隨著制造業(yè)的市場發(fā)展，逐步從數(shù)量擴增向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)變。

通過提升產(chǎn)品質(zhì)量來生產(chǎn)高附加值、高利潤的產(chǎn)品，可以實現(xiàn)產(chǎn)品競爭力的躍升。

提升產(chǎn)品質(zhì)量的思路有加強品質(zhì)檢驗、提升工藝技術(shù)水準(zhǔn)和規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)等，其中加強品質(zhì)檢驗是制造業(yè)生產(chǎn)中最常用的方式。

影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素多種多樣，例如外觀品質(zhì)、功能品質(zhì)、性能品質(zhì)等。

用戶和生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，除了較高的功能品質(zhì)和性能品質(zhì)之外，對外觀品質(zhì)的要求也在逐年提高，即良好的表面質(zhì)量。

特別在服裝、箱包等紡織輕工領(lǐng)域內(nèi)，用戶對于產(chǎn)品外觀品質(zhì)的重視程度甚至大于其功能品質(zhì)，如果這類產(chǎn)品存在變形、臟污、劃傷等表面缺陷，將導(dǎo)致產(chǎn)品的美觀度大打折扣，其價值也備受影響。

即便是嚴(yán)格把控制造的每一道流程，生產(chǎn)良品率也無法達(dá)到100%，這意味著總會有不合格品被生產(chǎn)出來。而基于機器視覺技術(shù)的表面缺陷檢測系統(tǒng)便是阻止不合格品流入市場的“門神”。表面缺陷檢測系統(tǒng)的意義主要體現(xiàn)在以下三個方面：

嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量

表面缺陷不僅破壞產(chǎn)品的美感和舒適度，還可能對產(chǎn)品的性能造成嚴(yán)重?fù)p害。

因此，產(chǎn)品的表面缺陷檢測系統(tǒng)必須覆蓋在生產(chǎn)的多個環(huán)節(jié)，既在出廠前的最后環(huán)節(jié)，也在生產(chǎn)的中間關(guān)節(jié)。以帶鋼檢測為例，帶鋼表面質(zhì)量是評估產(chǎn)品等級的關(guān)鍵指標(biāo)。

對于中間環(huán)節(jié)來講，帶有孔洞和邊裂等表面缺陷的產(chǎn)品由軋機向下游傳遞，可能造成連退機組斷帶、鋼板降級改判、產(chǎn)品判廢等嚴(yán)重生產(chǎn)事故；

對于最后環(huán)節(jié)來說，出廠終檢是交付客戶前的最后一次把關(guān)。

如果缺乏有效的缺陷檢測系統(tǒng)，會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量等級的錯誤分級。

由于帶鋼是電機、發(fā)電機和變壓器鐵芯的主要制作材料，夾雜、斑塊、壓入氧化平等表面缺陷會嚴(yán)重?fù)p害帶鋼的抗腐蝕性、抗疲勞性和鐵損特性，直接影響電機、發(fā)電機等產(chǎn)品的性能。

若品質(zhì)不達(dá)標(biāo)的帶鋼在出廠前未能被甄別出來，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

隨著消費水平的不斷升級，大眾對產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀越來越關(guān)注，生產(chǎn)高質(zhì)量、高可靠性的產(chǎn)品已是大勢所趨。

在這種背景下，表面缺陷檢測系統(tǒng)對于減少生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著至關(guān)重要的作用。

防止?jié)撛诘慕?jīng)濟損失和法律糾紛

表面缺陷檢測系統(tǒng)能夠有效杜絕或減少殘次品流入市場。

在汽車、3C等領(lǐng)域內(nèi)，由于該類產(chǎn)品由成千上萬的零部件組成，產(chǎn)品又大多屬于大批量生產(chǎn)，表面出現(xiàn)微小的劃痕、裂紋和凹坑等瑕疵難以避免。

但是其中某些關(guān)鍵零部件的破損可能會給最終的用戶帶來安全風(fēng)險。

以汽車中的懸架彈簧和發(fā)動機為例：

汽車懸架表面涂層需經(jīng)過嚴(yán)格的出廠，若懸架的表面涂層不均勻或有剝離脫落，在持續(xù)沖擊和腐蝕下，容易萌生裂紋，甚至導(dǎo)致懸架彈簧疲勞斷裂，危及駕駛?cè)说娜松戆踩?；發(fā)動機作為汽車的“心臟”，車輛生產(chǎn)制造過程中非常核心的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量把控非常嚴(yán)格。若發(fā)動機缸孔壁出現(xiàn)磨損、縮松等缺陷，會造成漏油、漏氣等問題，不但會影響發(fā)動機的工作性能，甚至引發(fā)安全事故。

如今，因所售產(chǎn)品存在缺陷或安全隱患，每年都有大量生產(chǎn)商將已經(jīng)送到下游零售商或最終客戶的產(chǎn)品召回，導(dǎo)致沉重的經(jīng)濟損失。

