你能想象吗?一颗直径不到4毫米的小钢球,竟然能难倒一家年产值几亿的轴承厂。
前段时间,我和得到AI学习圈的同学,也是北京凡钢科技的创始人卢无为沟通时,他跟我分享了这么一个案例:他们用AI帮一家山东轴承公司解决了困扰多年的钢球质检难题。当我听到背后的具体细节后,发现这个案例特别有意思。
一、一颗小钢球的质检难题
你可能想不到,就是这么一颗不起眼的小钢球,撑起了多少设备的正常运转。你家里的窗帘滑轨、橱柜滑轮、洗衣机滚筒里,其实都有它的身影。在工业领域,钢球更是轴承里的核心零件,广泛应用在电动汽车、人形机器人等热门产业里。可以说,没有高质量的钢球,就没有可靠的设备。
但就是这么一颗看似简单的小钢球,对它做质检的难度和挑战很大。
卢同学告诉我,他们检测的钢球直径最小只有3.969毫米,而钢球表面的缺陷往往是微米级的——擦伤、划伤、裂纹、凹坑、杂质,这些缺陷用肉眼根本看不清楚。
人工显微镜下看到的钢球
传统的质检方式是人工抽检,比如一批次生产十几万颗钢球,然后按10%左右的比例进行抽检。这个抽检还不是机器直接识别,是通过经验丰富的老师傅借助检测仪来做。
这种检查方式的局限性,我不说你都能想到。
一是效率低得要命。一位有经验的熟手,一小时也只能检查约300颗钢球。你算算,一条生产线一天要生产几万颗钢球,这点检测速度根本跟不上。即使用上显微镜,检验员盯久了眼睛也受不了,准确率很难保证。
更关键的问题是,不同人的判断标准不一致。今天这个检验员觉得合格的钢球,明天换个人可能就判定为不合格。这种主观性,让质检的可靠性成了长期难题。
关键是抽检这种方式,不良率的标准如果定在5%,那只要低于5%的话,质检就算通过了。这套传统方案,是没办法让不良率降到更低的。
卢无为告诉我,他们之前也试过不少办法:多招检验员、提高检测仪的放大倍率、买进口的光学检测仪、提高抽检比例,等等。但这些方法要么成本太高,要么效果有限,始终解决不了“小钢球缺陷微细、批量质检效率低”的难题。
二、AI解决方案三步走
那么问题来了,卢无为他们是怎么用AI解决这个看似无解的难题的呢?
说实话,刚开始他们也是一头雾水,看到什么问题,就去找对应的解决方案。
就拿油污干扰这个问题来说。一开始,卢无为的想法很直接:既然油污影响检测,那就先把油污清理干净再检测。于是,他们花了大量人力物力,专门安排工人在检测前把钢球表面的油污擦拭干净。
这一擦不要紧,问题更多了。抹布带来了新的杂质,有时候是纤维,有时候是静电吸附的灰尘。为了解决这个问题,他们又开始采购各种材质的抹布——无纺布的、超细纤维的、防静电的,甚至还试过医用级别的擦拭布。
结果呢?在实验室里效果还不错,但一回到真实的生产环境,这套方案直接就崩了。为什么?因为他们忽略了一个关键事实:油污其实在保护钢球不被磨损。清理掉油污后,钢球在传输过程中反而容易产生新的划痕。
更要命的是,前期为了这个“清洁方案”,投入了几十万的设备和人力成本。卢无为跟我开玩笑说,那段时间他们几乎每天都在买新抹布,仓库里堆了一屋子各种擦拭用品,“我们简直成了抹布专家,什么材质的都试过。”
转机出现在什么时候呢?当他们决定带油检测的时候。不再跟油污较劲,而是针对油污环境建模,让AI学会在有油污的情况下识别缺陷。这一改变,检测准确率反而大幅提升了。
相机选择也是一样的套路。一开始,卢无为他们想当然地认为,要做微米级的缺陷检测,肯定得用最好的设备。于是直接瞄准了百万元级别的芯片级相机,光是询价就花了好几个月。
但实测下来发现,几万元的工业相机配上定制的光源和镜头,完全能满足他们的检测需求。关键不在硬件有多贵,而在于怎么用好它。
踩过了这一系列“巨额学费”之后,卢无为终于意识到一个问题:不能头痛医头、脚痛医脚,必须先把整个质检流程拆解清楚,找到真正的关键环节。
于是,他重新梳理了整个检测过程,抽象出了3个关键步骤:
第1步:先让AI看得清
要检测微米级的缺陷,首先得拍出高质量的照片。卢无为他们先是在传送带两侧各装了一台高速工业相机,对每颗钢球进行360°连拍。就像医生做全身CT一样,每个角度、每个细节都拍下来。
这听起来简单,但实际操作中问题一大堆。钢球表面有油污、会反光,不同车间的光线条件也不一样。为了解决这些问题,他们给相机加了带罩的可调灯箱,开机自动调亮度,保证无论在哪个车间拍照片都能保持一致的效果。我在下方放了一次次迭代的照片效果,你看,这才叫真正的小细节。
钢球拍照迭代过程
第2步:让AI学得会
有了清晰的照片,接下来就是训练AI识别各种缺陷。钢球的缺陷是依据国家行业标准分类的,哪怕不同规格的钢球,在检验标准方面也是一致的。于是他们才可以在通用大模型的基础上,进行了针对钢球缺陷的专项训练。
但这里有个问题:AI需要大量缺陷样本来学习,人工逐张标注效率太低。卢无为他们用上了半自动标注工具,机器先圈出可疑区域,人快速确认,效率提升了好几倍。这就像有了一个助手帮你预筛选,你只需要做最后的判断。
半自动标注工具
第3步:让AI判得准
最关键的是第三步。他们设计了一套「现场秒判+夜间进修」的模式:白天,AI在工厂现场进行推理,上传相机照片后几乎立刻就能出结果;晚上收工后,把当天的数据上传云端进行训练和优化,第二天模型就能升级成一个“更聪明”的版本。
这种设计很巧妙。现场推理保证了速度,云端训练保证了准确率的持续提升。就像一个员工白天在一线工作,晚上回去学习充电,第二天带着新技能重新上岗。
说到这里,你可能会问:这套系统的效果到底怎么样?
