聚焦AI機(jī)器視覺、AI制程監(jiān)控 TE AI Cup賽事助力產(chǎn)學(xué)融合

 　　中國(guó)工業(yè)報(bào) 余娜

　　歷時(shí)近一年， TE Connectivity (TE) AI Cup 2021-2022 競(jìng)賽于近期如期收官。中國(guó)工業(yè)報(bào)獲悉，自2018年創(chuàng)立以來，TE AI Cup經(jīng)過三屆的發(fā)展和沉淀，已逐漸發(fā)展為全球性平臺(tái)。賽事所構(gòu)建的產(chǎn)學(xué)融合模式不僅為工程學(xué)子提供了可以將AI技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合的平臺(tái)，也正持續(xù)推動(dòng)AI技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的有效落地。

　　在近日舉行的“點(diǎn)燃AI創(chuàng)想，連動(dòng)產(chǎn)學(xué)結(jié)合” TE Connectivity 線上媒體圓桌會(huì)上，TE總工程師兼全球自動(dòng)化制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)總監(jiān)張丹丹等接受了包括中國(guó)工業(yè)報(bào)記者的采訪，暢談此次競(jìng)賽背后的故事。

　　競(jìng)賽作品可在工廠實(shí)際驗(yàn)證和調(diào)整

　　作為全球行業(yè)技術(shù)企業(yè)，TE 不僅重視自身的工程研發(fā)能力，也一直致力于推動(dòng)STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué))教育和未來工程人才的培養(yǎng)。2018年，由TE全球運(yùn)營(yíng)技術(shù)副總裁魯異博士發(fā)起，TE自動(dòng)化制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)(簡(jiǎn)稱“AMT”)組織了 TE AI Cup競(jìng)賽。

　　據(jù)悉，大賽的參賽隊(duì)伍由在校大學(xué)生組成，一般4到6人。每支隊(duì)伍會(huì)舉薦一位同學(xué)作為隊(duì)長(zhǎng)，并邀請(qǐng)一名該校的老師作為高校指導(dǎo)老師。隊(duì)伍組建成功后，TE會(huì)為每個(gè)隊(duì)伍配置一名TE的工程師作為團(tuán)隊(duì)的工程師顧問，在參賽過程中與學(xué)生進(jìn)行交流和指導(dǎo)。

　　TE AI Cup 2021-2022大賽共分為兩大類別：AI機(jī)器視覺和AI制程監(jiān)控。參賽隊(duì)伍需要選擇一個(gè)類別，結(jié)合工業(yè)制造場(chǎng)景中的真實(shí)挑戰(zhàn)，開發(fā)相應(yīng)的解決方案。比賽過程包含了：比賽前期的宣講會(huì)、組隊(duì)、參賽隊(duì)伍提交參賽方案的方向、項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)、參賽隊(duì)伍培訓(xùn)會(huì)、比賽過程中的定期交流和進(jìn)度跟進(jìn)、決賽。比賽共設(shè)立綜合獎(jiǎng)項(xiàng)一二三等獎(jiǎng)，及若干單項(xiàng)獎(jiǎng)(包括最佳創(chuàng)新獎(jiǎng)、最佳節(jié)能減排獎(jiǎng)等)。

　　對(duì)于參賽學(xué)生在TE AI Cup比賽中設(shè)計(jì)出的解決方案，是否會(huì)在實(shí)際產(chǎn)線上去驗(yàn)證及調(diào)試，張丹丹表示，賽事給工程學(xué)子提供了一個(gè)將AI技術(shù)和實(shí)際工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合的平臺(tái)，在激發(fā)全球工程學(xué)子創(chuàng)想火花的同時(shí)，也推動(dòng)著AI技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的有效落地。

　　據(jù)張丹丹介紹，“賽事的特點(diǎn)之一是‘實(shí)效為先，助力產(chǎn)學(xué)融合’。因此我們的參賽隊(duì)伍在比較早期的時(shí)候就會(huì)和工廠保持密切的聯(lián)系，通過遠(yuǎn)程或者現(xiàn)場(chǎng)的方式，了解工廠現(xiàn)行生產(chǎn)中的真實(shí)挑戰(zhàn)。比賽過程中，他們的解決方案可以通過現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程的方式在TE工廠實(shí)際生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整。過去三屆比賽中開發(fā)的解決方案成熟度和可落地性越來越高，也越來越貼近工業(yè)制造領(lǐng)域的實(shí)際需求?！?/P>

　　中國(guó)工業(yè)報(bào)獲悉，在今年23支參賽隊(duì)伍中，有不少隊(duì)伍做的項(xiàng)目頗具亮點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)。據(jù)TE全球自動(dòng)化制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)首席工程師許中華博士介紹，今年的冠軍隊(duì)伍來自墨西哥索諾拉大學(xué)的Urameshi團(tuán)隊(duì)，他們?yōu)門E汽車事業(yè)部位于墨西哥埃莫西約 (Hermosillo) 的工廠開發(fā)了一個(gè)汽車接插件外觀質(zhì)量檢測(cè)的方案，即“結(jié)合缺陷品圖片合成器的AI視覺檢測(cè)系統(tǒng)”。

