Traditionele asferische lensinspectietechnologie ontstond en evolueerde aanvankelijk voornamelijk in geavanceerde gebieden zoals defensie, ruimtevaart en hoogwaardige halfgeleiderlithografiesystemen. Bij deze traditionele toepassingen stelde de industrie geen extreem strenge eisen aan de inspectie-efficiëntie. De reden is simpel: de productielogica was 'enkel stuk' of 'meerdere stukken'.
Om extreem hoge absolute precisie na te streven, waren ingenieurs bereid uren of zelfs dagen op banken te zitten en de oppervlaktevorm van een enkele lens minutieus te verfijnen, kalibreren en slijpen. Wanneer we echter geconfronteerd worden met de grootschalige productie van asferische lenzen, is deze traditionele "langzame en nauwgezette" inspectiemethode niet langer toepasbaar.
Met de explosieve groei van commerciële lucht- en ruimtevaartconstellaties (zoals de massale vraag naar asferische lenzen in satellietlasercommunicatie) en de grootschalige massaproductie van miljoenen nauwkeurig gegoten glazen lenzen op gebieden als intelligent rijden, lenzen voor mobiele telefoons en draagbare apparaten, wordt de traditionele ‘langzame en nauwgezette’ inspectiemethode het ‘verstikkende slot’ dat de energie-efficiëntie van de hele opto-elektronische industrie belemmert.
Grote fabrikanten ervaren een extreme strijd om efficiëntie bij hun uitgaande inspectie, inkomende inspectie en proefmontagebesprekingen. I. De ‘oorspronkelijke zonde van snelheid’ bij traditionele inspectie en de overlevingscrisis van massaproductie op miljoenen niveaus Momenteel zijn de twee meest gebruikte benchmark-geïmporteerde apparaten door grote binnenlandse optische fabrikanten voor proces-R&D en massaproductie volledige inspectie van asferische en vrije-vormoppervlakken de UA3P (contacttype 3D-profielmeter) en LUPHOScan (contactloze ultra-precieze optische profielmeter). Hoewel ze inderdaad veelzijdig en nauwkeurig zijn, is hun slakkengangige snelheid een groot obstakel voor productiemanagers en financieel directeuren als ze te maken hebben met gegoten glazen lenzen die in miljoenen exemplaren worden verzonden:
● UA3P: Door gebruik te maken van contactscannen op basis van sondes kan het systeem, zelfs met een geoptimaliseerd scanpad, slechts een maximum van ongeveer 20 stuks per uur testen. Het meest kritische is dat het in wezen een 2D-oppervlaktevorm verkrijgt (dwarsdoorsnedelijngegevens), waardoor het gehele asferische oppervlak over het gehele gezichtsveld niet volledig kan worden gereconstrueerd. Verdere 3D-oppervlaktevormmetingen worden geconfronteerd met een verdere scherpe daling van de efficiëntie. Het is de moeite waard te benadrukken dat optische ingenieurs altijd 3D-oppervlaktevormen nodig hebben voor analyse, omdat 2D-oppervlaktevormen tijdens de analyse te lijden hebben onder aanzienlijk informatieverlies, vooral het verlies van niet-rotatieafwijkingen, wat leidt tot enorme discrepanties tussen de analyseresultaten en de werkelijke resultaten.
● LUPHOScan: Hoewel het 3D-oppervlaktevormmetingen uitvoert via interferometrische scanning met meerdere golflengten, kan het dankzij het fysieke mechanisme voor punt-voor-punt/cirkel-voor-cirkel scannen slechts ongeveer 10 stuks per uur testen. In de sectoren van de hoogwaardige consumentenelektronica en de intelligente automobielsector veroorzaken deze inefficiënte tests een kettingreactie van bedrijfsrampen. Het is algemeen bekend dat glasvormprocessen, als gevolg van factoren zoals temperatuurbeheersing, matrijsslijtage en het vrijkomen van thermische spanning, inherent een lagere opbrengststabiliteit hebben dan traditioneel kunststofspuitgieten. Bovendien zorgen de extreem hoge kosten van glazen lenzen ervoor dat de opbrengst aan componenten (enkele lenzen) exponentieel wordt vergroot, wat rechtstreeks de uiteindelijke lensopbrengst bepaalt en een enorme impact heeft op de uiteindelijke kosten en de nettowinst van het bedrijf. Als de snelheid van de inspecties dit niet kan bijbenen, kiezen grote fabrikanten ofwel voor 'bemonstering in gokstijl', wat het risico met zich meebrengt van grote opbrengstverliezen, of kiezen ze voor 'het verhogen van de bemonsteringsfrequentie', maar de investeringen in vaste activa en de afschrijving van inspectieapparatuur zijn ontmoedigend voor bedrijfseigenaren.
