工人的双眼太疲惫了, 于是理光用AI为光纤检测装上“火眼金睛”

这是AI以“质变”形式改变生产方式的一个案例。理光的这款技术让光纤生产的质控流程从“人检”变为“机检”，从“抽检”变为“全检”，效率大幅提高，成本却大幅降低。

研究院专稿在高速运转的光纤生产线上，细如发丝的光纤以每分钟800米的速度飞驰而过。一根光纤，短的有数百米，长的达几十公里，如何确保光纤的品质？光纤光缆制造企业的传统做法是靠人工抽检——从生产的成品中取样放到显微镜下，靠人眼观察外观质量。尽管拼尽全力，但是人工检测仍属“抽检”，而且抽检比例非常小；同时抽检属于滞后的检测，一旦发现问题，已造成大量的瑕疵品。相较一些数十公里长的光纤产品，以抽检方式来保障产品的质量显然是杯水车薪。

毫无疑问，人工检测效率低、成本高、漏检率高是摆在产能占全球60%以上、年产量超3.5亿芯公里的中国光纤光缆行业面前的痛点。如今，理光中国研究院与国内的合作伙伴共同研发的AI视觉光纤光缆检测系统彻底改变了这一局面，让光纤光缆质控从“人检”变为“机检”，从“抽检”变为“全检”。

光纤人工检测场景示意图（注：图片为AI生成）

光纤光缆是现代信息社会的“神经系统”。除了大众熟悉的光纤到户，光纤光缆凭借其超大带宽、超低损耗、抗电磁干扰、体积小、重量轻等特点，广泛应用在通信、互联网、广播电视、工业自动化、能源、交通、金融、医疗等领域。在各个角落默默支撑经济社会运行的光纤光缆对品质要求极高，一旦出问题，后续将带来一系列难以挽回的损失。

光纤的直径通常为100-250微米，部分光缆内部有数百根光纤。一个微小划痕或涂层缺损，在振动、弯折等工况下就可能导致信号传输效率下降甚至中断。特种光纤对稳定性的要求更是近乎苛刻。随着中国“东数西算”工程推进及算力需求激增，市场对超低缺陷率光纤的需求前所未有地迫切。

失之毫厘，差之千里。制造企业眼前的现实是，客户一旦发现个别产品存在质量缺陷，就会整批退货，这些光纤光缆也将全部报废。传统人工检测埋下的隐患每年给单条产线带来的损失超过百万元。

理光检测设备

2023年5月，理光中国研究院智慧工厂团队与国内合作伙伴深入高端光纤制造企业的生产现场，发现企业为保障高品质的交付，需要大量的操作工人紧盯显微镜目镜或高亮度显示屏，逐一检测光纤的表面外观缺陷。操作工人每检测一个小时就需要换人休息，否则工人的眼镜可能一天都看不清楚东西，甚至视力遭受不可逆的损伤。于是团队深入了解行业痛点及AI助人的应用场景，在没有订单的情况下，启动内部立项并潜心研发；2024年底，拿出整套解决方案，AI视觉光纤光缆检测系统开始落地应用。这套覆盖光纤光缆生产全流程的AI视觉检测方案实现了微米级精度与高速在线检测的结合，这在中国的光纤光缆检测领域独树一帜。“技术水平在业内领先了6-12个月。”理光中国研究院智慧工厂业务负责人郑磊说。

理光中国研究院研发经理张毅飞分析，光纤光缆生产过程包含多个关键环节，包括光纤预制棒生产、光纤拉丝、光纤涂覆、光纤色环涂覆、光纤束合成缆、光缆表面喷码、光缆组装等若干环节。来自理光中国研究院的AI光纤光缆检测系统在光纤光缆生产过程中提供关键视觉检测解决方案，可以实现光纤光缆生产过程中的7个环节的实时检测需求，并且在5个核心节点实现了技术突破：

光纤色环缺陷检测，高速精准识别色环喷涂质量，确保光缆内多根光纤的准确区分；拉丝塔光纤缺陷检测，在预制棒拉丝的极高速过程中，实时、高速监控裸光纤的微缺陷；光纤成缆过程中，对光缆表面的外观质量进行实时检测，确保光缆质量长期稳定；光纤端面缺陷检测，全自动检查连接器端面质量，避免因端面瑕疵导致信号传输问题。