　　“冠軍隊(duì)伍設(shè)計(jì)的解決方案通過人工智能技術(shù)結(jié)合機(jī)器視覺，創(chuàng)新地解決了工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品線常因缺陷樣本量不夠而無法引入AI視覺檢測(cè)，只能采取人工檢測(cè)的挑戰(zhàn)。我們知道要訓(xùn)練出一個(gè)AI機(jī)器視覺檢測(cè)模型，需要一定量的圖片訓(xùn)練樣本，包括良品樣本和不良品的樣本，來進(jìn)行比對(duì)和AI模型的訓(xùn)練?，F(xiàn)在的這條產(chǎn)線非常成熟，所以缺陷樣本量有限。Urameshi團(tuán)隊(duì)看到了這個(gè)挑戰(zhàn)，通過算法開發(fā)出一個(gè) ‘缺陷品圖片合成器’，可以基于有限的不良品樣本結(jié)合算法生成上千個(gè)缺陷品樣本;再結(jié)合后續(xù)的AI模型訓(xùn)練，最終實(shí)現(xiàn)了AI視覺檢測(cè)系統(tǒng)的部署。這套系統(tǒng)在比賽測(cè)試階段的檢測(cè)精度幾乎達(dá)到了100%?！痹S中華介紹。

　　聚焦AI機(jī)器視覺、AI制程監(jiān)控兩大方向

　　今年的TE AI Cup競(jìng)賽，設(shè)置了兩大方向——AI機(jī)器視覺和AI制程監(jiān)控。

　　“我們提供了AI機(jī)器視覺和AI制程監(jiān)控兩大方向，一是認(rèn)為這是同學(xué)們可以有充分的發(fā)揮和創(chuàng)新空間的方向;二是這兩個(gè)方向與TE工廠實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景可以更緊密的貼合?！睆埖さふf。

　　據(jù)其透露，TE希望可以以這兩個(gè)方向?yàn)槔膭?lì)參賽隊(duì)伍開創(chuàng)更創(chuàng)新和更貼合實(shí)際工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景挑戰(zhàn)的解決方案。在項(xiàng)目開發(fā)的過程中，參賽隊(duì)伍不僅可以得到高校導(dǎo)師的指導(dǎo)，也可以得到更多工廠技術(shù)人員和TE工程師導(dǎo)師的指導(dǎo)。這兩個(gè)賽題是很好的方向，可以激發(fā)同學(xué)們的創(chuàng)新火花，并促進(jìn)AI技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的有效落地。

　　當(dāng)前，AI技術(shù)在TE全球許多的工廠都有應(yīng)用和落地，這些應(yīng)用包括AI機(jī)器視覺檢測(cè)、增產(chǎn)提效、工藝的監(jiān)控優(yōu)化等領(lǐng)域。經(jīng)過多年積累，已有不少成功案例在全球各地落地開花。其中，AI顯微鏡便是AI機(jī)器視覺中一個(gè)非常典型的應(yīng)用。

　　據(jù)TE全球自動(dòng)化制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)高級(jí)專家工程師周磊博士介紹，在TE工廠有非常多關(guān)于質(zhì)量檢測(cè)的需求，因此TE AMT團(tuán)隊(duì)開發(fā)了將AI應(yīng)用到質(zhì)檢工序當(dāng)中一種解決方案，即AI顯微鏡。AI顯微鏡特別適合于在產(chǎn)線當(dāng)中對(duì)不良品通過圖像的方法進(jìn)行檢測(cè)。其技術(shù)是把人工智能與機(jī)器視覺技術(shù)相結(jié)合，采集產(chǎn)品照片，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法自動(dòng)生成產(chǎn)品的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于對(duì)生產(chǎn)線產(chǎn)品的檢測(cè)與質(zhì)量判斷。

　　AI顯微鏡本身有三大優(yōu)勢(shì)：第一是AI顯微鏡可以自動(dòng)學(xué)習(xí)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不需要額外編寫程序。第二是機(jī)器在進(jìn)行判斷，不會(huì)疲勞，檢測(cè)速度更快，一致性也更高。第三是AI顯微鏡可以保存大量的實(shí)際產(chǎn)品照片，用于持續(xù)地學(xué)習(xí)，使檢測(cè)的精度持續(xù)提高。

　　“AI顯微鏡是本著能把AI技術(shù)在產(chǎn)線當(dāng)中實(shí)際使用的目的去做研發(fā)的，所以我們?cè)陂_發(fā)和推動(dòng)部署的過程中，充分考慮了工廠同事操作時(shí)的易用性和便利性?！敝芾趶?qiáng)調(diào)。

　　事實(shí)上，AI顯微鏡最初便是因TE中國(guó)工廠的需求應(yīng)運(yùn)而生?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)剛開始和TE傳感器事業(yè)部在深圳的工廠進(jìn)行試點(diǎn)合作，試點(diǎn)之后有了不錯(cuò)的成果，也證明這一技術(shù)可以落地。我們便逐步把這個(gè)技術(shù)推動(dòng)到TE全球多家工廠。當(dāng)前，已在TE全球50多家工廠部署了AI顯微鏡。”張丹丹補(bǔ)充道。