產業應用系列 #04
AOI 導入前,該問的五個問題
AOI(自動光學檢測)的導入案子,失敗的方式高度一致:設備買回來、跑得動、但現場不敢關掉人工複檢,於是變成「多花一台設備的錢,人力一個也沒少」。
而問題幾乎從來不在設備本身。是規格在採購之前就沒有問清楚。這篇列出五個必須在簽約前得到明確答案的問題,每一個都附上怎麼算。
問題一:缺陷的定義是什麼?
這是最基本、也最常被跳過的一題。「表面不能有刮傷」不是規格,因為它沒有回答:
- 多長的刮痕算刮傷?0.1 mm 還是 1 mm?
- 多深?還是只看長度不看深度?
- 位置有差嗎?功能區的刮傷和邊角的刮傷是同一件事嗎?
- 一條 2 mm 和三條各 0.5 mm,哪個嚴重?
如果三位資深檢驗員對同一片樣品的判定不一致,機器也不會有答案。
這不是刁難,是物理限制:AOI 做的是「把影像特徵對應到判定結果」,判定標準本身模糊,系統就只能學到模糊的邊界,表現出來就是誤殺與漏檢同時偏高。
建議的做法:在談規格之前,先請現場挑出 30 到 50 片實際樣品,涵蓋確定 OK、確定 NG、以及「連老師傅都會猶豫」的邊界件。這批樣品之後會變成驗收的依據,價值遠高於規格書上的形容詞。
問題二:要抓的缺陷,在解析度上做得到嗎?
這一題是純計算,不需要猜。
假設視野 50 mm、相機 2448 像素寬:
GSD = 50 mm ÷ 2448 = 20.4 µm/像素
接著把要抓的缺陷換算成像素:
| 缺陷尺寸 | 佔幾個像素 | 可行性 |
|---|---|---|
| 0.05 mm | 2.4 | 不穩定,會隨擺放角度與照明忽有忽無 |
| 0.10 mm | 4.9 | 可行,落在實務下限 |
| 0.20 mm | 9.8 | 充裕 |
如果算出來只有 2 個像素,答案不是「換更好的演算法」,而是改變光學配置:縮小視野分次拍(節拍變長)、換更高像素數的相機(成本上升)、或縮短工作距離加長焦段(機構要重做)。三條路都有代價,但都比買回來才發現看不到便宜。
問題三:誤殺與漏檢,你要哪一邊?
這是整個 AOI 專案裡最重要、也最少被討論的一題。誤殺率和漏檢率不可能同時壓低——判定門檻收緊,漏檢下降但誤殺上升;門檻放鬆,反過來。
用一個具體的例子看數量級。一天 10,000 件,實際不良率 2 %(200 件不良、9,800 件良品):
所以採購前要先決定的是這條產線怕哪一邊:
- 漏檢的代價極高(車用、醫材、航太)——門檻收緊,接受高誤殺,並編列複判人力
- 產能壓力大、單價低——門檻放鬆,用抽檢或下游測試補漏
沒有「兩個都要」這個選項。規格書上如果同時寫「誤殺率 < 0.5 %」和「漏檢率 0 %」,那份規格書不可能驗收通過。
問題四:照明的可重複性夠嗎?
AOI 的穩定度有一半以上取決於照明,而照明的問題不在「夠不夠亮」,在「每次都一樣亮嗎」。
會讓影像改變的因素:
- 環境光——白天與夜班、日光燈開關、旁邊機台的指示燈
- 光源老化——LED 的光通量會隨使用時間衰減,半年後的影像和剛驗收時不同
- 工件擺放——治具的重複定位精度若比景深還差,每次的成像條件就不同
- 表面狀態——同一批料的氧化程度、油污、殘膠
要問的問題是:這台 AOI 有沒有遮光罩?光源有沒有恆流驅動與亮度回授?有沒有定期用標準片校正的機制?這三項缺任何一項,三個月後的良率統計就沒有意義——因為你分不出是製程變差還是相機變了。
問題五:節拍與人力,真實成本是多少?
設備報價單上寫的是「每件 0.5 秒」。但一個檢測站的實際節拍是五段時間加起來的,取像只佔其中一小部分——節拍預算的完整拆解顯示,在典型配置下移動與到位安定佔 83 %,曝光只佔 0.04 %。
要算的總帳應該包含:
- 設備節拍——是否真的跟得上產線
- 複判人力——誤殺數 × 每件複判時間(上面的例子是 65 分鐘/天)
- 調機與換線——換一個料號要多久?誰有能力調?
- 維護——光源與鏡頭多久清一次、標準片多久校一次
第 3 項最常被低估。如果換線要工程師花半天調參數,而現場一週換三次線,這台 AOI 就會慢慢變成沒人想用的設備。採購時要確認的是「現場的人能不能自己換線」,不是「工程師能不能調到最好」。
小結:五個問題,五個具體答案
| 問題 | 要拿到的具體答案 |
|---|---|
| 01 缺陷定義 | 30–50 片實體樣品,含邊界件,附判定結果 |
| 02 解析度 | 缺陷佔幾個像素的計算,以及不夠時的三個選項與代價 |
| 03 誤殺/漏檢 | 明確選定要偏向哪一邊,並寫出可驗收的數字 |
| 04 照明穩定度 | 遮光、恆流驅動、標準片校正三項的具體做法 |
| 05 總成本 | 節拍 + 複判人力 + 換線時間 + 維護,不只是設備價 |
結語:AOI 不是買設備,是定義標準
導入 AOI 真正的工作量,八成在第一題——把人腦裡的判定標準,變成可以寫下來、可以量測、三個人看了會得到同樣結論的規則。這件事做完,選設備反而是相對單純的採購決策。
而這件事沒做完就買設備,最後得到的通常是一台很貴的、需要人在旁邊盯著的相機。