課題

ある工場では、ほとんどの部品が従業員によって目視検査されていました。 目視検査の場合、レーニングを受けた従業員でも、検査基準のバラつきが避けられず、品質を一定に保つことは非常に困難です。 さらに、眼の疲れ、倦怠などの体調不良や離職が原因で、生産ラインの検査漏れ率が高くなり、結果的に不良品を市場に出してしまい、クレームの数も多くなりました。

工場にプログラミングスキルを持つ従業員がいない場合、マシンビジョン検査（画像の取り込みと処理に基づいて機器を動作させるシステム）への理解は非常に限定的です。そのため、工場の検査漏れを減らし、検査効率を向上させるためのシステムを導入したくても、実際に着手できませんでした。

Advantechは産業オートメーションに特化したソフトウェア開発会社 Smasoftと協力して、人間の目視検査からAI検査に移行するための製造業向けシステムを提供しています。 ルールベース（人間が記述したルールに従って判断を行う）のマシンビジョンとAIの視覚的識別を組み合わせたこのシステムは、工場の特定の課題を解決するだけでなく、自動検査システムの構築も実現できます。

ヒートシンク工場には当初、3つの主要な検査工程があり、複数の検査官がサイズ、厚さ、外観の検査を行っていましたが、効率が悪く、新たなソリューションが必要になりました。

そこで、Smasoftの自動ソフトウェア開発プラットフォーム「SmaSEQ」が採用されました。「SmaSEQ」はモジュール化された目視検査、モーション制御、I / O制御、AI欠陥検査ツール「SmaAI」、AIトレーニングなどの機能を統合して、サイズ、厚さ、外観の3つの検査を実行できるヒートシンク検査マシンを開発できます。 また、AIディープラーニングを継続させることで、検査漏れ率を下げ、品質も向上させます。

「SmaSEQ」はユーザーフレンドリーなインタラクティブインターフェイスを備えており、簡単に習得できます。 ソフトウェアトレーニングコースを受講すると、エンジニアリングの背景やAIディープラーニングを深く理解していなくても、オペレーターは「SmaSEQ」を容易に操作できます。 「SmaSEQ」はシンプルでわかりやすく、複雑なプログラム設定を必要としないため、システムインテグレーターとエンドユーザーは自身で AI（深層学習モデル）によって、マシンを学ばせることができます。

SmasoftのソフトウェアとAdvnatechのハードウェアの両方が、ヒートシンク検査マシンのAIシステムの最適化において重要な役割を果たします。Smasoftはヒートシンク検査マシンに組込むコンピュータとして、Advantechの i-Modules拡張スロットを搭載したコンパクトファンレスシステム「MIC-770」、および NVIDIAJetson®Xavierを搭載したAI推論システム「MIC-730AI」を採用しました。それまでSmasoftは他社のIPCを採用していましたが、IPCサイズが大きすぎるためにクライアントから返品を要求されることがありました。また、サイズに関してクライアントの要件を満たすも、しばしばクラッシュすることがありました。

AdvantechのMICシリーズは、長時間の稼働試験において安定した動作を発揮しており、容易にクラッシュすることがなく、追加のI/Oが必要な場合でも、MICシリーズはすぐに拡張できるため、プロジェクトごとにハードウェアを細かく選定する必要がなくなります。

システムのAI検査マシンに組み込まれた2つのAdvantechのハードウェア製品は、それぞれ異なるタスクを実行します。 「SmaSEQ」と共に実装された「MIC-770」は、検査工程を制御し、ルールベースのビジョン検査を実行して、ヒートシンクのサイズと厚さが仕様を満たしているかどうかを判断します。さらに、「SmaAI」と一緒に実装された「MIC-730AI」は、AI画像分析を行って、ヒートシンクと外観上の欠陥を比較および識別します。 これは、ソフトウェアとハードウェアを実装する前に、Smasoftがクライアントから収集した不良品の画像を「SmaAI」に提供することで可能になります。

「SmaAI」が関連するトレーニングを完了すると、トレーニングされたモデルが「MIC-730AI」に配置されます。 次に、AIの目視検査を実施して、平面度を評価し、つぶれ、汚れ、引っかき傷、および一般的な物理的ルールでは分類が困難なその他の欠陥を特定できます。

Smasoftの自動AIソフトウェアとAdvantechのハードウェアを組み合わせることで、ヒートシンク工場はAI検査機の組み立てとテストを3か月以内に完了できます。Smasoftは次のように述べています。「当初、クライアントの工場は新しいシステムの精度が90％であると期待していましたが、SmasoftとAdvantechのソリューションは、クライアントの要件をはるかに超える最大97％の精度を達成しました。」

従来は、生産ラインに10人の検査官が配置され、ヒートシンクのサイズ、厚さ、外観の3つの検査を行うのに30秒かかっていました。 現在、最終再検査を実施する必要があるのは1人の検査官だけであり、わずか4秒で検査タスクを完了できるようになりました。 このソリューションの導入により、人件費が削減されただけでなく、検査効率も向上しました。

このAI検査ソリューションは分散アーキテクチャ構成を採用しているため、1台の「MIC-770」が複数の「MIC-730AI」と連携してAI推論を行うことができます。 これにより、工場が追加のAI検査を実装する、または検査速度を向上させる必要がある場合、ネットワークケーブルを介して追加の「MIC-730AI」をデプロイするだけで、工場の検査システムを拡張できます。