AI工业质检应用发展白皮书（2023)

AI工业质检应用发展白皮书国家工业信息安全发展研究中心人工智能所2023年4月15日Cic工信安全目录01AI工业质检概述02AI工业质检的背景和意义AI工业质检产业发展的态势03AI工业质检在行业中的典型应用04AI工业质检发展仍存在问题0506AI工业质检发展趋势Cic工信安全前言党的二十大报告提出，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国。制造强国战略是党中央国务院从提升国际竞争力、增强综合国力、保障国家安全的战略高度，做出的重大战略部署。制造业是中国经济的“压舱石”,是立国之本、兴国之器、强国之基，对稳增长起着至关重要的作用。CIC工信安全01AI工业质检概述01（一）AI工业质检的定义及特点AI工业质检定义AI工业质检一般架构AI工业质检系统部署方式AI>AI工业质检是指基于AI技术对工业>AI工业质检系统一般架构包括数据采集单>AI工业质检系统部署方式包括本地部署、T产品进行质量检测的活动。元、数据处理分析单元和执行单元。云部署和混合部署三种。业内基本形成了AI工业质检特指基于深通常包含数据采集环节和模型开发环节两个关数据采集、执行系统需靠近被检对象本地部署，度学习算法的计算机视觉工业产品质量键环节。模型开发过程通常涉及数据采集及预算法、模型和软件处理平台可采取本地部署、概检验的共识。处理优化、模型训练、应用及选代优化等环节。云部署或混合部署，混合部署指推理AI模型在述本地部署，训练系统云部署云端/远端控制单元/按制系统五行平台/环境部馨数据采集议备Cic工信安全 （二）工业质检主要经历三个发展阶段011.4工业质检主要经历三个发展阶段8Al工业一人工为主、设备为辅深度学习AI工业质检人工质检伴随工业生产而生，目前仍是质检的传统机器视觉是在高精度光学设备的基础上，AI工业质检是基于深度学习卷积神经网络在重要手段，通常是指采用人工为主、人工和设基于规则或计算机视觉算法，通过计算机视大规模工业数据以及快速数据采集、数据处述备相结合的方式来检测工业产品质量。觉替代人工质检的阶段。理能力支撑下的质检手段。人工质检易受质检人员经验和主观因素影响，能够满足具有明确特征的检测需求，但需要深度学习以其较少需要人工干预，准确率较存在效率低、成本高、漏检和误检产品一致性 开发人员有较强的行业知识或背景，二些场 高，具有自选代优化等特性，成为AI工业质等问题。但由于检测场景和对象的复杂性，人 景下准确率较低，模型泛化能力低，自我迭 检的主流技术手段，市场上出现了大量基于工质检将和机器质检长期并存，不会完全被替 代优化能力弱等问题，随着质检场景和对象深度学习的工业质检产品、系统、解决方案越来越复杂，传统机器视觉难以满足复杂工和应用案例，AI工业质检进入了深度学习阶业场景的实际需求。段。Cic工信安全02AI工业质检的背景和意义02（一）主要工业国家加快推进AI技术和制造业融合发展2.1推进AI技术和制造业融合发展M工业质AI技术成为引领未来战略性技术随着深度学习、大模型技术等人工智能技术的快速发展，世界主要发达国家把发展围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署，力图在新一轮国际科技竞争中掌检握主导权。的背工业数字化、智能化浪潮席卷全球AI为工业赋能成为多方共识景数字技术、智能技术是提升改造传统工业，意AI与制造业相互促进发展成为各国推动产业数字化义的重要路径，鼓励支持企业在生产中应用人工智能要经济体的共识，通过系列政策加快数字化、新技术，实现生产方式向柔性化、智能化、精细化工业化进程。转变。