近年(nián)来,我国(guó)航空、航海、高铁等(děng)大国重器领(lǐng)域(yù)的(de)快速发展,离不开(kāi)中国制造提供的强有力支撑。中(zhōng)国自主(zhǔ)研发和(hé)生(shēng)产(chǎn)的核心材料,已经在这些领域得到了广泛应(yīng)用,其中就包(bāo)括广(guǎng)西(xī)南南铝加(jiā)工有(yǒu)限(xiàn)公司(以下简称“南(nán)南铝(lǚ)加工”)生产的高端铝材产品。
作为“国家重大战(zhàn)略(luè)”的排头兵,南(nán)南铝加工正在按照国家的战略部署(shǔ),加速数字化转型(xíng)的(de)步伐,向(xiàng)着智能(néng)制(zhì)造的目(mù)标迈进。近日,在华为的支持(chí)下,南南铝加工成功实施了5G智慧工厂项目,通过5G、AI、云计算等新(xīn)兴技术(shù)的应用,大幅提高了(le)整体生产过程的产品(pǐn)良(liáng)品率及生产安全和效率,提(tí)升了企业竞争力。
在工信部(bù)主办(bàn)的(de)第三届“绽放杯”5G应用征集大赛上,“南南铝加工5G智慧工厂”项目(mù)荣(róng)获(huò)一等奖,被认为(wéi)是(shì)制造行业数字(zì)化转型升级(jí)的标杆案例,具有良好(hǎo)的示范作用和推(tuī)广价值,将助力中国制造的(de)创新驱动,提升现代化、数字化和智能化水(shuǐ)平。
大国重器之下(xià)的(de)南南铝加工
成(chéng)立于(yú)2010年(nián)的广西南南铝加工有(yǒu)限(xiàn)公司(sī),是由广西投(tóu)资(zī)集团有限公司(sī)投资控股的现(xiàn)代化(huà)国有股份制企业。作为广西高端铝材加工的龙(lóng)头企业、国(guó)家(jiā)航空航天航海铝材(cái)料的(de)主(zhǔ)要提(tí)供商,南南铝加工的产(chǎn)品(pǐn)被(bèi)广(guǎng)泛应用于航空(kōng)航天、轨道交通、汽车、船舶、3C电子等领域。
在航天领(lǐng)域,南南铝加工为(wéi)长征(zhēng)系列火箭(jiàn)提供超薄高级蒙皮板、铝合金超(chāo)宽幅板(bǎn)材、超大直(zhí)径锻坯等高精尖铝材料。同时,南南铝加工也是中国(guó)火箭超大锻坯提供商,为大推力火箭提供的2219锻坯,直径(jìng)达(dá)到了8.7米,为中国(guó)航天事业的(de)发展(zhǎn)做出了贡献。
在大国重器方面的突出(chū)表现,使得南(nán)南(nán)铝加工受到了国家(jiā)领导人的高度重视。2017年4月(yuè)20日,习近平总书记考察南南铝加工,作(zuò)出了国有企业要做落实新发展理念的排(pái)头兵、做创(chuàng)新驱动发展的排头兵、做实施(shī)国(guó)家重大(dà)战(zhàn)略的(de)排头兵的重要指示。
在此后的(de)三年(nián)里,南南铝加工在高(gāo)新铝(lǚ)合金领(lǐng)域不断取得新的突破,通过自主研发打破了国外(wài)技(jì)术束缚,实现国(guó)产自主生产工艺和质量可控。
“懂行”的5G智慧工厂方案
在不断取得新突破的同时,南(nán)南铝加工的生产过程仍面(miàn)临(lín)着诸多挑战。机(jī)器轰隆,噪(zào)音大;火(huǒ)花四溅,温(wēn)度(dù)高;有害(hài)气体多(duō),污染重……而对人工(gōng)的过多依赖,则使(shǐ)得工人(rén)的工作强度很大,易产生安全隐患;工作效(xiào)率的(de)低下,也阻碍了产品质量的进一(yī)步提高。
为改变落后的传统生产模式,数字化转型(xíng)无疑是方向所(suǒ)在(zài)。为此(cǐ),南南(nán)铝加工需要一个既有数字技(jì)术创新(xīn)能力(lì)、又懂制造行(háng)业业务特点的合作伙伴(bàn)。最终,南(nán)南(nán)铝(lǚ)选择(zé)了(le)华为(wéi)。
按(àn)照(zhào)“从行业发展的(de)业务中来,加速到(dào)行(háng)业数(shù)字化(huà)场景中去”的理念,华为正致力于帮助(zhù)千行(háng)百(bǎi)业实现数(shù)字化转型。为(wéi)此,华为培养了一大批(pī)“懂行”的专家,亲(qīn)自深入行业生(shēng)产一线(xiàn)深挖痛(tòng)点(diǎn)需求,与合作伙伴和客户深度交流,从而发现核心业务场景(jǐng)与数字技术应用(yòng)的契(qì)合点,形成最终的转型(xíng)方(fāng)案。
