《工业领域缺陷检测方案：创新与应用》

《工业领域缺陷检测方案：创新与应用》

• 一、工业缺陷检测的重要性与挑战
• 二、传统检测方法回顾
• • （一）人工质检与机器视觉对比
  • （二）传统数字图像处理方法的局限
• 三、深度学习带来的变革
• • （一）深度学习在工业质检中的优势
  • （二）不同领域的应用案例
  • • 1、裂纹缺陷检测：
    • 2、破损缺陷检测：
    • 3、斑点缺陷检测：
    • 4、划痕缺陷检测：
• 四、多种检测技术综合应用
• • （一）激光检测法
  • （二）漏磁检测
  • （三）红外线检测
  • （四）超声波探伤检测
  • （五）光学机器视觉智能检测
• 五、电子产品外观缺陷检测方案
• • （一）检测方案设计
  • （二）设备应用
  • （三）实施步骤
• 六、器件缺陷检测解决方案
• • （一）X 射线无损检测技术在 SMT、半导体等领域的应用
  • （二）CT 在 SMT、半导体等领域的应用
• 七、关键技术研究与创新
• • （一）基于机器视觉的工件表面缺陷检测关键技术
  • （二）高亮表面缺陷检测关键技术突破
  • （三）北京电控在 OLED 显示缺陷检测领域的突破
• 八、总结与展望

一、工业缺陷检测的重要性与挑战

工业生产中，质量检测至关重要，直接关系到产品的可靠性、安全性以及企业的声誉和市场竞争力。有效的缺陷检测可以及时发现并剔除不合格产品，确保流入市场的产品符合质量标准，减少因产品质量问题带来的潜在风险。
然而，传统的检测方法面临着诸多挑战。一方面，传统检测方法精度不高。例如，人工目视检测方法时效性差，缺乏人身安全保障，且容易出现漏检、误检等问题。传统无损检测方法仅能检测特定的几种缺陷，如裂纹、凹凸缺陷，存在泛化能力差、实时性较差的问题。传统机器视觉算法虽然在一定程度上满足钢材表面多类缺陷在线检测的需求，但存在特征提取模型设计复杂、算法泛化能力差、检测精度较低等问题。
另一方面，传统检测方法的数据处理能力有限。随着工业生产的发展，生产数据呈指数级增长，传统检测方法难以应对大数据处理和分析的需求。例如，在复杂的光照和环境条件下，传统检测方法可能会受到反射、阴影和干扰信号等问题的影响，从而干扰缺陷的检测。同时，传统检测方法在高速生产线的快速检测需求方面也显得力不从心，无法满足高速、高效的检测要求。
综上所述，传统检测方法在工业缺陷检测中面临着精度不高、泛化性差、大数据处理能力有限以及无法满足高速生产线需求等挑战，迫切需要引入先进的技术和方法来提升工业缺陷检测的水平。

二、传统检测方法回顾

（一）人工质检与机器视觉对比

人工质检在工业缺陷检测中存在明显的局限性。首先，效率低下，难以应对大规模生产。人工质检耗时费力，在面对大规模生产时容易成为生产的瓶颈。例如，在一个大型制造企业中，每天生产数千甚至上万件产品，依靠人工质检很难在合理的时间内完成检测任务。其次，准确性受限，主观判断难以统一。不同的质检人员可能会有不同的标准和结果，导致质量检测的准确性难以保证。例如在外观检测中，对于颜色的轻微差异或者表面的微小瑕疵，不同的人可能会有不同的判断。再者，缺乏实时性，滞后于生产需求。人工质检通常是在产品生产完成后进行的，无法实时监测生产过程中的质量问题。这不仅增加了企业的质量风险，还可能导致生产成本的增加和时间的浪费。
机器视觉早期方法如霍夫变换等传统机器学习方法也存在不足。以霍夫变换为例，校准通常需要高精度测量，但当前的校准算法都是基于平面校准，如果要测量的物理不是平面的，则需要通过一些特殊算法处理校准，而通常的校准算法无法解决。打光的稳定性在机器视觉应用中最影响测量的精度，因为只要是光照发生微小变化，测量结果都可能出现 1 到 2 个像素差。此外，识别意外缺陷方面，机器视觉的 “智慧” 仍然很难达到人类的程度，虽然人类没有在操作流程中检测这种缺陷，但他会注意到，所以抓住它的可能性更大。