Cic工信安全（二）AI工业质检是推动工业转型升级和AI技术落地重要动力022.2推动工业转型升级和AI技术落地A工业●践行质量强国◆工业智能化生产质AI工业质检是践行质量强国的重要抓手AI工业质检是智能制造的关键环节之-检的背景和意义●推动AI行业落地缓解劳动力短缺AI工业质检是AI行业落地的典型成功场景缓解劳动力短缺的重要技术路径缓鲜柔Cic工信安全03AI工业质检产业发展的态势 03（一）AI工业应用前景广泛，AI工业质检市场高速增长N工业质检产业发展的态势人工智能在制造领域的应用市场规模显著增长中国AI工业质检市场具备良好发展空间和增长势头中国工业A/市场规模（2020-2025）中国AI工业质检市场规模及预测（2020-2025）250010000.6360%40%263.930%g市场规模（百万美元）增长率(%)来源：IDO角提供了良好的基础平均增长率也超过30%Cic工信安全03（二）机器视觉与AI产业交叉融合形成AI工业质检产业链AI工业质检产业链非常丰富，机器视觉产业与AI产业交叉融合构建AI工业质检产业链。上游主要以基础的硬件和软件Al业质AI工业质检产业链视图检上游产产业链上游较为成熟，国外厂商占业VOPTVOPTsmar消费电子据主导地位一发展的钢铁采集卡产业链中游竞争激烈，产业态势持VOPT.KEYENC辉续演进C下游部分行业需求先行爆发，其它ZTE中兴半导体Cic工信安全03（三）高成长企业占据市场主体，集中在工业大省种墨特征校筹对和Al须域的公司主要集中于广东、江苏两工业大省。工业质检产业发展的态势10-000省份数量城市数量88296江苏省深圳市来源：和沐智讯一工业质检产业数据库Cic工信安全03（四）多类主体抢占AI工业质检市场，结合自身优势布局AI奔朵商基于个/通用技术向行业海漆系机麗现觉并颗技希属化软押算法能金粤整鑫光从A技术切入在细分领域和佐统剧模迷用离界缝肩身柔求打造A1工口一方面不断强化自身在成像、软决方案大棉离，智机形欣生钱的软硬口 基于对不异行状服务化理解汗控案金KEYENCE的糖对外瘤通过数字化公司将自身势年的康耐视推出基COGNEX格创东盟包阿丘科技来源：和沐智讯一工业质检产业Cic工信安全03（五）AI、精准成像、嵌入式齐头并进推动技术创新发展AI小样态等习菇释業灵等深化应用，磷惯技术奥精准化和3D化发展，提籍入戴技术持续演进，提升系统部署工业口 以深磨学灵势虞算法的核心技术检2smartMerelMT 3D最糖术不断演进增强质检信势3m)多基于条纹投射机，让非程序格创东器海联入式关方可协状进行准确的测金决自动化客户在超千方万来源：和沐智讯—工业质检产业数据库Cic工信安全 03（六）企业创新高速发展，产业投融资火热产业投融资热度持续，领先企业进入IPO或者上市阶段M工业质检产业发展的态势A/工业质检近年来持续吸引创业公司和投资机构入局几构对A/工业质检投资热情高于A/整体市场。历年AI工业质检企业融资及上市情况业超过10家，20家重点企业融资分布产业投融资热度持续，领先企业进入IPO或者上市阶段内构建A/工业质检能力充深度学习软件公司—ViDiSystems 和AB在五，年前就收购了引/领3D检测和质量量控制解决方案领域的顶尖创新公司来源：和沐智讯一工业质检产业数据Cic工信安全04AI工业质检在行业中的典型应用04电子制造业在各细分行业众多工序取得广泛应用电子制造产业上下游各环节存在广泛的AI工业质检应用场景，目前在电子零部件制造、家电制造、通信Al工业》家电缺陷检测》电子零部件缺陷检测》通信电子缺陷检测质检在行业的典型应用热水器算法检测结果，来源卡奥斯5G+AI+AR技术，实现产品质检人PCB板上转接柱、垫片、跨接片是否缺失、点胶检测、小米等手机的稀士VCM磁钢结构件进行检测，产品的良品率由70%提检测的准确性提升200%，提升约5%的综合产品良率，·提升100%节省人力成本700万/年Cic工信安全汽车行业整车及多种零部件生产环节得到成功应用汽车整车生产各环节及各类机械零部件生产过程中，都在逐步探索应用AI工业质检，目前在整车四大工Al艺缺陷检测及多种零部件生产的部分环节已经实现成功应用工业整车生产过程缺陷检测>零部件缺陷检测质检·车灯总装·车身焊接·车身涂胶行业的典型广汽本田总装车灯检测，来源百度智能云吉利汽车领克工