一键完成不良分析‐超越红外显微镜概念的革新性解决方案

一键完成不良分析‐超越红外显微镜概念的革新性解决方案

本文回顾了岛津的工程师为了贯彻自己的理念——让每一个人都能轻松地分析不良品的原因，在不良分析的三个重要工艺步骤“观察”、“测量”、“判断”实现自动化的技术发展轨迹。

20年的差距

矶圭祐
分析测试事业部技术部分析仪器小组

“这真的有必要吗？”那是2011年年初发生在岛津制作所三条工厂的一幕。土渕坚持不懈地追问技术部的矶，开发新型红外显微镜时为了提高分析的精度，是否真的有必要将摄像头的分辨率提高到现有机种的16倍以上。对矶来说，土渕比他年长十几岁分析方面的知识和技能水平也远在自己之上。即便如此，矶感觉有一条线他不能够妥协。

红外显微镜被用于医药品片剂上附着的异物、电子基板污垢的识别等不良分析中。利用红外线吸收、反射的方式，可在分子级别上确定对象的构成物质。例如，聚丙烯、丙烯酸是透明的塑料，在可见光下，即使观察细小的碎片也很难发现两者的区别。如果在红外显微镜下，就能呈现明显的差异。

岛津从20世纪80年代中期开始进军红外显微镜市场。1998年发售的AIM-8800凭借其稳定的性能，获得了众多客户的支持。自那之后的20年间，该机型也曾通过小幅度的版本升级提高了性能，但无法充分满足市场中急速的需求变化。

90年代的主要客户是大学、研究机构的专业分析人员，由于他们大多自主开发分析手法，因而对基本性能的提升是当时最大的需求。由于这一产品后来逐渐被用于制造电子元件、食品等时的品质管理、不良品原因的特定，专业人员以外的普通用户也开始增加了。于是，市场上需要一款操作简单的装置，这样即便不具备专业知识也能确保获得稳定的数据。

不想制造因循守旧的产品

于是，在2010年岛津组建了新型红外显微镜的开发小组。小组最开始讨论的是应该瞄准哪个市场。是和过去一样，面向要求基本性能的专业人员制造产品呢，还是面向最近不断增加的追求易用便捷的客户群，满足他们的需求呢？“既然要做，就不想制造因循守旧的产品。也正因如此，我们毅然选择了开拓新市场的道路”技术部的横田这样讲述当时的强烈决心。

从“零”开始的开发

横田佳澄
分析测试事业部技术部新事业开发推进小组

就这样，大家决定了产品开发的目标方向。但开发小组从一开始就碰壁了。“听起来像在开玩笑，当时我们四人谁都没有接触过红外显微镜”（横田）

现有机型是20年前开发的，当时的核心开发人员大多已经退休，能够参考的资料也几乎没有。召集来的开发小组成员原先各自负责不同的装置，因此，从各方面来说，都必须从零开始。

这个时候，为我们提供帮助的是全球应用开发中心（以下称GADC）。GADC聚集了负责应对来自岛津公司外部的分析咨询的专家，他们在日常业务中使用红外显微镜。开头提到的土渕（现任该中心光谱仪BU长）就是其中的一员。开发小组拍摄了土渕等专家用红外显微镜分析样本的情景，他们反复观看这一视频，自己也实际操作，从而理解了装置的使用方法。同时，土渕和GADC的成员多次询问了矶和开发小组的其它成员想要制造怎样的产品。其中，矶比较在意的就是高清摄像头。

“资源是有限的，如果不能准确地分配资源，项目就会停滞不前。深知客户要求的土渕给出的意见是很有道理的。但是，我们的决心是制造所有人都能简单操作的红外显微镜。在这一点上，我们没有让步”（矶）

另一方面，在大家反复实践分析过程时，开发小组注意到一个比较大的问题。通常，用红外显微镜观察时，首先会用光学显微镜观察对象物质，用胶带、记号笔在杂质、不良部位做记号，然后把对象物移到红外显微镜下，观察记号部分。

青位祐辅
分析测试事业部技术部成像小组

分析方面的专家可以轻松对准这一位置，但对于操作不熟练的人来说，寻找肉眼看不见的细微对象物，就像是苦行般的工程。因此，负责机械设计的马路（光谱仪BU）在倍率虽高但视野较窄的显微镜用摄像头之外，搭载了以与肉眼相同倍率进行观察的广角摄像头。并且，负责软件的青位（技术部）与同公司的基础技术研究所合作，开发出了对疑似不良部位进行图像识别并自动进行标记的软件。

“我们伤脑筋的地方也应该是用户伤脑筋的地方。因此，如何让所有人都能掌握专家的技能，正是我们需要研究思考的课题”（青位）

我们非常注重软件的使用感。在项目开始一年后的2012年，当试制机制成后，开发小组召集了对于分析装置的操作经验较少的员工，连日实施可用性测试，就使用感听取了大家的反馈。
“我们的目标是实现如智能手机应用软件般的操作便捷性。我们还对市售应用软件的用户界面进行了深度研究”（青位）