（二）传统数字图像处理方法的局限

传统数字图像处理方法步骤繁多。从图像获取开始，包括图像预处理、图像增强、图像复原、彩色图像处理、压缩、形态学处理、分割、理解与描述、目标识别等多个步骤。每个步骤都需要特定的算法和技术，增加了处理的复杂性和时间成本。例如，在图像增强步骤中，需要根据不同的需求选择合适的增强方法，如灰度变换、直方图处理等，这需要对图像的特点和需求有深入的了解。
传统数字图像处理方法鲁棒性差。对图像的质量要求较高，容易受到噪声、光照变化等因素的影响。例如，在低光照条件下拍摄的图像，可能会出现对比度低、细节不清晰等问题，传统数字图像处理方法可能无法有效地处理这些问题。同时，对于复杂的图像场景，传统方法可能无法准确地提取目标特征，导致处理结果不理想。
传统数字图像处理方法计算量大。在处理大规模图像数据时，需要大量的计算资源和时间。例如，在图像分割步骤中，需要对图像中的每个像素进行分析和处理，这对于高分辨率的图像来说计算量非常大。而且，一些复杂的算法，如基于图论的分割方法，需要构建复杂的图结构并进行大量的计算，这在实际应用中可能会受到计算能力的限制。

三、深度学习带来的变革

（一）深度学习在工业质检中的优势

深度学习在工业质检中展现出了显著的优势。与传统方法相比，深度学习可以直接通过学习数据更新参数，避免了人工设计复杂算法流程的繁琐。传统的图像预处理步骤繁多且具有强烈的针对性，鲁棒性差，而深度学习具有极高的鲁棒性，能够适应各种复杂的工业环境和不同类型的缺陷。同时，深度学习在精度方面也远超传统方法，能够精确检测缺陷的大小和形状。例如，在金属产品的划痕缺陷检测中，传统方法可能难以准确识别微小的划痕，而深度学习能够精准地检测到这些缺陷，大大提高了产品质量检测的准确性。

（二）不同领域的应用案例

1、裂纹缺陷检测：

在建筑材料的裂纹缺陷检测中，Faster RCNN 发挥了重要作用。Faster RCNN 的整体架构包括 RPN 和 Fast RCNN 两部分，使用相同的 CNN 网络从图像中提取特征。RPN 提出候选目标，通过输入图像后利用 CNN 网络得到特征图，将特征图上每一个 CONV 滑动窗的特征映射为向量并输入 Softmax 和 Regressor 层中，预测缺陷边界框的坐标。Fast RCNN 则对图像中的缺陷位置进行定位和分类，从输入图像中提取特征图并获得感兴趣区域（ROI），在 ROI 池中提取固定大小的特征向量，将所得向量输入全连接层，计算边界框的位置并对框内对象进行分类。这种方法在建筑材料的裂纹检测中更为可靠便捷，相比依靠检察员视觉检查，其局限性更小。

2、破损缺陷检测：

深度卷积神经网络（DCNNs）结合 SSD、Yolo 等网络方法构建了一个从粗到细的级联检测网络，在固件缺陷检测中表现出色。紧固件提取借助在速度和精度方面都表现良好的 SSD 框架，对图像中的悬臂节点进行定位，同时基于 Yolo 框架的快速本地化架构，对紧固件进行定位。在固件缺陷检测与分类阶段，根据第二阶段对紧固件的检测来判断缺陷，再次借助 DCNN，通过 4 个卷积层对缺陷进行分类。DCNNs 具有良好的鲁棒性和自适应性，有利于检测的快速进行。

