AI 銳眼判讀,讓瑕疵無所遁形:尚鴻開發科技資訊以 3D AOI 與 AI 打造零缺陷產線
AI 銳眼判讀,讓瑕疵無所遁形:尚鴻開發科技資訊以 3D AOI 與 AI 打造零缺陷產線

在台灣,每十台白牌機車就有八台數位儀表板是來自尚鴻開發科技資訊(下稱尚鴻)。這家成立於 2003 年的電子廠,不僅是台灣前三大機車數位儀表品牌,產品版圖更橫跨車用開關、高階電競鍵盤、軍規電子元件,客戶遍及全球。為了滿足高精度的市場需求,尚鴻挑戰導入尖端的 3D 自動光學檢測(Automated Optical Inspection, AOI)同時結合 AI 覆判,在經濟部「協助中小製造業低碳化智慧化升級轉型補助」的支持下,為傳統檢測流程裝上智慧之眼,邁向近乎零缺陷的智慧製造未來。

從人眼到 2D,不良品檢測技術的瓶頸與挑戰

佈滿成千上百個微小零件的電路板,讓電子產品得以運作。以 SMT (表面貼裝技術)為例,電子元件直接以錫膏焊接到電路板上,難免會發生缺件、空焊、錫多錫少等狀況。過去依靠人工用放大鏡,一片一片檢查瑕疵,耗時費力,更對員工身體造成負擔。「人會累、會漏檢,而且非常傷眼睛。」林謜竣廠長直言,傳統檢測方法受限於人員的眼力和精神狀況,然而車用電子產品攸關安全,任何微小的疏漏,後果都可能難以挽回。

為了克服人力極限,產業界發明了 2D AOI 設備,透過機器從正上方俯拍電路板,進行光學比對,篩查瑕疵。這項技術雖然自動化,卻仍有限制。「從 2D 平面去看,如果零件只是微微翹起來,其實看不出來。」林謜竣廠長解釋,有些瑕疵從俯視角度看與良品無異,卻是潛在的品質隱憂。此外,2D AOI 的誤判率偏高,導致其「直通率」(第一次檢測就通過的比例)僅有 50% 左右,大量被機器判讀為不良的產品,仍需耗費人力進行二次覆判。

導入 3D AOI,推動智慧化的檢測變革

為克服 2D AOI 的限制,市場上開始出現「3D AOI」技術。 3D AOI 增加了「高度」這項維度,以多種光源進行 3D 掃描,機器藉由光線的折射情況,偵測電子元件的立體資訊,許多 2D 檢測無法判斷的問題,在 3D 視野下一覽無遺。

尚鴻團隊觀望 3D AOI 技術多年,卻因成本高昂而未引進。林謜竣坦言,檢測設備不像產線設備是生財工具,直到近年技術成熟,加上經濟部「協助中小製造業低碳化智慧化升級轉型補助」提供經費支持,才讓尚鴻下定決心,啟動檢測設備的智慧升級。

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引進AI技術的尚鴻,最終覆判準確率可高達99.3%以上。
圖/ 財團法人中國生產力中心

引進新設備,第一線人員的適應是一大難題,尚鴻的員工有相當高比例為越南籍,更面臨不小的語言障礙。為此,尚鴻選擇向台灣檢測設備大廠德律採購:「我們跟德律說,如果能教會我們的越南籍同仁寫程式,我們就買。結果他們只花了三天,就把整套越南文系統灌進設備,成功教會了大家。」林謜竣表示,借助德律的在地服務優勢,省去代理商的溝通成本,大幅縮短導入時間。

然而,硬體升級只是第一步。為了讓這雙「智慧之眼」更加銳利,尚鴻決定進一步與顧問公司焊碼科技合作,將檢測系統推向「智慧化」。導入 AI 技術,以深度學習讓 AI 覆判 AOI 設備檢測出的異常點,大幅減少後續需要人工介入的次數。

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尚鴻與顧問公司焊碼科技合作,將檢測系統推向「智慧化」。
圖/ 財團法人中國生產力中心

AI 賦能,以創新技術訓練高準度 AI 覆判模型

AI 應用仰賴大量的資料串接與模型訓練,如果每次更換產線,AI 模型就得重新訓練,勢必衝擊產能。對此,焊碼科技提出一套創新的「離線」解決方案。「我們將模型獨立出來,在不影響產線運作的情況下訓練。」陳柏志顧問解釋,運用最新AI技術,僅需數十張瑕疵照片,便能「合成」大量訓練數據,在短時間內建立起高準度的瑕疵檢測模型。過去耗時二至三個月的訓練過程,如今僅需一兩個小時便能完成。等到產線閒置時,再導入訓練好的模型,實現無痛升級。

借助AI賦能,檢測的「直通率」從過去 2D AOI 的 50% 一舉躍升至 95%,經過優化學習,AI 覆判準確率最終高達 99.3% 以上。此外,每件電路板的檢測時間,從 50 秒縮短至 20 多秒,每日有效檢測數量提升 251%,產線的效率與品質獲得前所未有的提升。

陳柏志顧問觀察,以尚鴻的中小企業規模,投入如此高階的 AI 設備技術,在同業中並不多見。這場智慧變革,也悄然改變了工廠的人力文化。林謜竣廠長期望,導入 AI 能漸漸實現「人機協作」:將容易疲勞、高重複性的動作轉給 AI 代勞,減少品檢人員的工作傷害,同時有更多時間投入創造性的任務。

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(左)尚鴻開發科技 林謜竣廠長、(右)焊碼科技 陳柏志顧問
圖/ 財團法人中國生產力中心

邁向即時聯網優化、產品零缺陷的智慧工廠

展望未來,尚鴻期望逐步實現整條產線的「機聯網」,建立可視化的「戰情看板」,即時整合所有機台數據。「如果後端 AOI 發現打件一直偏掉,可以即時把訊號拋給前面的 SMT 機台,讓它自己微調修正。」林謜竣舉例,在未來的智慧工廠中,檢測不再只是單純發現問題,而是進化為即時自我優化的智慧製程。

尚鴻更透過「雷射雕刻」為每一片電路板刻上獨一無二的 QR code,如同身分證,連結產品的相關資訊:包含日期、時間、產線編號,甚至是 3D AOI 的檢測圖像。雷射雕刻耐磨損、不易仿冒,有助於建立完善的產品追溯系統,無論產品流向何方,一掃碼,生產履歷便清晰可見。

「不做不良品」是尚鴻一貫的品質宣言,藉由智慧製造升級,產線正一步步邁向「零缺陷」。林謜竣廠長認為,面對全球競爭與缺工議題,智慧化升級是中小企業的必經之路:「你不去做任何改變的話,很可能就被淘汰。」從人眼檢測到 AI 賦能,尚鴻賦予產線銳利的智慧之眼,走出屬於台灣中小企業的永續發展之路

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