人工质检太“繁”了？腾讯云让AI成为工业生产的守门员

在2018年“930变革”之后,腾讯To B业务一直保持着持续进化状态。今年5月,在完成新一轮架构升级后,腾讯云与智慧产业事业群(CSIG)面向B端市场,进一步明确了“扎根行业、深耕区域、提升效率”的三大策略。

战略升级背后,意味着经过近三年的发展,腾讯云对产业互联网正实现从拥抱到深耕的更迭。

其中,扎根行业,提供更贴合实际数字化需求的行业解决方案,是腾讯云攻坚To B业务的桥头堡。此前,腾讯云凭借在云、安全、人工智能等领域的能力积累,已经在互联网、教育、金融、政务、医疗等多个行业取得显著成绩。

与此同时,实体经济需要更多深入的定制,更多深耕的“knowhow”,腾讯云也在实战中逐步成长。在服务富驰高科过程中,把繁复的问题抽丝剥茧,结合行业需求深度定制,攻克了许多通用方案水土不服的问题,也突破了工业制造数字化的最后一座堡垒!

“富驰高科接下来希望在更多产线上应用工业质检仪,”富驰科技CEO钟伟还表示,“与此同时,我们也在和腾讯云共同推进智慧工厂建设,希望通过大数据的应用,来提高运营管理效率。”——而这才是工业制造未来的“大梦想”!

全面自动化的今天,质检依然依赖人工

成立于1999年的上海富驰高科技股份有限公司(简称“富驰高科”),是一家金属粉末注射成型(MIM)产品专业制造商。经过20多年的发展,富驰高科的产品目前已在消费电子、医疗、汽车、航空航天等领域获得广泛的市场应用,并得到了行业巨头的认可。

但是近两年,富驰高科遇到了一些成长的烦恼。

相较于压制成型技术,MIM产品的表面粗糙度更低,很多产品生产出来之后就可以直接组装使用。这使得MIM产品生产线的质检环节,成了其投入市场前的最后一关,而富驰高科的烦恼,也出现在这质检环节。

富驰高科CEO钟伟表示,在前端工序中,从注射到烧结、整形,富驰高科的自动化程度都已经很高,可达到90%以上,但唯独在质检环节,因为MIM产品形状结构复杂,有很多异形,导致一般的检测设备和检测方法都难以满足要求。

所以一直以来,富驰高科都是依赖于人工质检,可是,随着整个行业的发展,人工质检的局限性也越发凸显。

比如在消费电子行业,钟伟称,富驰高科服务的某头部厂商,对产品的要求就极高,“他对手机内部零部件的要求,和其他客户对外观件的要求一样,而且一旦发现有不合格的零件流出,他还要求对整条产线进行前后追踪”。

然而,人工质检最大的问题,就是工作人员会出现疲劳。他们要每天盯着零部件找外观缺陷近10个小时,工作内容枯燥不说,眼部的疲劳也在所难免。

尽管富驰高科规定质检工人要定时休息,但这依旧治标不治本,钟伟称,在发现的不合格件中,绝大多数都是因为工人疲劳出现漏检。

不仅如此,人力资源的管理也是一个重要难题。现在,富驰高科每年生产的零部件多达数亿个,如果全部依靠人工质检,每年的产能高峰期,仅质检人员就需要超1500人,这会对人员招聘形成巨大挑战。

所以,无论是从员工工作状态改进,还是提高质检效率的角度来说,质检自动化都变得十分迫切。

行业特殊需求大,通用AI方案水土不服

钟伟坦言,富驰高科其实很早就意识到,质检自动化的重要性,所以在2013年就成立专门的自动化部门来推进。

2015年的时候,富驰高科投入了5000多万元去做相关产品。“但那个时候,整个人工智能行业还不够成熟,做出来的产品效果也不达预期,我们只能等待新的技术突破”,钟伟说。

到了2019年,钟伟认为时机已经成熟。当时,富驰高科先是使用了一家国外先进互联网公司旗下的一款深度学习软件,经过一年多的调试开发,在实际应用过程中,它仍然只达到了70%-80%的预期效果。

这是因为如果只看图片识别能力,这个软件已经做的很好,对于手机零部件不同位置出现的不同产品缺陷,都能很准确的识别,但是,它却无法满足同一缺陷在不同位置迁移的识别,这对富驰高科的质检工作而言,就是一个很重要的漏洞。

所以在2020年,富驰高科自动化总监邓声志又开始寻找其他解决方案。期间,有很多公司都来洽谈沟通过,甚至也有一些拿了样品回去做成像分析以及初步的算法研究,但反馈回来的结果,都是这个案子难度比较大,做解决方案投入很大,最终都放弃了。