3、斑点缺陷检测：

结合图像金字塔层次结构思想和卷积去噪自编码器网络（CDAE）可以有效检测布匹斑点缺陷。在训练阶段，进行光照归一化、高斯金字塔下采样和噪声降噪等操作，避免光照等因素的影响；提取 Patch 对每个金字塔层的 CDAE 网络进行训练；利用训练 Patch 的重构残差作为像素级缺陷预测的指标；确定区分缺陷点与无缺陷点的重要参数阈值。在模型测试阶段，只需进行光照归一化和高斯金字塔下采样操作，提取 Patch 用于纹理检测，构造残差贴图，对每个金字塔层的残差图进行分割，最后将多个金字塔级别的信息合成，提高缺陷检测的鲁棒性和准确性。

4、划痕缺陷检测：

对于金属产品的划痕缺陷检测，使用将两个自动编码器（AE）级联在一起的 CASAE 架构。这里的 AE 结构是 FCN 框架的迁移使用，由一层层的卷积、反卷积和跳跃链接组成。阈值模块连接到 CASAE 网络末端，用于进一步细化预测掩码的结果。这种体系结构能够精准地检测到金属产品外观的划痕等缺陷，满足人们对产品外观完整性与美观程度的要求。

四、多种检测技术综合应用

（一）激光检测法

激光检测法是一种在线非接触式检测设备，主要适用于轧制中的长材检测，如圆钢、方钢、螺纹钢、T 型钢等。其检测原理是采用四个围绕中心均匀分布的激光二维传感器组成，对各个方位进行检测，实现全方位的全检，做到无盲区测量。能够立即识别出轧制产品的缺陷，支持操作者果断地辨认出瑕疵产品，从而提升生产线的盈利能力。轮廓仪通过对横截面进行监测，随后形成高分辨率显示完整表面，从而允许检测出局部和周期性的表面缺陷，以及轧制产品的尺寸变化。对轧材的材质、温度等均无要求，可检测 0.5mm 及以上的表面缺陷情况。激光检测法的优势在于非接触式检测，不会对产品造成损伤；全方位检测，无盲区；能够快速准确地识别缺陷，提高生产效率；对材质和温度无要求，适用范围广。

（二）漏磁检测

漏磁检测技术广泛应用于钢铁产品的无损检测。其检测原理是利用磁源对被测材料局部磁化，如材料表面存在裂纹或坑点等缺陷，则局部区域的磁导率降低、磁阻增加，磁化场将部分从此区域外泄，从而形成可检验的漏磁信号。漏磁检测技术可以检测出钢铁产品表面和内部的缺陷，具有较高的检测精度和可靠性。在实际应用中，漏磁检测技术通常与其他检测技术相结合，以提高检测的准确性和全面性。

（三）红外线检测

红外线检测是通过高频感应线圈使连铸板坯表面产生感应电流，在高频感应的集肤效应作用下，其穿透深度小于 1mm，且在表面缺陷区域的感应电流会导致单位长度的表面上消耗更多电能，引起连铸板坯局部表面的温度上升。通过检测连铸板坯表面的温度变化，可以判断出表面是否存在缺陷。红外线检测的特点是可以快速检测出表面缺陷，检测速度快，效率高；非接触式检测，不会对产品造成损伤；可以检测出微小的缺陷，检测精度较高。

（四）超声波探伤检测

超声波探伤检测是利用声脉在缺陷处发生特性变化的原理来检测。声波在工件内的反射状况就会显示在荧光屏上，根据反射波的时间及形状来判断工件内部缺陷及材料性质的方法。超声波探伤检测技术多应用于金属管道内部的缺陷检测。超声波探伤检测可以检测出金属管道内部的裂纹、气孔、夹渣等缺陷，具有较高的检测精度和可靠性。在实际应用中，超声波探伤检测技术通常需要使用专业的检测设备和技术人员，检测成本较高。

