ВВЕДЕНИЕ 6
1 Контроль качества печатных плат без применения нейронных сетей 8
1.1 Понятие печатных плат 8
1.2 Контроль качества печатных плат 9
1.3 Процесс контроля качества без использования программных средств 12
2 Способы, преимущества и целесообразность применения СТЗ, нейронных сетей и РМТ
в процессе контроля качества печатных плат 17
2.1 Обоснование применения нейронных сетей в процессе контроля качества печатных
плат 17
2.2 Обоснование выбора рентгеновского контроля 17
2.3 Обоснование применения РМТ в процессе контроля качества печатных плат 19
2.4 Использование СТЗ в контроле качества печатных плат 23
2.5 Процесс распознавания дефектов печатных плат с использованием нейросетей 26
2.6 Преимущества, недостатки и риски использования нейросетей в процессе контроля
качества 29
2.7 Затраты на работника 31
3 Необходимые ресурсы 34
3.1 Таблица сравнения оборудования для реализации АОИ 34
3.2 Автоматическая система оценки изображения 35
3.3 Разработанный алгоритм системы поиска дефектов 37
4 Рекомендации 39
4.1 Система снятия изображения, для автоматической системы контроля, основанной на нейронных сетях 39
4.2 Экономическое обоснование 40
4.3 Готовность к внедрению 44
4.4 Рекомендации по реализации контроля качества печатных плат с помощью систем технического зрения 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 49
Актуальность темы исследования обусловлена тем, что модернизация процессов контроля качества печатных плат позволит избежать таких недостатков ручного (визуально-оптического) метода контроля, как: лёгкая утомляемость, невозможность найти внутренние или слишком мелкие дефекты без применения других методов контроля. Новизна исследуемой темы заключается в предложенных способах модернизации: применение нейронных сетей с целью поиска дефекта на слоях печатных плат.
Таким образом, применение автоматизированных систем поиска может найти широкое применение в отрасли производства печатных плат.
Объект выпускной квалификационной работы - автоматизация неразрушающего контроля печатных плат.
Исследованиями в этом направлении занимаются такие страны, как Китай, страны Европейского союза [1, 2]. Большая часть открытой информации по грантам подобной тематики указывает на следующие стадии реализации проектов:
- разработка алгоритмов,
- пополнение баз данных дефектов, дата-сетов для создания наиболее эффективной автоматизированной системы контроля качества НН.
Отличием этой работы, является оценка целесообразности применения рентгеновского 3D микротомографа, и нейросетевых алгоритмов для дефектоскопии, как внешних, так и внутренних слоев ПН, а также разработка рекомендаций по внедрению данных технологий на предприятие.
Нредмет выпускной квалификационной работы - применение нейронных сетей и рентгеновского микротомографа в контроле качества печатных плат.
Цель работы - разработка автоматизированного процесса контроля качества печатных плат.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
- изучить методы контроля качества печатных плат;
- сравнить методы контроля качества печатных плат;
- изучить нейросетевые алгоритмы анализа изображений;
- изучить случаи и способы применения нейронных сетей в поиске дефектов, искажений;
- оценить целесообразность применения нейронных сетей, рентгеновского микротомографа в контроле качества печатных плат;
- разработать/описать процесс контроля качества печатных плат с
применением нейронных сетей и рентгеновского микротомографа;
- разработать рекомендации по внедрению автоматизированного процесса контроля качества.
В работе использовались следующие методы исследования: анализ, моделирование, сравнение, наблюдение.
Значимость исследования состоит в поиске путей модернизации процессов контроля качества, а также оценке экономических затрат на реализацию этих путей.
В настоящей работе рассматривался процесс дефектоскопии печатных плат. В качестве модернизации этого процесса было предложено применение РМТ и нейронных сетей. Главной целью проведенной работы, является: оценка целесообразности и разработка процесса контроля качества печатных плат с помощью систем технического зрения и нейронных сетей и оптимизация процесса неразрушающего контроля печатных плат.
В работе описаны дефекты печатных плат, методы контроля качества, основные характеристики этих методов, процессы дефектоскопии печатных плат, профессиональные риски сотрудников отдела технического контроля, основы работы нейронных сетей и систем технического зрения.
Также, в рамках работы были изучены материалы о способах и случаях применения контроля с помощью нейронных сетей, а также принципы организации такого метода контроля. Также была разработана модель в соответствии с которой, можно организовать процесс контроля качества печатных плат с помощью РМТ и нейронных сетей без участия человека.
Исходя из проведенного анализа процесса контроля качества с участием сотрудников ОТК, было выявлено, что применение нейронных сетей в процессе дефектоскопии позволяет значительно ускорить его. Кроме этого, применение нейронных сетей, увеличивает точность дефектоскопии, снизить профессиональные риски.
В работе представлены стоимость, преимущества и основные риски применения систем технического зрения в контроле качества, а также приведено сравнение СТЗ с возможностями работника.
По итогам работы были разработаны следующие рекомендации для реализации автоматизированного процесса контроля качества печатных плат:
- автоматизировать процессы дефектоскопии НИ;
- применять рентген в контроле качества ИИ сложной топологии;
- при проведении ВОК, использовать камеры высокого разрешения для создания большего числа НИ на одной фотографии;
- использовать контейнеры или магазины для решения проблемы
позиционирования ИИ.
Кроме этого, указаны основные плюсы и минусы внедрения автоматизации в дефектоскопию.
