
当前,全球制造业格局面临着重大调整,新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革。2016年下半年,工业和信息化部发布的纲领性文件《智能制造发展规划(2016-2020年)》明确提出2020年的具体目标:研发一批智能制造关键技术装备,具备较强的竞争力,国内市场满足率超过50%;突破一批智能制造关键共性技术;核心支撑软件国内市场满足率超过30%。《重庆市以大数据智能化为引领的创新驱动发展战略行动计划(2018—2020年)》提出加快实施智能终端生产企业智能化改造,全面提升智能终端产业生产制造智能化水平。
智能制造作为一种全新的制造模式,核心在于实现机器智能和人类智能的协同,实现生产过程中自感知、自适应、自诊断、自决策、自修复等功能。在这个过程中,智能检测技术是进行设备连通、数据采集与交互、数据分析的技术基础,也是智能制造实现过程中的关键途径。对提高产品性能及生产率、降低生产成本及整个生产周期成本起着重要作用。
目前,我国智能检测行业正在超速发展,如图1所示。据统计,2016年智能检测市场规模为351.1亿元,2017年达到421.2亿元,同比增长20%。

图1 2011年-2018年智能检测行业市场规模
智能检测技术是以多种先进的传感器技术为基础的,在合适的软件支持下,自动地完成数据采集、处理、特征提取和识别,以及多种分析与计算,从而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。
智能检测系统主要有四种形式,即智能仪器、智能传感器、虚拟仪器和通用智能检测系统。智能仪器、智能传感器是传统仪器仪表与计算机科学、数字信号处理等学科的结合;虚拟仪器是具有虚拟面板且用软件实现各种功能的仪器系统;通用智能检测系统由硬件、软件两部分构成,智能检测系统原理如图2所示:

图2 通用智能检测系统原理
智能检测系统由基础控制层、参数自适应层、智能层三个层级组成。基础控制层通过各种传感器采集原始数据,对原始数据进行低层次的信息处理和融合;参数适应层对来自基础控制层的信息进行特征提取,对特征信息进行推理、综合分析处理;智能层是对数据的高层次分析融合,依赖于知识库和相应的控制集,为检测、控制、决策提供可靠依据。
智能检测系统具备以下主要特征和功能:
1)具有知识处理功能。利用领域知识和经验知识解决检测中的问题,具有特征提取、自动识别、决策能力;
2)具有多维检测和数据融合功能,可实现检测系统的高度集成,并通过环境因素补偿提高检测精度;
3)具有网络通信和远程控制功能,可实现分布式测量与控制;4)具有视觉、听觉等高级检测功能。
机器视觉检测技术是一种无接触、无损伤的智能检测技术。通过适当的光源和图像传感器( CCD 摄像机) 获取产品的表面图像,利用相应的图像处理算法提取图像的特征信息,然后根据特征信息进行表面缺陷的定位、识别、分级等判别和统计、存储、查询等操作。
针对智能制造装备的特殊需求,建立完善的机器视觉检测方法体系,指导和加速新型复杂智能制造装备的开发,如图3所示。

图3 智能制造装备视觉检测系统方案
系统方案主要由智能视觉传感器、髙速自动化视觉信息获取、视觉信息预处理、目标定位与分割、检测与识别、视觉伺服与优化控制构成。在该系统中,智能视觉传感器获取检测目标的髙质量图像;自动化图像获取主要通过整机控制系统、精密成像机构等对成像位姿、时序等进行控制实现。成像系统改善获取图像质量,并提取出获取图像中的有用信息;然后采用目标定位与分割算法、目标检测与识别算法,智能分类与判别等图像处理过程,实现对检测对象的识别、检测、分析、测量。
伴随着2019年我国启动5G商用进程,智能终端市场将进入新一轮景气周期,手机液晶面板行业也会持续保持巨大规模。液晶面板快速发展中,传统人工检测手机屏幕质量的方法已经无法适应高质、高效的生产要求,屏幕质量问题检测需要向自动化、标准化方向转型升级。
手机液晶面板检测系统集成了精密机械传动系统、视觉系统以及伺服控制系统等子系统,通过视觉系统实时高速采集手机屏画面图像,融合先进的图像分析技术和深度学习领域技术,实现对复杂环境下手机面板各类缺陷的实时缺陷分析和精确定位,从而实现对手机屏的智能化诊断。检测系统如图4所示,能够自动检测分析液晶模组制造过程出现的缺陷,如亮点、漏光、白点、黑点、异显、色差、MURA、颜色不均、划伤等。