（五）光学机器视觉智能检测

光学机器视觉智能检测是以图像处理理论为核心，以数字图像处理、模式识别、计算机技术为基础的信息处理科学的重要分支，广泛应用于各种无损检测技术中。其基本原理是一定的光源照在待测金属表面上，利用高速 CCD 摄像机获得连铸板坯表面图像，通过图像处理提取图像特征向量，通过分类器对表面缺陷进行检测与分类。光学机器视觉智能检测具有自动检测产品表面斑点、凹痕、色差、划伤等缺陷的优势；能够自动完成被检测物体与相机获取图像同步；可根据不同的需求选择需要检测的缺陷类型；对不良品图像进行自动存储，可进行历史查询；对不良位置进行定位，可控制贴标设备会打印设备进行标识；可根据需求自主设定缺陷大小；自动统计良品、不良品、总数等；异常时提供声、光报警，并可控制设备停机；系统自动化程度高，学习过程操作简单。在金属表面缺陷检测中，光学机器视觉智能检测可以快速准确地检测出表面缺陷，提高生产效率和产品质量。

五、电子产品外观缺陷检测方案

（一）检测方案设计

确定检测标准
外观缺陷类型：电子产品的外观缺陷种类繁多，常见的有划痕、污点、变形、焊接缺陷、颜色不均等。例如，手机屏幕上的细微划痕，可能在特定角度的光照下才能被发现；电子产品外壳上的污点可能是在生产过程中沾上的灰尘或油污。
合格标准：制定具体的外观缺陷标准是确保产品质量的关键。明确可接受的缺陷数量和大小，例如，对于手机外壳，规定表面划痕长度不得超过 1mm，宽度不得超过 0.1mm，且同一表面上的划痕数量不得超过 3 处。对于电子产品的颜色不均问题，设定颜色差异的标准，如色差值△E 不得超过特定数值。据统计，在电子产品生产中，约有 70% 的企业会根据产品特点和市场需求制定严格的外观缺陷合格标准。
选择检测方法
人工视觉检查：适用于小批量或高端产品的检测。人工视觉检查依赖操作人员的经验和专业知识，能够对产品进行细致的观察。例如，对于高端手表的外观检测，经验丰富的质检人员可以通过肉眼观察发现表面的微小瑕疵，如表盘上的细微划痕或指针的安装偏差。然而，人工视觉检查效率较低，且容易受到主观因素的影响，不同的质检人员可能会对同一缺陷有不同的判断。
自动化检测：适用于大批量生产，采用机器视觉系统进行检测。机器视觉系统具有高效、准确、稳定的特点，能够快速处理大量的图像数据，识别各种外观缺陷。例如，在手机生产线上，机器视觉系统可以在几秒钟内对一部手机的外观进行全面检测，检测速度可达每分钟几十部甚至上百部。