根据南南(nán)铝加工的业务特(tè)点和核心需(xū)求(qiú),华为的专家最终确定了以(yǐ)AI和5G技术(shù)为(wéi)核心的场景化解决方案。其(qí)中,AI可(kě)以用来替(tì)代传统人工(gōng)方式,解决生产过程中的难题;而5G则可以突破复杂的生(shēng)产环境(jìng),提(tí)供更好的(de)网络连接(jiē)支撑。由此,“南南铝加工(gōng)5G智慧工厂”项目(mù)落地实施。 解决实际业(yè)务(wù)的痛(tòng)点 在(zài)“南南铝加(jiā)工(gōng)5G智慧工(gōng)厂”项目中,华为针对客户的(de)不同应用场(chǎng)景,分别设计了(le)相应的解决方案,意在解决南南铝加工在实际业(yè)务(wù)中面临的各种痛点需求。
痛(tòng)点之一在于,以前的(de)南(nán)南(nán)铝加工热轧车间横切生产(chǎn)线,采用(yòng)传统的人(rén)工目测(cè)方式进行质检,检查(chá)铝材(cái)表面是否有划痕(hén)、凹(āo)坑、油污等质量问题(上图)。这种纯粹依靠视力和(hé)经验来进行(háng)质量检查的方法(fǎ),不仅效率低(dī),而且差错率高(gāo),无法满足高速生产的需求。
对(duì)此,华为为南南铝加工(gōng)提供了5G+机器视觉+AI分析的(de)解决(jué)方案,通过云端AI深度学(xué)习、边端(duān)检测(cè)推理,利用5G网络(luò)的低(dī)时延、大带宽能力进(jìn)行边云协同,实现铝材表面的AI图像智能(néng)检测(cè),替代(dài)传统的人工目测方式。其主(zhǔ)要实现方式,是在热轧产线合适位置,分别(bié)部署专业的工业(yè)摄像(xiàng)机(jī)采(cǎi)集铝材上下表(biǎo)面图像(xiàng),将缺陷图(tú)形提取并通过5G网(wǎng)络方式回(huí)传云端;在华为云(yún)AI开发平台Modelarts将(jiāng)质量缺陷进行标注(zhù)后,利(lì)用Modelarts的一站(zhàn)式AI开发(fā)能力开发AI模型进行(háng)学习(xí)训(xùn)练,使得AI模(mó)型具备(bèi)与生产线专(zhuān)家相同的检测水平,并不断迭代。
该方(fāng)案采用华为Atlas500智能小站,联合北京科(kē)技大学(xué)人工(gōng)智能研究(jiū)院的MacroView工业(yè)视觉算法,使缺陷识别分辨率从人工目测(cè)的厘米级提升(shēng)到业内顶级的0.2mm精度,将铝表面识(shí)别准确(què)率从71%提升至99.98%,最终铝良品率从59%提升到65%。
痛点(diǎn)之(zhī)二(èr)来自(zì)资产管理(lǐ)方面。有(yǒu)些不同型(xíng)号的铝(lǚ)材料(liào),产品形状完全一(yī)样,无法通过肉眼进行识别,容易(yì)用错货。传统上是采用如上(shàng)图的(de)手(shǒu)工标记方式,出入库管理效率低,材料可视化可(kě)溯源(yuán)程(chéng)度低。
5G智慧工厂的建设,参考(kǎo)了(le)华为东莞工厂的(de)仓(cāng)储(chǔ)管(guǎn)理模(mó)式,采用5G+RFID+AI智能朔源,实现(xiàn)铝材料的可溯(sù)源、可视化。这一方(fāng)案也(yě)得到(dào)了南南铝加工重要客户宝马(mǎ)汽车的认可,符合其(qí)铝材(cái)供应商认证要(yào)求(qiú)。
痛点之(zhī)三(sān)是(shì)铝型材的生产过程中安全(quán)隐患也非常多(duō),最典型的就是高温铝和常温铝无(wú)法通过肉眼区分,高温铝在移动(dòng)过程中(zhōng)非常容(róng)易产生烫伤。除此之外(wài),危险区(qū)域监(jiān)控、违(wéi)规操(cāo)作和疲劳作业识(shí)别(bié)等也需要加(jiā)强监管。
