電子光學(xué)玻璃印刷難題破解

【中玻網(wǎng)】人工智能越來越熱。但很多時(shí)候，大家都在關(guān)注人工智能和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，卻對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用知之較少。事實(shí)上，人工智能在傳統(tǒng)制造業(yè)上也能一顯身手。

　　日前，記者在采訪中得知，中科院自動(dòng)化所準(zhǔn)確感知與控制研究中心和中科慧遠(yuǎn)視覺技術(shù)有限公司（下稱“中科慧遠(yuǎn)”），共同研發(fā)了電子光學(xué)玻璃印刷全自動(dòng)AOI智能檢驗(yàn)設(shè)備，成功解決了困擾該行業(yè)印刷品質(zhì)在線檢驗(yàn)30多年的老大難問題。

　　電子光學(xué)玻璃印刷的老大難

　　所謂AOI，即自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)，是一種用光學(xué)原理來對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見缺點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)的設(shè)備。其工作原理為，機(jī)器通過攝像頭自動(dòng)掃描印刷電路板等產(chǎn)品，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中的合格參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出產(chǎn)品的缺點(diǎn)，并通過顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺點(diǎn)標(biāo)示出來。

　　在很多領(lǐng)域，目前已經(jīng)有了專門的AOI檢驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備。但在電子光學(xué)玻璃印刷領(lǐng)域，AOI檢驗(yàn)技術(shù)遲遲無法打破，不得不繼續(xù)采用大量人工進(jìn)行印刷效果的確認(rèn)與檢驗(yàn)，這讓電子光學(xué)玻璃印刷工序始終沒法正式踏入全自動(dòng)化生產(chǎn)行列。

　　中科院自動(dòng)化所相關(guān)人員介紹說，人工檢驗(yàn)不但跟不上設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍，還需要大量的場(chǎng)地和人員對(duì)每一道印刷油墨的效果進(jìn)行全檢，印刷檢查崗位員工長(zhǎng)期處于高度度的工作條件，不但浪費(fèi)了印刷工序生產(chǎn)效率，而且人工檢驗(yàn)所造成的品質(zhì)歸類不準(zhǔn)確、品質(zhì)質(zhì)量回饋不及時(shí)等問題，更是時(shí)常發(fā)生。

　　“因此，如何攻克AOI檢驗(yàn)技術(shù)的效率與準(zhǔn)確率，讓實(shí)現(xiàn)印刷品質(zhì)在線控制，降低電子光學(xué)玻璃的印刷成本，一直是該行業(yè)較為急切的需求�！敝锌圃鹤詣�(dòng)化所研究員張正濤告訴記者。

　　從軍工領(lǐng)域轉(zhuǎn)化的技術(shù)

　　中科慧遠(yuǎn)是由中科院自動(dòng)化所孕育的一家年輕的創(chuàng)業(yè)公司，但在面對(duì)這一世界性難題時(shí)，他們沒有畏懼。

　　說到電子光學(xué)玻璃，大眾可能比較陌生。但人們幾乎每天都在使用和它相關(guān)的產(chǎn)品。簡(jiǎn)單來說，現(xiàn)在幾乎所有的電子產(chǎn)品，包括智能手機(jī)、平板電腦等，其表面都會(huì)覆蓋一層特殊的玻璃蓋板。這就是電子光學(xué)玻璃的產(chǎn)品。

　　那么，中科院自動(dòng)化所的科研人員，是如何想到要解決該行業(yè)的AOI檢驗(yàn)難題的呢？答案其實(shí)是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。

　　據(jù)張正濤介紹，中科院自動(dòng)化所在該領(lǐng)域有一定的技術(shù)積累，此前曾經(jīng)研發(fā)過重大軍工領(lǐng)域的大口徑光學(xué)玻璃表面AOI檢驗(yàn)技術(shù)。

　　有積累，并不代表在其他領(lǐng)域就能全盤照搬。張正濤團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入的技術(shù)研究。他們?cè)趯?duì)生產(chǎn)線進(jìn)行工業(yè)4.0技術(shù)改造與升級(jí)時(shí)，對(duì)電子光學(xué)玻璃印刷AOI檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了大量的品質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，并建立了機(jī)器視覺的識(shí)別信息庫。

　　利用中科院自動(dòng)化所強(qiáng)大的人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法，科研人員把較難管控的頭色印刷工序與鏡面銀印刷工序的品質(zhì)全檢漏檢率嚴(yán)格控制在1%以下，過檢率控制在2%以下，這遠(yuǎn)低于行業(yè)人工全檢下普遍高于5%的誤判率。

　　一體助力中國(guó)制造

　　據(jù)介紹，通過連續(xù)兩年不間斷的對(duì)比取樣和一年的在線運(yùn)行，并與同期人工全檢的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比后，結(jié)果顯示，中科慧遠(yuǎn)研發(fā)的檢驗(yàn)設(shè)備的性能和效率都可以滿足廠家全自動(dòng)高速印刷生產(chǎn)線的印刷品質(zhì)AOI在線檢驗(yàn)需求。這標(biāo)志著困擾電子光學(xué)玻璃印刷行業(yè)長(zhǎng)達(dá)30多年的印刷品質(zhì)在線檢驗(yàn)難題被解決了。

　　張正濤認(rèn)為，印刷品質(zhì)在線AOI檢驗(yàn)設(shè)備的研發(fā)成功，解決了行業(yè)自動(dòng)化升級(jí)后人工檢驗(yàn)跟不上設(shè)備節(jié)拍的難題；對(duì)于因?yàn)樵斐捎∷⑵焚|(zhì)不良的工藝環(huán)節(jié)歸類不準(zhǔn)確而影響生產(chǎn)的情況，可實(shí)施糾正與預(yù)防措施；此外，由于品質(zhì)異�；仞伈患皶r(shí)帶來的品質(zhì)事故擴(kuò)大、生產(chǎn)被延誤等問題，也能得到有效的舒緩。

　　廠家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，即使是不考慮產(chǎn)能提升因素影響，與同車間里人工全檢生產(chǎn)線對(duì)比，裝配有中科慧遠(yuǎn)AOI在線檢驗(yàn)系統(tǒng)的生產(chǎn)線僅人工與物料成本這兩項(xiàng)，每年節(jié)省下來的成本就超過65萬元以上。

　　對(duì)于中國(guó)的玻璃蓋板制造企業(yè)來說，這項(xiàng)打破意義重大。目前，大部分國(guó)家九成以上的玻璃蓋板都是由中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)制造。如果都采用這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力提升不言而喻。以手機(jī)產(chǎn)業(yè)為例，目前新一代智能手機(jī)都在使用前后雙層光學(xué)玻璃蓋板封面，如果使用該技術(shù)，對(duì)其良品率的提高意義重大。

　　“利用我們的AOI在線檢驗(yàn)系統(tǒng)，能夠有效保障玻璃蓋板生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)品質(zhì)，可顯著增加其綜合競(jìng)爭(zhēng)力。品質(zhì)的提升，意味著企業(yè)可承接更高品質(zhì)要求客戶的訂單，往產(chǎn)業(yè)鏈更高等的市場(chǎng)靠攏。”張正濤表示。