近年来(lái),我国航空、航海、高铁等大国重器(qì)领域的快速发展,离不开(kāi)中国(guó)制造提供(gòng)的(de)强有力支撑。中国自主研发和生产(chǎn)的核心材料,已经在这些领域得到了广泛应用,其中就包(bāo)括广(guǎng)西(xī)南南铝加工有限(xiàn)公司(以下(xià)简称“南南铝加工”)生产(chǎn)的高(gāo)端铝材产品。
作为“国家重大战略”的排头兵,南南(nán)铝加工正在按照国家(jiā)的战略(luè)部署,加速数字化(huà)转型的步(bù)伐,向着智能制造的目标迈进。近(jìn)日,在华为的(de)支持下,南南铝加(jiā)工(gōng)成功(gōng)实施了5G智慧工厂项目,通过5G、AI、云计算等(děng)新兴技术的应用,大幅(fú)提高了整体生产过程的产品良品率及生产安全(quán)和效率,提升(shēng)了企业竞争力。
在(zài)工信部主办的第(dì)三届“绽(zhàn)放杯”5G应用(yòng)征集大(dà)赛(sài)上(shàng),“南南铝加工5G智慧工厂”项目(mù)荣获(huò)一等奖(jiǎng),被认为是制(zhì)造行业数字化转型升级的标杆案例,具有良好(hǎo)的示(shì)范作用(yòng)和推广(guǎng)价值,将助力中国制造(zào)的创新驱动(dòng),提(tí)升现代化(huà)、数(shù)字化和智(zhì)能化(huà)水(shuǐ)平。
大国重器之下的南南铝(lǚ)加工
成(chéng)立于2010年的广西(xī)南南铝加(jiā)工有限公(gōng)司,是由广西投(tóu)资(zī)集团有限公司投资(zī)控股的现(xiàn)代化国有(yǒu)股(gǔ)份制企业。作为广西(xī)高(gāo)端铝材加工(gōng)的龙头企业、国家(jiā)航空航天航海铝材料的主要提(tí)供(gòng)商,南南铝加工的产品被广泛应用于(yú)航空(kōng)航天、轨道交通、汽车、船舶、3C电子等领域(yù)。
在航天领(lǐng)域,南南铝加(jiā)工为长征系列火箭提供超薄高级蒙皮板、铝合金(jīn)超宽幅板材、超大直径锻坯(pī)等高(gāo)精尖铝材料(liào)。同时,南南(nán)铝加工也是中国火箭超(chāo)大锻坯提供商(shāng),为大推(tuī)力火箭提供的2219锻坯,直径达到了8.7米,为中国航天事(shì)业的发展(zhǎn)做出了贡献。
在大国重(chóng)器方面(miàn)的突出表现,使得南南铝加工(gōng)受到了国(guó)家领导人(rén)的(de)高度(dù)重视。2017年4月20日,习近平总(zǒng)书记考察南南铝加工(gōng),作出了(le)国有企业要做落实新发展理念(niàn)的排头兵、做创新驱(qū)动发(fā)展的排头兵、做实(shí)施国家重(chóng)大战略的排头兵的重要(yào)指示。
在此后的三年里,南南铝(lǚ)加(jiā)工在高新铝合金(jīn)领域不断取得新的突破(pò),通过(guò)自主研发打破了国(guó)外技术束缚,实现国(guó)产自主(zhǔ)生产工艺和质量可控。
“懂行”的(de)5G智慧工厂方案
在不断(duàn)取得新突破的同时,南(nán)南铝加工的生(shēng)产过程仍(réng)面临着(zhe)诸多(duō)挑战。机器轰隆(lóng),噪(zào)音大;火花四溅,温(wēn)度高(gāo);有害气(qì)体多,污染重……而(ér)对人工的过多依(yī)赖,则使得(dé)工人(rén)的工作强度很大,易产生安全隐患(huàn);工作效率的(de)低下,也阻碍(ài)了(le)产品质量的进一步提高。
为改(gǎi)变落(luò)后的传统生产模式,数字化转型(xíng)无疑是方向所在。为此,南南铝加工需要一(yī)个既有数字技术(shù)创新能力、又懂制造行(háng)业业务特点的合作伙伴。最终,南南铝选择了(le)华为(wéi)。
按照“从行业发展的业务中来,加(jiā)速到行业数字化(huà)场景中去(qù)”的理(lǐ)念,华为正致力(lì)于帮(bāng)助千行百业实现数(shù)字化转型(xíng)。为此,华为培养(yǎng)了一大批“懂行”的专家,亲自深入行业生产一线(xiàn)深挖痛点需(xū)求,与合作伙(huǒ)伴和客户深度(dù)交(jiāo)流(liú),从而发现核心(xīn)业务场景与数字技术应用的契合点,形成最终的(de)转型方案。
