近年(nián)来,我国航空、航海、高铁等大国重器(qì)领域(yù)的快速发展(zhǎn),离不开中国制造(zào)提供的强有力(lì)支撑。中国自主研(yán)发和生产的核心材料(liào),已经在这些领(lǐng)域得到了(le)广泛应用,其中(zhōng)就(jiù)包(bāo)括广西南南铝加工有限公司(以下简称“南南铝加工”)生产的高(gāo)端铝(lǚ)材产品。
作为“国家重大战(zhàn)略”的排头(tóu)兵,南南(nán)铝加工正在按(àn)照国家的(de)战略部署,加(jiā)速数字化转型的步伐,向着(zhe)智能制造的目标迈(mài)进。近日(rì),在华为的支持下,南(nán)南铝加工成(chéng)功实施了5G智慧工厂项目(mù),通过(guò)5G、AI、云计(jì)算(suàn)等(děng)新(xīn)兴技术的应用,大幅提高了整体生产过程的(de)产品良品率及生产安全和(hé)效率,提(tí)升了企业竞争力(lì)。
在工信部主(zhǔ)办的第(dì)三届“绽放杯”5G应用征(zhēng)集大赛上(shàng),“南南铝加工5G智慧工厂”项目荣获一(yī)等奖,被认为是制造行业数字化转型升级的标杆(gǎn)案例,具有良好的示范(fàn)作用和推广(guǎng)价值(zhí),将助力中(zhōng)国制造的创新(xīn)驱动(dòng),提升现代(dài)化、数(shù)字化和智能(néng)化水平(píng)。
大国重器之下的南南铝加工(gōng)
成立于(yú)2010年的广西南南铝加工有(yǒu)限公司,是由广(guǎng)西投(tóu)资集团有限公司投资控股的现代化国有股份制企业。作(zuò)为(wéi)广西高端铝材加工的(de)龙头企业、国家航空航天航海铝材料的主要提供商,南南(nán)铝加工的产品被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、船舶、3C电(diàn)子(zǐ)等领(lǐng)域。
在航天领域,南南铝加工(gōng)为长(zhǎng)征系列火箭提供超薄高级蒙皮板、铝合金(jīn)超(chāo)宽幅板材、超大直(zhí)径锻坯等高精尖铝材料。同(tóng)时,南南(nán)铝(lǚ)加(jiā)工(gōng)也是中国火(huǒ)箭超大锻坯提供商,为大推力(lì)火(huǒ)箭提供的(de)2219锻(duàn)坯,直径(jìng)达到了8.7米,为中国航天事业的发展(zhǎn)做(zuò)出(chū)了贡献(xiàn)。
在大国(guó)重器方面的(de)突出(chū)表现(xiàn),使得南南铝加工(gōng)受到了国家领导人的高度重视(shì)。2017年4月20日,习近平总书记考察南南铝加工,作出了(le)国有企业要做落实新发展理(lǐ)念的(de)排头兵、做创(chuàng)新驱动发展的排头(tóu)兵、做实(shí)施国(guó)家重大战略的排(pái)头兵的重(chóng)要指示。
在(zài)此(cǐ)后(hòu)的三年里,南南铝加工在高(gāo)新铝合(hé)金(jīn)领(lǐng)域不断取得新(xīn)的突破,通过自主(zhǔ)研发打破了国外技术束缚(fù),实现国产自主生(shēng)产工艺和质量可控。
“懂行”的5G智(zhì)慧工厂方案
在不(bú)断取得新突破的(de)同时,南南铝加工的生产过程仍(réng)面临着诸(zhū)多挑战。机(jī)器(qì)轰隆,噪音大;火(huǒ)花四溅,温度高;有害气体多,污染重……而对人工的过多依赖,则使得工人的工作强(qiáng)度很大,易产(chǎn)生安全隐患(huàn);工作效率的低下(xià),也阻碍(ài)了产品质量的(de)进一(yī)步(bù)提(tí)高。
为改变落后的传统生产(chǎn)模式,数字化转型无(wú)疑是方(fāng)向所在。为此,南南铝加工(gōng)需要一个既有数字技术创新(xīn)能力、又懂制(zhì)造行业(yè)业(yè)务(wù)特点的合作伙伴。最(zuì)终,南南(nán)铝(lǚ)选择了(le)华为。
