在全球化的制造業(yè)格局中，產(chǎn)品質(zhì)量問題一直是懸在企業(yè)頭頂?shù)囊话堰_(dá)摩克利斯之劍。特別是近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，任何微小的缺陷都可能引發(fā)大規(guī)模的產(chǎn)品召回，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

以2021年中國汽車召回事件為例，873萬輛汽車中，有15%是因?yàn)樯a(chǎn)缺陷而被召回，這些召回不僅給制造商帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更是對(duì)品牌信譽(yù)的嚴(yán)重打擊。而且，根據(jù)歐洲機(jī)器視覺行業(yè)協(xié)會(huì)（EMVA）的研究，缺陷造成的損失可能高達(dá)產(chǎn)品銷售價(jià)格的22%，這一比例在全球范圍內(nèi)均為普遍存在。尤其是在動(dòng)力電池、消費(fèi)電子等精密產(chǎn)品制造領(lǐng)域，為了確保產(chǎn)品在各種環(huán)境和場景下都能達(dá)到設(shè)計(jì)性能，對(duì)缺陷和質(zhì)量的管理要求更為精細(xì)和靈活。

因此，傳統(tǒng)的質(zhì)檢方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求，以AI為基礎(chǔ)的視覺缺陷檢測技術(shù)逐漸成為制造業(yè)的新寵，這種技術(shù)以其出色的抗干擾性和魯棒性，在全球制造業(yè)中的市場份額逐年增加。相關(guān)研究顯示，AI工業(yè)質(zhì)檢年復(fù)合增長率達(dá)45.6%，選擇交付以AI為主的視覺系統(tǒng)的比例也高達(dá)45%。

然而，AI視覺應(yīng)用在上線前必須準(zhǔn)備足夠多的缺陷訓(xùn)練集，尤其是那些困難案例中的特定缺陷，如電池極柱中的制造缺陷——裂紋及焊洞、半導(dǎo)體中各種錯(cuò)位姿態(tài)、焊點(diǎn)斷裂，以及鏡頭生產(chǎn)中的灰塵、異物等。這些特定缺陷的訓(xùn)練圖像在生產(chǎn)環(huán)境中收集起來既困難又昂貴，成為制約AI質(zhì)檢模型發(fā)展的瓶頸。

缺陷展示

電池極柱中的制造缺陷，如裂紋、焊洞等

半導(dǎo)體中的各種錯(cuò)位姿態(tài)、焊點(diǎn)斷裂等

鏡頭生產(chǎn)中尺寸不一的灰塵、異物等

在這樣的背景下，阿丘科技推出了工業(yè)級(jí)智能圖像生成軟件AIDG，一款基于Stable Diffusion框架的數(shù)據(jù)生成平臺(tái)，AIDG平臺(tái)的出現(xiàn)，為AI質(zhì)檢模型的訓(xùn)練提供了一種全新的解決方案。

它可解決AI落地工業(yè)檢測的過程中，因圖像數(shù)據(jù)不足導(dǎo)致的模型訓(xùn)練及驗(yàn)證困難、模型指標(biāo)不佳等問題。可以基于真實(shí)缺陷的素材，快速批量生成高仿真度的缺陷圖像，幫助用戶高效獲取AI模型構(gòu)建及驗(yàn)證所需的樣本，并提高模型的泛化能力與適應(yīng)性，降低獲得高質(zhì)量模型的數(shù)據(jù)成本。

AIDG產(chǎn)品亮點(diǎn)

01生成樣本真實(shí)度高

基于工業(yè)缺陷檢測領(lǐng)域多年實(shí)踐的預(yù)訓(xùn)練模型+Stable Diffusion框架，可適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)缺陷、背景變化、缺陷邊緣處理等多樣場景，高度還原真實(shí)缺陷紋理、立體度和色彩細(xì)節(jié)，可直接用于模型開發(fā)

02生成方式靈活高效

只需1-5張的真實(shí)樣本，支持批量生成、自動(dòng)生成、參數(shù)生成，支持對(duì)多個(gè)缺陷類型進(jìn)行組合，保障樣本豐富均衡

03支持缺陷素材沉淀入庫

支持缺陷素材沉淀、遷移復(fù)用；提供在線素材庫，內(nèi)置豐富的行業(yè)有效缺陷素材，縮短數(shù)據(jù)獲取周期，甚至0樣本也可以使用接下來，本文將介紹如何使用AIDG，在四步內(nèi)利用數(shù)據(jù)生成提升模型性能和效果，以便更直觀地了解生成式AI的價(jià)值。01

第一步：創(chuàng)建局部缺陷素材庫

創(chuàng)建局部缺陷素材庫是AIDG平臺(tái)工作的第一步，它將為后續(xù)的生成提供重要的參考和依據(jù)。素材庫的建立可以通過多種途徑實(shí)現(xiàn)，包括歷史素材、真實(shí)NG案例以及阿丘科技獨(dú)家支持的缺陷樣本。

各類內(nèi)腔部件異物
各類內(nèi)腔水印

素材庫的建立，不僅僅是一個(gè)簡單的收集過程，它涉及到對(duì)歷史數(shù)據(jù)的深入分析，對(duì)真實(shí)NG樣本的精確捕捉，以及對(duì)阿丘科技獨(dú)家技術(shù)的運(yùn)用。通過收集這些真實(shí)的缺陷圖像，可以確保生成的數(shù)據(jù)更加貼近實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，從而提高模型的泛化能力。

