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Découvrez comment les systèmes de vision par ordinateur permettent la détection des défauts en temps réel, améliorent le contrôle qualité et réduisent les erreurs de fabrication sur les chaînes de montage à cadence rapide.
Développez vos projets de vision par ordinateur avec Ultralytics
Une petite imperfection ou anomalie peut sembler insignifiante au premier abord, mais avec le temps, elle peut s'aggraver sous l'effet de la pression, entraînant des réparations coûteuses, des rappels et une perte de confiance des consommateurs. Le fait de se fier uniquement à l'inspection manuelle augmente ce risque, et cela vaut pour divers secteurs d'activité.
Les petites fissures, bosses, légers désalignements et imperfections de surface sur les produits peuvent être difficiles à repérer, en particulier dans les environnements de production à cadence rapide et à volume élevé. Si l'inspection manuelle fonctionnait bien lorsque la fabrication était plus lente et moins complexe, les chaînes de production fonctionnent aujourd'hui à une échelle complètement différente.
Les processus sont plus rapides, plus automatisés et plus exigeants que jamais. Les méthodes traditionnelles de contrôle qualité ne peuvent tout simplement pas suivre le rythme.
Pour relever ces défis, les fabricants adoptent des systèmes de vision par ordinateur. La vision par ordinateur est une branche de l'intelligence artificielle (IA) qui permet aux machines d'analyser et d'interpréter des données visuelles. Ces systèmes peuvent surveiller en continu les produits sur la chaîne de production et identifier automatiquement les anomalies ou les défauts.
Par exemple, les modèles de vision par ordinateur, tels que Ultralytics , prennent en charge diverses tâches de vision en temps réel, telles que la détection d'objets, la segmentation d'instances et la classification d'images. Spécifiquement pour la détection des défauts, ces modèles peuvent scanner les surfaces des produits lorsqu'ils se déplacent le long des chaînes de production, identifier les motifs irréguliers, detect les detect fissures ou bosses et signaler les défauts en temps réel.
Fig. 1. Exemples de détection de défauts sur des surfaces métalliques (Source)
Dans cet article, nous allons explorer l'utilisation de la vision par ordinateur pour la détection des défauts et voir comment elle aide les fabricants à maintenir la qualité des produits sur les lignes de production intelligentes. C'est parti !
La nécessité de détecter les défauts dans l'automatisation de la fabrication
Voici quelques-uns des principaux facteurs qui rendent la détection basée sur l'IA si essentielle dans les environnements de fabrication intelligents:
Environnements de production difficiles: les installations de fabrication fonctionnent souvent dans des conditions telles que la poussière, la chaleur, les vibrations et un éclairage variable. La détection fiable des défauts doit fonctionner de manière constante malgré ces facteurs environnementaux.
Dépendance vis-à-vis de la main-d'œuvre : les inspections traditionnelles reposent sur des opérateurs humains. À mesure que la production augmente, il devient de plus en plus difficile de maintenir une précision constante d'une équipe à l'autre et pendant de longues heures de travail.
Défis opérationnels: les chaînes de montage fonctionnent à grande vitesse. Les systèmes d'inspection doivent suivre ce rythme et évaluer chaque produit sans interrompre le flux de travail.
Le coût des défauts: plus un défaut est détecté tôt, moins son coût de correction est élevé. Une détection tardive, en particulier après l'expédition, peut entraîner des retouches, du gaspillage et des rappels.
Exigences en matière de cohérence et de traçabilité: de nombreuses entreprises s'attachent à maintenir leurs normes de qualité. Les systèmes automatisés enregistrent les données d'inspection, ce qui facilite track , garantit la transparence et permet de maintenir la responsabilité.
Qu'est-ce que la détection des défauts par vision ?
La détection des défauts par vision repose sur des caméras et des systèmes de vision par ordinateur pour identifier les défauts des produits pendant leur fabrication. Ces systèmes scannent les marchandises à mesure qu'elles avancent sur la chaîne de production et vérifient qu'elles répondent aux normes de qualité.
De nombreuses entreprises utilisent déjà cette technologie dans leurs usines de fabrication. En effet, le marché mondial de la détection des défauts industriels par l'IA devrait atteindre 6,07 milliards de dollars d'ici 2035.
L'un des principaux moteurs de cette croissance est la capacité des modèles de vision par ordinateur à detect les défauts les plus rares. En s'entraînant sur des images étiquetées, des modèles tels que YOLO26 peuvent apprendre à reconnaître un large éventail de problèmes.