按照“从行(háng)业发(fā)展的业务(wù)中(zhōng)来,加(jiā)速到(dào)行业数字化场景(jǐng)中去”的理念,华为正致力于帮(bāng)助千(qiān)行(háng)百业实现数字化转型(xíng)。为此,华为培养了一大批“懂行(háng)”的(de)专家,亲(qīn)自深入行业生产一(yī)线深挖痛点需求,与合作伙伴和客户深度交流,从而发现(xiàn)核心业务(wù)场景与数字技术应用的契合点,形成最终的转型方案。
根据南南铝加工的业务(wù)特点和核心需求,华为(wéi)的专家最终确(què)定了(le)以AI和5G技术为核心的场景化解决方案。其中,AI可以用(yòng)来替代传统人工方(fāng)式(shì),解决生产(chǎn)过(guò)程中的难题;而(ér)5G则可以突破复(fù)杂的生产环境(jìng),提(tí)供更好的网(wǎng)络连接支撑。由此,“南(nán)南铝加工5G智慧工(gōng)厂”项(xiàng)目落地实(shí)施。 解决实际业务的痛点 在“南南铝加工5G智慧工厂”项(xiàng)目中,华为(wéi)针对客户的不同应用场景,分(fèn)别设计了(le)相应的解决方案,意在(zài)解决南南铝(lǚ)加工在(zài)实际业务中面临的(de)各种(zhǒng)痛点需(xū)求。
痛点之一在于,以前的南南铝加(jiā)工热(rè)轧(zhá)车间横切(qiē)生产线,采(cǎi)用传统(tǒng)的(de)人工(gōng)目测方式进行质检,检查铝材表面是否有(yǒu)划痕、凹坑(kēng)、油污等(děng)质量问题(上图)。这种纯粹依靠视(shì)力和经验来进行质量检查的方法,不仅(jǐn)效率低,而且差错(cuò)率高,无法满(mǎn)足高速(sù)生产的需(xū)求。
对此,华为为南南铝加工提供(gòng)了5G+机器视觉(jiào)+AI分析的解决方案,通过(guò)云端AI深度学习、边端检测推理,利用5G网络的低时延、大带(dài)宽能力进行边云协同,实现铝材表(biǎo)面的AI图像智能检测,替代传统的人(rén)工(gōng)目测方(fāng)式(shì)。其主要实现方式,是在热轧产线合适(shì)位置,分别部署专业的工业摄像机(jī)采集铝材上下表面图像,将缺陷图形提取并通过5G网络(luò)方式(shì)回传云端;在华为云(yún)AI开发平台(tái)Modelarts将质量缺陷进行标注后,利用Modelarts的一(yī)站式AI开发能力(lì)开发AI模型(xíng)进行学习训练,使得(dé)AI模(mó)型具备与生产线专(zhuān)家相同的检测水平,并不(bú)断迭代。
该方案采用华为(wéi)Atlas500智能小站,联(lián)合(hé)北京(jīng)科技大学人(rén)工智能研(yán)究院的MacroView工业(yè)视觉算法,使缺(quē)陷识别分辨率从人工目测(cè)的厘米级(jí)提升到(dào)业内顶级的0.2mm精(jīng)度(dù),将铝表面识别准确率(lǜ)从(cóng)71%提升至99.98%,最终铝良品(pǐn)率从59%提升到65%。
痛点之二来自资(zī)产管理方面(miàn)。有些不同型号的铝材料(liào),产品形状完全一样,无法通(tōng)过肉眼进行(háng)识别,容(róng)易用错货。传统上是采用如上图的(de)手工标记方式,出(chū)入库管理效(xiào)率低(dī),材料可视化可溯源程度低。
5G智(zhì)慧工厂的建设,参(cān)考了华为东莞工厂(chǎng)的仓储管(guǎn)理模式,采(cǎi)用(yòng)5G+RFID+AI智能朔源,实现铝材料的可(kě)溯源、可视化。这一方案(àn)也得到了南南铝(lǚ)加工重要(yào)客户宝马(mǎ)汽车的认可,符合其铝材供应商认证要求。
痛点之三是铝型材的生产过程(chéng)中(zhōng)安全隐(yǐn)患(huàn)也非常多,最典型(xíng)的就是高温铝和常温(wēn)铝无法通过肉眼区分,高温铝在移动过程中非常容易产生烫伤。除此之外,危险区域监(jiān)控(kòng)、违规操作和疲劳(láo)作业识别等(děng)也需要加强监管。
