书 书 书犐犆犛 ３５ ． ２４０ ． ５０ 犆犆犛犔 ６７ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ４０６５９ — ２０２１ 智能制造 　 机器视觉在线检测系统通用要求 犐狀狋犲犾犾犻犵犲狀狋犿犪狀狌犳犪犮狋狌狉犻狀犵 — 犗狀犾犻狀犲犱犲狋犲犮狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿犫犪狊犲犱狅狀犿犪犮犺犻狀犲狏犻狊犻狅狀 — 犌犲狀犲狉犪犾狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊 ２０２１  １０  １１ 发布 ２０２２  ０５  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 缩略语 １ …………………………………………………………………………………………………… ５ 　 机器视觉在线检测系统架构 ２ …………………………………………………………………………… 　 ５．１ 　 整体架构 ２ …………………………………………………………………………………………… 　 ５．２ 　 输入模块 ２ …………………………………………………………………………………………… 　 ５．３ 　 处理模块 ３ …………………………………………………………………………………………… 　 ５．４ 　 输出模块 ３ …………………………………………………………………………………………… ６ 　 系统功能要求 ３ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．１ 　 远程控制 ３ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．２ 　 操作模式 ３ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．３ 　 系统配置 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．４ 　 系统自诊断 ４ ………………………………………………………………………………………… 　 ６．５ 　 远程维护 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ６．６ 　 互联互通 ４ …………………………………………………………………………………………… ７ 　 系统性能要求 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ７．１ 　 设备性能 ４ …………………………………………………………………………………………… 　 ７．２ 　 过程性能 ５ …………………………………………………………………………………………… 　 ７．３ 　 制造管理性能 ５ ……………………………………………………………………………………… 　 ７．４ 　 检测性能 ５ …………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ４０６５９ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本文件按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２０２０ 《 标准化工作导则 　 第 １ 部分 ： 标准化文件的结构和起草规则 》 的规定起草 。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口 。 本文件起草单位 ： 中国电子技术标准化研究院 、 西安交通大学 、 研祥智能科技股份有限公司 、 英飞凌科技 （ 无锡 ） 有限公司 、 深圳中科飞测科技有限公司 、 株洲中车时代电气股份有限公司 、 深圳赛西信息技术有限公司 、 青岛海尔工业智能研究院有限公司 、 无锡物联网产业研究院 、 安徽巨一自动化装备有限公司 、 深圳市海能达通信有限公司 。 本文件主要起草人 ： 韦莎 、 张欣 、 程雨航 、 胡琳 、 张晖 、 吴锋 、 牟轩沁 、 冯耕中 、 庞观士 、 曹 罖 、 陈鲁 、 杨乐 、 陈志漫 、 何智勇 、 郑旭东 、 石恒 、 吴明娟 、 王淑旺 、 屠庆松 、 汪波 、 车固勇 、 沈祖勇 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ４０６５９ — ２０２１ 智能制造 　 机器视觉在线检测系统通用要求 １ 　 范围 本文件规定了机器视觉在线检测系统的架构 、 功能要求 、 性能要求等 。 本文件适用于指导企业 、 高校 、 科研院所等相关机构开展机器视觉在线检测系统的研发与应用 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。 其中 ， 注日期的引用文 件 ， 仅该日期对应的版本适用于本文件 ； 不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于 本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ３３８６３．