Applicazione, progressi e sfide dell'intelligenza artificiale nell'ispezione della produzione SMT.

Negli ultimi anni, il settore della produzione elettronica ha subito profondi cambiamenti, con la rapida affermazione dell'intelligenza artificiale (AI) e dell'apprendimento automatico. Queste tecnologie all'avanguardia hanno guidato l'automazione, ottimizzato il controllo della qualità e fornito dati e approfondimenti preziosi nella produzione con tecnologia a montaggio superficiale (SMT) dell'assemblaggio di circuiti stampati (PCBA). L'integrazione dell'intelligenza artificiale nella produzione elettronica segna il passaggio da metodi tradizionali ad approcci più intelligenti e adattivi. D'altra parte, la fusione di IA e AOI rappresenta un'opportunità di trasformazione. Superando le sfide, il settore SMT ha adottato soluzioni di IA grazie ai progressi dell'hardware, della visione artificiale e degli algoritmi di IA. Questi sviluppi hanno rafforzato le strutture meccaniche e ridotto i falsi positivi. Nei settori con requisiti di alta affidabilità, come quello automobilistico e aerospaziale, l'IA risolve le carenze dell'ispezione automatizzata, soddisfacendo le richieste di produzione e migliorando continuamente i processi. Per coincidenza, le macchine pick and place e le macchine a raggi X di Nectec hanno tutte implementato le funzioni di calcolo in tempo reale dell'IA per favorire la precisione e la velocità di montaggio dei componenti dei chip. È interessante capire cosa rende l'IA una parte indispensabile del processo di produzione SMT. Ci sono cinque punti che vale la pena menzionare.

Primo punto, l'assistenza all'automazione dell'AI. All'inizio, la programmazione AOI comporta la configurazione manuale da parte degli ingegneri di centinaia di parametri di ispezione basati sui dati CAD dei PCB. Questo processo complesso e noioso può richiedere fino a 10 ore per ogni nuovo progetto. Le soluzioni di programmazione AI hanno trasformato questo processo generando automaticamente programmi AOI completi in pochi minuti senza l'intervento umano. Questi strumenti di programmazione automatizzati funzionano analizzando i file di progettazione dei PCB, le distinte dei materiali, le forme/dimensioni dei componenti e proponendo automaticamente le condizioni di ispezione ottimali. Gli algoritmi di visione artificiale e di apprendimento profondo sono in grado di estrarre rapidamente le informazioni chiave dai file di progettazione per consigliare la programmazione di ispezione adatta al PCB. Questa automazione semplifica il passaggio da una scheda all'altra. 

Secondo punto: l'affidabilità del sistema di ispezione AI. Uno dei vantaggi più utili dell'ispezione AI è il suo sistema di rilevamento affidabile per l'ispezione visiva dei difetti più comuni e dei componenti superficiali complessi. Quando si ispezionano parti danneggiate di componenti SMT, come chip, circuiti integrati, connettori. In realtà, è difficile prevedere l'aspetto delle parti danneggiate. Grazie all'addestramento su esempi basati sull'apprendimento umano, l'intelligenza artificiale può imparare a identificare i difetti. Attualmente, tipi di componenti come chip SMD, LED, OSC, MLD, SOD, SOT23, RNET, CNET, circuiti integrati e connettori raggiungono alti tassi di precisione. Si consiglia di consultare il proprietario del modello AI per determinare quali tipi sono disponibili per l'abilitazione di questa funzione, migliorando così l'accuratezza della verifica e riducendo il carico di lavoro dell'operatore.

Terzo punto, l'implementazione dell'algoritmo di ispezione AI. Gli algoritmi OCV/OCR tradizionali richiedono un addestramento separato e un notevole dispendio di tempo e manodopera per la loro configurazione. L'OCV/OCR è facilmente disturbato da differenze di font e caratteri mancanti, con un conseguente alto tasso di falsi positivi, che a volte può raggiungere oltre 10%-20%. AI OCV/OCR ha costruito e messo a punto una libreria di font ottimizzata per la precisione dei caratteri. AI OCV/OCR è in grado di rilevare facilmente i caratteri a basso contrasto, cosa quasi impossibile per i metodi tradizionali. La presenza di difetti a basso contrasto e di rumore nelle immagini rappresenta una sfida nell'ispezione ottica, come i vuoti nell'ispezione a raggi X e l'adesivo sulle superfici nell'ispezione ottica. 

Quarto punto, funzione di smistamento intelligente implementata all'interno dell'IA. L'intelligenza artificiale è in grado non solo di rilevare i difetti, ma anche di classificarli in modo intelligente per tipo, gravità e origine. Questa classificazione consente un'analisi mirata delle cause principali, riducendo le ricorrenze e contribuendo a un sistema di controllo qualità più solido. Un esempio di classificazione è quello dei nuovi componenti con forme e dimensioni diverse, che in genere richiedono la riprogrammazione del sistema di ispezione. L'intelligenza artificiale affronta questa sfida consentendo al sistema di ispezione di addestrarsi rapidamente sui nuovi componenti senza doverli riprogrammare. Un'altra applicazione di ispezione AI è il rilevamento di oggetti estranei. 

Ultimo punto, il quinto, è l'intelligenza e la flessibilità dell'IA nell'AOI. La flessibilità dell'IA consente ai sistemi AOI di gestire diversi tipi di componenti, colori e materiali delle schede elettroniche senza doverli riprogrammare. Addestrandosi su immagini rappresentative che includono le variazioni previste, gli algoritmi di AI imparano a distinguere tra le variazioni di processo accettabili e i veri difetti. Questa flessibilità è particolarmente preziosa negli ambienti di produzione ad alto numero di pezzi, dove le variazioni di prodotto sono frequenti. Di conseguenza, le stazioni di riparazione per l'ispezione post-ottica stanno diventando più intelligenti grazie all'IA; queste stazioni ora sfruttano il potenziale dell'IA per prendere decisioni simili a quelle umane, riducendo la necessità di una nuova ispezione manuale, abbassando i costi operativi e fornendo un'analisi dei dati sullo stato dell'ispezione in tempo reale.

In conclusione, il potere di trasformazione dell'IA nell'ispezione e nelle fabbriche intelligenti promette efficienza, adattabilità e garanzia di qualità senza precedenti. Il futuro dell'innovazione e della produzione di elettronica guidata dall'automazione è in continua evoluzione. L'impatto dell'IA si estende oltre l'ispezione all'intero ecosistema della produzione elettronica e noi guardiamo con fiducia a questa nuova era.