AI-інспекція текстилю: детекція дефектів з точністю 97%

Детекція дефектів тканини: де ламається ручний контроль

Ручний контроль якості текстилю тримається на увазі однієї людини. Бракувальник веде полотно через просвітний стіл і одночасно стежить за щільністю, утіком, ворсом і кромкою — рішення щодо кожного метра ухвалюється за частки секунди.

Увага тримається недовго: за сорок-п'ятдесят хвилин зміни частка пропусків зростає, і до останнього рулону прослизає те, що впевнено ловилося на початку.

Друга причина — розмиті критерії. Межа між допустимим відхиленням і дефектом часто описана словами на кшталт «незначна смуга», і кожен бракувальник проводить її по-своєму.

Вузли, проколи, підплетини, різновідтінковість — частину з них видно лише під своїм кутом і світлом, тому той самий рулон під час повторного розбракування полотна отримує різний вердикт.

Пропущений дефект у рулоні майже ніколи не залишається локальним. Він спливає не на розбракуванні, а на розкрої або в замовника — і тоді в брак іде не один метр, а вся партія: пересортування партії означає повернення, повторне сортування та зсув термінів за всім замовленням. Замовник починає перевіряти вхідний контроль сам і закладає запас за термінами.

Машинна детекція дефектів тканини закриває обидві точки: вона не втомлюється до кінця зміни й тримає один поріг на всі рулони.

Кожен метр проходить однаковий набір ознак, дефект отримує тип і координату в рулоні, а рішення залишається перевірюваним — розбираємо нижче, як це влаштовано і що дає на виході.

Що дає автоматична інспекція текстилю

Ручне розбракування тримається на операторі біля просвітлової рами: до кінця зміни увага падає, критерій «допустимо / недопустимо» зміщується, той самий залом один приймає, інший відправляє в брак.

Камери на лінії знімають полотно за стабільного підсвічування й фіксують положення кожного дефекту, тому результат не залежить від зміни, утоми й того, хто сьогодні вийшов на контроль.

Класифікатор розрізняє типові класи — обрив нитки, утік, масляні плями, проколи, смуги, затяжки — і розкладає їх за 4-бальною шкалою.

Пороги й правила приймання задаються один раз і збігаються з вимогами замовника: ISO 2859-1 описує вибірку та рівні приймальної якості, про які сторони домовляються заздалегідь.

Так автоматична інспекція текстилю перетворює «на око» на єдині критерії якості, застосовні до будь-якої партії та будь-якого змінного складу.

У цифрах це виглядає так. Швидкість розбракування зростає в рази: полотно проходить на робочій швидкості лінії, і вузьким місцем стає пакування, а не контроль.

Частка пропущеного браку падає з 5-7% до часток відсотка — разом із нею знижується частка повернень від замовника, бо претензія найчастіше закривається картою дефектів за рулоном ще до відвантаження.

Окремий ефект — накопичена статистика. За кожною партією видно, які дефекти й на якому метрі переважають, хто з постачальників дає більше браку та як змінювалася картина після правок у ткацтві.

Технолог перестає сперечатися про смаки: є розмітка, є динаміка, є аргумент для зміни режиму або постачальника.

Режими контролю: від бракувального столу до лінії

Режим контролю підбирається під артикул, а не під лінію загалом.

Щільний однотонний трикотаж з одиничними дефектами впевнено ловиться на рухомому полотні, а ворс, дрібний візерунок і еластичні полотна дають хибні спрацювання — там знімок стабілізують за світлом і посилюють поріг упевненості.

На артикулах із малою серійністю вигідніше не гнатися за повним покриттям, а окремо перевіряти спірні рулони.

Комбінуємо зазвичай так: потік відсіює основну масу, спірні рулони отримують другу оцінку в оператора, і обидві розмітки зливаються в одну вибірку для донавчання.

За кілька партій поріг калібрується під конкретний артикул — частка хибних спрацювань падає, а ручної перевірки потребує дедалі менше рулонів.

Як будується впровадження на реальній партії тканини

Впровадження системи контролю починається не з обладнання, а з партії тканини, на якій рішення працюватиме. Ми просимо 300–500 погонних метрів з реального виробництва — з браком і без, знятих за того самого світла й на тій самій швидкості лінії, що стоять у цеху.

