1. 产线自动检测Pass/Fail判定任务全景
在一条自动化产线上，"检测"从来不是孤立动作，而是一条从物理量到控制指令的完整任务链。要设计一套可靠的Pass/Fail判定系统，第一步不是写判定逻辑，而是把整条链路的对象、约束和代价想清楚：检测什么、多久检一次、判错会付出什么代价、最终以什么形式把结论交给产线。这四个问题决定了后续所有阈值、算法和接口的设计方向。
一、检测对象：从物理量到可判定特征
产线检测的对象通常不是"产品"这个笼统概念，而是产品上若干可被传感器捕获的物理量或几何特征。常见类型包括：尺寸类（长度、孔径、平面度）、位置类（装配到位、字符位置）、外观类（划痕、脏污、缺件）、电气类（通断、阻值、电压）以及功能类（动作响应、声音、扭矩）。
以某电机端盖装配线为例，检测对象可具体化为：轴承压装深度（位移传感器，目标 12.00 mm，公差 ±0.15 mm）、端盖螺栓扭矩（扭矩传感器，目标 8.5 N·m，下限 7.5 N·m）、密封圈是否漏装（视觉相机，二值判断）、以及电机空载电流（电流采集，上限 1.2 A）。这四个对象分别对应位移、力、图像、电信号四类原始输入，后续判定逻辑必须针对每类信号的特点单独设计。
关键认识是：检测对象必须可量化或可二值化。如果某个特征无法用数值、类别或图像区域稳定表达，它就无法进入自动判定链，只能留给人工作业。
二、产线节拍：判定时间的硬约束
节拍（Cycle Time, CT）是产线每完成一个工位动作的时间预算。假设该线体节拍为 6 秒/件，其中留给检测与判定的时间通常只有 1～2 秒。这意味着：
- 传感器采样必须在毫秒级完成，不能等待长时间稳定；
- 视觉处理若超过 500 ms，就需要考虑降分辨率、ROI 裁剪或提前触发；
- 判定逻辑本身应控制在 10 ms 以内，避免成为瓶颈；
- 若单件检测时间超过节拍，必须改为并行工位或抽检策略。
节拍还决定了"判定输出"的时机：是在工位内立即给出 OK/NG，还是在工件流转到下一站前给出。前者要求实时性极高，后者允许少量缓冲，但会增加追溯复杂度。
三、误判代价：漏判与过杀的权衡
Pass/Fail 判定有两类错误：把不良品判为 OK（漏判，False Negative）和把良品判为 NG（过杀，False Positive）。两者代价完全不同：
| 错误类型 | 典型后果 | 代价量级 |
|---|---|---|
| 漏判（NG→OK） | 不良品流入市场，客诉、召回、品牌损失 | 极高，可能数十万至数百万 |
| 过杀（OK→NG） | 良品被报废或返修，产线效率下降 | 中等，单件材料+工时 |
因此判定阈值不能简单取公差中心，而应根据代价比向"宁可过杀、不可漏判"方向偏移。例如轴承压装深度公差 ±0.15 mm，若漏判代价是过杀的 20 倍，则判定上限可收紧到 +0.10 mm，下限放宽到 -0.15 mm，使更多边缘良品被拦截复检。
四、判定输出形式：从信号到OK/NG指令
判定结果最终要变成产线可执行的指令。常见输出形式有三种：
- 离散 IO 信号：OK 输出高电平，NG 输出低电平，直接驱动分拣气缸或报警灯。响应最快，但信息量少。
- 总线报文：通过 Profinet/EtherNet/IP 发送结构体，包含判定结果、实测值、工位号、时间戳。便于追溯和统计分析。
- 数据库记录：每件产品写入 MES，支持后续查询和 SPC 分析。实时性最低，但数据最完整。
实际系统通常组合使用：IO 信号保证实时分拣，总线报文供 PLC 联锁，数据库记录供质量追溯。
五、完整任务链：从传感器到OK/NG
把上述要素串起来，就得到本节的核心视图——一条从物理信号到控制指令的完整任务链。下图展示了该电机端盖装配线的判定链路：四类传感器并行采集，经信号调理与特征提取后进入判定引擎，判定引擎依据各自阈值和代价权重输出 OK/NG，再通过 IO、总线和数据库三种形式交付结果。
这张图的关键在于：判定引擎不是孤立的算法模块，而是被节拍、代价和输出形式共同约束的中间环节。传感器选型决定了原始信号质量，信号调理决定了特征是否稳定，判定引擎决定了 OK/NG 的边界，而输出形式决定了结果能否被产线正确执行。任何一环脱节，整条链路的可靠性都会下降。
六、任务链设计检查要点
在实际项目中，可以用以下问题快速检查任务链是否完整：
- 每个检测对象是否有明确的物理量、单位和公差？
- 采样与判定时间是否在节拍预算内？
- 漏判与过杀的代价比是否已量化并反映到阈值？
- OK/NG 输出是否同时满足实时分拣、PLC 联锁和追溯记录？
- 异常情况（传感器超时、通信中断、工件缺失）是否有默认安全输出？