讓我們把時光的鐘表撥回到8年之前——在2011年漢諾威工博會上,“工業(yè)4.0”的概念橫空出世。自此,“第四次工業(yè)革命”猶如一股轟轟烈烈的大潮,開始向全世界蔓延,并且在不同的國家演變出不同的概念,比如中國的智能制造等等……
現(xiàn)在工業(yè)/制造圈辦活動、開大會,要是不談智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G等等,好像就已經(jīng)落后于時代了。然而,講了那么多天花亂墜的概念,智能制造究竟怎么搞?
說到這里,筆者不由地想起了一個故事——中國某中小規(guī)模制造企業(yè)的領導在參觀過一些高大上的智能工廠后,竟然放棄了對自家工廠做智能化升級改造的想法。因為他覺得,自己根本不可能做到這種程度,這實在太不切實際了!
這其實反應了制造企業(yè)在探索智能制造過程中最大的障礙——即沒有合適的轉型升級路徑以及符合其實際現(xiàn)狀的落地方案。
針對這個問題,大數(shù)據(jù)與人工智能行業(yè)的領先企業(yè)數(shù)之聯(lián)有著自己獨到的看法,并在5月10日舉辦的雪浪大會分論壇上提出了“制造業(yè)的場景革命”這一概念。
一.制造業(yè)的場景革命
什么,你還不知道雪浪大會?如果說云棲大會是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)業(yè)蓬勃創(chuàng)新的重要峰會,那么其姊妹峰會——雪浪大會就是引領制造業(yè)未來發(fā)展趨勢的風向標。
雪浪小鎮(zhèn)與云棲小鎮(zhèn)創(chuàng)立者、雪浪小鎮(zhèn)名譽鎮(zhèn)長、阿里巴巴集團技術委員會主席王堅博士曾這樣定義:“沒有互聯(lián)網(wǎng)的制造業(yè)沒有未來,沒有制造業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)更沒有未來”。
雪浪大會自2018年第一屆起,就致力于成為中國制造業(yè)與科技創(chuàng)新企業(yè)的頂級對接平臺?!皬闹圃鞓I(yè)中來,到制造業(yè)中去”是雪浪大會的長期核心主題。受主辦方邀請,數(shù)之聯(lián)在此次雪浪大會中與微軟、浪潮、阿里云、銀杏谷資本等國內領軍企業(yè)共同舉辦12場平行分論壇,以大數(shù)據(jù)、人工智能和制造業(yè)的交集為切口,來論述制造業(yè)的場景革命。
制造業(yè)作為國民經(jīng)濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。當前,制造業(yè)正在從數(shù)字化和信息化的時代,以更快的步伐邁進智能化的新階段,全球制造企業(yè)大都在這一深刻變革中尋求創(chuàng)新與突破。
大數(shù)據(jù)與人工智能引領的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術地位逐漸凸顯,在工業(yè)領域,他們正在輻射“傳統(tǒng)工廠”,改寫傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)邏輯,為中國制造找到了一條轉型升級的新路。
在智能制造創(chuàng)新落地的細節(jié)思路上,數(shù)之聯(lián)認為,制造企業(yè)結合產(chǎn)業(yè)場景、從實際應用場景出發(fā)來制定智能化實踐策略,是獲得更優(yōu)投入產(chǎn)出比的真正意義上的智能制造解決方案。
工業(yè)場景是復雜的。生產(chǎn)大飛機和生產(chǎn)手機,工藝的巨大差別導致生產(chǎn)場景的巨大差別。針對不同的場景需要結合不同的“解題思路”來獲得最優(yōu)解。
“場景革命”是指在制造企業(yè)的整個生產(chǎn)過程中,通過人工智能和大數(shù)據(jù)的方式,大幅提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。在以往的生產(chǎn)過程中,存在大量依靠個人經(jīng)驗來傳承企業(yè)知識的現(xiàn)象,不但產(chǎn)品生產(chǎn)的良率無法得到保證,而且人員的流失對企業(yè)來講損失很大。作為新興科技,大數(shù)據(jù)與人工智能正廣泛影響工業(yè),通過分析大量的歷史數(shù)據(jù),能夠幫助企業(yè)尋找最優(yōu)工藝參數(shù)及制程參數(shù)等。這種方式相對于以前的經(jīng)驗方式而言,已經(jīng)可以被稱之為是革命。
二.“數(shù)聯(lián)智造”重磅亮相