II. Een kwalitatieve efficiëntieverandering die leidt tot een ‘revolutionaire functionele upgrade op drie niveaus’ Als een revolutionaire, zeer efficiënte inspectiemethode de inspectiesnelheid van 3D-vorm over het volledige oppervlak tien tot twintig keer zou kunnen verhogen, zou dit grote fabrikanten veel meer opleveren dan alleen het besparen van de aanschafkosten van een paar geïmporteerde machines. Het zou een revolutionaire upgrade betekenen voor de hele onderneming in termen van productiemodel en kernconcurrentievermogen.
Concreet kan het grote fabrikanten helpen een kwalitatieve sprong voorwaarts te maken op drie bedrijfs- en technische niveaus:
1. Eerste niveau: Absoluut verbeterde inspectie-efficiëntie (de fundamentele basis voor kostenreductie en efficiëntieverbetering) De inspectietijd voor een enkel item, oorspronkelijk berekend in "minuten" of zelfs "een half uur", wordt direct gecomprimeerd naar het tweede niveau. Volledige 3D-inspectie van de oppervlaktevorm, lichtsnelheid in en lichtsnelheid uit. Dit transformeert de testwerkplaats direct van een ‘capaciteitsknelpunt’ in een ‘geautomatiseerde productielijn’, waardoor de leveringscapaciteit van grote bestellingen volledig wordt ontketend.
2. Tweede niveau: Big Data-gestuurde optimalisatie van proefmontages (van "Trial and Error" tot "Technische zekerheid") Bij de ontwikkeling van hoogwaardige lenzen is de meest tijdrovende fase de "technische proefmontage". Vanwege het gebrek aan grootschalige, echte 3D-oppervlaktevormgegevens van de volledige categorie, kan traditionele proefmontage slechts vertrouwen op een zeer klein monster (bijvoorbeeld het bemonsteren van enkele tientallen stukken) om "hun geluk te beproeven en de optimale oplossing te vinden", waarbij foutopsporingscycli vaak enkele weken duren. Als testen op het tweede niveau worden uitgevoerd, kunnen grote fabrikanten in de vroege stadia van het proefassemblageproces tienduizenden sets echte, volledige 3D-oppervlaktevorm-big data bezitten. Ingenieurs kunnen deze big data gebruiken om combinaties van technische proefassemblages te optimaliseren, lenzen optimaal uit te lijnen met verschillende foutverdelingen in de oppervlaktevorm, waardoor het algehele assemblagerendement van de lens in de assemblage- en afstellingsfase krachtig wordt verbeterd.
3. Het derde niveau: het voeden van het AI-productiemodel (de ultieme slotgracht van dimensionale reductie) Momenteel kijkt de wereld naar de snelle opkomst van Silicon Valley-reuzen op het gebied van AI, en wat we zien zijn vooral de veranderingen die AI teweegbrengt in het zoeken van consumenten, het genereren van copywriting of het coderen. Een trend die de verwachtingen echter ver overtreft, is dat zodra AI verder volwassen wordt, de concurrentie tussen fabrikanten niet langer gebaseerd zal zijn op traditionele kanalen of op het voordeel van de ‘first mover’, maar op een uitgebreide upgrade van R&D-capaciteiten en organisatorische managementcapaciteiten. En de kernmotor hier is de uitgebreide empowerment van AI.
Wanneer grote optische bedrijven momenteel communiceren met eindgebruikers, zijn hun meest trotse troeven ontwerpcapaciteiten, matrijzenproductiecapaciteiten of productiecapaciteit.
Wij voorspellen echter stoutmoedig dat zodra een grote fabrikant een doorbraak in intelligente productie bereikt, de normen voor toekomstige zakelijke communicatie volledig zullen worden herschreven. De concurrentie zal dan verschuiven naar AI-rekenkracht, grootschalige digitale en intelligente modelmogelijkheden en de daaruit voortvloeiende ‘ultieme efficiëntie’, ‘ultieme kosten’ en ‘ultieme gebruikerservaring’.
De onderliggende logica die dit alles ondersteunt, blijft snelle, uitgebreide en nauwkeurige gegevens. Zonder enorme hoeveelheden hoogfrequente, op nanometerniveau nauwkeurige 3D-oppervlaktegegevens voor zelftraining, is het zogenaamde grootschalige AI-productiemodel slechts water zonder bron. De kernwaarde van zeer efficiënte 3D-inspectie ligt in het vermogen om continu en stabiel grote hoeveelheden realistische en nauwkeurige 3D-oppervlaktegegevens in het AI-model van de fabrikant in te voeren.