厂车身焊接质量展示汽车零部件检测，来源浪潮工业互联网用业视变智能装车亿基于男馨智能系工·吉利汽车成都领克工厂将广域利用摇槽船：重庆某汽车零部件厂利用浪潮提供的A度铭岛Geega（际嘉）科技定制的AI车窗玻璃涂视觉质检解决方案，实现了配件有无、对120张照片进行自动识别检测用在焊接工艺质量检检测系统，检测胶条是否存建立质量在缺陷·提升白车身焊点质量1.5%，问否有划痕、损坏等质量缺陷检测产线自动化的水平，高达99%，且能够通过系统在线记题整改率提升80%，管理效率节约了人力成本检测效率提升5倍，准确度由96%提高到99.99Cic工信安全04钢铁治金行业在几类重点环节形成应用突破钢铁冶金包含钢铁、铝、铜等各类有色金属，目前在后道工序的板材表面缺陷检测、废钢回收定级、金AI工相检测等几类重点环节形成应用突破业板材表面缺陷检测》废钢定级》金相检验在业应工业缺陷检测（铝材表面）实训平台，来源海云捷迅显微镜下钢铁金相组织用山西晋南钢铁集团已上线与阿里巴巴达南钢科技质量部和金恒科技联合研西南铝业与重庆海云捷迅科技合作的铝摩院合作开发废钢的定级重准确率针对一批出针对当前收集到的十多种缺陷，检测精达90%，节约废钢定级时间近三分之一，每6组54个试样，6名检验人员同时度可达97%，预计每年可为用户企业节省检则投入上千万元天单点能检测定级上干吨的废钢小时就完成了检验过程并生成了报告Cic工信安全 新能源行业领先企业应用到生产全环节04新能源AI工业质检应用主要集中在太阳能电池板及新能源汽车锂电池等领域，领先企业将AI工业质检应AI工用到生产的众多工艺的缺陷检测环节，部分企业实现生产全环节的应用业》光伏电池片检测》光伏控制器检测》锂电池工艺缺陷检测检行业智能光伏控制器一的典型共3种型号11 种配置天线2应光伏控制器AI工业质检，来源华为昇腾里电池AI工业质检系统，来源东升智能用康智能光伏控制器产线采用华为昇国内某新能源龙头企业应用思谋科技打造的统，对生产过程进行全流程AI工业质全过程中近200项质量检测数据进行铭牌进行自动检测实现漏散点、断胶等对斤和判定经过长期稳定运行厅，实现月检测6000+台总体准确率>99%。的最大产能比原来提升了6倍，生产线效率提升85%，产线成本整体节省300万元Cic工信安全04服装行业在重点场景实现初步应用纺织服装行业目前主要在纺织行业的布匹瑕疵检测、化纤行业的丝锭检测等重点场景实现AI工业质检初步应用。工业布匹瑕疵检测·化纤丝锭检测质检在行业的典型应用但严检验效率相比人上质检提高70%，王人日检验数量从点提供在线高速、精确的布面缺陷检测在查全率和查准率上也达到了“双9”标准，远高于行业内人工查全率、查3000锭大幅下降到200锭准率70%的水平线，实现人看管一台验布机”到“一人看管多机Cic工信安全04装备制造、包装印刷、家装等行业应用集中在特定场景出于应用场景窄、企业投入能力不足、技术难度高等原因，装备制造、包装印刷、家装等行业，也有AIAl工业质检的应用，但主要集中在部分特定的场景工业装备制造行业包装印刷行业》家装行业检换板匹配结果机械主阀装配操作检测，来源中科云谷用卡：软包著场景下不婴格出的减刀丝然驼、注瓷砖AI检测系统，来源阿里云某工程机械企业利用中科云谷AI系统分析·新明珠集团与阿里云的瓷砖AI工业质检系统，实时提示工人的不合规操作，实际工步防陕西显升等包装印刷企业，应用凌云光AI包检测最快速度可达到60片片/分钟，保证检出率刷检测系统送97%以上，误检率仅为1.5%，每条产线人吴的发生，减少返工及质量问题实现浅缺陷检测达到90%检出率，缺陷误报均效能可提升70%以上率低于10%Cic工信安全05AI工业质检发展仍存在问题AI工业质检发展仍存在问题05AI工缺陷样本数据量缺乏，提高技术应用门槛企业竞争激烈，限制技术累积和创新AI工业应用技术广阔的发展前景和低技术、资入AI工业得不通过各种技术手段提升算法的适应能力多数企业盈利能力差，难形成完善的自我造血、在小样本状态下提升检测模型质量，导致AI工累