实际上,因为富驰高科已经使用过上述国外的技术方案,所以对于新进入的服务商来说,它要做的是在此解决方案之上,进一步突破。

就在其他企业都打了退堂鼓的时候,腾讯云站了出来。邓声志坦言,过去,他对腾讯云的AI能力并不了解,和腾讯云接触也是通过业内朋友介绍。而在前期接触过程中,首先打动他的是腾讯云对这件事的态度。

“在项目调研过程中,腾讯云就派团队过来驻场跟进,在与富驰高科的团队对接时,也很认真的抛出一些疑问,大家共同探讨”,邓声志说,“腾讯云给我们的感觉,是把这件事当自己的事来做,所以至少在用心度上,他已经超过了其他厂商”。

而通过合作,腾讯云不仅是在态度上,在解决问题的能力上也得到了富驰高科的认可。钟伟表示,他认为在MIM技术的外观AI检测系统上,腾讯云的技术已经处在行业最领先的水平。

质检的降本增效是第一步,更“大”的是未来智慧工厂

实际上,在项目真正落地之前,邓声志对于腾讯云的解决方案也抱有担忧,因为他非常清楚,外观检测对于机器的难度。“比如对产品裂纹的检测,人工操作时,可以通过施力去查验是否有隐性裂纹,但机器是无法做到的”。

不过后来,腾讯云用成绩打消了邓声志的顾虑,在使用机器进行批量质检时,产品上一些细微的裂纹都能够被发现。而且腾讯云针对富驰高科这个案例推出的一些定制化功能,比如缺陷迁移、分级标定、光度立体等,也解决了此前没有解决的问题。

腾讯云AI研发总经理、腾讯优图实验室副总经理吴永坚回忆说,“当时面临非常大的技术难题。工程方面,在质检仪硬件算力有限的情况下,团队采用优图实验室此前开源的TNN深度学习推理框架,借助算法模型加速和智能调度等多种技术能力,实现性能的优化,在短时间内完成百余张高分辨率图片的推理计算和光度立体图片的处理,更节约了硬件成本。算法方面,我们创造性设计了光度立体成像解决方案,克服了MIM产品因高反光特性而导致的产品缺陷与正常反光混淆的业内难题,成功判断连人眼也很难分辨的缺陷。并结合域适应迁移学习和缺陷生成技术,帮助富驰在产品早期样本数据严重不足的情况下,达到检测指标可用状态。”

据悉,富驰高科现在在手机摄像头组件的质检工作中,仅需几秒就能完成对目标零件数十个大小点位的采图、分析、分类的工作,而原来人工质检则需要一分钟。

而在质检效果上,经过实际测试,基于腾讯云技术方案的工业质检仪已经可以达到预期水平,并且实际效果已明显高于人工质检水平。

除了提质、增效,自动化设备的应用,也帮助富驰高科实现了降本。钟伟算了一笔账,一台质检仪的工作效率是原来人工的20倍,目前已经上线10多台设备,在机器持续满载生产的情况下,一年可节省人力成本数千万元。

对富驰高科来说,通过与腾讯云的合作,解决了困扰它许久的难题,而对腾讯云而言,与富驰高科的合作,则是它在消费电子行业成功立下的一个标杆案例。

在富驰高科之前,腾讯云并没有做过同类型的质检项目,所以在与富驰高科接触时,腾讯云一开始也没有百分之百的把握一定能做成。

但吴永坚表示,腾讯云首先非常看重这个行业的整体方向,所以无论能不能做成,都决定全力投入。当然,腾讯云也并非盲目的全情投入,公司内部优图实验室在AI方面多年的积累,才是其接手富驰高科项目的真正底气来源。此前,不管是在研究侧还是工程侧,优图实验室都取得了优异的成绩,在技术落地方面,寻找业界难题去挑战,也是优图实验室主要攻坚的方向。

一直以来,制造业的企业客户在选择合作方案时,非常看重实际案例,因为对他们而言,没有经过批量复制的方案,就可能给产线带来风险。而现在,腾讯云通过富驰高科的质检项目,已经在同领域立下了标杆。

当然,工业数字化远不止是质检。钟伟表示,富驰高科在更多产线上应用工业质检仪的同时,与腾讯云共同推进智慧工厂建设,希望通过AI、大数据的应用,来提高运营管理效率——这也是腾讯云与富驰高科将一起勾勒的,更大蓝图!

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