Projet complété en 2023
Niveau : M.Sc.A.
Domaines de recherche : Automatisation, Intelligence artificielle.

Une approche de vision par ordinateur pour identifier les soudures manquantes sur des éléments préfabriqués en acier

Abstract

Les avancées significatives en matière d’IA, de vision par ordinateur et d’apprentissage profond ont révolutionné la gestion de la sécurité, le suivi de l’avancement des travaux et le contrôle de la qualité. Les méthodes traditionnelles étaient coûteuses et chronophages, mais l’automatisation a permis de réaliser des économies de coûts et de temps tout en améliorant la qualité des produits. En collaboration avec le groupe Canam, cette recherche a été menée pour développer un réseau basé sur la vision par ordinateur afin de détecter automatiquement les défauts de soudure. Il utilise une station de capture vidéo, un classificateur personnalisé basé sur YOLOv4, un traqueur de reconnaissance de dettes et un logiciel d’interface utilisateur. Le réseau détecte en temps réel les soudures manquées sur des éléments préfabriqués en acier. Les validations en usine réelle ont permis d’atteindre une précision de plus de 98 % dans l’identification des types d’assemblage en acier et la détection des soudures manquées sur la chaîne de montage. Cette recherche permet de réduire les reprises, de minimiser les risques et d’améliorer la qualité des produits. L’intégration de l’IA et de la vision par ordinateur dans la gestion de la sécurité, le suivi des progrès et le contrôle de la qualité représente une étape importante dans la recherche universitaire, avec de vastes implications pour l’industrie.

Domaines de recherche : Automatisation, Intelligence artificielle.

Résultats du projet

L’étude a utilisé deux méthodes d’évaluation, à savoir la validation croisée K-Fold et le test de validation de la formation, pour évaluer les performances du réseau formé. Dans la validation croisée K-Fold, l’ensemble de données a été divisé en dix plis, et dix modèles ont été formés et validés. Les résultats ont révélé des valeurs de précision moyenne (AP50) constamment élevées pour les différentes classes, allant de 0,986 à 0,998. L’approche Train-Validation-Test a consisté à diviser l’ensemble de données en ensembles de formation, de validation et de test. Le modèle le plus performant sur l’ensemble de validation a été sélectionné, puis évalué sur l’ensemble de test. Comme pour la validation croisée K-Fold, les résultats ont montré des valeurs AP50 remarquables pour les classes, allant de 0,977 à 0,997. En outre, la précision globale, le rappel et le score F1 étaient également impressionnants, avec des valeurs de 0,92, 0,99 et 0,95, respectivement. Pour valider davantage les performances de l’ensemble du cadre, des échantillons vidéo ont été utilisés.
Les valeurs de précision et de rappel pour chaque classe sont respectivement de 0,987 et 0,982. En outre, la capacité du cadre à suivre les objets a été évaluée et a donné un taux de réussite de 0,994. Ces résultats soulignent collectivement les capacités exceptionnelles du cadre en matière de détection et de suivi d’objets. En outre, l’étude a examiné les performances du cadre dans une usine réelle pendant la phase de production. Une comparaison a été faite entre les prédictions du cadre pour la classe des soudures manquées et les rapports de contrôle de qualité réels de la chaîne de production. Cette évaluation a utilisé une matrice de confusion pour évaluer la précision du cadre. Sur une période de 17 jours ouvrables, les performances globales du cadre ont été rapportées, y compris les nombres prédits et rapportés de soudures manquées. La précision a été calculée à 0,888. Ces résultats fournissent des indications précieuses sur l’efficacité du cadre dans la détection des soudures manquées au cours de la phase de production.

Contributions du projet

Cette recherche apporte des contributions significatives tant dans le domaine universitaire que dans celui de l’industrie. Dans le domaine universitaire, elle fait progresser la détection des défauts basée sur l’apprentissage profond en introduisant un cadre complet pour la surveillance et la classification en temps réel des nœuds soudés dans les poutrelles en acier. Cette nouvelle approche permet non seulement d’améliorer la précision de la détection, mais aussi de relever des défis pratiques, tels que le suivi et le temps de traitement, qui sont cruciaux pour les applications du monde réel. Le développement de techniques de post-traitement enrichit la compréhension académique de l’amélioration de la précision de la prédiction dans des applications similaires. Dans l’industrie, cette recherche offre une solution qui change la donne pour le contrôle de la qualité de la préfabrication. En intégrant de manière transparente le matériel, les logiciels et les techniques d’apprentissage automatique, elle fournit un moyen pratique et efficace de détecter les soudures manquantes en usine. La précision exceptionnelle obtenue grâce à des algorithmes avancés d’apprentissage profond et à un réglage fin établit une nouvelle norme industrielle pour le contrôle de la qualité du soudage. Les enseignements tirés de la mise en œuvre et de la validation du cadre dans un environnement de production servent également de guide précieux pour les professionnels de l’industrie qui cherchent à adopter des technologies similaires pour améliorer leurs processus de contrôle de la qualité.

Équipe de recherche

L’équipe chargée de ce projet :

Équipe

L’équipe chargée de ce projet

Partenaires

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