Компьютерное зрение не окупается не тогда, когда брака мало, а тогда, когда задача устроена так, что модель не успевает или не может отработать вложенное. Порог по доле брака — 0,57 % на покрытие эксплуатации и 1,4 % на возврат за год — мы считали отдельно в материале про окупаемость зрения при разном браке. Здесь шесть случаев, где доля брака нормальная, экономика на бумаге сходится, а проект всё равно не надо начинать.
Числа берём из тех же модельных вводных, что и весь раздел: пилот на одну точку контроля — 905 940 ₽, эксплуатация 45 000 ₽ в месяц, себестоимость изделия 96 ₽, цена дефекта, найденного сразу после операции, — 54 ₽, цена дефекта, дошедшего до клиента, — 1 200 ₽. Полная стоимость часа контролёра — 550 ₽, инженера-подрядчика — 3 000 ₽.
Мелкая серия: разметка не успевает окупиться
Каждое новое изделие требует своей размеченной выборки. Это не разовая настройка, а работа, которая повторяется при каждой смене номенклатуры: собрать дефектные примеры, разметить, дообучить, проверить на отложенной выборке. Пока изделие возвращается на линию из месяца в месяц, разметка делается один раз и живёт. Убийственным случай становится тогда, когда номенклатура обновляется, а не циклится.
Порог считается из той же арифметики в обратную сторону. Чтобы окупить свои 113 600 ₽, изделие должно дать системе не меньше 113 600 ÷ 1 146 = 99 пойманных дефектов. При полноте 88 % и доле брака 2 % это 5 632 изделия. Округляем до 5 600 штук одного наименования — это и есть нижняя граница серии, ниже которой камеру ставить не надо. Как считается объём выборки и сколько стоит час разметки, подробно разобрано в материале про то, что нужно для запуска видеоаналитики.
График с двумя линиями. По горизонтальной оси — размер серии одного наименования от 0 до 12 000 изделий, по вертикальной — рубли от 0 до 300 000 ₽. Горизонтальная прямая на отметке 113 600 ₽ подписана «стоимость разметки под изделие». Растущая прямая из начала координат подписана «накопленный эффект: 1 146 ₽ за пойманный дефект». Точка пересечения выделена и подписана «5 600 изделий». Слева от неё зона закрашена штриховкой с подписью «минус 176 228 ₽ в месяц при четырёх новых изделиях». Чертёжный стиль, подписи по-русски.
Дефект, которого не видно, и условия, которые не стабилизировать
Два случая с одинаковым исходом: признака в кадре нет либо он есть, но нестабилен. Первый — принципиальный. Внутренние трещины, состав материала, влажность, твёрдость, прочность шва внутри — камера не видит этого не из-за качества модели, а потому что признак не оптический. Перечень того, что берётся уверенно, а что не берётся никогда, разобран в материале про компьютерное зрение на производстве и брак.
Второй случай мягче на словах и жёстче на практике. Открытая площадка с прямым солнцем в течение двух часов в день, участок с паром, зона с абразивной пылью, вибрирующее крепление, встречный свет от ворот. Стабилизировать это можно: кожух, подсветка, кронштейн от капитальной конструкции и юстировка стоят 67 000 ₽ из 145 000 ₽ оптического комплекта. Но там, где стабилизировать нечего — например, признак виден только при определённом угле падения света, — проект не спасает никакой бюджет.
Разница между двумя случаями важна практически. Невизуальный дефект закрывает вопрос навсегда: сколько ни вкладывай, признака в кадре нет и не будет, и здесь работают другие методы контроля — весовой, ультразвуковой, вихретоковый, лабораторная проба по регламенту. Нестабильные условия закрывают вопрос условно: если признак виден хотя бы иногда, задача сводится к тому, во сколько обойдётся сделать «иногда» постоянным. Иногда это 67 000 ₽ на физику точки, иногда — перенос операции контроля на другой участок, где нет пара и прямого света, и второй вариант почти всегда дешевле.
Снимите 200 кадров в худший час худшей смены — не в полдень при идеальном свете, а тогда, когда солнце бьёт в объектив или идёт пар. Дайте их своему контролёру ОТК без подписей и попросите поставить вердикт по каждому. Если человек по кадру не может отличить годное от брака, модель тоже не сможет: она учится ровно на этих кадрах. Проверка обходится примерно в 25 400 ₽ и разобрана в материале про то, подойдут ли существующие камеры.
Сигнал, на который некому реагировать
Самый обидный случай, потому что вскрывается он не на этапе оценки, а через два месяца после запуска. Система работает, ловит, пишет в журнал — и ничего не меняется, потому что остановить линию или отбраковать изделие в момент сигнала физически некому.
Арифметика здесь беспощадная. На канонической линии в 120 000 изделий с браком 2 % система при полноте 88 % ловит 2 112 дефектов из 2 400. Если каждый из них остаётся в партии и уезжает к клиенту, он стоит те же 1 200 ₽, что и пропущенный. Разница между 2 112 пойманными и 2 400 пропущенными в деньгах равна нулю, а эксплуатация системы — 45 000 ₽ в месяц. Вы платите за архив нарушений.
Признаки, что реагировать некому, видны заранее и звучат безобидно: на участке одна смена без сменного мастера, отбраковка делается в конце смены, исполнитель физически не видит и не слышит сигнал со своего места, право остановить линию есть только у начальника цеха. Ровно та же логика работает в контроле охраны труда: система без регламента реагирования не меняет поведение — это разобрано в материале про контроль СИЗ и безопасности камерами.
