Comparação de métodos para identificação de defeitos em placas de circuito impresso usando redes neurais convolucionais

dc.contributor.advisor1Barcellos, Robson
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9844506370403162
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6009-4825
dc.contributor.authorHoriquini, Robson Cazuo
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0310277840219693
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0008-1862-9970
dc.date.accessioned2025-08-20T12:24:38Z
dc.date.issued2025-07-18
dc.description.abstractThis paper presents a comparative analysis between the YOLOv11 and Detectron2 deep learning models for identifying and classifying defects in printed circuit boards (PCBs). The research addresses the growing demand for Automated Optical Inspection (AOI) systems that are more efficient than traditional methods based on predefined rules, which have limitations in the face of the variability of production processes and the emergence of new types of defects. The study uses computer vision techniques based on convolutional neural networks to detect and classify common defects in PCBs, including short circuits, track interruptions, missing holes, and excess copper. The methodology employed involved training both models using a specific dataset of PCB images with annotated defects, followed by comparative evaluation through performance metrics such as mAP50 and mAP50-95. The results demonstrate that YOLOv11 achieved superior performance with mAP50 of 0.98 and mAP50-95 of 0.57, compared to Detectron2's values of 0.92 and 0.41, respectively. In terms of convergence, YOLOv11 presented a gradual and consistent learning process over 100 epochs with early stopping, while Detectron2 demonstrated faster and more stable convergence, stabilizing in approximately 2000 iterations. Detectron2 stood out for its greater predictability and stability in the training process, advantageous characteristics for industrial applications that require reproducibility. The conclusions indicate that both architectures are technically feasible for the proposed application, with the choice depending on specific factors such as available computational resources, real-time requirements, and integration needs with existing systems. The work contributes to the electronic manufacturing industry by providing data-based support for decision-making on the implementation of defect detection technologies in production lines, aiming at improving quality, reducing operational costs and increasing productivity.eng
dc.description.resumoEste trabalho apresenta uma análise comparativa entre os modelos de aprendizado profundo YOLOv11 e Detectron2 para identificação e classificação de defeitos em placas de circuito impresso (PCIs). A pesquisa abordou a crescente demanda por sistemas de Inspeção Óptica Automatizada (AOI) mais eficientes que os métodos tradicionais baseados em regras predefinidas, os quais apresentam limitações frente à variabilidade dos processos produtivos e surgimento de novos tipos de defeitos. O estudo utilizou técnicas de visão computacional baseadas em redes neurais convolucionais para detectar e classificar defeitos comuns em PCIs, incluindo curtos-circuitos, interrupções de trilha, falta de furos e excesso de cobre. A metodologia empregada envolveu o treinamento de ambos os modelos utilizando um dataset específico de imagens de PCIs com defeitos anotados, seguido da avaliação comparativa através de métricas de desempenho como mAP50 e mAP50-95. Os resultados monstraram que o YOLOv11 alcançou desempenho superior com mAP50 de 0,98 e mAP50-95 de 0,57, comparado aos valores de 0,92 e 0,41 do Detectron2, respectivamente. Em termos de convergência, o YOLOv11 apresentou processo de aprendizado gradual e consistente ao longo de 100 épocas com early stopping, enquanto o Detectron2 demonstrou convergência mais rápida e estável, estabilizando em aproximadamente 2000 iterações. O Detectron2 destacou-se pela maior previsibilidade e estabilidade no processo de treinamento, características vantajosas para aplicações industriais que exigem reprodutibilidade. As conclusões indicam que ambas as arquiteturas são tecnicamente viáveis para a aplicação proposta, sendo a escolha dependente de fatores específicos como recursos computacionais disponíveis, requisitos de tempo real e necessidades de integração com sistemas existentes. O trabalho contribui para a indústria de manufatura eletrônica fornecendo subsídios baseados em dados para a tomada de decisão sobre implementação de tecnologias de detecção de defeitos em linhas de produção, visando melhoria da qualidade, redução de custos operacionais e aumento da produtividade.por
dc.identifier.citationHORIQUINI, Robson Cazuo. Comparação de métodos para identificação de defeitos em placas de circuito impresso usando redes neurais convolucionais. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22593.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22593
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Elétrica - EE
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectDetecção de defeitospor
dc.subjectPlacas de circuito impressopor
dc.subjectYOLOv11por
dc.subjectDetectron2por
dc.subjectAprendizado profundopor
dc.subjectVisão computacionalpor
dc.subjectDefect detectioneng
dc.subjectPrinted circuit boardseng
dc.subjectDeep learningeng
dc.subjectComputer visioneng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::CIRCUITOS ELETRICOS, MAGNETICOS E ELETRONICOS
dc.titleComparação de métodos para identificação de defeitos em placas de circuito impresso usando redes neurais convolucionaispor
dc.title.alternativeComparison of methods for defect detection in printed circuit boards using convolutional neural networkeng
dc.typeTCC

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