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AI质检技术在纺织品印花领域实现产业化应用

2024-02-02 10:43 来源: 中国纺联科技部

AI质检技术在纺织品印花领域实现产业化应用


2024年1月25日,中国纺织工业联合会在浙江省杭州市组织召开了由复旦大学、上海布眼人工智能科技有限公司、荣旗工业科技(苏州)股份有限公司、腾讯科技(上海)有限公司等单位共同完成的“纺织品印花瑕疵在线AI检测关键技术及产业化”项目科技成果鉴定会,鉴定委员会认为项目成果达到国际先进水平。

一、项目研究背景

工业和信息化部等七部门于2023年2月21日印发《智能检测装备产业发展行动计划(2023—2025年)》,提出到2025年,智能检测技术基本满足用户领域制造工艺需求,核心零部件、专用软件和整机装备供给能力显著提升,重点领域智能检测装备示范带动和规模应用成效明显,产业生态初步形成,基本满足智能制造发展需求。

智能检测技术的核心技术涉及高速高清成像、高质量数据标记、模型高效训练优化等。基于刚性检测物如玻璃、钢材及3C产品等的智能检测设备已开始在工业上广泛应用。但对于柔性材料特别是纺织品的智能检测则研究较少,尤其是最为复杂的纺织面料印花行业尚无有效解决方案。项目针对纺织品AI质检中高速成像难、图像清晰度不足、标记数据缺乏,复杂场景下不规则和极小瑕疵难以检测等实际问题,分别研究开发对应解决方案,设计带有多端协同交互终端的一体化纺织智能检测设备。

二、项目主要创新点

1.针对高速印花中图案花型色彩多、印花速度快成像难以及织物纹理干扰等问题,研发了高速真彩、多光度明暗场和高亮度多焦点成像技术,提高了成像的清晰度、消除了摩尔纹,有效解决了柔性材料表面图像细节难以捕获问题,大幅度提高了快速移动图像采集的准确性;

2.针对检测图像中的不规则和极小疵点,提出基于图神经网络的纹理特征表示模型,捕获图像中的异常纹理变化,利用差分特征并聚合局部特征的上下文语义,在特征空间里解决了待检测图和模板图空间位置不匹配问题;

3.针对新的图案、花型瑕疵未知问题,提出基于多模态大模型的数据自动标注方法,优化更新AI质检模型,实现自学习功能,提高系统的鲁棒性和通用性。

(印花高速生产中出现瑕疵时,智能设备的红色预警灯声光指示对应疵点布面位置,触屏展示瑕疵图和正确图的比较,并在系统中记录)

三、项目产业化及应用情况

项目研究成果中的印花瑕疵实时检测预警系统在浙江、江苏、广东、河南等国内多地的近30条高速印花生产线上已成功部署和综合应用。自2020年9月开始率先部署于浙江艺彩印染有限公司的第一条生产线,实现了高速圆网印花机上印花面料瑕疵检测的7×24小时无间断监测,大幅降低次品率的同时,通过智能化的质检和数据分析也提高了生产效率。至2023年该厂已累计在4条生产线上部署检测预警系统,并计划在2024年将所有12条生产线全部部署并接入其ERP及MES系统。

2021年9月,杭州航民达美染整有限公司在其6条高速圆网印花生产线上全线部署了项目研究成果中的印花瑕疵实时检测预警系统,取得显著成效。项目研究成果中的印花瑕疵实时检测预警系统替代了传统人工肉眼检测。原受限于目视检测的产线车速提升17.54%,极大提升了生产效率和产量。该系统的应用使得产线有效减少人工需求;大大降低了对操作工人熟练和专业程度的要求,解决招工难等问题。项目成果经济和社会效益显著。

(专家组考察航民达美染整公司高速圆网印花生产线上的在线检测系统)

四、项目完成单位简介

复旦大学始创于1905年。设有本科专业80个,拥有一级学科博士学位授权点43个,一级学科硕士学位授权点46个,博士专业学位授权点5个,硕士专业学位授权点37个,博士后科研流动站37个。在校教学科研人员3621人。中国科学院、中国工程院院士(含双聘)59人,获得各类国家级人才计划767人,占师资队伍比重近21%。复旦大学自十三五以来,科研发展势头良好、创新能力不断增强。无论在基础研究为科研主体的纵向科研领域、还是在产学研与成果转化为科创重点的横向科研领域,都取得了显著进步。

上海布眼人工智能科技有限公司成立于2019年,是一家专注于纺织服装智能化的国家高新技术企业。公司以人工智能、机器视觉、大数据分析等前沿技术为纺织行业提供智能高效的解决方案。公司研发的印花生产在线检测预警系统、实时智能瑕疵验布等质量检测产品,以及近红外纺织纤维成份分析仪、计算机视觉克重天平等产品,为传统纺织服装行业难以解决的众多痛点提供了有效的解决方案。

荣旗工业科技(苏州)股份有限公司主要从事智能装备的研发、设计、生产、销售及技术服务,重点面向智能制造中检测和组装工序提供自主研发的各类智能装备,经过多年的行业积累与发展,公司现已成为国内智能制造、智能检测领域的重要企业之一,是苹果、亚马逊产业链的重要设备供应商,并为华为、谷歌、Facebook、宁德时代等品牌提供智能检测装备。公司于2023年在创业板上市(301360)。近年来,公司加大与各高校的校企合作,在柔性产品智能检测领域与复旦大学深度合作,成果显著。

腾讯科技有限公司成立于1998年,是一家世界领先的互联网科技公司,总部位于中国深圳。2004 年于香港联合交易所上市(00700)。公司除在通信和社交服务、电子游戏及其他优质数字内容外,还提供云计算、广告、金融科技等一系列企业服务,支持合作伙伴实现数字化转型,促进业务发展。近年来也大幅增加了在包括智能检测智能制造等领域的企业服务方向上的投入。

杭州航民达美染整有限公司成立于1991年,现有员工2300余人。是上市公司浙江航民股份(600987)的子公司。公司连续多年进入中国制造业500强、中国民营企业500强、浙江民营企业100强榜单。多年在中国印染行业协会“十佳企业”排名中名列前茅。公司日均生产总量超100万米,2023年实现工业总产值12.8亿元。