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【110年 應用案例】 赫銳特科技VCSEL封裝元件瑕疵導入AOI檢測 提升產能效率20%

2017年,iPhone X的亮相讓提供 Face ID人臉解鎖的3D感測技術成為大熱門,也帶動了3D感測模組中的核心零元件VCSEL的發展。而VCSEL封裝元件入料瑕疵檢測,若透過AI推論模型可解決良率偏低產業難題,提升可靠度達95%。

VCSEL技術現階段可被運用於諸多用途和各類終端消費市場,包括機器人、移動設備、監控、無人機,以及AR/VR等。VCSEL在需求高速調製功能的應用(例如照相機和生物計量)中堪稱為不錯的解決方案。

VCSEL技術應用層面廣,也可應用於無人機。(圖為佐翼科技農用無人機)

▲VCSEL技術應用層面廣,也可應用於無人機。(圖為佐翼科技農用無人機)

VCSEL技術應用層面廣 AI技術助攻瑕疵檢測

赫銳特科技表示,VCSEL封裝元件市場也面臨到商業對手強力的削價競爭,需要進一步降低成本提升、產品競爭力,其中一個關鍵的難題就是將玻璃透鏡更換為環氧樹脂型透鏡。傳統玻璃透鏡的生產良率高,但成本較環氧樹脂透鏡高,因環氧樹脂經切割製程,側壁切割道上容易會有毛邊,造成尺寸過大,容易在打件時因為受熱而產生的應力釋放,將會直接導致光學透鏡破裂。

赫銳特科技指出,VCSEL環氧樹脂透鏡的入料檢測十分重要,在封裝空間的限制下,封裝與光學透鏡貼合的空間有限,且此光學透鏡會被侷限於一金屬框架內,若是沒有控管好尺寸公差,很容易在打件時因為受熱而產生的應力釋放會直接導致光學透鏡破裂,造成VCSEL封裝可靠度驗證良率損失最高達到10%,造成生產成本增加。

為解決上述問題,赫銳特科技希望在VCSEL環氧樹脂透鏡的入料階段,可以藉由AI影像監控環氧樹脂元件的尺寸及外觀瑕疵,確認其尺寸是否合乎規格、切割邊緣是否平整、外觀是否瑕疵等。由於傳統的入料檢測,經通過大略的人眼目檢分辨好壞,為順利收集影像數據,首先需要解決影像蒐集的問題。

因此,赫銳特科技首先建立自動光學檢測裝置(Automated Optical Inspection,AOI),自動光學檢測裝置包含X、Y、Z三軸動及高解析相機,及相關控制軟體自動記錄影像。蒐集完成後的影像資料,經opencv將測試影像(Test)與一標準正常影像(Normal),進行影像對位後取出Test與Normal影像的差異部分,並可經由Pixel Mapping計算影像的像素面積進行比較完成初步篩檢。 承上之影像分類,進行手動標籤標示包含:正常、外觀瑕疵或形狀特徵差異之樣品,後進行演算法訓練與驗證,使用深度殘差網絡Residual neural network (ResNet)或其他相關演算法進行深度學習,以辨識出透鏡的優劣情形。

導入AOI檢測 提升產能效率達20%以上

比較導入AI影像檢測的前後差異,導入前的VCSEL入料透鏡檢測,僅透過簡易的人工外觀檢測,將透鏡封裝在已固晶的VCSEL封裝體上,通過一般點亮檢測後,最後進行可靠度測試(高溫回焊),失效樣品進再入重工流程。

但在導入AOI檢測之後,可提前將有問題的透鏡篩選出來,除了可以降低後續物料投入的成本,亦可減少失效情形降低重工的需要,因而提升可靠度驗證良率達95%以上,預期可協助場域業者降低生產成本達10%,提高產能效率達20%以上。

導入AI影像檢測的前後之差異。

▲導入AI影像檢測的前後之差異

赫銳特科技指出,這項技術是基於微小影像開發的AI應用技術,透過深度學習演算法辨識影像瑕疵,用來辨識瑕疵影像。而訓練後的網路來自動分類對應於預定類別的影像數據。透過參考影像就能辨識缺陷類別,因此不再需要繁瑣的編程。

而在工業機器視覺環境中,深度學習主要用於應用中的分類任務,例如在工業產品的檢驗或零件的辨識,未來隨著IOT穿戴裝置的發展,符合節能省電的潮流議題,光電元件尺寸將不斷的縮小,本技術未來也可應用在其他微小光電元件的外觀瑕疵檢測。

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【導入案例】屈臣氏導入insider AI 技術平台 加強客戶體驗提升轉換率
屈臣氏導入insider AI 技術平台 加強客戶體驗提升轉換率