根据南南铝加工的业务特点和(hé)核心需求,华为的专家最终确定了以AI和5G技术为核心(xīn)的场景化解决方案。其中,AI可以用来替代传统人工方式(shì),解(jiě)决生产过程中的难题;而5G则可以突(tū)破复杂的生产环境,提供(gòng)更(gèng)好的(de)网络连接支撑。由此,“南南(nán)铝加工5G智慧工厂”项(xiàng)目落地实(shí)施。 解决实(shí)际业务的痛点(diǎn) 在“南南铝加工5G智慧工厂”项目中,华为针对客户的不同应用场景,分别设计了相(xiàng)应的解(jiě)决方案,意在解决南南铝加工在实际业务中面(miàn)临的各种痛点需求。
痛点(diǎn)之一在于,以(yǐ)前的南南铝加工热轧车间横切生产(chǎn)线,采用传统的(de)人(rén)工目测方(fāng)式进行质(zhì)检,检查铝材表面是否有(yǒu)划(huá)痕(hén)、凹坑、油污(wū)等质(zhì)量问题(上(shàng)图)。这种(zhǒng)纯粹依靠(kào)视力和经(jīng)验来(lái)进行(háng)质量检(jiǎn)查(chá)的方法,不仅效率低,而且差错率高,无法满足高速(sù)生(shēng)产的(de)需求。
对此,华为为南南铝加(jiā)工(gōng)提供了5G+机器(qì)视觉(jiào)+AI分析的解决方案(àn),通过云端AI深度学习、边(biān)端检(jiǎn)测推理,利用5G网(wǎng)络的低(dī)时延、大带宽能力进行边云(yún)协同,实现铝(lǚ)材表面(miàn)的AI图像智能(néng)检(jiǎn)测,替代传统的人(rén)工目测(cè)方式。其主(zhǔ)要实(shí)现方式(shì),是在热轧产线合适位置,分别部署专业的工业摄像机采集铝材上下表面(miàn)图像,将缺陷(xiàn)图形提取(qǔ)并通过5G网络方式回传(chuán)云(yún)端;在华为(wéi)云AI开发平台Modelarts将质量缺(quē)陷进行标注后,利用Modelarts的一站式(shì)AI开发能力开发AI模(mó)型进行学(xué)习训(xùn)练,使得AI模型具备与生产线专(zhuān)家相同的检测水平,并不断迭代(dài)。
该方(fāng)案采用华为Atlas500智能(néng)小站,联合(hé)北京(jīng)科技大学(xué)人工智能研究院的MacroView工业视觉算法,使缺陷识别分辨率从人工目测(cè)的厘米(mǐ)级(jí)提升到业内顶级的0.2mm精度(dù),将铝表面识别(bié)准确率从71%提升至99.98%,最终铝良(liáng)品率从59%提升到(dào)65%。
痛点(diǎn)之二来自(zì)资产管理方面(miàn)。有些(xiē)不(bú)同(tóng)型(xíng)号的铝材料,产品形状完全一样,无法通(tōng)过肉眼进行识别,容易用错货。传(chuán)统上是采用如上图(tú)的手工(gōng)标记方(fāng)式,出入库管理(lǐ)效(xiào)率低,材料(liào)可视化可溯源(yuán)程(chéng)度低。
5G智慧工厂的建设,参考(kǎo)了华(huá)为(wéi)东莞工(gōng)厂的(de)仓储管(guǎn)理(lǐ)模式,采(cǎi)用5G+RFID+AI智能朔源,实现铝材料的可溯源、可视(shì)化。这一方(fāng)案也得到了南(nán)南铝加工重(chóng)要客户(hù)宝(bǎo)马汽车的认可,符(fú)合(hé)其(qí)铝材(cái)供应商认证要求。
痛点之三是铝型材的生产(chǎn)过程中安全隐患也(yě)非常(cháng)多,最典(diǎn)型的(de)就是高温铝和常(cháng)温铝无法通(tōng)过肉眼区分(fèn),高温(wēn)铝在移动过(guò)程中非(fēi)常(cháng)容(róng)易产生烫伤。除此之外(wài),危险区域监控、违规操作和疲劳作业识别等也(yě)需要加强监管。
对此(cǐ),南(nán)南铝加工采(cǎi)用了5G+AI智能全方位预警,利用(yòng)5G+红(hóng)外摄(shè)像头监控、5G+机器(qì)人巡检、5G+电子围栏、5G+行为(wéi)画像等解决方(fāng)案,建(jiàn)立全方位预警机(jī)制,提高安全生(shēng)产水(shuǐ)平(píng)。