（二）设备应用

机器视觉系统
相机：高分辨率工业相机是机器视觉系统的核心部件，用于捕捉产品图像。相机的分辨率越高，能够捕捉到的细节就越多，检测精度也就越高。例如，一些高端的工业相机分辨率可以达到几千万像素，能够清晰地拍摄电子产品表面的微小缺陷。
照明设备：使用不同波长和强度的光源，确保图像清晰，减少阴影和反射。合适的照明可以突出产品的特征，使缺陷更加明显。例如，对于有光泽的电子产品表面，可以使用特定角度的光源来减少反射，从而更好地检测表面划痕。
图像处理软件：使用图像处理算法（如边缘检测、模板匹配）分析图像，识别缺陷。图像处理软件能够快速处理大量的图像数据，自动识别各种外观缺陷。例如，通过边缘检测算法可以检测电子产品外壳的边缘是否整齐，模板匹配算法可以检测产品上的标识是否正确。
激光扫描仪
应用：用于检测产品表面的形状和尺寸，识别凹陷、凸起等缺陷。激光扫描仪能够快速准确地测量产品表面的三维形状，对于检测电子产品外壳的平整度和尺寸精度非常有效。例如，在笔记本电脑外壳的生产中，激光扫描仪可以检测外壳的厚度是否均匀，表面是否有凹陷或凸起。
优点：高精度和高速度，适合大规模生产线。激光扫描仪的测量精度可以达到微米级别，能够满足电子产品对外观精度的高要求。同时，激光扫描仪的检测速度非常快，可以在短时间内完成对大量产品的检测。
超声波检测设备
应用：用于检测内部缺陷，如焊点的质量和结构完整性。超声波检测设备通过发射超声波并接收反射波来检测产品内部的缺陷。对于电子产品中的焊点质量检测，超声波检测设备可以检测焊点是否存在虚焊、气孔等缺陷。
优点：能够检测到肉眼无法识别的缺陷。超声波检测设备可以穿透电子产品的外壳，检测内部结构的完整性，对于保证产品的质量和可靠性非常重要。
X 射线检测设备
应用：用于检查焊接、封装等内部结构的缺陷。X 射线检测设备可以穿透电子产品的外壳和内部结构，检测焊接点是否牢固，封装是否完整。例如，在集成电路的生产中，X 射线检测设备可以检测芯片内部的焊接是否良好，封装是否存在裂缝。
优点：能够深入分析产品内部，发现潜在问题。X 射线检测设备具有高分辨率和高穿透力，能够检测到电子产品内部的微小缺陷，为产品质量提供有力保障。

（三）实施步骤

准备阶段
样品选择：选择具有代表性的样品进行初步测试。在电子产品外观缺陷检测中，选择合适的样品非常重要。样品应涵盖不同型号、批次和生产工艺的产品，以便全面检测各种可能出现的外观缺陷。例如，对于手机生产企业，可以选择不同颜色、不同配置的手机作为样品进行测试。
设备调试：确保所有设备正常工作，进行必要的校准。在检测前，需要对机器视觉系统、激光扫描仪、超声波检测设备和 X 射线检测设备等进行调试和校准，以确保检测结果的准确性和可靠性。例如，对工业相机的焦距、光圈等参数进行调整，对激光扫描仪的测量精度进行校准。
检测阶段
图像采集：使用机器视觉系统或其他设备采集产品图像。图像采集是外观缺陷检测的关键步骤，采集到的图像质量直接影响检测结果的准确性。在采集图像时，应确保光照均匀、图像清晰，避免出现阴影和模糊。例如，对于手机屏幕的检测，可以使用特定的照明设备和相机角度，确保屏幕上的划痕和污点能够清晰地被拍摄下来。
缺陷识别：应用图像处理算法自动识别外观缺陷。通过机器视觉系统的图像处理软件，运用边缘检测、模板匹配等算法自动识别产品外观缺陷。例如，对于电子产品外壳上的划痕，可以通过边缘检测算法确定划痕的位置和长度；对于颜色不均问题，可以通过颜色分析算法计算色差值，判断是否符合合格标准。
人工复核：对自动检测结果进行人工复核，确保准确性。虽然机器视觉系统能够自动识别外观缺陷，但为了确保检测结果的准确性，还需要进行人工复核。人工复核可以发现机器视觉系统可能遗漏的缺陷，同时也可以对一些难以判断的缺陷进行确认。例如，对于一些细微的颜色差异，人工复核可以通过肉眼观察和比较，确定是否为缺陷。
数据记录与分析
记录缺陷数据：详细记录每个产品的缺陷类型、数量和位置。在检测过程中，应详细记录每个产品的外观缺陷信息，包括缺陷类型、数量和位置。这些数据可以为后续的质量分析和改进提供依据。例如，对于手机生产企业，可以建立缺陷数据库，记录每部手机的外观缺陷情况，以便分析缺陷的分布规律和产生原因。
数据分析：分析缺陷数据，识别常见问题和趋势，为后续改进提供依据。通过对缺陷数据的分析，可以识别出电子产品外观缺陷的常见问题和趋势，从而有针对性地进行质量改进。例如，分析发现某一型号手机的屏幕划痕问题较为突出，可以进一步调查生产工艺和运输过程中可能导致划痕的因素，采取相应的改进措施。
反馈与改进
反馈机制：将检测结果反馈给生产和设计团队，进行必要的工艺改进。建立有效的反馈机制，将检测结果及时反馈给生产和设计团队，以便他们采取相应的措施进行工艺改进。例如，如果检测发现电子产品外壳的注塑工艺存在问题导致表面出现瑕疵，可以与生产部门沟通，调整注塑参数，提高产品质量。
持续改进：定期评估检测方案的有效性，调整检测标准和方法。外观缺陷检测是一个持续改进的过程，应定期评估检测方案的有效性，根据实际情况调整检测标准和方法。例如，随着生产工艺的不断改进和产品质量的提高，可以适当降低对某些外观缺陷的容忍度，提高产品的整体质量水平。

