Идет набор

    Проект: Интеллектуальная многоспектральная оптическая система автоматического контроля печатных плат и электронных компонентов

    Аннотация проекта:
    Проект направлен на разработку интеллектуальной оптоэлектронной системы автоматического контроля качества печатных плат и электронных компонентов. Система будет использовать промышленную камеру, специализированную оптику, управляемое освещение и несколько спектральных каналов для получения информативных изображений печатной платы. Полученные данные будут анализироваться с использованием методов компьютерного зрения и искусственного интеллекта. Система должна автоматически выявлять такие дефекты, как отсутствие или неправильное расположение компонентов, нарушение ориентации, повреждения элементов, загрязнения и другие визуально определяемые дефекты. Особое внимание в проекте уделяется исследованию того, как выбор спектрального диапазона и параметров освещения влияет на способность системы обнаруживать дефекты. Это позволяет объединить задачи фотоники, оптоэлектроники, технического зрения и искусственного интеллекта в едином исследовательском проекте.
    Партнер проекта:

    ФГАОУ ВО ТУСУР

    ТУСУР – признанный лидер в сфере подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики, аэрокосмического и оборонного комплексов страны, внедряющий инновационные образовательные и исследовательские программы, прикладные разработки новой техники, аппаратуры и систем управления. Университет уверенно держит первенство в реализации программ инновационного развития. Выпускники ТУСУРа составляют кадровую основу многих предприятий как в России, так и за рубежом.

    Вакансии:
    Инженер по компьютерному зрению и машинному обучениюИнженер по оптике и многоспектральным системамИнженер по данным и тестированию AIИнженер по электронике и аппаратной интеграции
    Классификация работы:
    Разработка ПО
    Направление исследований и разработок:
    Н1. Цифровые технологии

    Конечный продукт

    Разрабатываемая система должна обеспечивать: * автоматическое получение изображений печатной платы; * стабильное качество изображения при контролируемых условиях съёмки; * обнаружение электронных компонентов; * определение отсутствующих и неправильно установленных компонентов; * обнаружение смещения и неправильной ориентации элементов; * выявление визуально определяемых дефектов; * автоматическую классификацию платы по принципу «годно / дефект»; * фиксацию координат и изображений обнаруженных дефектов; * возможность анализа изображений в различных спектральных диапазонах; * работу в автоматизированном режиме. Ключевым показателем качества является способность системы стабильно обнаруживать дефекты при минимальном количестве пропусков и ложных срабатываний. Результат проекта Результатом проекта станет экспериментальный прототип интеллектуальной многоспектральной AOI-системы автоматического контроля печатных плат.

    Актуальность и востребованность

    Современное производство печатных плат требует контроля большого количества компонентов и технологических операций. Ручная проверка является трудоёмкой, зависит от человеческого фактора и не всегда позволяет обеспечить стабильное качество при больших объёмах производства. Системы автоматического оптического контроля позволяют перенести значительную часть операций контроля на автоматизированные средства. При этом традиционного изображения в видимом диапазоне не всегда достаточно для выявления определённых дефектов. Использование дополнительных спектральных каналов и управляемого освещения может повысить информативность изображения и улучшить обнаружение отдельных типов дефектов. Поэтому актуальной задачей является исследование совместного применения многоспектральной оптики и искусственного интеллекта для автоматического контроля электронной продукции.

    Предмет разработки/исследования

    Интеллектуальная многоспектральная оптическая система автоматического контроля печатных плат и электронных компонентов. Предметом исследования являются: * оптические каналы получения изображений; * камеры и объективы; * различные спектральные диапазоны; * методы управляемого освещения; * методы обработки изображений; * алгоритмы обнаружения компонентов; * методы обнаружения дефектов; * нейросетевые алгоритмы; * методы повышения точности автоматического оптического контроля.

    Способы и методы реализации проекта

    Реализация проекта предусматривает создание экспериментального оптоэлектронного стенда и разработку программного комплекса интеллектуального контроля.

