一颗小钢球背后的AI质检革命

日期:2025-09-24 17:46:47 / 人气:15



你能想象吗?一颗直径不到4毫米的小钢球,竟能难倒一家年产值几亿的轴承厂。北京凡钢科技创始人卢无为分享的案例,揭示了AI如何助力山东一家轴承公司攻克钢球质检难题,这场变革充满了挑战与启示。

一颗小钢球的质检难题

钢球虽小,作用却大。家里的窗帘滑轨、橱柜滑轮、洗衣机滚筒,工业领域的电动汽车、人形机器人等热门产业的轴承,都离不开它。没有高质量的钢球,设备的可靠性就无从谈起。

然而,小钢球的质检难度极高。检测的钢球直径最小仅3.969毫米,表面缺陷如擦伤、划伤、裂纹、凹坑、杂质等,都是微米级的,肉眼根本难以看清。传统的质检方式是人工抽检,一批次生产十几万颗钢球,按10%左右的比例抽检,依靠经验丰富的老师傅借助检测仪判断。但这种方式存在诸多局限:效率极低,有经验的熟手一小时也只能检查约300颗钢球,远跟不上生产线一天生产几万颗钢球的速度,且长时间用显微镜检验,检验员眼睛易疲劳,准确率难保证;不同检验员的判断标准不一致,质检可靠性成难题;抽检的不良率标准若定在5%,无法让不良率降得更低。

卢无为他们尝试过多种办法,如多招检验员、提高检测仪放大倍率、买进口光学检测仪、提高抽检比例等,但要么成本太高,要么效果有限,始终无法解决“小钢球缺陷微细、批量质检效率低”的难题。

AI解决方案三步走

卢无为团队最初解决问题时,采取了“头痛医头、脚痛医脚”的方式,却走了不少弯路。为解决油污干扰问题,他们先安排工人擦拭油污,结果抹布带来新杂质,且清理油污后钢球在传输中易产生新划痕,前期投入的几十万设备和人力成本付诸东流。在选择相机时,他们一开始瞄准百万元级别的芯片级相机,实测发现几万元的工业相机配上定制的光源和镜头就能满足需求。

踩过这些“巨额学费”后,卢无为意识到要拆解整个质检流程,找到关键环节,最终抽象出3个关键步骤:
1. 让AI看得清:在传送带两侧各装一台高速工业相机,对每颗钢球进行360°连拍。为解决钢球表面油污、反光以及不同车间光线条件不同的问题,给相机加了带罩的可调灯箱,开机自动调亮度,确保在不同车间拍出的照片效果一致。
2. 让AI学得会:钢球缺陷依据国家行业标准分类,可在通用大模型基础上进行针对钢球缺陷的专项训练。但AI需要大量缺陷样本学习,人工逐张标注效率低,他们采用半自动标注工具,机器先圈出可疑区域,人快速确认,效率提升好几倍。
3. 让AI判得准:设计「现场秒判 + 夜间进修」模式。白天,AI在工厂现场进行推理,上传相机照片后几乎立刻出结果;晚上收工后,把当天数据上传云端进行训练和优化,第二天模型升级,更聪明。这种设计既保证了现场推理的速度,又保证了准确率的持续提升。

这套系统效果显著:AI质检速度每小时5万颗,是人工的100多倍;准确率达到95%左右;原来一条产线要6 - 7人轮班,现在只需1人盯监控,单条产线的人力成本从一年40多万降到几万块钱;工厂实现从抽检到全检的跨越,质量稳定性大幅提升,客户退货和罚款明显下降,一年能省下近300万,实现了质量管理理念的升级。

老师傅从质疑到信任

AI系统上线后,遭到了工厂里老质检师傅老都的质疑。老都干了几十年质检,被大家称作“火眼金睛”,他不相信机器能比人眼看得准,总觉得AI会误判。

为了让师傅们接触AI,卢无为他们在检测结果上加了“红框热力图”,让师傅们能看到AI判定的依据。转机出现在一个大雨天,车间光线暗,一批钢球AI热力图标出缺陷区域,老都用肉眼和显微镜反复看都觉得没问题,但AI坚持认为有缺陷。最后将这批球单独挑出送更高精度设备复检,发现AI是对的,确实存在非常轻微的裂纹,人眼在那种光线条件下很难察觉。此后,老都师傅态度转变,从质疑AI到成为AI的教练,把几十年的经验“教”给AI,遇到AI判断不准的情况,会告诉系统哪里判错及原因,他的成就感更强了。

三个可复制的方法论

这个案例虽是钢球质检,但其中的方法论对其他行业也有借鉴意义:
1. 拆解问题,系统解决:卢无为团队没有直接用AI解决钢球质检问题,而是将其拆解成“看得清、学得会、判得准”三个具体问题,每个细分问题都有对应解决方案。这种系统性思考,能让大目标变得清晰,明确技术路径,适用于各个行业。
2. 人机协作,经验传承:重视一线工人的反馈,让他们成为AI的教练。老都师傅从质疑到参与,不仅提升了AI的准确率,还解决了推广阻力。很多AI项目失败不是技术不行,而是人不接受,让有经验的老师傅参与,能解决这一问题。
3. 数据流动,持续进化:设计「现场秒判 + 夜间进修」模式,让数据流动起来,形成学习闭环,使AI能够持续学习、进步,不断提升能力,降低维护成本。若AI不能自我进化,就会成为固化的工具,很快过时。

持续挑战与未来展望

目前这套系统在技术上仍有挑战。AI识别层面,虽准确率能达到95%左右,但剩下5%难以突破,部分缺陷太轻微受限于光学条件和分辨率,表面杂质也会干扰识别。卢无为团队尝试新思路,让AI识别好球,不符合好球标准的判为不合格,但“好球”标准统一定义的问题仍在摸索中。作者将持续追踪进展,有新突破会及时分享。

作者:天美娱乐




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