“數(shù)聯(lián)智造”是數(shù)據(jù)驅動的一套整體性的解決方案體系,由生產(chǎn)過程優(yōu)化、設備管理優(yōu)化和質量檢測優(yōu)化三個核心方案構成,通過人工智能的方式解決設備智能管理、生產(chǎn)過程優(yōu)化、人工質檢效率低、用工成本高等行業(yè)痛點。
本次雪浪大會,數(shù)之聯(lián)結合以往經(jīng)驗,首次亮相“數(shù)聯(lián)智造”解決方案,并相對應介紹了三個核心解決方案。
1.生產(chǎn)過程優(yōu)化
對于制造型企業(yè)來講,生產(chǎn)過程中最重要的便是所生產(chǎn)的產(chǎn)品質量達標,即良率高。為了達成這一目的,數(shù)之聯(lián)生產(chǎn)過程優(yōu)化方案下推出了包括虛擬量測系統(tǒng)、良率分析系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝調優(yōu)系統(tǒng)等系列子方案。
良率分析系統(tǒng)真正實現(xiàn)了基于大數(shù)據(jù)的良率分析,并能針對任一不良數(shù)據(jù),快速呈現(xiàn)設備、機臺等各種分析結果。在國內某液晶面板廠商的實際應用案例中,在涉及300多道工序的原TFT-LCD生產(chǎn)線上,通過采用該系統(tǒng),該廠將缺陷分析時間從天級別降低到小時級別以內,分析效率整體提升約一個量級,特定缺陷不良降低0.5%。
在良率分析系統(tǒng)中,數(shù)之聯(lián)更多的是分析企業(yè)設備工藝參數(shù)和產(chǎn)品之間缺陷的相關性。而對于企業(yè)設備來講,其相關的工藝參數(shù)與特性值之間的相關性對于后續(xù)良率的分析也起到十分關鍵的作用。因此,數(shù)之聯(lián)進一步開發(fā)了虛擬量測系統(tǒng)。該系統(tǒng)區(qū)別于現(xiàn)有的量測系統(tǒng),不需要大量的量測機臺就可以檢測產(chǎn)品的關鍵品質特征情況。
與虛擬量測系統(tǒng)類似的,生產(chǎn)工藝調優(yōu)系統(tǒng)也更多的是幫助企業(yè)尋找一些特定指標進一步優(yōu)化,從而對預測良率帶來助益。生產(chǎn)工藝調優(yōu)系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動連接,包括獲取檢測、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)抽取以及基于大數(shù)據(jù)平臺的統(tǒng)一存儲。
通過生產(chǎn)工藝調優(yōu)系統(tǒng)優(yōu)化,企業(yè)可以尋找到最優(yōu)參數(shù)取值區(qū)間,從而將企業(yè)原來小時級的調整時間縮短到分鐘級,并可將設備調整導致的型材損失降低20%-50%,從而把核心調整工的流失風險極大地降低。
2.設備管理優(yōu)化
對于生產(chǎn)企業(yè)來講,不只是生產(chǎn)過程存在優(yōu)化空間,作為企業(yè)的核心固定資產(chǎn),遍布廠房的生產(chǎn)設備同樣存在管理優(yōu)化需求,其可為企業(yè)帶來的價值同樣不可估量。鑒于此,數(shù)之聯(lián)在設備管理的場景之下開發(fā)出智能刀具管理系統(tǒng)及智能設備管理系統(tǒng)。
對于生產(chǎn)型企業(yè)來講,機床是不可或缺的設備之一。前段時間熱播的國產(chǎn)劇《都挺好》中,蘇家“首富”蘇明玉對小蒙曾這樣講:“小到你的車,大到航空火箭,哪一個不是在機床上,一個零件一個零件生產(chǎn)出來的……機床強則工業(yè)強,工業(yè)強則國強?!笨梢姍C床的重要性。
但在機床的銑削加工過程中,刀具磨耗程度是影響模具成品質量的關鍵因素。刀具一旦出現(xiàn)問題將導致設備發(fā)生故障時間無法預測,尤其是主軸等核心部件。而這些關鍵部件一般采購周期長、成本高,一旦發(fā)生故障停機時間長,將造成極大損失。
數(shù)之聯(lián)的智慧刀具管理分析系統(tǒng)通過對多源數(shù)據(jù)進行融合同步,結合智能的分析算法進行特征提取、主軸健康預診、刀具健康度評估、剩余壽命預測以及壽命終止警報,為機床提供刀具壽命預測及主軸在線監(jiān)測與預警系統(tǒng)。
經(jīng)評估,該系統(tǒng)可降低60%的意外停機,減少50%監(jiān)控機臺狀態(tài)所需的勞動力,質量缺陷率從6‰降至3‰,節(jié)約16%的成本。目前,該系統(tǒng)已廣泛應用于精密器械加工、汽車零部件加工等企業(yè)。
此外,許多企業(yè)設備自動化管理水平較低,設備管理大多是依靠人工跟蹤記錄存檔,存在操作速度慢、數(shù)據(jù)分散、不易查詢等問題,給管理人員帶來較大的管理困難,增加了成本和風險,嚴重降低企業(yè)管理效率。
