FIND研究員:吳湘芸
食品製造業正面臨品質控制、產線自動化與人力成本壓力的挑戰,特別是傳統食品的生產環境,對標準化與品質一致性有更高的要求。根據統計,台灣每年消費約 450 億元的冷凍食品,市場普及率高達86%,家戶每年平均購買次數約為11次。隨著冷凍食品市場的蓬勃發展,食品品質與安全標準的提升已成為產業關注的核心議題。
在智慧製造浪潮下,AI智慧品檢技術已成為提升食品安全與生產品質的重要手段。本文說明AI在蘿蔔糕生產線智慧品檢的應用成果,透過高速攝影機擷取影像並結合深度學習模型,精準辨識產品瑕疵,如焦斑、形狀不規則與異物污染,進行即時檢測與分類,提升品質控管效率。
食品製造業的品檢挑戰
蘿蔔糕作為台灣食品市場的重要產品,其生產過程涉及多道工序,如攪拌、成型、蒸煮與冷卻,最終產品需確保形狀、色澤與質地的穩定。然而,傳統品檢模式仍主要依賴人力目視檢查,存在以下問題:
檢測標準不一致:人工品檢依賴個人經驗,受主觀影響較大,難以確保檢測標準的一致性,導致同批產品可能有不同檢驗結果。
效率與成本問題:人工品檢需長時間專注操作,容易導致疲勞影響判斷準確性。此外,人力成本高昂,且難以因應大規模的生產需求。
異常產品難以追溯:傳統品檢無法記錄詳細數據,若發生瑕疵,難以快速回溯至生產環節,影響生產管理與品質改善。
無法即時調整製程:人工品檢通常在生產結束後進行,無法即時回饋異常資訊,導致生產缺陷率難以即時控制。
為解決上述問題,導入AI影像辨識技術的智慧品檢方案。透過高解析度攝影機與深度學習演算法,AI能夠即時辨識蘿蔔糕的表面瑕疵、異常形狀與色差,提升檢測精度與效率。此外,AI亦可與生產數據整合,實現全面的生產品質監控與即時回饋。
AI智慧品檢技術導入蘿蔔糕生產線
1、影像蒐集與訓練模型
AI品檢系統的核心在於影像辨識與機器學習模型的建立,透過高速攝影機捕捉每一塊蘿蔔糕的即時影像,並建立涵蓋不同生產批次與可能變異的資料庫。系統採用卷積神經網路(CNN)進行深度學習,能夠識別產品表面的細微紋理、顏色變異以及形狀偏差,確保高精度品檢。
圖1:透過高速攝影機捕捉每一塊蘿蔔糕的影像,建立訓練資料庫
資料來源:資策會數位轉型研究院
透過大量數據訓練,AI可準確區分焦斑、表面破損、異物污染等常見瑕疵,並根據瑕疵程度自動分類異常品,減少生產過程中的次級品流出。系統同時具備動態學習機制,透過歷史數據與即時影像監測,使AI能夠適應不同生產批次的變化,優化瑕疵分類準確度。為進一步提升AI的檢測準確性,系統在建模過程中結合了多層影像分析技術,不僅能夠檢測產品表面的異常,還能分析內部結構的潛在瑕疵。
此外,AI 品檢技術可與生產管理系統(MES)整合,讓品檢數據自動回饋至製程管理,若某類瑕疵超過設定閾值,系統將自動發出警示,並建議生產人員調整製程參數,實現即時異常管控,提高生產穩定性與品質一致性。透過數據回饋機制,企業可以根據 AI 分析結果調整生產策略,例如變更原料配方、優化蒸煮時間或改善成型流程,進一步提升生產品質與效率。
值得一提的是,AI 品檢系統可透過歷史數據累積與趨勢分析,建立預測性維護機制,提前發現潛在製程異常,降低生產停滯風險。未來,此技術可結合物聯網(IoT)設備,進一步擴展到食品供應鏈管理,確保食品從生產到出貨的全程品質控制,提高整體產業競爭力。
2. 產線即時品檢與異常處理
導入 AI 品檢後,產線可實現即時檢測:
自動判斷產品瑕疵,將異常品即時分類並剔除。
與製造執行系統(MES)整合,提供即時品檢數據,追蹤產品良率與瑕疵類型。
異常回報機制,若特定瑕疵率超過閾值,系統會自動通知生產人員調整製程參數。
建立品檢歷史數據庫,透過大數據分析,提高生產品質預測能力。
導入AI品檢的效益分析
智慧品檢技術的導入不僅提升了蘿蔔糕生產的檢測效率,也帶來了顯著的營運優化:
提升品檢準確率:AI自動檢測準確率達 99%,減少人為誤判。
降低人力成本:減少50%以上人工檢測需求,降低人力投入與管理成本。
提高生產良率:透過即時異常回報與製程調整,生產良率提升8-10%。
強化食品安全與品牌信譽:精確的品檢數據記錄可提升食品安全管控能力,降低產品回收風險。
提升生產數據管理能力:AI 品檢系統可與 ERP、MES 等管理平台串接,提供完整的生產品質追蹤與分析。
FIND觀點
AI品檢技術的導入,為食品製造業帶來了更精準且高效的品質管理模式。在蘿蔔糕生產線的智慧品檢導入案例中,AI技術透過影像辨識,有效檢測產品瑕疵,減少人工檢測誤差,提升產品一致性和品質穩定性。
未來,AI技術可進一步結合機器手臂,實現產品自動分揀,提升產線自動化程度,減少人力投入,透過大數據分析,企業還能預測生產異常趨勢,提前調整生產計畫,達到生產管理智慧化。
隨著技術逐步成熟與普及,食品製造業可望邁向更智慧、高效且穩定的生產模式,AI品檢技術的應用不僅提升品質控管精準度,還為產線自動化與生產效能優化帶來更多可能性,進一步增強產業競爭力。
參考資料來源:
1.https://www.youtube.com/watch?v=Okj7Ja7SQRE
2.https://www.moea.gov.tw/Mns/dos/bulletin/Bulletin.aspx?kind=9&html=1&menu_id=18808
3.https://theme.ndc.gov.tw/manpower/cp.aspx?n=67DB1F96528C67DD&s=185B50BCDAC43EB4FoodVision+2主題網站+2經濟部+2
4.https://www.advantech.com/zh-tw/resources/case-study/food-security-quality-ai研華科技+1就享知 | 就想知道的數位知識+1所羅門3D+4GoSurvey+4物流網+4
5.https://www.eraysecure.com.tw/media/sunnyhills-ai-aoi/Eray Secure
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