AI-инспекция текстиля: детекция дефектов с точностью 97%

Детекция дефектов ткани: где ломается ручной контроль

Ручной контроль качества текстиля держится на внимании одного человека. Бракер ведёт полотно через просветный стол и одновременно следит за плотностью, утком, ворсом и кромкой — решение по каждому метру принимается за доли секунды. Внимание держится недолго: через сорок-пятьдесят минут смены доля пропусков растёт, и к последнему рулону проскакивает то, что уверенно ловилось в начале.

Вторая причина — размытые критерии. Граница между допустимым отклонением и дефектом часто описана словами вроде «незначительная полоса», и каждый бракер проводит её по-своему. Узлы, проколы, подплетины, разнооттеночность — часть из них заметна только под своим углом и светом, поэтому один и тот же рулон при повторной разбраковке полотна получает разный вердикт.

Пропуск дефекта в рулоне почти никогда не остаётся локальным. Он всплывает не на разбраковке, а на раскрое или у заказчика — и тогда в брак уходит не один метр, а вся партия: пересорт партии означает возврат, повторную сортировку и сдвиг сроков по всему заказу. Заказчик начинает проверять входной контроль сам и закладывает запас по срокам.

Машинная детекция дефектов ткани закрывает обе точки: она не устаёт к концу смены и держит один порог на все рулоны. Каждый метр проходит одинаковый набор признаков, дефект получает тип и координату в рулоне, а решение остаётся проверяемым — разбираем ниже, как это устроено и что даёт на выходе.

Что даёт автоматическая инспекция текстиля

Ручная разбраковка держится на операторе у просветовой рамы: к концу смены внимание падает, критерий «допустимо / недопустимо» смещается, один и тот же залом один принимает, другой отправляет в брак. Камеры на линии снимают полотно при стабильной подсветке и фиксируют положение каждого дефекта, поэтому результат не зависит от смены, усталости и того, кто сегодня вышел на контроль.

Классификатор различает типовые классы — обрыв нити, уток, масляные пятна, проколы, полосы, затяжки — и раскладывает их по 4-балльной шкале. Пороги и правила приёмки задаются один раз и совпадают с требованиями заказчика: ISO 2859-1 описывает выборку и уровни приёмочного качества, о которых стороны договариваются заранее. Так автоматическая инспекция текстиля превращает «на глаз» в единые критерии качества, применимые к любой партии и любому сменному составу.

В цифрах это выглядит так. Скорость разбраковки растёт в разы: полотно проходит на рабочей скорости линии, и узким местом становится упаковка, а не контроль. Доля пропущенного брака падает с 5-7% до долей процента — вместе с ней снижается доля возвратов от заказчика, потому что претензия чаще всего закрывается картой дефектов по рулону ещё до отгрузки.

Отдельный эффект — накопленная статистика. По каждой партии видно, какие дефекты и на каком метре преобладают, кто из поставщиков даёт больше брака и как менялась картина после правок в ткачестве. Технолог перестаёт спорить о вкусах: есть разметка, есть динамика, есть аргумент для смены режима или поставщика.

Режимы контроля: от бракеражного стола до линии

Режим контроля подбирается под артикул, а не под линию целиком. Плотный однотонный трикотаж с одиночными дефектами уверенно ловится на движущемся полотне, а ворс, мелкий узор и эластичные полотна дают ложные срабатывания — там снимок стабилизируют по свету и ужесточают порог уверенности. На артикулах с малой серийностью выгоднее не гнаться за полным покрытием, а отдельно перепроверять спорные рулоны.

Комбинируем обычно так: поток отсеивает основную массу, спорные рулоны получают вторую оценку у оператора, и обе разметки сливаются в одну выборку для дообучения. Через несколько партий порог калибруется под конкретный артикул — доля ложных срабатываний падает, а ручной перепроверки требует всё меньше рулонов.

