A critical aspect in the manufacturing process is the visual quality inspection of manufactured components for defects and flaws. Human-only visual inspection can be very time-consuming and laborious, and is a significant bottleneck especially for high-throughput manufacturing scenarios. Given significant advances in the field of deep learning, automated visual quality inspection can lead to highly efficient and reliable detection of defects and flaws during the manufacturing process. However, deep learning-driven visual inspection methods often necessitate significant computational resources, thus limiting throughput and act as a bottleneck to widespread adoption for enabling smart factories. In this study, we investigated the utilization of a machine-driven design exploration approach to create TinyDefectNet, a highly compact deep convolutional network architecture tailored for high-throughput manufacturing visual quality inspection. TinyDefectNet comprises of just ~427K parameters and has a computational complexity of ~97M FLOPs, yet achieving a detection accuracy of a state-of-the-art architecture for the task of surface defect detection on the NEU defect benchmark dataset. As such, TinyDefectNet can achieve the same level of detection performance at 52$\times$ lower architectural complexity and 11x lower computational complexity. Furthermore, TinyDefectNet was deployed on an AMD EPYC 7R32, and achieved 7.6x faster throughput using the native Tensorflow environment and 9x faster throughput using AMD ZenDNN accelerator library. Finally, explainability-driven performance validation strategy was conducted to ensure correct decision-making behaviour was exhibited by TinyDefectNet to improve trust in its usage by operators and inspectors.


翻译:制造过程的一个关键方面是对制造部件的缺陷和缺陷进行视觉质量检查。只有人的视觉检查可能非常费时和费力,并且是一个重大的瓶颈,特别是对于高通量制造情景而言。鉴于在深层次学习领域取得的重大进步,自动化视觉质量检查可以导致在制造过程中对缺陷和缺陷进行高效和可靠的检测。然而,深层次学习驱动的视觉检查方法往往需要大量的计算资源,从而限制吞吐量,并成为广泛采用有利于智能工厂的瓶颈。在本研究中,我们调查了利用机器驱动的设计探索方法来创建TinyDefectNet,这是为高通量制造视觉质量检查而专门设计的高度紧凑密的深层革命网络结构。由于TintyDefectNet只有~427K参数,并且具有对制造过程中缺陷和缺陷的计算复杂性为~97M FLOPs,但是在NEU的缺陷检测工作中实现了一种州级结构的准确性,通过IMFLLS的精确度,在SIMF的计算中,在使用SIMR的精确度上实现了一种较低的检测水平,在Silent-R的精确度上,通过IMD的精确度,在使用IMD的测试中,在10的精确度上实现了一个通过10号的精确度环境中,在Silent-ral-ral-ral-rmal-ral-ral-ral-rent-x的精确度的精确度的计算,在S-rvial-rvial-ral-ral-rvial-rvial-rvial-rvial-rvial-xxxxx的精确度-ex-deal-de-xxxxxx的计算中,在使用Silent-enal-en-de-de-en-en-en-deal-I-I-I-deal-I-de-de-de-I-xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx-deal-deal-deal-Ial-de-de-deal-de-de-de-de-de-de-I-Ial-de-de-en-de-de-inal-I-I-Ial-I-I-I-

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