đặc trưng, và tốt hơn hết là nên nêu rõ trước thay vì để người dùng tự phát hiện ra. Mô hình xác định trạng thái bình thường dựa trên các bộ phận tốt được cung cấp cho nó. Nếu tập mẫu đó không bao quát toàn bộ phạm vi biến thiên chấp nhận được, thì mọi thứ nằm ngoài phạm vi đó sẽ bị coi là bất thường.

Trong thực tế, một trạm được đưa vào vận hành dựa trên một lô vật liệu sẽ đánh dấu lô tiếp theo khi bề mặt hoàn thiện thay đổi. Đó không phải là lỗi của mô hình, mà là một báo cáo chính xác rằng bộ phận trông khác đi, đúng như những gì nó được yêu cầu thực hiện. Có hai điều giúp ngăn việc này trở thành vấn đề: đưa sự biến thiên thực tế vào tập mẫu tốt ngay từ đầu, và duy trì một quy trình đơn giản để đưa các hình ảnh sản xuất thực sự tốt trở lại vào huấn luyện khi quy trình thay đổi một cách hợp lý. Độ ổn định ánh sáng ở đây quan trọng hơn so với mô hình có giám sát, vì sự thay đổi ánh sáng trông giống hệt như một bộ phận bất thường. Hướng dẫn của chúng tôi về ánh sáng trong thị giác máy đề cập đến phần đó.

Trusted by

Manufacturers running Overview AI in production

Toyota
Honda
Mitsubishi
Tyson
Schaeffler
Amphenol
Molex
Clorox
Henkel
Aisin
Milliken
Tillamook
Zipline
Parker Hannifin

FAQ

Frequently asked questions

Tôi có thể kiểm tra mà không cần bất kỳ hình ảnh lỗi nào không?

Đúng vậy, và đây chính là lý do chính khiến phát hiện bất thường tồn tại. Mô hình chỉ huấn luyện trên các bộ phận tốt, xây dựng một biểu diễn về hình dạng bình thường, và đánh dấu các vùng lệch khỏi biểu diễn đó. Điều này giải quyết trở ngại phổ biến nhất trong các dự án kiểm tra: lỗi hiếm khi xảy ra và không ai chụp ảnh nó trước khi các bộ phận bị loại bỏ. Đánh đổi là mô hình chỉ cho bạn biết một vùng là bất thường mà không nêu rõ đó là loại lỗi gì.

Cần bao nhiêu mẫu tốt?

Điều này tùy thuộc vào loại mô hình phù hợp với bề mặt. Mô hình theo từng điểm ảnh có độ nhạy cao cần ít nhất hai mươi hình ảnh tốt. Các mô hình dành cho bề mặt có vân, hoặc kiểm tra đơn giản có hay không có, chỉ cần một vài hình ảnh. Số lượng không quan trọng bằng độ bao phủ: tập mẫu tốt cần bao quát được sự biến thiên mà dây chuyền thực sự tạo ra, bao gồm các lô vật liệu và các ca làm việc khác nhau, vì mô hình xác định trạng thái bình thường dựa trên dữ liệu được cung cấp và sẽ đánh dấu bất kỳ biến thiên hợp lệ nào bị bỏ sót.

Khi nào tôi nên dùng mô hình lỗi đã huấn luyện thay vì mô hình này?

Khi cách xử lý phụ thuộc vào loại lỗi cụ thể, vì một loại cần làm lại còn loại khác phải loại bỏ. Khi bạn cần tên lỗi để đưa vào biểu đồ Pareto phản hồi lại quy trình. Hoặc khi bạn đã có sẵn một tập dữ liệu được gắn nhãn tốt, trong trường hợp đó mô hình có giám sát thường chính xác hơn và dễ bảo vệ hơn trong một nghiên cứu năng lực. Những trường hợp này không loại trừ lẫn nhau: chạy mô hình có giám sát cho các lỗi đã biết song song với mô hình không giám sát như một lớp bảo vệ cho những tình huống bất ngờ là một cách làm phổ biến và hợp lý.

Nó có hoạt động trên bề mặt có vân hoặc hoa văn không?

Bề mặt có vân là một trong những ứng dụng mạnh nhất của phương pháp này, và có một loại mô hình được thiết kế riêng cho chúng. Trên vải dệt, bề mặt gia công cơ khí, vật đúc hoặc vân ép khuôn, không có hai bộ phận tốt nào trông giống hệt nhau, khiến việc mô tả lỗi theo hình dạng bên ngoài gần như bất khả thi. Mô tả ranh giới của hình dạng bình thường lại dễ xử lý hơn nhiều, vì vậy phương pháp không giám sát thường vượt trội hơn mô hình lỗi đã huấn luyện trong trường hợp này.

Làm thế nào để ngăn nó loại bỏ những bộ phận tốt?

Hãy sử dụng bộ lọc diện tích vùng blob tối thiểu thay vì chỉ dựa vào thanh trượt độ nhạy. Mọi bề mặt thực tế đều có sự lệch nhẹ ở khắp mọi nơi, vì vậy một quy tắc bị lỗi với bất kỳ độ lệch nào sẽ liên tục loại bỏ sản phẩm. Một quy tắc chỉ báo lỗi khi vùng lệch vượt quá diện tích đã xác định sẽ hoạt động một cách có thể dự đoán được. Việc xác định diện tích đó đồng nghĩa với việc thống nhất cùng đội ngũ chất lượng về kích thước vết nào thực sự đáng bị loại bỏ, đây là một cuộc trao đổi đáng thực hiện dù trong trường hợp nào.

Điều gì xảy ra khi quy trình thay đổi một cách hợp lý?

Mô hình báo cáo các bộ phận mới là bất thường, đây là kết quả chính xác chứ không phải lỗi: chúng thực sự trông khác so với những gì mô hình đã được huấn luyện. Nguyên nhân thường gặp là một lô vật liệu mới có bề mặt hoàn thiện hơi khác. Cách khắc phục là một quy trình huấn luyện lại, đưa những hình ảnh sản xuất thực sự tốt nhưng bị đánh dấu trở lại vào tập mẫu tốt. Khả năng tìm ra những hình ảnh đó trong lịch sử sản xuất và thêm chúng vào mà không cần đến một dự án khoa học dữ liệu chính là điều phân biệt một trạm kiểm tra tồn tại được một năm với một trạm bị tắt vào tháng thứ ba.

Không có hình ảnh lỗi? Vẫn có thể bắt đầu

Mô tả bộ phận và hình dạng của một mẫu tốt. Bạn sẽ nhận được câu trả lời trung thực về việc đây có phải là cách tiếp cận đúng hay không, trước khi bất kỳ ai nói với bạn về phần cứng.