擁有台灣實體連鎖藥妝龍頭地位的台灣屈臣氏,近年來持續擴大數位轉型的腳步,自2014年成立屈臣氏網路商店,積極發展電商市場外,更透過結合Insider的AI技術,自營的官網加上藉由大量的門市銷售數據、會員消費行為累積,及AI的個人化推薦、在最佳的時機點投放最佳的接觸訊息給使用者,大幅提升消費者在Online成交與在線下購物的OO全通路消費體驗,大大提升轉換率。 OO線上加線下 提升客戶轉換率,帶動業績成長 屈臣氏集團為全球零售巨擘,過去30年在台灣落地深耕,專精於零售、門市營運SOP流程優化、零售供應鏈等,但對於電子商務平台經營只有數年,在電商領域如何提升轉化率、透過個人化的AI演算法提供客戶最佳化購物體驗並無足夠的人才與技術資源。 相比於在零售業經常被討論的「O2O」(online to offline),屈臣氏奉行的方向則是「OO」,也就是線下加線上。目前在屈臣氏網路商店下單的客戶,約有兩成會選擇到門市現場取貨。這時門市人員的服務如果到位,扮演現場購買的「觸媒」,就有機會利用線上商店導進來的客戶,為實體店創造額外業績。 根據統計,屈臣氏擁有將近600萬會員,在實體門市零售領域交易資料量龐大,但對比擁有120萬以上APP活躍用戶及近300萬App 下載量,會員活化的程度仍嫌不足,若能夠透過AI技術進行數據整合,也就是透過AI提供客戶進行最佳化的商品推薦以提升客戶從Offline 行為轉換至Online消費,或是導引線上客戶前往門市消費,將可提升大大客戶轉換率,帶動業績成長。 首頁個人化推薦模組:為您推薦 屈臣氏原始使用的開發套件為全球系統商SAP的電商解決方案Hybris,對於電子商務比較偏向單純展示、銷售,缺乏足夠技術資源處理提升消費體驗升級的相關解決方案。 Insider是一家行銷科技(martech)公司,在全球25個城市設有據點,並在台灣有專業的顧問團隊,提供顧客在地化的數位解決方案,致力於以技術優化數位行銷成效,幫助品牌推動數位成長。Insider是許多國內及全球企業包含屈臣氏、家樂福、IKEA、Lenovo、愛迪達、信義房屋、新加坡航空等大型企業的合作夥伴,在透過AI技術提升客戶轉換率、回購率、及提升廣告投資報酬率績效卓著。 屈臣氏引進insider AI演算機制主要是為了加強客戶體驗,透過AI的個人化、整合式行銷模組提升顧客戶消費的互動體驗。進而提升電子商務轉換率,以及透過AI的功能找尋對的客戶,增加新的客群、提供顧客更好的購物消費者體驗。 各頁依據客戶行為觸發折扣碼複製功能推薦 Insider 有許多原本已經研發好的技術模組,可以提供各種客戶於應用情境內去使用,搭配客戶在特定情況下所需要提升轉換率,可以提供許多不同功能的模組使用,目前屈臣氏電商網站APP使用insider不同模組,另有部分也會根據屈臣氏的特殊屬性,例如民生回購、導App需求、刮刮樂折扣碼,去設計因應屈臣氏客戶特殊情境的轉換套件或個人化推薦模組。 引進Web APP 個人化推薦、轉化模組套件 有效提升轉換率10 屈臣氏目前已經導入模組中的前四項,預計在2021年完成全部五項模組導入後,預期提升線上線下的互相導購,進而全面提升屈臣氏的整體電商及零售業績。 1 Web Recommendation Conversion Suit 2 App Recommendation Conversion Suit 3 InStory for eCommerce 4 Mobile App Template Store 5 Insider Architect 屈臣氏目前已經導入AT模組,預計2021年底完成 屈臣氏2020年與insider合作以來,引進了Web APP 個人化推薦、轉化模組套件,已有效提升成交轉換率達平均10以上,ROAS 平均10以上。 未來屈臣氏也希望能將POS銷售紀錄導入insider CDP,可以達成更優化的OO互動機制,完成全通路的消費體驗。 透過結合Insider的AI技術,自營的官網加上透過大量的門市銷售數據、會員消費行為累積,以及AI的個人化推薦、在最佳的時機點投放最佳的接觸訊息給使用者,將大幅提升消費者在Online成交與在線下購物或是進入屈臣氏門市創造互動的機會。藉由新技術在電商寡占的領域,為屈臣氏在消費者心中保持美妝保健類別中獨特的領導地位。

