AI与机器学习赋能现代质量管理:预测与自动化双管齐下

AI和ML正在革新质量管理,通过预测性分析预防问题,并利用自动化检测提高效率和准确性,迎接质量管理的未来。

原文标题:独家 | 人工智能和机器学习在现代质量管理中的应用

原文作者:数据派THU

冷月清谈:

本文探讨了人工智能(AI)和机器学习(ML)在现代质量管理中的应用,重点关注预测性质量分析和自动化质量检测。预测性质量分析通过分析生产过程中的大量数据,提前预测潜在的质量问题,从而降低缺陷率、改进决策并提高效率。自动化质量检测则利用AI驱动的视觉检测系统,提高检测准确性、提供实时反馈、易于扩展并降低成本。文章还展望了AI与物联网(IoT)和区块链等新兴技术的集成,以构建更强大和透明的质量管理系统。拥抱这些技术的组织将在竞争激烈的市场中占据优势。

怜星夜思:

1、文章提到AI可以通过分析机器在特定温度下的生产数据来预测质量问题。那么,在实际应用中,如何确定哪些环境因素(例如湿度、气压等)对产品质量的影响最为关键,并优先进行监控和分析?
2、自动化质量检测在提高效率和准确性的同时,是否会带来新的风险,例如过度依赖AI系统而忽视人工经验的重要性?如何平衡自动化与人工检查在质量管理中的作用?
3、文章提到了AI与IoT和区块链的集成。除了文中提到的实时监控和安全记录,你认为这三者结合还能在质量管理中实现哪些创新应用?

原文内容

作者:Peter Sanderson
翻译:吴振东
校对:赵茹萱

本文约1800字,建议阅读5分钟

本文将探讨AI和ML在质量管理中的两个关键应用


关键词:人工智能(AI)、区块链、物联网(IoT)、机器学习、制造、计量学


提起人工智能(AI)和机器学习(ML)对质量管理的最大贡献之一,就是在问题出现之前预测潜在的质量问题。


在快速演变的质量管理领域,人工智能(AI)和机器学习(ML)的集成正在彻底改变机构进行质量保证和控制的方式。这些先进技术不仅能提高质量流程的准确性和效率,还能使机构采取更为主动的方法来管理潜在的质量问题。本文将探讨AI和ML在质量管理中的两个关键应用:预测性质量分析和自动化质量检查。


预测性质量分析:预见并预防质量问题


AI和ML对质量管理的最大贡献之一,是在问题显现之前预测潜在的质量问题。传统意义上,质量控制依赖于历史数据分析和手动检查来识别缺陷和低效之处。虽然这些方法仍然有一定的价值,但它们往往导致采取反应性措施,即问题发生后才可以进行解决。而由AI和ML驱动的预测性质量分析正在改变这一局面,使机构能够采取更为主动的方法。


预测性质量分析的工作原理


预测性质量分析利用生产过程中所生成的大量数据。这些数据可以包括来自传感器、生产线指标、环境条件、机器性能甚至客户反馈的信息。AI和ML算法实时分析这些数据,识别出人类检查员可能无法立即发现的模式和相关性。


例如,如果生产线上的某台机器在特定温度条件下持续生产出了略微偏离规格的零件,AI可以检测到这一模式并提醒质量管理团队。通过识别这些细微趋势,机构可以在偏差变得足够大以影响产品质量之前采取纠正措施。


预测性质量分析的优势


1. 早期发现问题:通过在生产过程中早期识别潜在问题,机构可以降低缺陷到达最终产品的可能性。这不仅提高了产品质量,还减少了与返工、报废和客户退货相关的成本。

2. 改进决策制定:预测性分析为质量管理人员提供了可操作的见解,使他们能够就流程改进、维护计划和资源分配做出明智的决策。

3. 提高效率:通过自动化生产数据的分析,AI和ML释放了人力资源,使他们能够专注于更高层次的任务,如流程优化和战略规划。

4. 持续改进:随着AI系统从新数据中学习,它们不断精炼其预测,从而导致质量管理流程的持续改进。


自动化质量检测:提高准确性并减少人为错误


AI和ML在质量管理中的另一个变革性实践是自动化质量检测。传统上,质量检测是劳动密集型的过程,依赖人工检查员通过视觉来检查产品缺陷。虽然熟练的检查员可以识别出许多问题,但人为错误和疲劳可能导致检查结果不一致。由AI驱动的自动化质量检测为这些挑战提供了解决方案。


自动化质量检测的工作原理


自动化质量检测使用集成到生产线中的AI驱动视觉检测系统。这些系统通常由高分辨率摄像头和传感器组成,捕捉生产线上每个产品的详细图像。然后,AI算法实时分析这些图像,将它们与预定义的质量标准进行比较,并识别任何偏差或缺陷。


例如,在汽车制造工厂中,可以使用AI驱动的检测系统来检查车身的油漆质量。该系统可以检测到即使是最小的瑕疵,如微小的划痕或油漆涂抹不均,这些可能是人工检查员容易忽略的。