通过解决上述痛点需求,南南铝加(jiā)工5G智慧工厂项(xiàng)目顺(shùn)利(lì)实施,成为重型材(cái)料(liào)制造领域的标(biāo)杆项(xiàng)目。基于这一项目的成(chéng)功,广(guǎng)西(xī)自治(zhì)区政府、自治(zhì)区工业和信息化(huà)厅全力将南南铝打造成全(quán)国智慧(huì)制造先进示(shì)范区;这一示(shì)范项(xiàng)目将向整个广西进行推广,以大力推动数(shù)字(zì)广西的打(dǎ)造,创造(zào)更大的社会效益。 南南铝加(jiā)工的经验借鉴
南南铝加工5G智慧工厂(chǎng)项目其的成功实施,为5G赋能智能(néng)制造进行了有益(yì)的探(tàn)索,推动了制造业(yè)的数字化转型进程。其中,有几点经验值(zhí)得(dé)我们(men)借鉴。
一(yī)是(shì)抓住痛点需求(qiú),解决实际问题。制造业的数字化转型,必须从(cóng)企业的(de)实际需求入手,只有切实解(jiě)决企业问题,为企业带来效益回报,才能实现可(kě)持续(xù)发展。南南(nán)铝加工(gōng)仅铝(lǚ)表检一项,通过6%的铝良品率提升,每年就可(kě)以带来600万元的成本(běn)节(jiē)省(shěng)。这一项目推(tuī)广到广西(xī)全区,带来的直接经济效益可达7.2亿元。
二是(shì)聚(jù)焦(jiāo)业务场(chǎng)景,找到(dào)懂行伙伴(bàn)。如今行业(yè)数字化(huà)转型已经进入深水区,“产品技术驱动(dòng)”已经不够,“业务需求驱动”变得尤为重要,两者结合才能真正(zhèng)服务好千行百业(yè)的(de)数字化转型。华(huá)为不仅是国内最具技术实力的(de)ICT企业,而且拥有丰富的(de)行业经验(yàn)和(hé)业(yè)务(wù)认知;其(qí)实现了(le)技术创新(xīn)与场景应(yīng)用(yòng)的深度融合,帮(bāng)助南南铝加工打造出了(le)贴近业务场景的解决方案。
三是发挥生态价(jià)值(zhí),汇聚各方力量。数(shù)字化转型是一个系统性工(gōng)程,需要汇聚整个生态的力量,围绕着企(qǐ)业的核心需求来构(gòu)建应用方(fāng)案。在南南(nán)铝加工(gōng)5G智(zhì)慧工厂项目中,中国(guó)-东盟(华为)人工智(zhì)能创(chuàng)新中心提(tí)供了技术(shù)支持,数字广西集(jí)团提供了整体方案,广(guǎng)西移(yí)动提供(gòng)了5G网络建设,北京科技大学人工智能(néng)研究院等(děng)合(hé)作伙伴则提供了算法支持;同(tóng)时,广西(xī)壮族自(zì)治区大数(shù)据发展局等政府部门提供了大力支持(chí)。最(zuì)终,各方形成了合力,满(mǎn)足了客户需求。
四是,注(zhù)重人才培养,实现技术(shù)传承。作为典(diǎn)型(xíng)的传统行业,制(zhì)造业对于新兴技术的应用非常渴望,但过往自身积(jī)累较(jiào)少,需要技术提供方给予更多支持。在该项目实(shí)施过(guò)程中,华(huá)为及时(shí)为南南铝加工提供了(le)人工(gōng)智能工程师认证培(péi)训,提高了大家对AI在智(zhì)能制造领域的整(zhěng)体认知,积累了企业(yè)解决相关(guān)问题的实践经验,为企(qǐ)业(yè)的智(zhì)能(néng)升(shēng)级做好了人才(cái)储备。 结语
伴随着数字经济的发(fā)展,我国的行业数(shù)字化转型步伐正在加快。即使是重型制造这样的传统行业,也正在(zài)借助新技术来提升能力,提高效率,增强行业整体竞争力。
空(kōng)间站、商(shāng)用飞机、航(háng)空母舰、大型桥梁、高速铁路、城市轨道交通等一系列国家(jiā)大型基础设施的快速建设(shè),也(yě)对制造行(háng)业(yè)的数(shù)字(zì)化转型提出了更高的要求,推动着我国制造业的创新转型。