８ — ２０１７ 　 ＯＰＣ 统一架构 　 第 ８ 部分 ： 数据访问 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 机器视觉在线检测系统 　 狅狀犾犻狀犲犱犲狋犲犮狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿犫犪狊犲犱狅狀犿犪犮犺犻狀犲狏犻狊犻狅狀 利用机器视觉技术实现车间生产线实时检测和判别的系统 。 ３ ． ２ 逃逸率 　 犲狊犮犪狆犲狉犪狋犲 机器视觉在线检测系统未检测出的不合格品数量占该检测批次总数量的百分比 。 ３ ． ３ 误报率 　 犳犪犾狊犲犪犾犪狉犿狉犪狋犲 被机器视觉在线检测系统判定为不合格品的合格品数量占该检测批次总合格品数量的百分比 。 ４ 　 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 ＣＮＮ ： 卷积神经网络 （ ＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ ） ＤＭＳ ： 数据管理系统 （ ＤａｔａｂａｓｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ ） ＭＥＳ ： 制造执行系统 （ ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｘｅｃｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ ） ＯＰＣＵＡ ： 用于过程控制的 ＯＬＥ 统一架构 （ ＯＬＥｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｆｉｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ） ＳＰＣ ： 统计过程控制 （ ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ ） ＷＬＡＮ ： 无线局域网 （ ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋｓ ） １ 犌犅 ／ 犜 ４０６５９ — ２０２１ ５ 　 机器视觉在线检测系统架构 ５ ． １ 　 整体架构 机器视觉在线检测系统的整体架构如图 １ 所示 。 图 １ 　 机器视觉在线检测系统整体架构 　　 在生产系统层级中 ， 机器视觉在线检测系统涉及设备层 、 控制层和车间层 ： ——— 设备层主要涉及接收相关控制命令并反馈机器视觉在线检测信息的各类检测执行设备等 ； ——— 控制层主要涉及机器视觉在线检测系统的参数配置模块 、 输入模块 、 处理模块 、 输出模块和存 储模块等 ； ——— 车间层主要涉及与 ＭＥＳ 、 ＳＰＣ 、 ＤＭＳ 等车间管理系统 。 在车间的信息流中 ， 机器视觉在线检测系统的实现流程为 ： ——— 参数配置模块接收车间管理系统中的各项检测要求 ， 并将相应参数配置入输入模块 、 处理模块 和输出模块中 ； ——— 输入模块从检测执行设备中获取被检测对象的图像信息 ， 将其转化为一组可被计算机处理的 图像数据 ； ——— 处理模块接收图像数据 ， 通过机器学习方法对图像数据进行检测处理 ， 输出判别结果 ； ——— 输出模块按照特定形式和接口要求将判别结果及检测相关信息分别传输至检测执行设备和存 储模块 ； ——— 存储模块将判别结果和相关信息数据统一存储在本地或云端数据库中 ， 满足检测数据管理 、 查 询等需求 ， 同时为处理模块提供样本数据 （ 包括样本图像和对应判别结果 ）； ——— 检测执行设备根据判别结果执行检测任务 ， 并反馈执行信息给车间管理系统 ， 形成信息流 闭环 。 ５ ． ２ 　 输入模块 机器视觉在线检测系统的输入模块主要包括成像系统和图像采集卡两个部分 ： ２ 犌犅 ／ 犜 ４０６５９ — ２０２１ ——— 成像系统用于将被检测对象转换为图像信号 ， 通常由照明光源 、 镜头和工业摄像机等组成 ； ——— 图像采集卡用于将图像信号采集到电脑中 ， 以数据文件的形式保存在硬盘上 。 输入模块在采集被检测对象图像数据时应包括如下要求 。 ——— 环境要求 ： 包括温度 、 湿度 、 清洁等级 、 照明等 。 ——— 检测要求 ： 包括工作距离 、 生产线节拍时间 、 检测对象变化 （ 尺寸 、 颜色 、 反射 、 粗糙度等 ）、 机器视觉在线检测系统前工位状态等 。 ——— 采集要求 ： 包括图像的质量 （ 分辨率 、 对比度 、 透视 、 畸变等 ） 和数量 。 ５ ． ３ 　 处理模块 机器视觉在线检测系统的处理模块宜采用机器学习方法实现图像检测处理 ， 主要包括图像预处理 、 模型训练和检测判别三个主要步骤 。 ａ ） 　 图像预处理 ： 对采集的被检测对象图像以及存储模块中样本图像进行初步处理 ， 优化和改善对检测有影响的图像质量指标 ， 图像预处理中的优化和改善算法包括数字化 、 几何变换 、 归一化 、 平滑 、 修复和增强等 。 ｂ ） 　 模型训练 ： 将完成图像预处理的样本图像和对应判别结果标签组成训练样本集 ， 输入到 ＣＮＮ 等机器学习模型中进行参数训练 ， 生成检测数学模型 。 ｃ ） 　 检测判别