За цими кадрами видно, які дефекти взагалі трапляються: обрив утіку, масляні плями, затяжки, різновідтінковість. Далі робота йде крок за кроком, і кожен наступний спирається на попередній.

Порядок робіт

1. Збір зразків. Фіксуємо умови знімання й розкладаємо матеріал за типами полотна та артикулами — змішувати їх в одній вибірці не можна, різні структури дають різний фон.
2. Розмітка еталонних зразків. Кожен дефект обводиться рамкою й отримує клас; окремо розмічаємо спірні кадри — тінь від складки, вузлик, ворс. Саме вони найчастіше дають хибні спрацювання.
3. Налаштування чутливості. Поріг підбираємо виходячи з ціни помилки: пропущений дефект критичніший за зайве спрацювання, тому зміщуємо налаштування в бік повноти, а не строгої точності.
4. Перевірка на відкладеній партії. Від 20 до 30 % зразків не беруть участі в навчанні. На них перевіряємо, що точність тримається на нових рулонах, а не лише на знайомих кадрах.
5. Інтеграція з лінією. Визначаємо, що відбувається при спрацюванні: підсвічування, мітка в рулоні, зупинка або запис у журнал. Регламент узгоджуємо з технологами до запуску.
6. Передача та навчання зміни операторів. Показуємо всім змінам, як читати сигнал, як позначати спірні спрацювання та до кого йти при збої.
7. Супровід перших тижнів. Спірні кадри повертаються в розмітку — модель донавчається на тому, що реально пройшло через лінію.

Після передачі зміна працює за готовим регламентом, а ми залишаємося на зв'язку щодо метрик та оновлень.

Комплект документації, регламентів і моделей

Після запуску в замовника залишається не демонстрація, а робочий комплект: моделі, навчені на його артикулах, його освітленні та його типах полотна, і документи, за якими зміна працює без нас.

Нижче — що фізично передається в проєктній теці та що ми перевіряємо разом із технологом на прийманні.

Комплектність перевіряємо за сценарієм, а не за списком файлів: якщо зміна не може запустити лінію та розібрати спірний відрізок без дзвінка нам — пункт не закрито. У кожного документа є власник на боці замовника.

• Каталог дефектів — типи й підвиди браку за кожним артикулом, еталонні знімки, межі «дефект чи допуск» і розбір спірних випадків із рішенням технолога.
• Налаштовані моделі — ваги під артикули замовника, пороги спрацювання за зонами полотна, правила відбракування та окрема логіка для кромок і стиків.
• Регламент дій оператора — що робити при спрацюванні: зупинка, відбір відрізка, відмітка в журналі, порядок ескалації спірного випадку.
• Інструкція для зміни — запуск системи, перевірка камер і освітлення, контрольний прогін на еталонному зразку, дії при хибних спрацюваннях.
• Журнал спрацювань — час, артикул, тип і місце дефекту, підтвердження або відхилення оператором, вивантаження за зміну для розбору.
• Регламент донавчання — як додавати нові артикули, хто розмічає спірні кадри, як часто перевіряємо точність на контрольній вибірці.
• Експлуатаційна документація — карта обладнання, схема підключення до лінії, резервні копії моделей і порядок відновлення після збою.
• Протокол приймання — точність на відкладеній вибірці, матриця помилок, перелік відомих обмежень і режимів, де модель не застосовується.

Кейс: зниження пропуску дефектів на оздобленні

Оздоблення ставлять останнім бар'єром перед відвантаженням: вибілювання, фарбування та апретування вже позаду, а дефект, що потрапив у рулон, замовник побачить лише при розкрої.

До проєкту контроль вели візуально на швидкості лінії — інспектор не утримує увагу на всій ширині полотна, і частина браку йшла в партію.

Ми поставили над полотном камери й навчили модель на розмітці самих інспекторів: проколи, утік, заломи та плями йдуть окремими класами, а Система чотирьох балів залишилася загальною шкалою перерахунку.

Пороги чутливості налаштовували за артикулами — світле полотно, ворс і темні тони дають різний контраст, і єдиний поріг давав або пропуски, або хибні спрацювання.

Головна зміна — не сама детекція, а доказова база за спірним рулоном.