自动化质量检测的优势


1. 提高准确性:AI驱动的检测系统可以比人工检查员以更高的准确性检测缺陷,特别是在高速生产环境中,一致性至关重要。

2. 实时反馈:自动化检测提供即时反馈,使生产团队能够在问题出现时立即解决,而不是事后处理。这有助于将缺陷对整体产品质量的影响降至最低。

3. 可扩展性:自动化检测系统可以轻松扩展以处理大量产品,使其非常适合高生产率的行业,如电子、汽车和制药行业。

4. 降低成本:通过减少对手工检查的依赖,公司可以降低劳动力成本,并最大限度地减少因未发现缺陷而导致的昂贵产品召回风险。

5. 一致性:与可能在细节关注或标准解释上存在差异的人工检查员不同,AI系统一致地应用相同的标准,确保所有产品的质量均匀。


AI和机器学习在质量管理中的未来


随着AI和ML技术的不断进步,它们在质量管理中的作用预计将变得更加重要。未来的发展可能包括AI与其他新兴技术的集成,如物联网(IoT)和区块链,以创建更加健壮和透明的质量管理系统。


例如,将AI与IoT结合可以实现对生产环境的各个方面进行实时监控,从机器性能到原材料质量,从而对产品质量进行更加精确地控制。同时,区块链技术可以提供所有质量检查的安全且不可篡改的记录,确保供应链中的可追溯性和责任性。


总之,AI和机器学习正在通过使组织能够在质量问题发生之前预测和预防它们,以及通过自动化检测过程来实现更高的准确性和效率,从而改变质量管理领域。随着这些技术的不断发展,它们将在确保产品达到最高质量标准方面发挥越来越重要的作用,同时推动制造过程的创新和持续改进。拥抱这些进步的组织将在竞争日益激烈和质量意识增强的市场中处于领先地位。


原文标题:

The Role of Artificial Intelligence (AI): Machine Learning in Modern Quality Management

原文链接:

https://www.qualitymag.com/articles/98259-the-role-of-artificial-intelligence-ai-machine-learning-in-modern-quality-management


编辑:于腾凯
校对:林亦霖




译者简介






吴振东,法国洛林大学计算机与决策专业硕士。现从事人工智能和大数据相关工作,以成为数据科学家为终生奋斗目标。来自山东济南,不会开挖掘机,但写得了Java、Python和PPT。



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个人认为,AIoT和区块链结合,最大的想象空间在于以下几点:

* 自证清白:每个环节都记录在链上,出了问题可以快速溯源,没问题也能自证清白,特别适合食品、药品这种对安全性要求极高的行业。
* 动态质检:AIoT实时监控产品状态,结合区块链上的数据,动态调整质检策略,把资源用在最需要的地方。
* 用户参与:用户可以通过App上传产品使用数据,参与质量评估,数据上链,激励用户反馈,形成正向循环。

当然,安全和隐私是前提,技术只是工具,关键看怎么用。

这三者结合,我认为可以实现以下创新应用:

1. 建立信任网络: 利用区块链的去中心化特性,构建一个由供应商、制造商、分销商和消费者共同参与的质量管理网络。在这个网络中,各方可以共享数据、互相监督,从而提高整个供应链的透明度和信任度。
2. 实现数据共享: 通过IoT设备收集的数据,可以安全地存储在区块链上,并授权给相关的参与者访问。这样可以打破信息孤岛,促进数据共享和协同创新。
3. 自动化合约: 利用智能合约,可以自动执行质量管理相关的流程。例如,如果产品质量不符合要求,可以自动触发退款或赔偿机制,从而提高效率和降低成本。

我觉着啊,与其说是平衡自动化和人工,不如说是平衡“信任”和“验证”。

AI系统再牛,也只是工具,不能盲目信任。我们需要建立一套验证机制,确保AI的判断是可靠的。这个验证可以来自人工抽检,也可以来自其他AI系统的交叉验证。

另外,人工经验的价值在于“例外处理”。AI擅长处理已知的问题,但对于未知的问题或者突发情况,还是需要依靠人的智慧。所以,人工检查员的角色不是被取代,而是被升级,他们需要具备更强的分析和解决问题的能力。

这个问题很有意思!我认为可以从以下几个方面入手:

1. 实验设计(DOE, Design of Experiments): 这是最直接的方法。通过控制不同的环境因素组合,观察产品质量的变化,从而找出关键因素。可以用田口方法或者析因设计。
2. 历史数据分析: 如果已经积累了大量的生产数据,可以利用统计分析方法(例如回归分析、方差分析)来识别环境因素与产品质量之间的相关性。
3. 专家经验: 咨询在该行业有经验的工程师或技术人员,他们可能已经知道哪些环境因素对产品质量影响较大。
4. 理论模型: 如果对产品的生产过程有深入的了解,可以建立理论模型来预测环境因素对产品质量的影响。

总之,要结合实际情况,选择合适的方法,才能有效地识别关键环境因素。

谢邀,人在车间,刚下产线。

这题我会!最直接的办法肯定是做实验,但是成本太高,时间不允许啊!

所以我建议先用鱼骨图(也叫因果图)把所有可能影响的因素都列出来,然后组织相关人员(工艺、设备、质量等等)开会,头脑风暴一下,给每个因素打个分,根据分数高低确定优先级。这方法简单粗暴,但是实用!

当然,如果数据量足够大,也可以用机器学习的方法来做特征选择,但前提是数据质量要好,不然就是garbage in, garbage out。