数据很直观:
AI质检速度每小时5万颗,是人工的100多倍;
准确率达到95%左右;
原来一条产线要6—7人轮班,现在只需1人盯监控;
单条产线的人力成本,从一年40多万降到几万块钱。
但更大的价值在于,工厂实现了从抽检到全检的跨越。过去受限于人力,只能抽检部分钢球,现在每一颗都能被检测到。质量稳定性大幅提升后,客户退货和罚款明显下降,一年能省下近300万。
这不只是效率改进,而是质量管理理念的升级。
三、老师傅从质疑到信任
但是,AI系统上线后,麻烦也接二连三地来了。
工厂里有个老都师傅,这个“都”姓在山东是个挺普遍的姓。他干了几十年质检,被大家称作“火眼金睛”。AI系统刚上线那会儿,老都经常摇头说:“这高科技靠不住。”他不相信机器能比人眼看得准,总觉得AI会误判。
为了让师傅们先接触接触AI,卢无为他们在检测结果上加了“红框热力图”,让师傅们可以直接看到AI判定的依据。就像AI在说:“我为什么觉得这里有问题,你看这个红框标出的区域。”
红框热力图
转机出现在一个大雨天。那天车间特别暗,有一批钢球,AI的热力图标出了缺陷区域,但老都用肉眼和显微镜反复看,都觉得没问题。按照以往的经验,他判断这批球是合格的。
但AI坚持认为有缺陷。最后他们决定把这批球单独挑出来,送到更高精度的设备上复检。结果发现,AI是对的——确实存在非常轻微的裂纹,只是在那种光线条件下,人眼很难察觉。
老都看完检测报告后,态度开始有了变化,说:“在一些环境条件里,AI确实能看见我看不见的东西。我来教它。”
从那以后,老都师傅成了模型的教练。他不再自己做检测,而是把几十年的经验“教”给AI。遇到AI判断不准的情况,他会告诉系统哪里判错了,为什么错了。他的成就感反而更强了——从一个质检工人,变成了AI的老师。
说实话,这是这个案例最打动我的地方,不是技术方案有多先进,而是人和AI如何真正协作。AI不是来抢工人饭碗的,而是来当工人的助手和学生的。老都师傅从质疑AI到成为AI的教练,这个转变过程,我觉得特别有启发性。
四、三个可复制的方法论
听完这个钢球质检的案例,你可能会想:这个案例对我有什么用?我又不做钢球,也没有工厂。
其实,不管你是在制造业、服务业,还是其他行业,只要想让AI在你的业务里真正发挥作用,卢无为他们踩过的坑、总结的经验,都值得参考。我总结了三点,你也可以对照看看:
1. 拆解问题,系统解决
把问题拆解清楚,让每个细分问题都有对应的解决方案。
卢无为他们没有急着上AI,而是先把质检难题拆解成三个具体问题:看得清、学得会、判得准。
你想想,如果一开始就想着“用AI解决钢球质检问题”,这个目标太大太模糊,根本不知道从哪下手。但拆解成具体步骤后,每一步都有明确的技术路径。这种系统性思考,不管在哪个行业都适用。
2. 人机协作,经验传承
重视一线工人的反馈,让他们成为AI的教练。
老都师傅的转变就是最好的例子。从“AI靠不住”到“我来教它”,这种心态的转变,比任何技术突破都重要。
你有没有发现,很多AI项目失败,不是技术不行,而是人不接受。让有经验的老师傅参与进来,不仅能提升AI的准确率,还能解决推广阻力。
3. 数据流动,持续进化
让数据真正流动起来,形成学习闭环。
这是最关键的一点。卢无为他们设计的「现场秒判+夜间进修」模式,让AI能够持续学习、持续进步。就像每天给AI补一节课,让它不断变得更聪明。这种数据闭环,不仅提升了AI的能力,还降低了维护成本。你想想,如果AI不能自我进化,那就只是一个固化的工具,很快就会过时。
五、持续挑战与未来展望
当然,上面说的这套系统,在技术上也不是没有挑战。
卢无为也很坦诚,AI识别层面,虽然目前他们这套系统能做到95%左右的准确率,但剩下的5%很难突破。主要原因是部分缺陷太轻微,受限于光学条件和分辨率;还有一些表面杂质会干扰识别。
为了解决这个问题,他们正在尝试一个新思路:不是让AI识别坏球,而是让AI识别好球。凡是不符合好球标准的,就判为不合格。这个思路听起来很直接,但难点在于“好球”的标准该怎么统一定义。卢无为说,这个问题他们还在摸索。
我也会持续追踪卢无为的进度,有新的突破会第一时间和大家分享。
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