【解決方案】佐翼科技無人機導入高爾夫球場域 可節省一半人力
佐翼科技無人機導入高爾夫球場域 可節省一半人力

對於大多數的高爾夫球場而言,場務的營運及管理是一個令人頭疼的問題。「球場就是在賣草皮,場地一定要顧好」,一位高球場負責人不諱言指出。面臨球場場務人力短缺、老年化及成本高昂的市場痛點,導入AI無人機進行農藥噴灑及防蟲害,將可節省球場一半以上的人力成本,並大幅提升整體營運效率。 初夏晌午,位於桃園的台北高爾夫俱樂部,AI智慧無人機緩緩升空,其主要的任務是進行高爾夫球場AI 智慧無人機施肥噴藥的測試。事實上,執行此項任務的佐翼科技,其無人機普遍使用於稻田、香蕉、茶樹等農作物,來從事施肥施藥及防治病蟲害的工作,對於動輒數十到上百公頃的高爾夫球草坪,要運用AI無人機協助草皮維護作業,現階段將進行資料蒐集、建立施藥AI模型及多光譜影像分析測試等,未來將進一步進行大規模的技術落地驗證,為無人機導入高爾夫球場域建立典範。 透過AI無人機施肥灑藥 可節省一半人力 傳統高爾夫球場維護草坪的作業方式,是以人工揹著藥桶,或是駕駛施藥車逐一分區進行噴灑。「國內高爾夫球場於2001年起開始種植超矮性百慕達草種品系,此一草種喜好涼爽的氣候,台灣高溫潮濕的天氣型態並不適宜」,佐翼科技執行長進一步指出,為避免草皮遭受病蟲害,就必須進行農藥噴灑工作,以18洞球場而言,相當於每周要噴灑一次殺菌劑,T台及球道每兩個月噴藥一次。對於高爾夫球場而言,噴灑農藥耗時費力,重要的是,大規模噴灑將增加人員中毒與農藥量增加的風險。 農用無人機在高爾夫球場應用之效益 根據佐翼科技研究,高爾夫球場的蟲害包括夜盜蟲、斜紋夜盜蛾等,其生活習性是傍晚會出來覓食,因此,噴藥的工作必須傍晚施作。依據傳統作業方式,每次施藥估計需要兩台車三個人力,共耗費45小時的時間。若透過AI無人機施肥灑藥,操作人力僅需1人,20分鐘可以噴灑08公頃土地,約可節省三分之二的人力,也可減少營運成本30左右。 高爾夫球場草坪透過AI無人機施肥灑藥,約可節省一半人力 啟用農用無人機應用於高爾夫球場的草皮維護,除了顯著的效益顯現外,佐翼科技也特別導入AI多光譜影像辨識建立NDVI標準化植被指數分析,「所謂的多光譜是將不同的波長波段光線打在草坪的植株上,蒐集反射回來的影像進行分析」,佐翼科技劉姓執行長接著解釋,因為不同光譜,每一種植物在光的波長吸收程度不一,透過多光譜可以掌握草種生長狀況。同時再結合AI影像辨識,可以精準偵測病蟲害分布情況,據此決定施藥量的多寡。 跨領域協作 建立無人機草坪多源影像資料庫 運用AI多光譜影像辨識技術,佐翼科技將蒐集包括可見光譜、多光譜、熱影像和高光譜影像等,建立無人機草坪多源影像資料庫,完整掌握百慕達草種生長週期。 佐翼科技累積豐富的農業AI無人機噴灑藥劑經驗,但要將AI解決方案導入大面積的高爾夫球場仍有諸多問題需要克服。例如需要建立全新施藥模型及測試飛行方式,尤其是多光譜影像辨識運用,概念驗證並不困難,但實際執行則需要更多的測試實證,反覆推論,並與植物專家建立協同作業才能完成,這部分則須仰賴資策會等法人單位跨域整合,集結更多場域投入實證,建立典範,才能在高爾夫球場場域擴散。 智慧無人機導入高爾夫球場的國際案例文獻並不多,在驗證的過程中,能否快速複製至下一個球場尚未可知,但佐翼科技劉姓執行長認為,透過跨領域協作的方式,將問題定義清楚,一一臚列,供需雙方取得共識,針對每一個問題提出可以解決的方案,並找尋內外部的資源合作,才能逐步完成高爾夫球場智慧化的目標,順利協助產業轉型。 佐翼科技執行長劉峻麟