Система пише карту дефектів із прив'язкою до метра полотна та кадром за кожним класом, що спрацював, тому розбір претензій іде за фактом, а не за листуванням, і спірні партії перестали повертатися на повторне перемотування.

Модель донавчаємо на нових артикулах і на розборі спірних випадків — частка пропуску не зростає при зміні асортименту й тримається нижче 3%.

Чим відрізняється контроль ворсових і гладких полотен?

Ворс і гладке полотно розсіюють світло по-різному, тому той самий поріг чутливості дає на них непорівнювану картину. У ворсових тканин фактура поверхні неоднорідна сама собою: ворсинки створюють шум, який легко прийняти за дефект.

У гладких фон рівний, натомість напрямок нитки та відблиски від джерела дають протяжні градієнти, схожі на залом.

Правила відбору дефектів розходяться саме тут. На ворсі одинична ворсинка або коротка ворсова доріжка дефектом не вважається — рішення ухвалюють за сталою областю, підтвердженою на сусідніх кадрах.

На гладкому полотні ключ — геометрія та орієнтація плями: усе, що збігається з напрямком нитки або градієнтом відблиску, іде у відсів. Без цього хибні спрацювання зростають у рази й оператор перестає довіряти сигналу.

Межі класів узгоджуємо з чотирибальною шкалою ASTM D5430: вона відділяє критичний дефект від допустимого для конкретної партії.

Пороги й правила відбору налаштовуємо під вимоги замовника, а не під абстрактну точність — тому одна модель тримає стабільний результат на різних артикулах.

Питання, які зазвичай ставлять перед стартом

Перед стартом замовники ставлять один і той самий набір питань: як модель переживе зміну артикулу, що буде при перепадах освітлення, скільки хибних міток потрапить оператору.

Що робити при запуску нового артикулу?

Перенавчати з нуля не потрібно: артикул додається окремим набором еталонів і донавчається на кількох десятках зразків, після чого перевіряється на відкладеній партії саме цього артикулу.

Скільки буде хибних спрацювань?

Поріг чутливості налаштовуємо під ціну помилки: спочатку працюємо на повноту, щоб не пропустити дефект, потім піднімаємо поріг до цільової точності. Мітки, підтверджені або відхилені оператором, повертаються в навчання — частка хибних падає.

Чи доведеться зупиняти лінію?

Ні. Камери й підсвічування монтуються на рамі наявного обладнання та поєднуються з плановим обслуговуванням. Спочатку модель працює в режимі спостереження, сигнал на відбракування вмикаєте ви.

Чи навчаєте на нашому браку?

Так, на ваших зразках: кілька сотень розмічених кадрів на клас дефекту дають модель, яка знає саме ваші дефекти. Якщо браку мало, частину випадків добираємо синтезом, але приймання ведемо на вашій вибірці.

З чого почати: обговоримо задачу та надішлемо план

Перша розмова — про виробництво, а не про технології. Достатньо описати, які дефекти критичні (обрив утіку, затяжки, плями, задири, різновідтінковість), на якому переділі вони з'являються й як контроль влаштований зараз — вибірковий огляд на виході чи ручне розбракування полотна.

Щоб оцінка та план робіт спиралися на реальні дані, а не на припущення, для старту достатньо:

• зразків придатної та дефектної продукції з розміткою — по кілька десятків випадків на кожен клас дефекту;
• умов знімання: швидкість лінії, освітлення, ракурс, висота та тип камер;
• поточної статистики браку та правил відбракування, за якими працює ВТК;
• критеріїв приймання — яка частка пропущених дефектів допустима та який рівень хибних спрацювань не заважає оператору;
• доступу на майданчик для запису відеопотоку в робочу зміну;
• контакту технолога або оператора лінії, щоб розмічати спірні випадки.

Обсяг аудиту фіксуємо до початку робіт: перевіряємо, чи вистачає даних для навчання, чи немає дрейфу між партіями та наскільки узгоджена розмітка між змінами.

На виході надходить план з етапами, точкою приймання за кожним класом дефекту та термінами пілоту — зазвичай від кількох тижнів до двох місяців, залежно від кількості класів і стабільності умов знімання.

Опишіть задачу у вільній формі — повернемося з оцінкою та планом робіт під ваш переділ.