Différents types de défauts
Dans les environnements de production réels, les défauts peuvent se présenter sous différentes formes. Voici quelques problèmes courants qui peuvent être identifiés à l'aide des technologies de vision par ordinateur et de traitement d'images :
Défauts superficiels: Il s'agit notamment des rayures, des bosses, des fissures, de la décoloration et d'autres imperfections superficielles.
Défauts dimensionnels: ces défauts surviennent lorsqu'un produit n'a pas les bonnes dimensions, est mal aligné ou présente des problèmes de forme.
Défauts d'assemblage: lorsque des pièces sont manquantes, mal placées ou mal alignées sur la chaîne de montage, cela entraîne des défauts d'assemblage qui peuvent affecter les performances et la qualité globale du produit.
Défauts de fabrication: ils surviennent pendant le processus de production en raison d'erreurs au niveau des matériaux, des équipements ou du contrôle des processus. Par exemple, dans la fabrication de cartes de circuits imprimés (PCB) ou de semi-conducteurs, des problèmes tels que des couches mal alignées, des joints de soudure incomplets ou une contamination peuvent résulter de variations du processus et entraîner des composants défectueux.
Défauts d'impression ou d'étiquetage: ils se produisent lorsque le texte est flou, l'impression est irrégulière, des informations manquent ou les étiquettes sont mal placées sur le produit ou l'emballage.
Comment fonctionne la détection des défauts par vision artificielle
Ensuite, examinons de plus près le fonctionnement d'un système de détection des défauts utilisant des systèmes de caméras et des modèles d'IA visuelle.
Dans une configuration classique, des caméras sont placées le long de la chaîne de montage afin de capturer des données visuelles claires à mesure que les produits passent par différentes étapes de production. Ces images haute résolution sont collectées et organisées en ensembles de données pour un modèle de vision par ordinateur.
Les images servent de données d'entraînement. Un modèle de vision par ordinateur peut être entraîné à partir d'exemples de produits conformes et non conformes, afin d'apprendre à les distinguer avec précision.
Par exemple, dans le cas de l'inspection des bouchons de bouteilles, ceux-ci peuvent varier en taille, en couleur et en forme. Un système de vision peut être utilisé pour identifier les défauts de surface, les désalignements ou les défauts structurels lorsqu'ils se déplacent le long de la chaîne de production. Lorsqu'un problème est détecté, il est immédiatement signalé.
Fig. 2. Détection de divers défauts dans des bouchons de bouteilles de différentes tailles et couleurs (Source)
Selon leur configuration, les systèmes d'inspection basés sur l'IA peuvent fonctionner directement sur les chaînes de montage et faciliter la prise de décision rapide. Dans les environnements de fabrication réels, un tel système automatisé améliore la cohérence, renforce le contrôle qualité et rend la détection des défauts à grande échelle plus fiable.
Principales tâches de vision par ordinateur utilisées pour la détection des défauts
En général, les systèmes de détection des défauts basés sur l'IA visuelle s'appuient sur un ensemble de tâches de vision par ordinateur. Chacune de ces tâches joue un rôle important dans le processus de contrôle qualité.
Des modèles d'IA de pointe, tels que YOLO26, prennent en charge ces tâches, ce qui les rend fiables pour les environnements de production réels. Voici un aperçu de certaines de ces tâches :
Classification d'images: la classification est la tâche la plus simple en matière de vision par ordinateur. Elle consiste à analyser une image et à la classer dans des catégories telles que « défaut » ou « aucun défaut ».
Détection d'objets: elle permet aux modèles d'identifier et de localiser les défauts dans une image. Elle peut tracer des cadres autour des problèmes tels que les fissures, les bosses, les taches ou les pièces manquantes, rendant le processus d'inspection plus précis et plus facile à interpréter.
Suivi d'objet: cette tâche sert à track produit ou un défaut détecté d'une image à l'autre. Elle permet de maintenir la continuité de l'inspection et d'éviter que les défauts ne soient comptés plusieurs fois.
Segmentation d'instance: la segmentation d'image délimite la forme et la surface exactes d'un défaut au niveau des pixels. Ce niveau de détail est utile pour mesurer la taille, l'étendue ou la gravité d'un défaut.