通過智能設備管理系統(tǒng),企業(yè)可以將設備管理由被動管理轉為主動管理,從而減輕管理人員和業(yè)務人員的數(shù)據(jù)處理負擔,提高管理部門的工作效率、管理手段。另外,該系統(tǒng)還能及時報警和故障預測、減少紙質文檔等辦公耗材的使用、實現(xiàn)設備整個生命周期的信息化管理。
3.質量檢測優(yōu)化
對于工業(yè)領域的制造企業(yè)來講,在設備及生產(chǎn)之外,缺陷檢測也是整個生產(chǎn)過程中較為重要的一部分。如何利用數(shù)據(jù)驅動質量檢測優(yōu)化,提高企業(yè)生產(chǎn)能力,減少不良產(chǎn)品的浪費呢?數(shù)之聯(lián)的自動圖像缺陷監(jiān)測系統(tǒng)可以給出答案。
基于10余年深度學習算法的研究沉淀,以及對深度學習框架相關技術的大量工程實踐,數(shù)之聯(lián)主要采用神經(jīng)網(wǎng)絡框架解決自動圖像缺陷檢測問題。
據(jù)了解,通過成功導入該系統(tǒng),能夠大量減少圖像判定的人力需求,提升了工廠的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品良率,阻止不良品的后流造成更大的浪費。即使不考慮工廠產(chǎn)能和排程靈活度及質量提升的效益,僅人力成本的縮減每年帶來的效益亦可達數(shù)百萬元。
三.“數(shù)之聯(lián)”的三大核心優(yōu)勢
如果說數(shù)據(jù)驅動生產(chǎn)優(yōu)化是大數(shù)據(jù)企業(yè)為工業(yè)領域智能制造量身定做的藥方,那么數(shù)之聯(lián)之所以能夠脫穎而出,一定離不開人才、算法、平臺三大核心優(yōu)勢。
工業(yè)領域是一個復雜的領域,工業(yè)也是整個現(xiàn)代化社會的奠基者。我們常說個人是社會中的一個螺絲釘,這是因為個人精力只能夠做到精于整個行業(yè)的一小部分。正因為此,對于一個大數(shù)據(jù)企業(yè)來講,如何助力龐大且復雜的工業(yè)領域企業(yè)轉型升級是一個非常讓人頭疼的事情,僅僅是對整個業(yè)務的熟悉就需要聚集一眾專家,在這一領域,數(shù)之聯(lián)的優(yōu)勢明顯。
由于多年聚焦于工業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢,數(shù)之聯(lián)已經(jīng)形成了完整、專業(yè)的業(yè)務專家團隊,能夠從理解客戶業(yè)務需求、客戶生產(chǎn)邏輯、痛點提取、算法等整個流程提供解決方案。
此外,對于智能制造來講,制造是基礎,智能是靈魂,而智能化一定離不開的是算法。而如果要論人工智能算法的研究時間,數(shù)之聯(lián)的團隊也已積累十多年的時間,積累于高校,推廣于企業(yè)。
另外,一切美好的應用建設一定離不開底層根基的夯實,對于工業(yè)數(shù)據(jù)、甚至整個大數(shù)據(jù)行業(yè)來講,平臺的重要性毋庸置疑。截至目前,行數(shù)、行明、行智三大平臺已經(jīng)成為數(shù)之聯(lián)不可多得的競爭優(yōu)勢。這些平臺已經(jīng)集成了大量與工業(yè)和行業(yè)相關的算法,能夠大幅提升交付效率。
結語:數(shù)據(jù)驅動智能
誠然,工業(yè)之復雜往往讓創(chuàng)新不得不三思而行,但一些問題卻又常見而統(tǒng)一。那么什么是智能制造?將這些經(jīng)驗性的問題以科學的形式自動化、智能化就是智能制造。
而且或許你已經(jīng)想象的到,真正的智能制造可以帶來的幫助是十分大的。處在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮的今天,早一分的智能帶來的才是多一分的收益。
時代的車輪滾滾向前,智能化大潮勢不可擋,大數(shù)據(jù)與人工智能引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術地位逐漸凸顯。
隨著物聯(lián)網(wǎng),人工智能的加速發(fā)展,更多的數(shù)據(jù)將被采集、運用,數(shù)據(jù)的價值將被最大化的挖掘出來,數(shù)據(jù)驅動生產(chǎn),促使業(yè)務創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新,加速數(shù)字化轉型。
總之,數(shù)據(jù)驅動智能化的進程,正在改變著我們的生產(chǎn)和生活方式。在大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術的輻射之下,傳統(tǒng)制造業(yè)的轉型升級正在加速向前發(fā)展,全新的“智能+”時代即將來臨。