六、器件缺陷检测解决方案

（一）X 射线无损检测技术在 SMT、半导体等领域的应用

检测原理：X 射线无损检测技术是一种利用 X 射线（X 光）检测材料中的缺陷和结构的无损检测技术。其基本原理是利用 X 射线穿过物体，然后把物体中的 X 射线能量放大后，观察其形成的图像，由此判断物体内部的缺陷和结构。具体来说，通过检测 X 射线在物体内部穿过的强度，以及穿过物体时产生的图像，进行缺陷检测。X 射线具有很强的穿透能力，可以穿透几乎所有的金属和非金属材料，并且其穿透力随着 X 射线的能量而变化。当 X 射线抵达检测物体时，由于物体的厚度和密度的不同，X 射线的穿透能力也会受到影响，有的 X 射线抵达物体表面反射回去，而有的则抵达物体内部，由于物体内部结构的不同，X 射线也会发生吸收和衰减，最后 X 射线会发射出来，在物体表面形成一个模糊的图像，这个图像是 X 射线穿透物体的记录。
优势：
快速准确：X 射线检测设备可以快速准确地检测出 SMT 生产线中的各种元件，从而有效地提高了 SMT 生产线的生产效率。在 smt 加工行业中，对于 BGA 点焊的内部检测，精度可以超过人工检测 ICT 检测到的 15% 以上，效率超过 50%。
无损检测：可以无损地检测出元件的内部结构，可以有效避免因拆卸元件带来的损坏。
安全可靠：辐射量很小，不会对生产线上的人员造成危害。
应用范围广：不仅可以识别 BGA 内部焊接缺陷（如空焊、虚焊），也可扫描分析微电子系统和密封元件、电缆、夹具、塑料内部等。
适用范围：广泛应用于 SMT 加工行业、电子制造业、3C 产品、工业精密铸件、半导体等行业。主要用于检测 PCBA 这类贴片打样 smt 快速小单加工打样，特别是 BGA 焊接质量检测，对点焊进行定性定量风险评估，发现质量异常，及时调整。还可用于检测元器件的类型、尺寸和位置等信息，以及 PCB 板的位置、大小和完整性等信息。