    Новизна предлагаемых в проекте решений

    Интеллектуальный многоспектральный оптоэлектронный комплекс автоматического контроля печатных плат

    Задел по тематике проекта

    Проект опирается на существующие технологии автоматического оптического контроля, промышленного технического зрения, компьютерного зрения и нейросетевого анализа изображений. В качестве технологического задела могут использоваться: * промышленные камеры; * современные объективы; * LED-системы освещения; * технологии NIR/IR-съёмки; * библиотеки OpenCV и PyTorch; * нейросетевые модели обнаружения объектов; * существующие методы разметки изображений; * методы сравнения изображения контролируемого изделия с эталоном. Основной исследовательский задел проекта заключается в экспериментальном сравнении различных оптических каналов и условий освещения и определении их влияния на эффективность обнаружения дефектов с помощью ИИ

    Конкурентные преимущества создаваемого продукта

    Основным конкурентным преимуществом является объединение многоспектральной оптики, управляемого освещения и искусственного интеллекта в одной системе автоматического контроля. В отличие от обычной системы визуального контроля, разрабатываемая система позволит исследовать не только программный алгоритм, но и сам процесс формирования изображения.

    Календарный план

    1 этап:
    Интеллектуальная многоспектральная оптическая система автоматического контроля печатных плат и электронных компонентов
    Продолжительность:
    3 месяца
    Работы, выполняемые на этапе:
    анализ конструкции печатных плат и электронных компонентов; * определение основных типов контролируемых дефектов; * анализ существующих методов автоматической оптической инспекции; * определение требований к точности контроля; * формирование требований к оптическим каналам и системе освещения; * определение критериев PASS/FAIL
    Результаты выполнения этапа:
    Сформированы требования к AOI-системе, определены контролируемые дефекты, параметры оптической системы и критерии оценки качества печатной платы.
    2 этап:
    Разработка многоспектральной оптической системы и набора данных
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    подбор камеры и оптических компонентов; * разработка системы контролируемого освещения; * исследование RGB, NIR и других перспективных оптических каналов; * разработка стенда для позиционирования печатной платы; * получение изображений исправных и дефектных плат; * формирование и разметка набора данных.
    Результаты выполнения этапа:
    Создан экспериментальный многоспектральный оптический стенд и сформирован набор данных для разработки алгоритмов автоматического контроля.
    3 этап:
    Разработка интеллектуального алгоритма контроля
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    разработка алгоритмов обработки изображений; * автоматическое определение компонентов и их положения; * обнаружение отсутствующих и неправильно установленных компонентов; * обнаружение визуально определяемых дефектов пайки и повреждений; * обучение моделей компьютерного зрения; * сравнение эффективности различных оптических каналов; * оптимизация алгоритмов.
    Результаты выполнения этапа:
    Разработан интеллектуальный модуль автоматической инспекции печатных плат с возможностью обнаружения и классификации основных типов дефектов.
    4 этап:
    Интеграция AOI-системы и экспериментальная проверка
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    объединение оптического стенда и программного обеспечения; * автоматизация получения и анализа изображений; * формирование результата контроля для каждого компонента; * определение общего результата PASS/FAIL; * сохранение изображений обнаруженных дефектов; * проведение экспериментальных испытаний; * оценка точности и производительности системы.
    Результаты выполнения этапа:
    Создан работоспособный прототип интеллектуальной многоспектральной AOI-системы для автоматического контроля печатных плат и электронных компонентов, подтверждена эффективность применения различных оптических каналов для обнаружения дефектов. требова

    Команда проекта

    Руководитель проекта

    Карелин Алексей Евгеньевич

    Инженерно-технический персонал

    • Куратор проекта

      Стебельков Владислав

      Должность: Инженер

      Опыт и квалификация: Опыт работы 1.5 года Разработчки

    Вакансии для обучающихся

    Идет набор

    Инженер по компьютерному зрению и машинному обучению

    Python; * OpenCV; * PyTorch/TensorFlow; * основы машинного обучения; * основы компьютерного зрения; * желательно опыт с YOLO; * будет плюсом опыт работы с промышленными изображениями.

    Идет набор

    Инженер по оптике и многоспектральным системам

    основы оптики и оптоэлектроники; * понимание принципов работы камер и объективов; * знание характеристик освещения; * понимание спектральных диапазонов; * желательно опыт работы с машинным зрением.

    Идет набор

    Инженер по данным и тестированию AI

    Умение тестирование продукта

    Идет набор

    Инженер по электронике и аппаратной интеграции

    электроника; * микроконтроллеры/контроллеры; * интерфейсы камер; * основы промышленной автоматизации; * желательно опыт с machine vision equipment.