الفحص البصري من أكثر استخدامات الرؤية الحاسوبية شيوعًا في التصنيع. وهو أيضًا مجال تفشل فيه المشاريع لأسباب لا علاقة لها بالنموذج في الغالب. فسوء الإضاءة والبيانات غير الممثِّلة وغموض أهداف القبول تسبب مشكلات أكثر مما يسببه اختيار بنية الشبكة العصبية. يعرض هذا المقال خطوات التخطيط التي ينبغي إنجازها قبل بدء التدريب.
تحديد القرار وتكلفته
ابدأ بالقرار الذي سيتخذه النظام. قد يكون قبول قطعة أو رفضها، أو تصنيف نوع العيب، أو قياس بُعد، أو عدّ عناصر. ثم دوّن تكلفة القرار الخاطئ. الرفض الخاطئ يعني التخلص من قطعة سليمة أو إعادة تصنيعها. والعيب غير المكتشف قد يصل إلى العميل، أو يؤدي إلى شكوى، أو يخلق خطرًا على السلامة. وتختلف هذه التكاليف بين المنتجات والعملاء، وعلى أساسها يُضبط النظام.
البصريات قبل النماذج
جودة الصورة هي الحد الأعلى لأداء أي نموذج. ينبغي اشتقاق دقة الكاميرا من أصغر عيب يجب اكتشافه، على أن يغطي العيبَ عدة بكسلات. ويؤثر اختيار العدسة في التشوه وعمق المجال ومسافة العمل. وغالبًا ما تكون الإضاءة العامل الأهم، لأن الهندسة الصحيحة لها، مثل الحقل المظلم أو الحقل المضيء أو القبة المنتشرة، هي ما يجعل الخدش أو الانبعاج مرئيًا من الأصل.
وينبغي أن تحدّ التجهيزات والحاويات من تغيرات الضوء المحيط ومن اهتزاز القطعة. وتُلتقط الصور على الخط الفعلي بالقطع الفعلية قبل أي عمل على النموذج، ليحكم الفريق ما إذا كانت العيوب مرئية لشخص يراجع الصور نفسها.
فئات العيوب والتوسيم وجمع البيانات
تحتاج فئات العيوب إلى تعريفات مكتوبة مع صور أمثلة وحدود واضحة بين المقبول وغير المقبول. وينبغي أن يراجع موظفو الجودة إرشادات التوسيم، وأن يوسِّم أكثر من شخص عيّنةً من الصور لقياس مستوى الاتفاق بينهم. والخلاف بين الموسِّمين كثيرًا ما يدل على أن التعريف غير واضح بما يكفي.
ينبغي جمع البيانات عبر الورديات والمشغّلين ودفعات المواد وحالات الأدوات والفصول، لأن الحرارة والرطوبة وضوء النهار قد تغيّر مظهر القطع. والعيوب نادرة بطبيعتها، لذا لا بد من خطة لجمع أمثلة كافية، وقد تشمل إنتاج عينات معيبة عمدًا.
موقع الاستدلال وميزانية زمن الاستجابة
يمكن تشغيل الاستدلال على جهاز طرفي بجوار الكاميرا، أو على خادم متصل عبر شبكة المصنع. يوفر التشغيل الطرفي زمن استجابة منخفضًا ويمكن التنبؤ به، ويستمر في العمل عند تعطل الشبكة. أما الخادم فيبسّط تحديث النماذج ويتيح تشغيل نماذج أثقل. ويُحسم الاختيار بحسب ميزانية زمن الاستجابة، وتبدأ من لحظة التشغيل وتشمل التقاط الصورة ونقلها ومعالجتها المسبقة والاستدلال وإرسال الإشارة إلى الخط، ويجب أن تنتهي قبل أن تصل القطعة إلى نقطة الرفض.
المشغّلون والعتبات والتكامل مع الخط
كل نموذج يوازن بين الإيجابيات الكاذبة والسلبيات الكاذبة. ينبغي اختيار عتبة التشغيل مع مشغّلي الخط ومهندسي الجودة، بالاعتماد على تحليل التكلفة من الخطوة الأولى. والمشغّلون يعرفون أيضًا أي الاختلافات طبيعي، وإشراكهم مبكرًا يحسّن التوسيم ويزيد تقبل النظام.
ويجب أن يتواصل نظام الرؤية مع الخط. عادةً يوفر PLC إشارة التشغيل ويستقبل النتيجة، ويستقبل MES السجلات لأغراض التتبع. ويجب مزامنة آلية الرفض، مثل نفاث الهواء أو الدافع أو المحوّل، مع موضع القطعة. كما ينبغي تحديد السلوك الآمن عند أعطال الكاميرا وأخطاء النموذج وانقطاع الاتصال.
التغذية الراجعة والانحراف ومعايير القبول
بعد النشر ينبغي أن يتمكن المشغّلون من الإبلاغ عن القرارات الخاطئة، وأن تعود تلك الصور إلى عملية مراجعة وإعادة تدريب. وتتابع المراقبة معدل الرفض وتوزيعات الدرجات وإحصاءات الصور، لأن تغير المادة أو الإضاءة أو موضع الكاميرا يسبب انحرافًا في الأداء. وتُسجَّل إصدارات النموذج ومجموعات البيانات والموافقات ضمن ممارسات MLOps المعتادة.
يجب الاتفاق على معايير القبول قبل بدء التدريب. وينبغي أن تحدد المقاييس، مثل معدل العيوب غير المكتشفة ومعدل الرفض الخاطئ، ومجموعة بيانات الاختبار، وظروف الاختبار، ومن يوقّع بالموافقة. وبتوافر ذلك يصبح للمشروع تعريف واضح للإنجاز.