对此,南南铝(lǚ)加工采用(yòng)了(le)5G+AI智能全方位预(yù)警,利用5G+红(hóng)外摄像头监控、5G+机器(qì)人巡(xún)检、5G+电子围栏、5G+行为画像(xiàng)等解决方案,建立全(quán)方位预警机(jī)制(zhì),提高安全生(shēng)产水平。
通过解决上述痛点需求(qiú),南南铝加工(gōng)5G智慧工厂项(xiàng)目顺利实施,成为重型材料制造领(lǐng)域的标杆项(xiàng)目。基(jī)于这一项(xiàng)目的(de)成(chéng)功(gōng),广(guǎng)西自治区(qū)政府、自(zì)治(zhì)区工业和信息(xī)化厅全力将南(nán)南铝打造成全(quán)国智(zhì)慧制造先进(jìn)示范(fàn)区(qū);这(zhè)一(yī)示(shì)范项(xiàng)目将向整个广(guǎng)西进行推广,以大力推动数字广西的打造,创造更大的社会效益。 南(nán)南铝加工的(de)经验借鉴
南南铝加工(gōng)5G智慧工厂项目(mù)其的成功实施(shī),为5G赋能智能制造进行了有益的探索,推动了制造(zào)业的数字(zì)化转型(xíng)进程。其(qí)中(zhōng),有几点经(jīng)验值得(dé)我们借鉴。
一是(shì)抓住痛点需求,解决实(shí)际问题。制造业的数(shù)字(zì)化转型(xíng),必须(xū)从企业的实际需求入手,只有切(qiē)实解决企业问题(tí),为企业带来效益回(huí)报(bào),才能实现可持续发展(zhǎn)。南(nán)南铝加工仅铝表检一(yī)项,通过6%的铝良品率提(tí)升,每年就可以带来600万元(yuán)的成本节省。这一项目推广到广西全(quán)区,带(dài)来的直接经济(jì)效益可达7.2亿元。
二是聚焦业务场景,找到(dào)懂行伙伴。如今行业数(shù)字化转(zhuǎn)型已经进入深水区(qū),“产品技术驱动”已(yǐ)经不够,“业务需求驱动”变得尤为重要,两者结合才能真(zhēn)正服务(wù)好千行百(bǎi)业的数字化(huà)转型。华为不仅是国(guó)内最具技(jì)术实力的ICT企业,而且拥有丰富的(de)行业经验和(hé)业务认知;其(qí)实现了技术创新与场景应用的深度融合(hé),帮助(zhù)南南铝(lǚ)加工打造出了贴近业务场景的解决方案。
三是发挥生态(tài)价值,汇聚各方力量。数字化转型是一个系统(tǒng)性(xìng)工程,需要(yào)汇聚整个生态的力量,围绕(rào)着(zhe)企业的(de)核心(xīn)需(xū)求来构建应用方案(àn)。在南南铝(lǚ)加工(gōng)5G智慧工厂项目中,中国-东盟(华为)人工智能创新(xīn)中(zhōng)心提供了技术支持(chí),数字(zì)广西集团提供了整体(tǐ)方案(àn),广(guǎng)西移动提供了5G网络(luò)建设,北京科技大学人工智能研究(jiū)院等合作伙伴(bàn)则提供(gòng)了算法支持;同时,广(guǎng)西(xī)壮族自治区大数据发展局等政府(fǔ)部门提供了大力支(zhī)持。最终,各方形(xíng)成了(le)合力(lì),满足了客户需求。
四(sì)是,注重人(rén)才培(péi)养,实现技术传承。作为典型(xíng)的传统行业,制造业对于新(xīn)兴(xìng)技(jì)术的应用非常渴望,但过往自身积累(lèi)较少,需要(yào)技术提供方给予更(gèng)多(duō)支持。在该项目实施过程中,华为及时为南南铝加(jiā)工提供了人工(gōng)智能工(gōng)程师认证培训,提高(gāo)了大家对AI在智能(néng)制造(zào)领域的整体(tǐ)认知,积(jī)累(lèi)了(le)企业解决相关问题的实(shí)践经验,为(wéi)企业的智能升级做好了人才储(chǔ)备(bèi)。 结语
伴随着数字经济的发展,我国的行业数字(zì)化转型步伐正在加快(kuài)。即(jí)使是重型制造这样的传统行业,也正在借助新技术(shù)来提升能(néng)力,提高效率,增强行业整体竞争力。
空间站、商(shāng)用飞机(jī)、航空母舰、大型桥梁、高速铁路、城市(shì)轨道交通等(děng)一(yī)系(xì)列国(guó)家(jiā)大型基础设施的快速建设,也对(duì)制(zhì)造行业的数字化转型提出了更(gèng)高的要求,推动着(zhe)我国制造业的创新(xīn)转型。