嚴(yán)格的表面缺陷檢測系統(tǒng)能夠防止不合格品流入市場，杜絕潛在的經(jīng)濟損失和法律糾紛，有利于提升企業(yè)的形象。

針對性的生產(chǎn)線維護和改造方案

表面缺陷檢測系統(tǒng)的另一重要作用是幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)相應(yīng)生產(chǎn)工藝，預(yù)判性地維護生產(chǎn)機器。準(zhǔn)確地檢測出缺陷的類別是有效指導(dǎo)生產(chǎn)、檢修的前提。通過自動化、智能化的表面缺陷檢測系統(tǒng)方法，分析缺陷產(chǎn)生的原因，使得生產(chǎn)線的維護工作更具有針對性，有效降低維護成本和檢修成本。同時，表面缺陷檢測系統(tǒng)能夠幫助企業(yè)更好地掌握產(chǎn)品質(zhì)量分布狀況，尋找質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，降低產(chǎn)品質(zhì)量波動，形成生產(chǎn)和質(zhì)量提升的閉環(huán)控制。

通過上述內(nèi)容可以看出，在產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中，引入具有高精度和高效率的表面缺陷檢測系統(tǒng)尤為重要。

表面缺陷檢測系統(tǒng)的現(xiàn)狀

作為生產(chǎn)制造過程中必不可少的一步，表面缺陷檢測系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，包括3C、半導(dǎo)體及電子、汽車、化工、醫(yī)藥、輕工、軍工等行業(yè)，催生了眾多上下游企業(yè)。

自20世紀(jì)開始，表面缺陷檢測系統(tǒng)大致經(jīng)歷了三個階段，分別是人工目視法檢測、單一機電或光學(xué)技術(shù)檢測以及機器視覺檢測。

人工目視法起源最早，應(yīng)用最廣，雖然人工智能及機器視覺等先進(jìn)檢測技術(shù)逐漸成熟，但依靠肉眼進(jìn)行缺陷檢測仍然占據(jù)較大的比重，并廣泛存在于中小企業(yè)中。

據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前80%以上的工業(yè)表面缺陷檢測系統(tǒng)仍依賴于人工檢測法，每天產(chǎn)品線上進(jìn)行人工檢測的工人數(shù)量超350萬人。

以富士康，伯恩光學(xué)等為代表的制造企業(yè)招聘大量的質(zhì)檢工人，采取流水線的形式進(jìn)行檢測。

然而，隨著人口紅利的消失，以及工作枯燥、自由度低、薪酬較少，愿意從事質(zhì)檢的越來越少，用工難問題愈發(fā)凸顯。

從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，機器視覺等先進(jìn)檢測系統(tǒng)將逐漸取代人工，這主要是因為人工檢測法具有以下缺點：

勞動強度大、檢測穩(wěn)定性及一致性差

人工檢測法需要工人處于固定工位上，用肉眼觀察產(chǎn)品來判斷有無缺陷。長時間的檢測工作容易對人眼造成傷害，特別是在檢測玻璃、金屬等強烈反光的物體表面時。冶金、軌道交通、機械制造等行業(yè)內(nèi)的缺陷檢測場景噪聲大、煙塵重、危險性高，長期處于惡劣的工作環(huán)境對工人的身心健康造成惡劣影響。受工人的情緒浮動、技術(shù)水平、判斷標(biāo)準(zhǔn)、個體差異等因素影響，甚至無法保障同一批次產(chǎn)品的檢測穩(wěn)定性和一致性，使得產(chǎn)品質(zhì)量上下浮動，參差不齊。

自動化程度低、生產(chǎn)效率低

由于工人的質(zhì)檢效率上限較低，同時人工成本又越來越高，企業(yè)為保障生產(chǎn)效率，一般采取抽樣檢測的策略。一批產(chǎn)品中隨機抽取少量產(chǎn)品來評估整批產(chǎn)品的質(zhì)量，其嚴(yán)格程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全面檢測。因此人工進(jìn)行缺陷檢測時容易陷入一種矛盾： 質(zhì)量控制和生產(chǎn)效率二者不可兼得。這種矛盾在面料、帶鋼、薄膜等產(chǎn)品的表面缺陷檢測系統(tǒng)中尤為突出。這一類產(chǎn)品多為高速連續(xù)性生產(chǎn)，當(dāng)生產(chǎn)速度高于3m/s時，人眼便難以分辨出其中的缺陷。

難以形成精益化生產(chǎn)

質(zhì)量是制造出來的，而不是檢測出來的。檢測只是一種事后補救，不但成本高而且無法保證不出差錯。許多檢測不僅需要判斷產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，還要記錄并統(tǒng)計缺陷的位置、尺寸和數(shù)量等數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的人工檢測使用紙筆記錄質(zhì)檢結(jié)果，檢測數(shù)據(jù)不全且分散，無法形成具有價值的反饋信息來指導(dǎo)精益化生產(chǎn)。

招工難、用工難、培訓(xùn)難、成本高

工作待遇低、工作時間長、勞動強度大等因此直接影響了招工的穩(wěn)定性。越來越多年輕人寧愿去送外賣也不愿進(jìn)入工廠工作，使得缺陷檢測這種傳統(tǒng)的勞動密集型崗位很難招聘到工人，培訓(xùn)后的熟練工又存在人才流失嚴(yán)重等問題。人口紅利消失的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，用人成本不斷攀升，上線自動化缺陷檢測系統(tǒng)已從“可選”轉(zhuǎn)向“必選”。

為了在不斷變化和競爭愈發(fā)激烈的市場中占據(jù)優(yōu)勢，企業(yè)既要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以滿足客戶需求，又要不斷提升生產(chǎn)線的效率以適應(yīng)市場的快節(jié)奏。

而采用自動化、智能化的表面缺陷檢測系統(tǒng)方法是兼顧質(zhì)量與效率的重要手段。

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