Détection par boîte englobante orientée (OBB) : la détection OBB est utilisée pour dessiner des boîtes pivotées alignées avec la direction du défaut. Cela améliore la précision, en particulier lorsqu'il s'agit de défauts étroits ou inclinés.
Fig. 3. Utilisation de différentes tâches de vision par ordinateur pour la détection des défauts de moulage (Source)
Applications de vision industrielle pour l'amélioration des processus de production
La vision industrielle consiste à utiliser des caméras, des capteurs et des logiciels de traitement d'images pour inspecter, analyser et guider automatiquement les processus de production en temps réel. Elle est largement utilisée dans des secteurs tels que l'automobile, l'électronique, l'industrie pharmaceutique, l'agroalimentaire et la fabrication de biens de consommation.
Passons maintenant en revue quelques exemples concrets qui illustrent comment la vision industrielle peut améliorer la qualité, l'efficacité et la cohérence tout au long du processus de production.
Inspection visuelle dans la fabrication de l'acier
Dans le domaine de la fabrication de tôles métalliques, les défauts sont souvent difficiles à détecter. Par exemple, une tôle peut sembler lisse à première vue, mais cacher une fine rayure ou un défaut de surface causé lors du laminage ou du traitement thermique. Avec des milliers de tôles qui passent chaque heure sur les chaînes de production, il devient de plus en plus difficile de se fier à l'inspection manuelle.
Pour améliorer la précision, les fabricants déploient des systèmes de vision par ordinateur directement sur les lignes de production. Ces systèmes analysent en temps réel la texture de surface, l'alignement et les motifs structurels. Si une irrégularité est détectée, elle est immédiatement signalée pour que des mesures supplémentaires soient prises.
Fig. 4. Examen des défauts sur des tôles d'acier (Source)
Contrôle qualité plus intelligent des emballages alimentaires grâce à la vision par ordinateur
Les fabricants alimentaires accordent une attention particulière au contenu de chaque emballage. Cependant, des erreurs d'emballage telles que des sachets manquants, des quantités incorrectes ou une mauvaise fermeture peuvent encore se produire.
Ces problèmes peuvent sembler mineurs, mais ils constituent des défauts du produit et donnent souvent lieu à des réclamations de la part des clients. Pour réduire les risques, les fabricants utilisent des systèmes de vision par ordinateur pour contrôler la qualité en ligne.
Ces systèmes surveillent le nombre d'articles, leur disposition et leur visibilité à mesure que les produits avancent sur la chaîne de production. Chaque emballage est soigneusement évalué par des modèles de vision par ordinateur, et tout élément hors de sa place est immédiatement signalé.
En inspectant chaque unité en temps réel, ces systèmes d'inspection permettent d'éliminer les produits défectueux avant qu'ils ne quittent l'usine. Cela améliore la cohérence, renforce le contrôle qualité et facilite la détection des défauts à grande échelle sans interrompre les opérations.
Optimisation de la détection des défauts dans le processus de fabrication du bois
Le bois est un matériau naturel, et chaque planche de bois possède des caractéristiques uniques. Par exemple, les nœuds, les fissures, les grains irréguliers et les fentes superficielles sont courants.
Si certains sont purement esthétiques, d'autres réduisent la résistance structurelle et diminuent la valeur du produit. Sur les chaînes de production à cadence rapide, l'inspection manuelle de chaque planche de bois peut entraîner un contrôle qualité irrégulier.
Pour améliorer ce processus, les usines utilisent des systèmes de vision par ordinateur pour la détection automatisée des défauts. Au fur et à mesure que les planches avancent sur la chaîne de production, des images détaillées de leur surface sont capturées. Ensuite, un modèle de vision peut analyser en temps réel les variations de texture et les motifs du grain, identifiant ainsi les défauts potentiels du produit.
Fig. 5. Défauts du bois tels que nœuds sains, nœuds malsains, fissures et trous de vers (Source)
Principaux points à retenir
Vision AI aide les fabricants à améliorer le contrôle qualité grâce à une surveillance en temps réel sur l'ensemble de la chaîne de production. À mesure que les articles passent par chaque étape du processus de production, des modèles de vision par ordinateur analysent les images et signalent immédiatement les irrégularités avec une grande précision.
Cette inspection continue garantit des normes cohérentes et favorise la livraison de produits de haute qualité. En fonctionnant en temps réel et en s'intégrant de manière transparente aux flux de travail de fabrication existants, les systèmes de vision industrielle rendent le contrôle qualité plus efficace, plus précis et plus évolutif.