（二）CT 在 SMT、半导体等领域的应用

检测原理：CT 检查原理主要是利用 X 射线显像。CT 成像是投射射线按照特定的方式通过被成像的人体某断面，探测器接收穿过人体的射线，将射线衰减信号送给计算机处理，经计算机重建处理后形成一幅人体内部脏器的某断面的图像。在工业 CT 检测中，与传统的无损检测手段如 X-RAY 和超声检测相比，工业 CT 能够实现三维展示所有内部的缺陷的所有细节，包括缺陷的尺寸、形貌和其他相关信息，自动孔隙计算，壁厚测试和 CAD 对比。通过对样品的不同方向的不同截面进行自检，从而实现质量检验。对比不同制造工艺阶段后样品内部组分的变化。
优势：
不破坏样品就能获取内部微米级成像：成像原理使得不需要对样品进行破坏性处理，就能获取内部的高质量三维成像。这不仅节省了检测成本，更重要的是不会产生制样损伤，污染样品内部情况，影响分析结果。
多种缺陷检测高效率分析：可以有效检测微型泵空隙、焊料凸点空隙、接缝、微型泵短路、头枕式、RDL 和布线短路、迹线断裂和电迁移、衬底裂纹、焊料渗出、疲劳裂纹等多种缺陷。拥有得天独厚的虚拟断层分析优势，对于目前层数越来越多的半导体封装产品而言，每一层的缺陷都不会错过。
适用范围：在电子电器半导体产品中，工业 CT 检测能够得到整个三维数据体，并可以通过任意方向进行虚拟切割得到任意剖切面的内部结构图，进行孔隙率统计、壁厚分析、CAD 对比等。在合金材料检测中，工业 CT 都是一种非常有效的检测手段，无论对于合金材料微观机制研究、合金材料工艺优化、合金材料性能检测和合金失效分析等都是非常重要的检测手段。在半导体封装检测中，X 射线 CT 是最契合行业需求的检测手段，发挥着越来越重要作用，可对内部封装的工艺先进性进行检测，如检测微型泵空隙、焊料凸点空隙等多种缺陷。

七、关键技术研究与创新

（一）基于机器视觉的工件表面缺陷检测关键技术

基于 Swin Transformer 的改进 Faster RCNN 算法应用
基于机器视觉的工件表面缺陷检测关键技术研究中，以 Swin Transformer 为骨干网络的改进 Faster RCNN 算法发挥了重要作用。该算法利用 Swin Transformer 强大的特征学习能力，结合 FPN 对其 4 个 stage 输出的特征图进行多尺度特征融合，并用 focal loss 替换整体损失函数中的分类损失。通过在 NEU-DET 数据集上的对比实验，验证了该算法比以 ResNet50 为骨干网络的 Faster RCNN 模型能更快地收敛，且最终取得更高的检测效果。
算法模型可以运行在配备 RTX 3090 的服务器上，实现对常见的工件表面缺陷进行识别检测。例如在汽车零部件制造中，能够准确检测出表面的划痕、凹坑等缺陷，提高产品质量。作为学术研究性项目，其社会效益主要在于探索了基于深度学习的先进机器视觉技术在智能制造领域落地应用的可行性，为后续相关产品研发与服务打下基础。

（二）高亮表面缺陷检测关键技术突破

韦士肯 VSCAN 新一代漆面检测方案技术创新与应用优势
韦士肯 VSCAN 新一代漆面检测方案在高光亮面零件检测中实现了关键技术突破。该方案采用最新的 “光流技术 + 矩阵神经网络” 结合图像评价技术，配置高性能相机、光源、远芯镜头等先进硬件系统。
在技术创新方面，主要包括光学系统、图像采集系统和图像处理系统。光学系统将有特殊图案的光线透射到工件表面；图像采集系统感应通过工件表面反射的光线，将光信号转换为电信号，并最终将电信号以数据的形式存储到计算机；图像处理系统对采集到的数据进行分析计算，智能查找瑕疵点。通过强大的算法处理和分析捕捉到的工件表面特征信息，实现智能捕捉微小瑕疵，包括颗粒杂质、凹坑、鼓包、沾污、边缘碎裂、橘皮、划痕、刀痕、条纹、裂纹等缺陷。
在应用优势方面，该方案可以根据客户需求进行定制，既可以离线作为瑕疵检测专机应用（抽检），也可以集成至产线中配合上下料实现在线自动检测（全检）。具有数据统计分析和趋势预测的功能，可以提供全场测量、非相干、高效率、高灵敏度、稳定经济的检测服务。软件处理能力强，检测效率高；避免人工检的主观性影响，检测结果更客观；检测数据长期存档，可追溯；高光亮面瑕疵的自动化解决方案，节约人工成本；可以集成 WMNS 质量管理软件，完成数据统计分析和趋势预测；本地化的 EMS 服务和技术支持；人性化的人机交互系统，满足生产和排产的要求。目前，该方案已经在汽车、电子、半导体、医疗、卫浴和家电等行业得到了广泛应用。