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第二步：模擬生產(chǎn)環(huán)境

有了局部缺陷素材庫之后，接下來需要模擬真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境。這一步的目的是將符合生產(chǎn)要求的OK圖導(dǎo)入到AIDG中，作為背景為后續(xù)的缺陷生成做準(zhǔn)備（OK圖是指沒有缺陷的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖像，這些圖像將作為生成缺陷的基礎(chǔ)背景）。

在模擬生產(chǎn)環(huán)境時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面：

• 光源條件：不同的生產(chǎn)環(huán)境可能有不同的光源條件，如環(huán)形光、點(diǎn)光源等，需要確保導(dǎo)入的OK圖能夠在不同光源條件下保持一致的效果。

鏡頭選擇：選擇合適的鏡頭同樣關(guān)鍵，不同的鏡頭可能會(huì)導(dǎo)致圖像的畸變或失真，影響生成數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

• 成像系統(tǒng)：確定成像系統(tǒng)的基本效果，包括分辨率、對(duì)比度、像素當(dāng)量等參數(shù)，確保生成的圖像能夠真實(shí)反映生產(chǎn)環(huán)境中的情況。

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第三步：缺陷多樣性設(shè)置

在AIDG中，根據(jù)項(xiàng)目需求設(shè)置對(duì)應(yīng)的缺陷多樣性策略，算法將根據(jù)策略隨機(jī)在OK圖上生成不同位置、大小、角度、亮度等條件下的缺陷。這一步的關(guān)鍵在于控制生成圖像的數(shù)量和每類缺陷的數(shù)量，以保證生成的多樣性和均衡性。這種多樣性的設(shè)置，使得生成的缺陷數(shù)據(jù)能夠覆蓋更多的可能情況，從而提高模型的泛化能力和魯棒性。

缺陷多樣性參數(shù)設(shè)置

具體來說，缺陷多樣性設(shè)置可以包括以下幾個(gè)方面：

• 缺陷種類：選擇需要生成的缺陷類型，如裂紋、焊洞、錯(cuò)位姿態(tài)等。每種缺陷類型都可以單獨(dú)設(shè)置生成參數(shù)，確保生成的數(shù)據(jù)能夠全面覆蓋各種缺陷情況。

位置多樣性：設(shè)置缺陷在圖像中的位置分布，可以是隨機(jī)分布，也可以是特定區(qū)域內(nèi)的集中分布。通過控制缺陷的位置，模擬不同的生產(chǎn)環(huán)境和缺陷發(fā)生概率。

照明條件：設(shè)置不同的照明條件，如不同的光線強(qiáng)度、方向和顏色，以模擬生產(chǎn)環(huán)境中可能遇到的各種光照情況，有助于生成的數(shù)據(jù)在亮度上具備多樣性，解決光源因距離導(dǎo)致的成像效果不統(tǒng)一問題。

大小和角度：設(shè)置缺陷的大小和角度，可以生成不同大小和角度的缺陷圖像，增加數(shù)據(jù)的多樣性。對(duì)于重點(diǎn)缺陷，還可通過延長或縮短其長度，確保重點(diǎn)缺陷的不漏檢。

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第四步：導(dǎo)入到AIDI中進(jìn)行訓(xùn)練或迭代

這一步涉及到將AIDG生成的缺陷數(shù)據(jù)與AIDI的深度學(xué)習(xí)模型相結(jié)合，通過訓(xùn)練和迭代，提高模型的性能和效果。這個(gè)過程不僅能夠減少訓(xùn)練所需的資源，縮短訓(xùn)練時(shí)間，還能夠解決光源因距離導(dǎo)致的成像效果不統(tǒng)一問題，確保重點(diǎn)缺陷的不漏檢。

裝載生成圖的AIDI界面（生成缺陷自帶標(biāo)注）

混淆矩陣中訓(xùn)練效果提升，漏檢的3張圖全部檢出，檢出率提升8%

通過這四步流程，AIDG平臺(tái)不僅能夠生成具有多樣性的缺陷數(shù)據(jù)，還能夠確保這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量和均衡性，從而提高AI質(zhì)檢模型的性能和效果。這種基于缺陷生成路徑的質(zhì)檢新范式，既能夠解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集的困難和昂貴問題，又能夠提供更加精確和高效的解決方案。

目前，阿丘科技正在行業(yè)垂直檢測大模型、生成式AI等領(lǐng)域加深行業(yè)應(yīng)用和產(chǎn)品化能力，通用人工智能的發(fā)展離不開高質(zhì)量數(shù)據(jù)的支持，而數(shù)據(jù)對(duì)于AI來說，是人類對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解和認(rèn)知。生成式AI的路線，將進(jìn)一步放大這種認(rèn)知的程度，最終實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的AI驅(qū)動(dòng)范式。

阿丘科技的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)提供全套AIDG培訓(xùn)和各類型項(xiàng)目POC（Proof of Concept），歡迎用戶積極試用，一起加速模型的高效上線。