图4 手机液晶面板检测系统
系统具备以下优势:
1)系统融合图像分析技术和深度学习领域技术,具备学习功能;可实现复杂环境下的手机液晶面板的多种类型缺陷识别及灵活、快速、高效检测和定位。
2)具备复杂环境中的图像干扰去除能力,智能过滤产品表面的干扰功能;具备低对比度缺陷检测能力,可检测对比度>=2个灰度级的缺陷。
3)具有优良的检测率和检测效率,其中误检率<10%,漏检率<0.5,单工位产品检测速度12~16秒/片。
(一)将智能检测技术与人工智能、“互联网+”相结合,打造智能化制造企业新模式
将智能检测主动融入到人工智能和“互联网+”的趋势中,实现从传统的检测技术到“互联网+”与“智能化”的新跨越。把新一代无线通讯、4G、5G、高端电子制造、智能控制、云计算、大数据等新技术切入到相关智能制造行业应用、集成的各个检测环节,改变传统、离散的智能制造模式,推进工厂现场、企业IT系统、平台、用户和产品设备的互联,以“智能工厂”与“企业IT系统”为基础,实现企业智能化生产、检测、网络化协同和产品的服务化延伸等诸多新模式,有效激发制造企业创新活力。
(二) 将深度学习应用于智能化检测技术,推动智能检测行业变革
深度学习是近十年来人工智能领域取得的重要突破。它在语音识别、自然语言处理、计算机视觉、图像与视频分析、多媒体等诸多领域的应用取得了巨大成功。依据深度学习对数据进行深度分析、挖掘,可以解决智能检测中存在的诸多挑战性难题,如目标的准确定位及表达、算法的可靠性与自适应性等,这也将成为检测行业变革的关键驱动力。

2010年,中国信息通信研究院西部分院(重庆信息通信研究院,以下简称“西部分院”)由重庆市经济信息委、南岸区人民政府、中国信息通信研究院联合指导成立。立足“政府高端专业智库、产业创新发展平台”定位,在4G/5G、无线电管理、工业互联网、智能制造、物联网、云计算、大数据、人工智能等方面进行了深入研究与前瞻布局,拥有我国中西部地区最为权威的信息通信国家级科研检测平台,在检测、科研、咨询等方面实力雄厚。
现实验和办公面积共计5000平方米,运营物联地带·渝产业园18000平方米,另有占地30亩的新基地正在建设中。西部分院共有员工200余人,高级工程师20多人,现有实验仪表300余台套,设备总价值近2亿元。为西部地区千余家电子信息企业提供检验检测、咨询和研发服务,为中西部各省、市、区级政府编制1000余项决策建议,协助招商引资和企业培育新增产值近3000亿元。
研究领域
电子信息制造领域:物联网、智能终端、传感器、天馈线等
软件与信息技术服务领域:云计算、大数据、人工智能、区块链
融合经济领域:数字经济、信息经济、智慧经济等
智慧化应用领域:智慧城市、智慧园区、智慧社区、智能制造、各垂直行业信息化建设等
电信运营领域:信息通信业发展分析、基础电信运营商支撑服务
企业咨询领域:两化融合咨询、管理咨询、政策咨询等
服务案例
《重庆市新型智慧城市建设方案》
《重庆市加快传感器产业发展专项行动计划》
《重庆市信息通信业发展蓝皮书》
《重庆市互联网产业发展调研报告》
《重庆市大数据发展工作方案》
智能楼宇可视化综合管理平台
采用物联网、人工智能等先进技术,具备建筑可视化、智能安防、智能灯光、能耗管理、消防监测、空调管理、固定资产管理、智能门禁和环境监测等功能,为管理者和使用者提供集可视化管理、全局化分析、智能化联动为一体的楼宇智能化平台,适用于智慧园区、智能机关建设。
服务案例:
重庆市经济信息委智能机关综合管理平台
重庆市南岸区物联地带·渝产业园
江西鹰潭泰尔物联网研究中心


RFID资产管理系统
采用国际标准的中间件技术,通过对资产绑定具有唯一标识的RFID电子标签,搭配手持终端、门禁以及自动盘点等标签读写设备以及资产管理软件平台,形成集软硬件于一体的资产综合管理系统。较传统的资产条码管理系统,在兼具资产台账、资产全生命周期管理等基础功能的同时,可进一步实现“资产秒盘”、“远程盘点”、“资产追踪”等RFID技术特有功能,结合3D地图,可将资产分布进行可视化展现。
服务案例:
国家无线电监测中心资产综合管理系统
国家无线电监测中心北京监测站资产清查服务及资产管理系统
青海省无线电管理办公室固定资产管理
湖南无线电监测站固定资产管理
贵州省无线电管理局固定资产管理
四川省无线电管理局固定资产管理
重庆市无线电监测站固定资产清查服务
中国信息通信研究院固定资产管理系统