Как строится внедрение на реальной партии ткани

Внедрение системы контроля начинается не с оборудования, а с партии ткани, на которой решение будет работать. Мы просим 300–500 погонных метров с реального производства — с браком и без, снятых при том же свете и на той же скорости линии, что стоят в цеху. По этим кадрам видно, какие дефекты вообще встречаются: обрыв утка, масляные пятна, затяжки, разнооттеночность. Дальше работа идёт по шагам, и каждый следующий опирается на предыдущий.

Порядок работ

1. Сбор образцов. Фиксируем условия съёмки и раскладываем материал по типам полотна и артикулам — смешивать их в одной выборке нельзя, разные структуры дают разный фон.
2. Разметка эталонных образцов. Каждый дефект обводится рамкой и получает класс; отдельно размечаем спорные кадры — тень от складки, узелок, ворс. Именно они чаще всего дают ложные срабатывания.
3. Настройка чувствительности. Порог подбираем исходя из цены ошибки: пропущенный дефект критичнее лишнего срабатывания, поэтому смещаем настройку в сторону полноты, а не строгой точности.
4. Проверка на отложенной партии. От 20 до 30 % образцов не участвуют в обучении. На них проверяем, что точность держится на новых рулонах, а не только на знакомых кадрах.
5. Интеграция с линией. Определяем, что происходит при срабатывании: подсветка, метка в рулоне, останов или запись в журнал. Регламент согласуем с технологами до пуска.
6. Передача и обучение смены операторов. Показываем всем сменам, как читать сигнал, как помечать спорные срабатывания и к кому идти при сбое.
7. Сопровождение первых недель. Спорные кадры возвращаются в разметку — модель дообучается на том, что реально прошло через линию.

После передачи смена работает по готовому регламенту, а мы остаёмся на связи по метрикам и обновлениям.

Комплект документации, регламентов и моделей

После запуска у заказчика остаётся не демонстрация, а рабочий комплект: модели, обученные на его артикулах, его освещении и его типах полотна, и документы, по которым смена работает без нас. Ниже — что физически передаётся в проектной папке и что мы проверяем вместе с технологом на приёмке.

Комплектность проверяем по сценарию, а не по списку файлов: если смена не может запустить линию и разобрать спорный отрезок без звонка нам — пункт не закрыт. У каждого документа есть владелец на стороне заказчика.

• Каталог дефектов — типы и подвиды брака по каждому артикулу, эталонные снимки, границы «дефект или допуск» и разбор спорных случаев с решением технолога.
• Настроенные модели — веса под артикулы заказчика, пороги срабатывания по зонам полотна, правила отбраковки и отдельная логика для кромок и стыков.
• Регламент действий оператора — что делать при срабатывании: остановка, отбор отрезка, отметка в журнале, порядок эскалации спорного случая.
• Инструкция для смены — запуск системы, проверка камер и освещения, контрольный прогон на эталонном образце, действия при ложных срабатываниях.
• Журнал срабатываний — время, артикул, тип и место дефекта, подтверждение или отклонение оператором, выгрузка за смену для разбора.
• Регламент дообучения — как добавлять новые артикулы, кто размечает спорные кадры, как часто проверяем точность на контрольной выборке.
• Эксплуатационная документация — карта оборудования, схема подключения к линии, резервные копии моделей и порядок восстановления после сбоя.
• Протокол приёмки — точность на отложенной выборке, матрица ошибок, перечень известных ограничений и режимов, где модель не применяется.

Кейс: снижение пропуска дефектов на отделке

Отделку ставят последним барьером перед отгрузкой: отбелка, крашение и аппретирование уже позади, а дефект, попавший в рулон, заказчик увидит только при раскрое. До проекта контроль вели визуально на скорости линии — инспектор не удерживает внимание на всей ширине полотна, и часть брака уходила в партию.

Мы поставили над полотном камеры и обучили модель на разметке самих инспекторов: проколы, уток, заломы и пятна идут отдельными классами, а Система четырёх баллов осталась общей шкалой пересчёта. Пороги чувствительности настраивали по артикулам — светлое полотно, ворс и тёмные тона дают разный контраст, и единый порог давал либо пропуски, либо ложные срабатывания.

