随着AI技术在智能制造领域的落地，AI质检正在迎来快速发展。IDC《中国AI赋能的工业质检解决方案市场分析2021》报告显示，从2019-2024年，工业质检软件和服务市场的年均复合增长率将保持在30%以上。
目前AI视觉检测在3C电子领域相对成熟，但在汽车零部件方面的应用却较少。以轴承行业为例，我国轴承产业规模已居世界轴承总量第三位。然而，在成品轴承外观检测上，目前基本依赖于人工，AI质检只能“望而生叹”。
三道难关
轴承视觉检测之殇
轴承作为现代机械设备中的重要零部件，主要功能是支撑机械旋转体，降低运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。就汽车而言，汽车的动力、可靠性、安全性和舒适性都与其息息相关。因此，保证出厂轴承的良品率至关重要。
尽管AI质检在3C、半导体等行业已实现了规模化应用，但在汽车轴承领域，AI视觉检测的路却走得有点艰难。轴承作为工业基础件，利用涡流技术可以检测其长度、厚度等，但划痕、磕碰、黑皮、漏加工等外观缺陷检测基本要依靠人工进行。究其原因，我们发现，轴承行业要实现AI视觉检测，需要面对以下三道难题：
第一，检测难以标准化。通常情况下，质检员通过人工肉眼观察、手指转动轴承等方式挑出表面有油污、划痕等缺陷。也就是说，轴承外观检测往往依赖于人，对工艺、要求的认知极大程度上依赖于行业经验的判断，需要采集各种类型的瑕疵数据。
第二，检测环境不友好。众所周知，3C电子制造行业要求使用无尘车间生产，为AI质检提供了良好的环境。然而，汽车轴承零部件行业的生产环境却要差很多，即使是号称使用“无尘车间”的成品轴承生产，其环境也只是相对干净和无尘，却无法与3C电子行业的无尘车间相提并论。
第三，数据采集难度大。轴承缺陷种类繁多，如端面缺陷、外径缺陷、内径磨削烧伤等，有些瑕疵普通人甚至很难用肉眼观测得到。这种情况下，传统的垂直相机是很难拍摄到的，需要对相机采取光源技术倾斜的方式进行拍摄，这就对拍摄提出了很大的挑战。
事实上，轴承行业的视觉检测误报率一般要求控制在10%以内，而涡流、超声检测的误报率则为1%-2%，这也从侧面说明视觉检测的难度之大。
匠心之作
驾驭AI只需四步
韦士肯（厦门）智能科技有限公司是一家专注于汽车零部件无损检测系统设计、生产、服务的公司，面对轴承外观缺陷检测难题，积极拥抱AI新技术，最终基于百度飞桨EasyDL零门槛AI开发平台开发了一套成品轴承视觉检测解决方案，不仅实现了公司技术层面的转型升级，也帮助其拿到了国内轴承龙头企业人本集团的大单，有效提升了核心竞争力。
那么，韦士肯是如何成功驾驭AI这一新秀的呢？
其实，韦士肯在选择百度飞桨EasyDL平台之前，曾组建一支团队进行算法技术开发，投入成本近百万，但经过一年多的探索后，受制于人员能力和算法技术门槛，发现算法效果不理想，很难达到客户在产线上的精度要求。
最终，基于开发成本、处理效率、算法精度、部署适配等多方面考虑，韦士肯选择了基于百度飞桨EasyDL进行模型开发，通过应用分析、数据标注、模型开发、模型部署四步，成功实现了AI模型的开发和应用，不仅模型开发成本较原传统方式降低了90%以上，韦士肯也因此受益，通过AI赋能质检业务，实现了质检成本高达70%的下降。
轴承标注示意图
应用分析阶段：结合缺陷特点，找到解决方案。由于检测目标小，外界因素干扰多，需要根据具体的缺陷位置，大小形状间距等进行分类，如端面缺陷、外径缺陷、内径磨削烧伤、套圈车刀纹理等建立图像分割模型，精细化缺陷样本和类型。
数据标注阶段：标注时会遇到由于待检测缺陷过小导致标注难度大，或者需标注数据量大、人工标注时间长、人力成本高等问题（通常需要标注数千张或上万张图片）；而飞桨EasyDL的强大的智能标注功能，在人工标注200张图片后，通过机器学习自动将剩余图片进行标注，大幅提升了效率。
模型开发阶段：百度飞桨EasyDL零门槛AI开发平台能够结合业务场景提供自动化适配方案，无需算法基础即可高精度满足模型训练诉求。事实表明，韦士肯仅用800张缺陷数据，就能无代码训练出精确率达90%的可用模型。
模型部署阶段：部署同样是必须考虑的问题，部署硬件多种多样，适配工作量过大，数据预测时延会影响质检效率等。百度飞桨EasyDL产出的模型硬件适配广泛，通过平台一键导出模型SDK包即可完成模型部署；而其提供的模型加速功能，可以在精度无损的情况下压缩模型体积，将单图片预测控制在100ms内完成。
事实上，基于百度飞桨EasyDL零门槛AI开发平台，从数据标注到模型验证，韦士肯仅需一位工程师一个月即可排除人为错误造成的漏检问题，并可根据客户需求，快速更换检测项目和模式。视觉检测的误报率控制在了2%-3%，远远低于行业要求的10%。
“十四五”智能制造发展规划明确提出，2025年工业互联网平台的普及率要达到45%。在未来很长一段时间里，AI+工业互联网将成为中国制造业的主旋律。加速人工智能技术发展，推进AI与产业融合应用，从单点设备到生产流程，到企业、到产业区域，百度飞桨EasyDL致力于打通行业AI落地的最后一公里，让制造业成功拥抱AI。
AI质检只是一个起点，但绝不是终点。
注：飞桨EasyDL模型能力由文心大模型提供
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