【導入案例】救命急如星火 AI病危系統監測掌握黃金搶救期
救命急如星火 AI病危系統監測掌握黃金搶救期

60歲的黃先生因中風住進醫院,在加護病房躺了兩周之後,突然病情急轉直下,經過搶救之後,才幸運撿回一命。事實上,在AI病危預警技術的輔助下,讓醫院能在病患心臟停止前的6-8小時,發現徵象並採取及時、準確的醫療措施,可大大降低病患院內死亡的機率。 病情的惡化是一個隨時間演進的過程,其細微推移變化絕非無脈絡可循。過往的研究報告顯示,發生非預期性院內心跳停止的住院病人中,約有六至七成在其心臟停止前6到8小時前已有徵象,但是卻僅有四分之一被臨床人員所偵知發覺,因此需要一種能更早期、並持續使用風險預警工具或系統監測病情,隨時警示醫護人員注意患者病情的細微變化,在病情進展前採取及時、準確的干預措施,有效減少不良事件或嚴重不良事件的發生風險。 非預期性病情惡化 無法及早偵測 急重症患者常出現不可預測的變化,及時發現或能預測潛在急重症患者為重要的課題。目前臨床常用的評估方式為Modified Early Warning Score MEWS,利用簡單的生理參數評估 包含心跳、呼吸速率、收縮壓、體溫、排尿量及意識狀態篩選出高危險群病人,已經證實可以預測病人的臨床預後。 MEWS為單一時間點且制式化公式的評分機制,然而,博鑫醫電所研發的 AI病危預警-醫院急重症病危提早預警指標系統EWS,係以即時反應預測病人狀態為目的,收集病患的連續性時間之生理資料進行深度學習,找出最佳預測模型,提高整體準確度。 博鑫醫電以大數據分析模型建置早期警訊系統EWS、IoT物聯網及5G通信技術,讓醫護人員透過通訊設備遠距離監控病患的生理狀況,監控急重症快速的病情變化,能掌握心臟停止前的6-8小時黃金搶救期。 博鑫醫電導入AI視覺判讀之後,無人化操作方式可大大降低醫護人力 博鑫醫電開發之AI技術為梯度提升集成學習系統 Gradient Boosting Ensemble Learning System, GBELS 建置早期預警系統,為該公司開發之具有學習型之EWS預測演算法,屬於集成學習 Ensemble Learning的一環,且歸類於監督式學習,提供以下三項功能: 一、早期警訊風險通知,以將具有代表性的數據,以GBELS進行分析,提供早期風險評分,讓醫護人員可即時進行臨床評估及提供適當醫療處置。 二、降低醫護人力:收集連續性生理監護數據,如心跳、呼吸、血壓及血氧濃度等,降低醫護人員書寫病例時間。 三、結合IOT物流網及5G通信技術,快速傳輸監護參數和影像資料等醫療數據,協助醫護人員透過通訊設備,遠距離監控患者的病情變化。 AI病危系統監測 掌握黃金治療期 博鑫醫電表示,急重症患者評估疾病嚴重程度是一項複雜工作,患者經常出現不可預測的變化。臨床醫護人員對病情判斷經常根據自己臨床經驗或直覺,缺乏科學、客觀,導致無法正確識別、及時發現潛在急重症患者,導致或誤診導致病患院內死亡率增加。 導入AI早期病危預警系統可輔助急重症的醫護人員正確的預判患者病情,更能讓患者即時受到需要的照料,藉此可以減少同時間急重症病房的人力安排並降低人力成本。 此外,易於攜帶的設計更有助於日後將系統導入救護車、居家照護等場所,對於急診患者可以更早得到適當的照料。院內的其他科別也可以在這套系統周邊開發新的應用,可有效加速智慧醫療技術的發展及推廣;以時下新冠疫情仍然肆虐全球多國的情況,此一系統也可以協助各地醫院更有效地照顧及監控重症患者的病情。 除了AI病危預警外,博鑫醫電也研發AI影像判讀-醫療生理監視器生命週期合規檢測AVS,也就是以AI影像判讀技術,發展生命支持類醫療器材之自動化品質檢測儀器,解決醫療儀器檢測耗時問題,可降低70的檢測時間,提高3倍的檢測數量、有效降低50的人力成本,同時100合乎法規要求,逐步解決醫療領域人力不足、醫療資源短缺、醫護工作超載等問題。目前已於中國大陸扎根,積極在歐洲為落地做準備,未來將朝日本及美國市場發展。 博鑫醫電研發AI影像判讀-醫療生理監視器生命週期合規檢測AVS,解決醫療儀器檢測耗時問題,可降低70的檢測時間。 現階段博鑫醫電的智慧醫療技術已導入包括新竹馬偕、彰基、東元綜合醫院、高雄工學大學附設醫院、振新醫院、新泰醫院、台北醫學大學附設醫院等醫療院所;國際知名醫材製造商GE HealthcareInc、中國最大醫材製造商邁瑞醫療,皆為博鑫醫電代表性客戶。