方便面作為全球重要的食品，每年消費(fèi)量超過1,000億份，在新冠疫情期間需求更是激增了10%。中國、日本、韓國和中國臺灣等主要生產(chǎn)國或地區(qū)提供多種方便面品牌，涵蓋豐富的口味，滿足數(shù)百萬消費(fèi)者的需求。在如此高需求和緊迫的生產(chǎn)周期下，保持一致的產(chǎn)品質(zhì)量尤為關(guān)鍵。生產(chǎn)商必須確保每一批方便面在質(zhì)地、外觀和口感上都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并且機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠以毫秒級別的速度迅速檢測出產(chǎn)品缺陷。

軟件分析可以快速有效地比較多張圖像的數(shù)據(jù)。圖片由Teledyne DALSA提供。

傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法通常依賴人工篩查，已無法跟上現(xiàn)代化生產(chǎn)線的規(guī)模和速度。為解決這一問題，方便面行業(yè)開始采用先進(jìn)的機(jī)器視覺技術(shù)，實現(xiàn)自動化、實時缺陷檢測。生產(chǎn)商逐漸認(rèn)識到，工業(yè)AI集成的檢測系統(tǒng)能夠顯著提升方便面生產(chǎn)中的質(zhì)量控制，確保能夠以幾近完全的精確率及時發(fā)現(xiàn)如過度油炸的面條、雜質(zhì)、油污和孔洞等缺陷。

檢測過程

方便面生產(chǎn)過程涉及多個環(huán)節(jié)，包括將面粉和水混合制成面團(tuán)、上漿、油炸、蒸煮和干燥。在這些過程中，可能會出現(xiàn)以下缺陷：

相較于人工，AI系統(tǒng)能夠更快速地檢測到雜質(zhì)或缺陷。圖片由Teledyne DALSA提供。

為了檢測這些缺陷，檢測系統(tǒng)會在加入調(diào)味料之前以及最終包裝階段進(jìn)行安裝，確保只有符合高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的面條才能進(jìn)入分銷環(huán)節(jié)。這一過程不僅要求快速執(zhí)行，還必須具備極高的準(zhǔn)確性，以便跟上生產(chǎn)線的速度，通常生產(chǎn)線每分鐘可處理數(shù)百個面餅。

技術(shù)棧

在某一具體案例中，先進(jìn)的檢測解決方案核心結(jié)合了Teledyne DALSA Sherlock AI視覺軟件的圖像處理和Astrocyte AI訓(xùn)練工具，并通過Teledyne DALSA的Genie Nano和Linea相機(jī)系統(tǒng)捕捉圖像。檢測系統(tǒng)的各個組件協(xié)同工作，提供高分辨率成像和實時分析，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)的缺陷檢測。

Sherlock AI是一款強(qiáng)大且靈活的機(jī)器視覺軟件平臺，結(jié)合了人工智能和傳統(tǒng)的2D圖像處理技術(shù)。Astrocyte是一款無需編程的AI訓(xùn)練工具，指導(dǎo)用戶收集并標(biāo)注產(chǎn)品、樣本和缺陷圖像，以訓(xùn)練用戶選擇的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)可以執(zhí)行多種任務(wù)，例如異常檢測、分類、物體檢測和圖像分割。該系統(tǒng)專為高速度、高精度的檢測設(shè)計，適用于如方便面生產(chǎn)等要求嚴(yán)格的制造環(huán)境。

這款A(yù)I軟件具備多個優(yōu)勢

包括AI驅(qū)動的缺陷選擇、操作簡便和快速部署（只需拖放圖像即可開發(fā)應(yīng)用程序）、自動訓(xùn)練、高精度（圖像拼接技術(shù)能夠在大圖像中檢測微小缺陷）以及靈活性和可擴(kuò)展性（軟件支持多個線程同時運(yùn)行）。

在該檢測環(huán)境中，面條上方安裝一臺Teledyne DALSA Genie Nano 1280×960彩色相機(jī)，用于檢查面條的上表面。這款相機(jī)配備了白色環(huán)形光源，確保均勻照明，從而獲得穩(wěn)定的圖像捕捉效果。由于空間限制，另一臺Teledyne DALSA Linea 2K GigE相機(jī)安裝在面條下方，通過白色線光源檢查面條的下表面。Linea 2K相機(jī)具有2048像素的高分辨率和高速性能，非常適合在有限的工作距離內(nèi)檢測缺陷，并能夠捕捉到如淀粉、雜質(zhì)、油脂和黑洞等微小異常。

Linea 2K相機(jī)具有2048像素的高分辨率和高速性能，非常適合在有限的工作距離內(nèi)檢測缺陷，并能夠捕捉到如淀粉、雜質(zhì)、油脂和黑洞等微小異常。

速度與精度

將AI軟件和機(jī)器視覺相機(jī)融入生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)了極快的實時檢測。標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)速率大約為每份方便面200毫秒，而這套新型的AI驅(qū)動解決方案能夠以每份面條80到100毫秒的速度進(jìn)行檢測（包括上下表面的檢測）。這種速度提升得益于多線程并行運(yùn)行的能力，借助靈活且多功能的視覺軟件，若需求增加，仍能進(jìn)一步提升處理速度。如此高效的性能水平對于高速生產(chǎn)線至關(guān)重要，因為它們每分鐘可以處理大量的面條。

盡管市場上其他系統(tǒng)的精度可能達(dá)到96%，但根據(jù)用戶自身的測量，這套解決方案在所有缺陷檢測中的精度高達(dá)99%，唯一例外是油污，由于圖像數(shù)據(jù)的限制，所有系統(tǒng)在油脂檢測方面都有一定難度。準(zhǔn)確率的大幅提升得益于軟件深度學(xué)習(xí)模型、傳統(tǒng)算法以及相機(jī)高分辨率成像技術(shù)的強(qiáng)力結(jié)合。更高的準(zhǔn)確率意味著更多符合高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的面條能夠交到客戶手中，從而提升客戶滿意度，并為生產(chǎn)商樹立良好的品牌形象。

一家亞洲經(jīng)銷商近日稱贊了該解決方案的靈活性，表示Sherlock軟件幫助他們在本地市場中超越了競爭對手。他們特別提到，自動訓(xùn)練功能的價值和效果、穩(wěn)固的多種AI架構(gòu)、靈活的標(biāo)注工具、易用性以及眾多2D算法帶來的高精度，這些因素共同提升了他們的競爭力。

系統(tǒng)監(jiān)控面條的檢測過程。圖片來自Teledyne DALSA。

通過對過度烹煮的淀粉、雜質(zhì)、油脂和大孔等缺陷進(jìn)行實時、高精度的檢測，這套結(jié)合AI軟件、訓(xùn)練和相機(jī)的解決方案正幫助全球生產(chǎn)商滿足消費(fèi)者對一致性、安全性和口感的需求。該系統(tǒng)的速度、靈活性和精度有望成為行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)，使生產(chǎn)線在不犧牲質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率。隨著方便面需求的不斷增長，這項先進(jìn)的檢測技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵作用，確保消費(fèi)者食用的面條始終保持出色的質(zhì)量。