Op basis van deze enorme hoeveelheid gegevens kan AI realtime inzicht krijgen in de niet-lineaire mappingrelaties tussen matrijsvervorming, temperatuurdrift, materiaalbatches en hogere aberraties van de uiteindelijke oppervlaktevorm, waardoor de algehele configuratie continu wordt geoptimaliseerd en front-end procesparameters worden gecorrigeerd. Dit vertegenwoordigt een radicale verbetering van de concurrentiekracht van de productie: het belangrijkste concurrentievoordeel van een bedrijf zal verschuiven van het vertrouwen op "trial and error met zeer weinig monsters, gebaseerd op de ervaring van ervaren ingenieurs" naar een mondiaal intelligente gesloten lus, geleid door rekenkracht en big data.
Degene die als eerste zijn AI-model invoert, zal de eerste zijn die extreme kosten en efficiëntie bereikt, en daarmee het enige ticket naar de toekomst van de optische productie veiligstelt.
III. Zhixing-optica: CGH gecombineerd met automatisering, gericht op een efficiëntiewonder van 200 stuks/uur. Om grote fabrikanten te helpen dit spel aan te gaan dat het industriële landschap zal hervormen, heeft Ningbo Zhixing Optics Co., Ltd., met zijn team van PhD's die zowel wetenschappelijke onderzoeksexpertise als ervaring in de sector bezitten, zijn troefkaart onthuld.
Bij het proces van interferometrische meting van asferische oppervlakken is het meest tijdrovende, meest ervaringsintensieve en meest inefficiënte proces de asferische nulpositieaanpassing (uitlijning). Zelfs zeer bekwame ingenieurs hebben, wanneer ze worden geconfronteerd met complexe asferische oppervlakken, vaak ongeveer 2 minuten nodig om de excentriciteit herhaaldelijk aan te passen, te kantelen en de retourfout te vinden. Zhixing Optics heeft zijn zelfontwikkelde CGH (Computer-Generated Hologram) uitlijningstechnologie, gecombineerd met een uiterst nauwkeurig elektromechanisch automatiseringssysteem, ingezet om een krachtige combinatie van hardware- en softwareoplossingen te leveren:
Limietuitlijning van 10 seconden: We hebben het tijdrovende asferische aanpassingsproces voor de nulpositie drastisch teruggebracht van ongeveer 2 minuten voor geschoolde werknemers tot minder dan 10 seconden!
AI Misalignment Model: Traditionele uitlijningsmethoden zijn afhankelijk van omslachtige ‘gevoeligheidsmatrices’. Bij het omgaan met complexe multidimensionale aberraties van asferische oppervlakken met hoge hellingen, is lineaire aanpassing gevoelig voor vervorming, wat leidt tot inefficiënte iteraties van continue "berekening-fijnafstemming-herberekening". Zhixing Optics heeft deze aanpak volledig gerevolutioneerd. Door gebruik te maken van diepgaande AI-training over de foutieve uitlijningsfouten in de CGH-ontwerpbestanden, hebben we met succes een hoogdimensionaal niet-lineair foutuitlijningsmodel geconstrueerd. Met één enkel beeld vastgelegd door de interferometer, vergrendelt het AI-algoritme onmiddellijk en nauwkeurig de huidige excentriciteit en kantelgegevens in de mondiale aberratieruimte, waardoor extreem snelle berekeningen worden bereikt en de reactie-efficiëntie en uitlijningsnauwkeurigheid van het systeem aanzienlijk worden verbeterd.
• Doelstelling – 200 stuks/uur: Momenteel wordt verwacht dat het systeem, met de toevoeging van een mechanisch geautomatiseerd laad- en losmechanisme dat exclusief is aangepast door Zhixing en een daaropvolgend AI-aangedreven algoritme voor snelle interferentierandanalyse, binnenkort de 3D-volledige inspectie-efficiëntie van asferische oppervlakken zal verhogen tot 200 stuks/uur. Dit is 10 tot 20 keer sneller dan traditionele scanapparatuur!
🤝 Partners zoeken: gezamenlijke snelle validatie en strategische win-win: Zhixing Optics beschikt momenteel over een kernteam van experts onder leiding van 3 PhD's in de optica en 2 talenten van hoog niveau op provinciaal niveau. We zijn diep geworteld in het ultraprecieze metrologieveld en maken gebruik van onze sterke technische basis van de beste nationale optische en mechanische onderzoeksinstituten om een robuuste technologische gracht en een hoge mate van zelfvoorziening op te bouwen. Wij begrijpen dat een dergelijke ontwrichtende revolutie op het gebied van de industriële efficiëntie niet op zichzelf kan worden gerealiseerd; het moet diep geworteld zijn in de echte massaproductielijnen van grote fabrikanten op miljoenenniveaus. We verwelkomen samenwerkingen met fabrikanten van gegoten glaslenzen, autolenzen en lenzen voor draagbare apparaten die het eens zijn met onze verwachte ontwikkelingstrends en uitkijken naar gezamenlijke ontwikkelings- en verificatie-inspanningen.
Zhixing Optics maakt precisiemetingen mogelijk om werkelijk "eenheid van kennis en actie" te bereiken.