AI视觉光纤光缆检测系统继承了理光数十年积累的精密光学设计与图像算法经验。理光集团是日本著名的办公设备及光学机器制造商，为全球约200个国家和地区的140万家大小企业提供数字化服务、打印和成像解决方案。郑磊认为，理光具有先进光学技术的基因，打印、扫描设备、投影仪、相机、工业镜头等拳头产品都发挥了集团在光学领域的优势。

成立于2004年的理光中国研究院是理光集团海外唯一的人工智能研究中心，长期承担全集团光学产品的底层算法开发。理光中国研究院开发的360°相机实时拼接技术与画质优化算法、车载双目视觉系统的深度感知与障碍物识别算法等代表性成果已在中国及全球市场广泛应用。

AI视觉光纤光缆检测系统在生产现场大量使用照相机、镜头、光源、平台等，这些无疑是在光学领域颇具优势的理光中国研究院的强项。然而，这仅是检测系统的一部分。

“如果说硬件可以模仿，那么软件则必须经过长期的积淀。”张毅飞强调，理光的AI视觉光纤光缆检测系统技术领先的关键还在于对图像数据与生产工艺的深度结合。“一定要和光纤光缆生产行业里面的数据、图像、缺陷及其检测标准深度融合。”他解释，甄别和判定光纤光缆的品质缺陷，需要与制造企业的生产人员、质量专家紧密配合、反复比对、对齐标准。

光纤光缆检测水平的高低取决于对行业的理解程度。张毅飞举例，生产人员提示光纤偶尔会出现某种缺陷，那么理光中国研究院的研发团队就会长时间蹲守，发现问题后再和制造企业共同分析其特征和识别标准。

“持续地收集和掌握光纤光缆质检的数据，并保证这些数据真实有效，至关重要。”张毅飞说，从数据采集到数据分析再到形成整体解决方案，过程繁复艰苦，但是理光向来有“现场主义”的企业文化，理光中国研究院的工程师泡在生产一线，将制造企业的商业需求语言转化为技术语言和算法语言。

光纤检测中的图像分析

值得注意的是，这套技术领先的方案是理光中国研究院在中国本土研发孵化的成果。郑磊透露，理光集团及中国研究院的管理层给了业务及算法团队很大的信任与自主空间，期望研究院多年积累的人工智能技术能够不断扩大在中国的数字化服务能力及服务领域，解决行业通用的疑难问题，为社会及行业提供更多的价值。目前理光中国研究院的团队在服务集团总部业务的基础上，将越来越多的精力聚焦在服务中国本土及东南亚市场需求上。

郑磊进一步分析，AI技术迅猛发展，AI视觉光纤光缆检测系统正是AI技术在细分场景的实际应用。他表示，理光中国研究院凭借在光学与图像处理算法上的长期积累，与国内优秀的结构设计生产企业一起联合开发通用标准的自动化光纤光缆检测设备，不仅满足行业痛点的解决，并能够标准化快速部署。当前这一系列光纤光缆高速检测的解决方案在高速数据采集与存储、高速深度算法处理及迭代、缺陷数据的大量积累、系统算力分配优化等方面具有明显的系统优势，领先行业6-12个月以上。

技术优势快速转化为市场认可。目前，理光AI视觉光纤光缆检测系统已在中国光纤光缆的龙头公司落地，并应用在多家制造企业。据测算，这套系统可以为制造企业带来实实在在的商业收益——据估算，每年每条光纤产线可节省人力资本100万元以上，减少废品造成的浪费300万元以上，对于头部企业而言，8-10个月即可收回投资。郑磊希望，随着方案在行业的快速推广普及，能够与不同的行业客户持续优化打磨方案，在方案技术与产品性价比方面持续保持领先。

郑磊表示，除商业价值外，理光中国研究院非常有幸能够在社会关怀方面和产业升级方面贡献力量——助力制造企业关怀员工、解放人力；保障高性能、高稳定性光纤的规模化生产，满足中国这一全球智能制造中心的现实需求。

“生产线上的AI应用极其严谨，以精准、高效的品质控制为核心，在生产一线，设备行就是行，不行就是不行。”郑磊格外看重“技术说话”，“工人不愿用的设备，最终只会沦为华而不实的摆设”。

在郑磊眼中，三个角色都说好，检测设备才有真价值——生产工人和质检人员说“真减负”，车间段长说“省人力”，工厂负责人说“降报废”。“这种自下而上的反馈链条，比任何技术参数都有说服力。”他说。

从工人疲惫的双眼，到AI系统的“火眼金睛”，理光中国研究院的这一套系统很可能意味着光纤光缆检测已真正开始迈入智能时代。