Схема с одной точкой ветвления. Слева цепочка блоков: «Камера» — «Вердикт модели» — «Сигнал». От блока «Сигнал» две стрелки. Верхняя ведёт через блоки «Оператор на месте» — «Изделие снято с линии» к плашке «эффект 1 146 ₽ за изделие». Нижняя ветка подписана «реагировать некому» и ведёт через блок «Запись в журнал» к плашке «эффект 0 ₽, эксплуатация 45 000 ₽/мес». Над точкой ветвления подпись «60 секунд». Чертёжный стиль, подписи по-русски.
Нет исторических примеров брака
Модель учится на дефектных примерах, и их нужно от 150 до 400 на класс дефекта в зависимости от типа задачи. Когда дефект редкий, набор этих примеров превращается в отдельный проект длиной в месяцы.
Считается это в одну строку. Линия в 120 000 изделий в месяц, доля интересующего дефекта 0,05 % — это 60 штук в месяц. Чтобы набрать 300 примеров, нужно пять месяцев, причём при условии, что брак начнут физически сохранять и фотографировать, а не выбрасывать в конце смены, как это обычно происходит. Начинать проект до того, как выборка набрана, значит оплачивать простой команды подрядчика.
Это единственный из шести случаев, где ответ не «не надо», а «не сейчас». Регламент сохранения брака — отдельный ящик, карточка с датой и сменой, снимок на телефон при том же освещении, что будет у камеры, — вводится за один день и стоит времени контролёра. Через пять месяцев у вас есть и выборка, и настоящая статистика по дефекту, а половина вопросов о том, нужна ли вообще камера, отпадает сама.
Задача решается датчиком за пятьдесят тысяч
Шестой случай — самый частый и самый простой в проверке. Значительная часть задач, под которые запрашивают компьютерное зрение, решается детерминированными средствами: они дешевле на порядок, не требуют разметки, не дрейфуют и не нуждаются в дообучении три раза в год.
| Задача | Дешёвая альтернатива | Цена альтернативы | Когда всё-таки нужна камера |
|---|---|---|---|
| Есть или нет деталь в узле | Фотодатчик или индуктивный датчик | 4 000–18 000 ₽ на точку | Деталей несколько типов и их надо различать |
| Недовес, недокомплект в упаковке | Весовой контроль на конвейере | 120 000–260 000 ₽ | Вес позиций совпадает, а состав разный |
| Не тот товар в коробке | Сканирование маркировки или кода | 35 000–90 000 ₽ | Маркировки нет либо она перекрыта |
| Наличие и читаемость этикетки | Сканер с проверкой кода | 25 000–60 000 ₽ | Проверяется положение и качество наклейки, а не сам код |
| Редкий дефект при малом выпуске | Выборочный контроль по регламенту | Часы контролёра, 550 ₽/час | Пропуск стоит дороже сплошного контроля |
Практическое правило: если задача формулируется как «проверить, что признак равен ожидаемому значению», и признак измеряется прибором — берите прибор. Компьютерное зрение начинает выигрывать там, где признак не измеряется одним числом: царапина неопределённой формы, перекос, загрязнение, деформация. Разбор того, где камера сильнее человека и прибора, а где слабее, есть в материале про то, как работает компьютерное зрение, а само решение с ценой — на странице контроль качества компьютерным зрением.
Сравнение в две колонки. Левая «Точка компьютерного зрения»: одна плашка «905 940 ₽ разово и 45 000 ₽ в месяц», под ней строки «разметка, дообучение три раза в год, чистка оптики». Правая «Детерминированные средства»: пять строк с ценами — фотодатчик 4 000–18 000 ₽, весовой контроль 120 000–260 000 ₽, сканер маркировки 35 000–90 000 ₽, сканер этикетки 25 000–60 000 ₽, выборочный контроль по регламенту 550 ₽/час. Внизу правой колонки плашка «не дрейфуют, не требуют разметки». Чертёжный стиль, подписи по-русски.
Три вопроса, которые закрывают решение за один разговор
Шесть случаев выше сводятся к трём вопросам. Ответы на них есть у любого начальника производства, и получить их можно за полчаса — до всяких коммерческих предложений и демонстраций.
- 1Виден ли дефект человеку на одном кадре, снятом в худший час худшей смены? Не «видит ли его контролёр вживую», а именно на кадре и в худших условиях. Отрицательный ответ закрывает и случай с невизуальным дефектом, и случай с нестабильными условиями съёмки.
- 2Кто и что делает в первые шестьдесят секунд после сигнала? Нужны фамилия, смена и конкретное действие. Ответ «будет отчёт мастеру» означает, что вы покупаете архив нарушений за 45 000 ₽ в месяц.
- 3Сколько изделий одного наименования проходит между переналадками и сколько дефектных примеров уже сохранено? Меньше 5 600 изделий в серии — разметка не окупится. Меньше 150 сохранённых дефектных примеров — старт сдвигается на срок их накопления, и это не повод торговаться о цене проекта.
Если все три ответа положительные, дальше считается обычная окупаемость по доле брака и стадии обнаружения. Если хотя бы один отрицательный, ни смета подрядчика, ни выбор модели, ни разрешение камеры ничего не изменят: проблема не в технике. Мы предпочитаем услышать отрицательный ответ на первом созвоне, а не на четвёртой неделе пилота, когда уже потрачены деньги заказчика и время инженеров.
Компьютерное зрение окупает не то, что оно видит, а то, что происходит сразу после того, как оно увидело.
