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
歷時近一年， TE Connectivity (TE) AI Cup 2021-2022 競賽于近期如期收官。中國工業(yè)報獲悉，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。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)用場景相結(jié)合的平臺，也正持續(xù)推動AI技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的有效落地。
在近日舉行的“點燃AI創(chuàng)想，連動產(chǎn)學(xué)結(jié)合” TE Connectivity 線上媒體圓桌會上，TE總工程師兼全球自動化制造技術(shù)團(tuán)隊總監(jiān)張丹丹等接受了包括中國工業(yè)報記者的采訪，暢談此次競賽背后的故事。
競賽作品可在工廠實際驗證和調(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)營技術(shù)副總裁魯異博士發(fā)起，TE自動化制造技術(shù)團(tuán)隊（簡稱“AMT”）組織了 TE AI Cup競賽。
據(jù)悉，大賽的參賽隊伍由在校大學(xué)生組成，一般4到6人。每支隊伍會舉薦一位同學(xué)作為隊長，并邀請一名該校的老師作為高校指導(dǎo)老師。隊伍組建成功后，TE會為每個隊伍配置一名TE的工程師作為團(tuán)隊的工程師顧問，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。參賽隊伍需要選擇一個類別，結(jié)合工業(yè)制造場景中的真實挑戰(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、組隊、參賽隊伍提交參賽方案的方向、項目啟動會、參賽隊伍培訓(xùn)會、比賽過程中的定期交流和進(jìn)度跟進(jìn)、決賽。比賽共設(shè)立綜合獎項一二三等獎，及若干單項獎（包括最佳創(chuàng)新獎、最佳節(jié)能減排獎等）。
對于參賽學(xué)生在TE AI Cup比賽中設(shè)計出的解決方案，是否會在實際產(chǎn)線上去驗證及調(diào)試，張丹丹表示，賽事給工程學(xué)子提供了一個將AI技術(shù)和實際工業(yè)應(yīng)用場景相結(jié)合的平臺，在激發(fā)全球工程學(xué)子創(chuàng)想火花的同時，也推動著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，“賽事的特點之一是‘實效為先，助力產(chǎn)學(xué)融合’。因此我們的參賽隊伍在比較早期的時候就會和工廠保持密切的聯(lián)系，通過遠(yuǎn)程或者現(xiàn)場的方式，了解工廠現(xiàn)行生產(chǎn)中的真實挑戰(zhàn)。比賽過程中，他們的解決方案可以通過現(xiàn)場或者遠(yuǎn)程的方式在TE工廠實際生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行驗證和調(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)域的實際需求?！?/p>
中國工業(yè)報獲悉，在今年23支參賽隊伍中，有不少隊伍做的項目頗具亮點、創(chuàng)新點。據(jù)TE全球自動化制造技術(shù)團(tuán)隊首席工程師許中華博士介紹，今年的冠軍隊伍來自墨西哥索諾拉大學(xué)的Urameshi團(tuán)隊，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)了一個汽車接插件外觀質(zhì)量檢測的方案，即“結(jié)合缺陷品圖片合成器的AI視覺檢測系統(tǒng)”。
“冠軍隊伍設(shè)計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，只能采取人工檢測的挑戰(zhàn)。我們知道要訓(xùn)練出一個AI機(jī)器視覺檢測模型，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)隊看到了這個挑戰(zhàn)，通過算法開發(fā)出一個 ‘缺陷品圖片合成器’，可以基于有限的不良品樣本結(jié)合算法生成上千個缺陷品樣本；再結(jié)合后續(xù)的AI模型訓(xùn)練，最終實現(xiàn)了AI視覺檢測系統(tǒng)的部署。這套系統(tǒng)在比賽測試階段的檢測精度幾乎達(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；二是這兩個方向與TE工廠實際的工業(yè)應(yīng)用場景可以更緊密的貼合?！睆埖さふf。
據(jù)其透露，TE希望可以以這兩個方向為例，鼓勵參賽隊伍開創(chuàng)更創(chuàng)新和更貼合實際工業(yè)應(yīng)用場景挑戰(zhàn)的解決方案。在項目開發(fā)的過程中，參賽隊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、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)器視覺中一個非常典型的應(yīng)用。
據(jù)TE全球自動化制造技術(shù)團(tuán)隊高級專家工程師周磊博士介紹，在TE工廠有非常多關(guān)于質(zhì)量檢測的需求，因此TE AMT團(tuán)隊開發(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)中對不良品通過圖像的方法進(jìn)行檢測。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)的方法自動生成產(chǎn)品的檢測標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于對生產(chǎn)線產(chǎn)品的檢測與質(zhì)量判斷。
AI顯微鏡本身有三大優(yōu)勢：第一是AI顯微鏡可以自動學(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，不會疲勞，檢測速度更快，一致性也更高。第三是AI顯微鏡可以保存大量的實際產(chǎn)品照片，用于持續(xù)地學(xué)習(xí)，使檢測的精度持續(xù)提高。
“AI顯微鏡是本著能把AI技術(shù)在產(chǎn)線當(dāng)中實際使用的目的去做研發(fā)的，所以我們在開發(fā)和推動部署的過程中，充分考慮了工廠同事操作時的易用性和便利性。”周磊強(qiáng)調(diào)。
事實上，AI顯微鏡最初便是因TE中國工廠的需求應(yīng)運(yùn)而生。“我們團(tuán)隊剛開始和TE傳感器事業(yè)部在深圳的工廠進(jìn)行試點合作，試點之后有了不錯的成果，也證明這一技術(shù)可以落地。我們便逐步把這個技術(shù)推動到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?！睆埖さぱa(bǔ)充道。
（來源：中國工業(yè)新聞網(wǎng)）