（三）北京电控在 OLED 显示缺陷检测领域的突破

兆维集团自主研发设备的特点和意义
北京电控所属兆维集团自主研发的 OLED 显示器件亚微米纹缺陷自动光学检测设备具有显著特点和重要意义。
该设备为全自动外观检测设备，主要针对柔性 OLED 显示面板开发，对圆孔、椭圆孔（双圆孔）和其它孔边缘产生的裂纹、褶皱、剥离等缺陷进行自动检测。设备的软硬件核心模块均为自主研发，通过高精度光学成像技术和深度学习、高速频闪照明和同步控制、微米级精密运动控制等技术，可实现高速、复杂背景条件下的微米级裂纹缺陷等检测需求，检测分辨率可达到 0.5μm，图像采集时间不超过 2 秒。
其意义在于标志着在新型 OLED 显示缺陷检测领域取得重要突破，实现了关键技术和核心模块的自主可控。可为 OLED 显示面板制造过程中亚微米级裂纹缺陷评估提供有力支撑，推动我国 OLED 显示产业的发展，提高我国在全球显示领域的竞争力。

八、总结与展望

工业领域的缺陷检测方案在近年来取得了显著的发展。从传统的人工质检和机器视觉对比来看，人工质检虽然在某些特定场景下仍有应用，但效率低下、准确性受限且缺乏实时性等问题日益突出。而传统的机器视觉早期方法也存在校准复杂、受光照影响大以及在识别意外缺陷方面不如人类等局限。
传统数字图像处理方法步骤繁多、鲁棒性差且计算量大，难以满足现代工业生产对高效、准确缺陷检测的需求。相比之下，深度学习的出现为工业质检带来了重大变革。深度学习在工业质检中具有直接通过学习数据更新参数、高鲁棒性和高精度等优势，在不同领域的应用案例也充分展示了其强大的检测能力，如裂纹、破损、斑点和划痕缺陷检测等。
多种检测技术的综合应用进一步丰富了工业缺陷检测的手段。激光检测法、漏磁检测、红外线检测、超声波探伤检测和光学机器视觉智能检测等技术各有其优势和适用范围，能够满足不同类型产品和缺陷的检测需求。在电子产品和器件缺陷检测方面，各种先进的检测方案和设备也发挥了重要作用，如机器视觉系统、激光扫描仪、超声波检测设备、X 射线检测设备以及 X 射线无损检测技术和 CT 技术等。
关键技术的研究与创新为工业缺陷检测提供了更强大的支持。基于机器视觉的工件表面缺陷检测关键技术、高亮表面缺陷检测关键技术突破以及北京电控在 OLED 显示缺陷检测领域的突破等，都展示了先进技术在实际应用中的巨大潜力。
多种技术融合在工业领域缺陷检测中显得尤为重要。例如，将深度学习与传统的机器视觉技术相结合，能够充分发挥各自的优势，提高检测的准确性和效率。同时，不同检测技术的综合应用也能够实现对产品的全方位检测，确保产品质量。
展望未来，工业领域缺陷检测方案将朝着更加智能化、精准化、个性化、多技术融合以及云端化和远程化的方向发展。随着人工智能和机器学习技术的不断进步，缺陷检测系统将实现更高的智能化和自动化水平，减少人为因素的干扰，提高检测效率。精准化和个性化的检测方案将更好地满足不同行业和产品的特定需求。多技术融合将进一步提高检测的精度和可靠性，为工业生产提供更强大的质量保障。
云端化和远程化的检测系统将实现检测数据的存储和分析，实现远程监控和实时诊断，提高检测的便捷性和灵活性。同时，随着技术的不断创新和发展，新的检测技术和方法也将不断涌现，为工业领域缺陷检测带来更多的可能性和发展空间。总之，工业领域缺陷检测方案的未来发展充满潜力，将为工业生产的质量提升和智能化转型发挥重要作用。