Главное изменение — не сама детекция, а доказательная база по спорному рулону. Система пишет карту дефектов с привязкой к метру полотна и кадром по каждому сработавшему классу, поэтому разбор претензий идёт по факту, а не по переписке, и спорные партии перестали возвращаться на повторную перемотку.

Модель дообучаем на новых артикулах и на разборе спорных случаев — доля пропуска не растёт при смене ассортимента и держится ниже 3%.

Чем отличается контроль ворсовых и гладких полотен?

Ворс и гладкое полотно рассеивают свет по-разному, поэтому один и тот же порог чувствительности даёт на них несопоставимую картину. У ворсовых тканей фактура поверхности неоднородна сама по себе: ворсинки создают шум, который легко принять за дефект. У гладких фон ровный, зато направление нити и блики от источника дают протяжённые градиенты, похожие на залом.

Правила отбора дефектов расходятся именно здесь. На ворсе одиночная ворсинка или короткая ворсовая дорожка дефектом не считается — решение принимают по устойчивой области, подтверждённой на соседних кадрах. На гладком полотне ключ — геометрия и ориентация пятна: всё, что совпадает с направлением нити или градиентом блика, уходит в отсев. Без этого ложные срабатывания растут в разы и оператор перестаёт доверять сигналу.

Границы классов согласуем с четырёхбалльной шкалой ASTM D5430: она отделяет критичный дефект от допустимого для конкретной партии. Пороги и правила отбора настраиваем под требования заказчика, а не под абстрактную точность — поэтому одна модель держит стабильный результат на разных артикулах.

Вопросы, которые обычно задают перед стартом

Перед стартом заказчики задают один и тот же набор вопросов: как модель переживёт смену артикула, что будет при перепадах освещения, сколько ложных меток попадёт оператору.

Что делать при запуске нового артикула?

Переобучать с нуля не нужно: артикул добавляется отдельным набором эталонов и дообучается на нескольких десятках образцов, после чего проверяется на отложенной партии именно этого артикула.

Сколько будет ложных срабатываний?

Порог чувствительности настраиваем под цену ошибки: сначала работаем на полноту, чтобы не пропустить дефект, затем поднимаем порог до целевой точности. Метки, подтверждённые или отклонённые оператором, возвращаются в обучение — доля ложных падает.

Придётся ли останавливать линию?

Нет. Камеры и подсветка монтируются на раме существующего оборудования и совмещаются с плановым обслуживанием. Сначала модель работает в режиме наблюдения, сигнал на отбраковку включаете вы.

Обучаете на нашем браке?

Да, на ваших образцах: несколько сотен размеченных кадров на класс дефекта дают модель, знающую именно ваши дефекты. Если брака мало, часть случаев добираем синтезом, но приёмку ведём на вашей выборке.

С чего начать: обсудим задачу и пришлём план

Первый разговор — про производство, а не про технологии. Достаточно описать, какие дефекты критичны (обрыв утка, затяжки, пятна, задиры, разнооттеночность), на каком переделе они появляются и как контроль устроен сейчас — выборочный осмотр на выходе или ручная разбраковка полотна.

Чтобы оценка и план работ опирались на реальные данные, а не на предположения, для старта достаточно:

• образцов годной и дефектной продукции с разметкой — по нескольку десятков случаев на каждый класс дефекта;
• условий съёмки: скорость линии, освещение, ракурс, высота и тип камер;
• текущей статистики брака и правил отбраковки, по которым работает ОТК;
• критериев приёмки — какая доля пропущенных дефектов допустима и какой уровень ложных срабатываний не мешает оператору;
• доступа на площадку для записи видеопотока в рабочую смену;
• контакта технолога или оператора линии, чтобы размечать спорные случаи.

Объём аудита фиксируем до начала работ: проверяем, хватает ли данных для обучения, нет ли дрейфа между партиями и насколько согласована разметка между сменами. На выходе приходит план с этапами, точкой приёмки по каждому классу дефекта и сроками пилота — обычно от нескольких недель до двух месяцев, в зависимости от числа классов и стабильности условий съёмки.

Опишите задачу в свободной форме — вернёмся с оценкой и планом работ под ваш передел.