对此,南南铝加(jiā)工采用了5G+AI智能(néng)全方位(wèi)预警,利用(yòng)5G+红外摄像头(tóu)监控、5G+机器人巡检、5G+电子围栏、5G+行为画像等解决方案,建立全方(fāng)位(wèi)预(yù)警机制,提高安全生产水平。
通过解决上述痛点需求(qiú),南(nán)南铝加工5G智慧(huì)工厂项目顺利实(shí)施,成为重型材料制造领域的标杆项目。基于这(zhè)一项目(mù)的成功(gōng),广西自治区政府、自治区工业和信息化厅全力将(jiāng)南南铝打造(zào)成全(quán)国智慧制(zhì)造先进示范区;这一示范项(xiàng)目将向整个广西进行推广(guǎng),以(yǐ)大(dà)力推动数(shù)字广西(xī)的打造,创造更大的社会效益。 南南(nán)铝加工(gōng)的(de)经验借(jiè)鉴
南南铝加工(gōng)5G智(zhì)慧工厂项目其的(de)成功(gōng)实施,为5G赋能智能(néng)制造进行了有益的(de)探索,推动了制造业的数字化(huà)转型进程。其中,有几点经验值得我们借鉴。
一是抓住痛点需(xū)求,解决实际(jì)问(wèn)题。制造业(yè)的数字化转型,必须从企业的实际需求入手(shǒu),只有切实(shí)解决企业问题(tí),为企业带来(lái)效益回报(bào),才能实(shí)现可持(chí)续发(fā)展(zhǎn)。南南铝加工仅铝(lǚ)表检一项(xiàng),通过6%的铝良(liáng)品率提升,每年就可以带来600万元的成本节省。这一项目(mù)推(tuī)广到广西全区,带来的直接经(jīng)济效益可达7.2亿元。
二是聚焦业务场景(jǐng),找到懂行伙伴。如今行业数(shù)字化转(zhuǎn)型已经进(jìn)入深水(shuǐ)区,“产品技术驱动”已经不够(gòu),“业务需求驱动”变得尤为重要,两者结合才能真(zhēn)正服(fú)务好千行百业的数(shù)字化转型。华为不仅是(shì)国内最具技术(shù)实力的ICT企业,而(ér)且拥有丰富的行业(yè)经验和业务认知(zhī);其实(shí)现了(le)技术创新与(yǔ)场景应用的深度(dù)融合,帮(bāng)助南南铝加工(gōng)打造(zào)出了贴近业务场(chǎng)景的解决方案。
三(sān)是发(fā)挥生态价值,汇聚各方力量(liàng)。数字化转型是一个系统性工程,需(xū)要(yào)汇聚整个生态的力量,围绕着企业的(de)核(hé)心需求来构建应用(yòng)方案。在南南(nán)铝加工5G智慧工(gōng)厂(chǎng)项目中,中国-东盟(华为)人工智(zhì)能创新中心提供(gòng)了技术支持(chí),数字广西集团提供(gòng)了整(zhěng)体(tǐ)方案,广西移动提供(gòng)了5G网(wǎng)络建设(shè),北京科技大学人工智能研究院等合(hé)作伙伴则提供了算法支持;同时,广西壮族自(zì)治(zhì)区大数据发(fā)展局(jú)等政府部门(mén)提(tí)供了(le)大力(lì)支持。最终,各方形成了合力(lì),满足了客户需求(qiú)。
四是,注重人才培养,实(shí)现技术传承。作为典型的(de)传统行(háng)业,制造业对于新兴技术的应(yīng)用非常渴望,但过往(wǎng)自身积累较少,需要技术提供方给予更多支(zhī)持。在该项目实施过程中,华为及时为南南(nán)铝加工提供了人(rén)工智能(néng)工(gōng)程师认证(zhèng)培训,提高了大家对AI在智能(néng)制造领域的整体认知,积累(lèi)了企业解决相关问题的实践(jiàn)经验(yàn),为企(qǐ)业的智能升级做好了人才储备(bèi)。 结语
伴随着数字经济(jì)的发展,我国(guó)的行业(yè)数字化(huà)转型(xíng)步伐正在加快。即使是重型制造这样的传统(tǒng)行业,也正在借助新技(jì)术来提(tí)升能力,提(tí)高效率,增强行业整(zhěng)体竞争力。
空间站、商用飞机、航(háng)空母舰、大型桥梁(liáng)、高速铁路、城市轨道交通等一系列国家大型基础设(shè)施的快(kuài)速(sù)建设(shè),也对制造行业的数字(zì)化转型提出了更高的要求,推(tuī)动着我国(guó)制造业的创新转型。