Исследователи из Института искусственного интеллекта AIRI совместно со специалистами IT‑компании «Солтех» разработали программное обеспечение, позволяющее обнаруживать дефекты и определять вероятные источники их образования в технологической цепочке процесса производства солнечных элементов. Результаты работы опубликовали в научном журнале Solar Energy (Q1, Elsevier). Об этом информационной службе Хабра рассказали в пресс‑службе AIRI.
Разработчики «Солтеха» создали и подготовили к имплементации базу данных в инфраструктуру программного комплекса для обнаружения оптических и механических дефектов при производстве фотоэлектрических преобразователей. На основе этой базы специалисты AIRI разработали ПО под названием ASCAD Light. Это ПО работает на базе методов глубокого обучения.
Изготовление солнечных панелей требует проведения сложных технологических процессов: химической обработки, осаждения легированных слоёв, нанесения прозрачных токопроводящих покрытий. Нарушение процесса на любой стадии или при транспортировке приводит к повреждению фотоэлектрического преобразователя (солнечной ячейки), основного элемента панели. Повреждения приводят к росту операционных затрат на производстве и к потере его рабочих характеристик панели.
Эксперты компании «Солтех» собрали, разметили и передали данные изображения в AIRI для обучения нейросетевых архитектур в составе программного комплекса. Исходный набор данных состоял из порядка 68 тысяч электролюминесцентных изображений гетероструктурных солнечных элементов с контактной сеткой. ПО тестировали на открытом наборе данных ELPV, и оно показало точность до 95,1%. Потом специалисты собрали размеченную выборку 1086 дефектных электролюминесцентных изображений. Модель локализовала и классифицировала дефекты.
Александр Дмитриев
Генеральный директор «Солтех»
«Ключевой результат нашей работы — мы можем с высокой точностью определить, на каком технологическом этапе и на каком оборудовании возник дефект. Это даст возможность в минимальные сроки устранить его причины и сократить производственные потери. Помимо этого, данный программный комплекс позволяет проводить анализ процесса производства солнечных ячеек с наилучшими показателями КПД и определять условия, которые влияют на данный параметр. В последующем будем это применять в серийном производстве, что позволит увеличить эффективность продукции завода».
После тестов на выборках программный комплекс ASCAD Light 24 час проходил опытно-промышленное тестирование на действующем производстве завода «Хевел» в Новочебоксарске. При обнаружении на этапе сортировки двух и более изображений, имеющих дефекты одного типа с аналогичной локализацией, модель в режиме реального времени информировала о наиболее вероятных узлах оборудования производственной линии завода, связанных с найденными дефектами.
Семён Буденный
Руководитель научной группы Института ИИ AIRI, кандидат физико-математических наук
«За сутки тестовых испытаний в работе ASCAD Light не было зафиксировано отказов. ПО автоматически проанализировало порядка 52 тысяч изображений. Наше ПО доказало пользу и значимость в повышении качества системы диагностики. В данный момент мы с коллегами из „Солтех“ проводим дополнительную масштабную разметку данных для повышения точности локализации дефектов и, в случае удачного прохождения второй фазы тестовых испытаний, планируем выводить ПО в опытно‑промышленную эксплуатацию. Надеюсь, что наш проект ускорит переход к наукоёмким методам оптимизации производственных процессов и станет наглядным примером того, как наука способна помочь решать задачи реального бизнеса».
