ฟูจิตสึพัฒนา AI สำหรับการตรวจสอบภาพเพื่อตรวจจับความผิดปกติในลักษณะผลิตภัณฑ์ด้วยความแม่นยำระดับชั้นนำของโลกในเกณฑ์มาตรฐานที่สำคัญ

โตเกียว 29 มี.ค. 2021 – (JCN Newswire) – Fujitsu Laboratories ประกาศความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยี AI สำหรับการตรวจสอบภาพ ที่ช่วยให้สามารถตรวจจับความผิดปกติภายนอกที่หลากหลายบนสินค้าที่ผลิตได้อย่างแม่นยำ รวมถึงรอยขีดข่วนและข้อผิดพลาดในการผลิต เทคโนโลยีนี้ใช้ประโยชน์จากโมเดล AI ที่ได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับภาพของผลิตภัณฑ์ที่มีการจำลองความผิดปกติ โดยไม่ต้องเตรียมข้อมูลการฝึกอบรมที่ใช้ภาพจริงของผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องซึ่งดึงมาจากกระบวนการตรวจสอบของสายการผลิต

ภาพที่ 1 เค้าโครงของเทคโนโลยีการพัฒนา

รูปที่ 2 เปรียบเทียบกับงานศิลปะก่อนหน้า

เทคโนโลยีนี้สามารถตรวจจับความผิดปกติได้อย่างถูกต้อง เช่น ด้ายหลุดลุ่ยและรูปแบบการเดินสายไฟที่มีข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันไป แม้ว่าจะดูเป็นปกติก็ตาม เช่น พรมที่มีขนสัตว์หรือสีต่างกัน หรือแผงวงจรพิมพ์ที่มีรูปแบบการเดินสายต่างกันขึ้นอยู่กับชิ้นส่วน เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นนี้ประสบความสำเร็จในการได้รับความแม่นยำระดับแนวหน้าของโลก (1) ในเกณฑ์มาตรฐานโดยใช้ข้อมูลสาธารณะ (2) ที่รวบรวมจากภาพภายนอกของสินค้าที่ผลิตต่างๆ

ฟูจิตสึตรวจสอบประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้ในระหว่างกระบวนการตรวจสอบที่โรงงาน Nagano ของ Fujitsu Interconnect Technologies Limited ซึ่งเป็นโรงงานที่ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และยืนยันประสิทธิภาพในการลดชั่วโมงการทำงานที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบแผงวงจรพิมพ์ลง 25% ในท้ายที่สุด เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการช่วยลดภาระงานของพนักงานในโรงงานผลิตและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน ในขณะเดียวกันก็ช่วยแนะนำรูปแบบการทำงานใหม่ให้กับพนักงานแนวหน้า

ความเป็นมาและความท้าทาย

ที่ไซต์ของกระบวนการตรวจสอบ ผู้ตรวจสอบจะพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์มีข้อบกพร่องหรือไม่โดยพิจารณาจากคุณลักษณะต่างๆ เช่น รูปร่างโดยประมาณ โครงสร้างโดยละเอียด และพื้นผิว ตัวอย่างเช่น รูปร่างโดยประมาณถือว่ามีความสำคัญในการทดสอบการบิดเบี้ยวของรูปร่าง และพื้นผิวถือว่ามีความสำคัญในการทดสอบเงื่อนไขหรือรูปแบบ นอกจากนี้ แม้ว่าผลิตภัณฑ์จะดูปกติ แต่หากมีความแตกต่างในองค์ประกอบต่างๆ เช่น การเคลือบ สี และรูปร่างของสายไฟ คุณลักษณะเหล่านี้จะได้รับการตรวจสอบสำหรับแต่ละรายการ และดำเนินการตรวจสอบในขณะที่แยกแยะว่าความแตกต่างหรือความผิดปกติของแต่ละบุคคลนั้นอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้หรือไม่ . ดังนั้น เมื่อฝึก AI ให้ทำงานควบคุมคุณภาพ จึงจำเป็นต้องสามารถจับภาพลักษณะต่างๆ ที่หลากหลายที่เกิดขึ้นตามแต่ละบุคคลในภาพปกติได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการทั่วไปในการฝึกแบบจำลอง AI โดยใช้ดัชนีถ่วงน้ำหนักและผลรวมสำหรับแต่ละคุณลักษณะทำให้มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่คุณลักษณะเพียงข้อเดียว และได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยากที่จะสร้างแบบจำลองที่เข้าใจลักษณะเฉพาะทั้งหมดได้อย่างเต็มที่

เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นใหม่

ด้วยเทคโนโลยีนี้ AI จะคืนค่าภาพปกติซึ่งความผิดปกติถูกลบออกเมื่อตรวจพบความผิดปกติ และตรวจจับส่วนที่ผิดปกติโดยจับความแตกต่างระหว่างภาพที่จะตรวจสอบกับภาพปกติที่กู้คืน ฟูจิตสึได้พัฒนาวิธีการฝึกโมเดล AI เพื่อให้ภาพปกติที่ไม่มีความผิดปกติต่างๆ เช่น รูปร่าง ขนาด และสี สามารถกู้คืนได้โดยการเพิ่มความผิดปกติจำลองลงในภาพปกติที่เตรียมไว้สำหรับการฝึก ความสามารถในการเรียกคืนภาพปกติที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นทำให้สามารถตรวจจับบริเวณที่ผิดปกติได้ด้วยความแม่นยำสูงโดยไม่ต้องเตรียมภาพที่มีความผิดปกติเป็นข้อมูลการฝึกอบรม ในระหว่างการฝึกอบรม Fujitsu จะเปรียบเทียบภาพปกติกับภาพที่ AI กู้คืน ประเมินระดับการฝึกของแต่ละคุณลักษณะ เช่น รูปร่างโดยประมาณ โครงสร้างที่มีรายละเอียด และพื้นผิว และควบคุมขนาด สี และจำนวนของความผิดปกติที่จะเพิ่มเพื่อให้ AI จะเรียนรู้คุณสมบัติที่ไม่ได้บันทึกเป็นพิเศษ ตัวอย่างเช่น หาก AI ไม่สามารถกู้คืนรูปร่างโดยประมาณได้อย่างถูกต้อง ก็จะฝึกด้วยภาพที่ผิดปกติโดยมีความผิดปกติเล็กๆ น้อยๆ เล็กน้อยที่ไม่ส่งผลต่อรูปลักษณ์ปกติ นอกจากนี้ หากรายละเอียดและพื้นผิวแตกต่างกันเล็กน้อย AI จะฝึกด้วยภาพที่ผิดปกติจำนวนมากซึ่งใหญ่พอที่จะบดบังรายละเอียดหรือเพิ่มรูปแบบที่เห็นได้ชัดเจน ด้วยวิธีนี้ โดยการประเมินสถานะของการกู้คืนและการฝึกอบรม AI ในพื้นที่ที่อ่อนแอซึ่ง AI ไม่สามารถกู้คืนคุณลักษณะต่างๆ ได้ ทำให้สามารถกู้คืนรูปภาพปกติที่จับภาพคุณลักษณะทั้งหมดได้

นอกจากนี้ ฟูจิตสึยังได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่สร้างวัสดุที่มีรูปร่าง ขนาด และสีต่างๆ จากคลังภาพของวัตถุเทียมมากกว่า 5000 ชนิด และเพิ่มความผิดปกติโดยการเปลี่ยนแปลงจำนวนความผิดปกติและตำแหน่งที่น่าจะเป็นไป มีการเพิ่ม

ผลลัพธ์

เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นได้รับความแม่นยำระดับแนวหน้าของโลก ด้วยคะแนน AUROC (3) เกิน 98% ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะปกติแตกต่างกันไป เช่น พรมที่มีลวดลายและสีขนแตกต่างกันในแต่ละแบบ และแผงวงจรพิมพ์ที่มีความแตกต่าง รูปร่างสายไฟในส่วนต่างๆ นอกจากนี้ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด เช่น สกรูและน็อต และในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีข้อบกพร่องมีลักษณะที่เหมือนกัน ความแม่นยำเทียบเท่ากับเทคโนโลยีทั่วไป (4) ก็ประสบความสำเร็จเช่นกัน

ประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงของเทคโนโลยีนี้ได้รับการตรวจสอบในระหว่างกระบวนการตรวจสอบที่โรงงาน Nagano ของ Fujitsu Interconnect Technologies ซึ่งเป็นผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จในการลดชั่วโมงการทำงานที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบแผงวงจรพิมพ์ลง 25%

โครงการในอนาคต

ในอนาคต ฟูจิตสึจะพัฒนาเทคโนโลยีนี้และเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติมเพื่อสนับสนุนพอร์ตโฟลิโอของเทคโนโลยี AI ของฟูจิตสึ “FUJITSU Human Centric AI Zinrai” และมีเป้าหมายที่จะใช้แนวทางใหม่นี้กับแบรนด์การผลิตของฟูจิตสึ “COLMINA” ซึ่งนำเสนอการแปลงทางดิจิทัล (DX ) สำหรับอุตสาหกรรมการผลิต

(1) ความแม่นยำชั้นนำของโลก:
AUROC ได้รับความแม่นยำเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีที่ระบุไว้ในการจัดอันดับเกณฑ์มาตรฐานของเทคโนโลยีการตรวจจับสิ่งผิดปกติโดยใช้ MVTec AD ในกลุ่มเป้าหมายที่มีรูปแบบต่างๆ ในลักษณะปกติ ข้อมูลบริษัท ณ วันที่ 29 มีนาคม 2021
(2) เกณฑ์มาตรฐานโดยใช้ข้อมูลสาธารณะ:
ชุดข้อมูลการตรวจจับความผิดปกติ MVTec ที่นำเสนอโดย MVTec
(3) ออโรค:
พื้นที่ใต้เส้นโค้ง ROC การวัดประสิทธิภาพของแบบจำลองที่ตรวจพบความผิดปกติ ด้วยคะแนนสูงสุด 100% ยิ่งคะแนนดัชนีสูงเท่าใด ประสิทธิภาพของโมเดลก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
(4) เทคโนโลยีทั่วไป:
เทคโนโลยีที่ระบุไว้ในการจัดอันดับเกณฑ์มาตรฐานของเทคโนโลยีการตรวจจับความผิดปกติโดยใช้ MVTec AD

เกี่ยวกับฟูจิตสึ

ฟูจิตสึเป็นบริษัทเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ICT) ชั้นนำของญี่ปุ่นที่นำเสนอผลิตภัณฑ์ โซลูชัน และบริการด้านเทคโนโลยีอย่างเต็มรูปแบบ พนักงานของฟูจิตสึประมาณ 130,000 คนให้การสนับสนุนลูกค้าในกว่า 100 ประเทศ เราใช้ประสบการณ์และพลังของ ICT เพื่อกำหนดอนาคตของสังคมร่วมกับลูกค้าของเรา Fujitsu Limited (TSE:6702) รายงานรายได้รวม 3.9 ล้านล้านเยน (35 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ) สำหรับปีงบการเงินสิ้นสุดวันที่ 3 มีนาคม
1 มกราคม 2020 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูที่ www.fujitsu.com

เกี่ยวกับห้องปฏิบัติการฟูจิตสึ

Fujitsu Laboratories Ltd. ก่อตั้งขึ้นในปี 1968 ในฐานะบริษัทในเครือของฟูจิตสึ จำกัด โดยเป็นหนึ่งในศูนย์วิจัยชั้นนำของโลก ด้วยเครือข่ายห้องปฏิบัติการทั่วโลกในญี่ปุ่น จีน สหรัฐอเมริกา และยุโรป องค์กรดำเนินการวิจัยขั้นพื้นฐานและประยุกต์อย่างกว้างขวางในด้านบริการยุคหน้า เซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ เครือข่าย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และวัสดุขั้นสูง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูที่: http://www.fujitsu.com/jp/group/labs/en/.

ที่มา: http://www.jcnnewswire.com/pressrelease/65544/3/