中集青島冷藏產業基地從CFRT瑕疵檢測專案入手,成為傳統制造企業透過人工智慧技術,最佳化生產流程、降本增效的最佳實踐。
回顧2020年,人工智慧的技術和應用又進入了一個新階段。這一方面得益於上游技術的發展,另一方面得益於下游需求的倒逼。以製造業為例,越來越多的企業正試圖結合人工智慧更加有效地利用和處理資訊,解鎖資料的模式和可用性,解決之前甚至無法預見的問題。根據國家工業資訊保安發展研究中心釋出的《2020人工智慧與製造業融合發展白皮書》顯示,人工智慧與製造業的融合正在向更深層次邁進,製造業智慧化升級將呈現多技術融合態勢。
然而對於許多傳統制造企業而言,雖然看見了人工智慧的浪潮,想踏浪而行卻並非易事。要知道智慧製造走到今天,寄希望透過人工智慧“畢其功於一役”,解決所有問題顯然是不現實的。企業必須結合自身需求找準切入點,透過解決實際場景中的一個個問題,讓每一步都走得擲地有聲。
在這方面,中集青島冷藏產業基地從CFRT瑕疵檢測專案入手,成為傳統制造企業透過人工智慧技術,最佳化生產流程、降本增效的最佳實踐。中集青島冷藏產業基地CIO耿峰表示:“人工智慧價值難以被準確衡量是製造企業應用AI的制約因素之一,但不用人工智慧勢必影響企業未來的競爭力,因此我們積極引入專業的人工智慧商業化廠商 — 創新奇智,雙方共同發掘適合AI的應用落地場景,從CFRT瑕疵檢測應用入手,找到了低成本、高價值的人工智慧實現路徑。”
創新奇智在成立不到3年的時間內,便一舉成為國內領先的人工智慧產品及解決方案供應商,在IDC釋出的《中國AI賦能的工業質檢解決方案市場分析》報告中,市場份額位居中國AI工業質檢第2,這與其“技術產品+行業場景”的打法不無關係。從創立之初,創新奇智就樹立了“人工智慧賦能商業價值”的使命,透過深耕製造業應用場景,讓人工智慧發揮價值,助力傳統產業智慧化轉型升級。
發展新材料事業中不容忽視的“小問題”
中集青島冷藏產業基地隸屬於中國國際海運集裝箱集團股份有限公司(CIMC,簡稱中集集團)。據耿峰介紹,目前中集青島冷藏產業基地主要由青島中集冷藏箱製造有限公司、青島中集特種冷藏裝置有限公司、青島中集創贏複合材料科技有限公司和中集冷鏈研究院構成。其中標準冷藏箱具備年產6萬臺以上生產能力,全球市場佔有率約35%,連續9年全球第一。特種冷藏箱擁有全球最先進的專業生產線,全球市場佔有率超過60%,產品覆蓋歐美、澳洲等6大區域市場。
創贏複合材料作為中集新成立的業務,在2019年當年就實現了盈利5000萬的目標,是中集集團重點新興產業,發展前景廣闊,潛力巨大。相較於一般材料而言, CFRT片材作為一種熱塑性連續複合材料,其生產工藝主要是將顆粒和玻璃纖維透過高溫定型融為一體,生產過程與織布、鋼卷類似,屬於典型的流程製造,具有以下特點:
1.產品瑕疵不可避免。CFRT片材質量受配方、溫度、工藝、時間等多種因素影響,加上玻璃纖維本身在工藝環節的材料特殊性,導致生產過程中難免會出現幹砂、偏色等瑕疵。
2.生產過程連續。CFRT片材一卷長度約3500米,整個生產流程中即使出現瑕疵,也不能間斷停機。
“以往在質檢環節,我們採取的做法是由工人盯著手工記錄。”耿峰表示這也是新材料事業發展初期採取的不得已手段。在他看來,畢竟人的精力是有限的,人工質檢的模式很難保證所有的瑕疵種類和位置都被有效記錄,並且這種長期流水化的作業對工人本身也是一種挑戰,不符合中集以人為本的發展理念。此外,這也將導致CFRT片材交付給產業鏈下游進行深加工時,合作伙伴無法精準定位瑕疵位置,需要每卷開啟邊用邊切割,降低生產效率。
隨著中集新材料業務的蓬勃發展,依賴傳統人工質檢的模式不僅影響效率,還將進一步提高成本。因此,在智慧化技術不斷融入到製造業的大趨勢下,中集青島冷藏產業基地決定採用基於人工智慧的視覺檢測技術替代人來完成產品質檢過程。
攜手創新奇智,AI讓瑕疵無處可逃
在耿峰看來,相較於傳統的圖譜識別需要不斷補充瑕疵庫,人工智慧技術在質檢領域具有精準度高、自動化程度高、成長空間大、資訊整合與留存明顯等優勢。在確定應用人工智慧技術進行CFRT片材瑕疵檢測後,中集青島冷藏產業基地迅速展開了專案POC驗證選型。而促使最終選擇創新奇智作為解決方案供應商的首要原因,是創新奇智強大的ManuVision工業視覺平臺,能夠將傳統視覺技術和深度學習視覺技術相結合,快速適應新材料對於瑕疵的準確識別需求。
此外,耿峰表示創新奇智慧夠深入理解制造業在生產場景中存在的“痛點”,不僅擁有先進的演算法模型,更包括從上層MES到下層PLC、自動化系統整合的知識背景。無論是生產車間預測性防護、產品質檢/分揀等方面都具有成熟的應用案例和典型客戶用於參考借鑑。“深耕製造業所積累的工業know-how,使創新奇智在前期的方案討論中能夠提出很多細分場景下的AI模型構建方法和資料整合細節,有些甚至是我們都不曾考慮到的。”耿峰坦言道。
值得一提的是,耿峰還讚賞面對今年初突如其來的一場疫情,創新奇智青島實施團隊能夠積極遠端溝通專案細節並進行遠端除錯,透過建立一套行之有效的標準應對疫情帶來的不確定性,正是這種專業性有效地把控了專案進度,保證了專案質量。
最終在今年6月份,基於ManuVision工業視覺平臺的CFRT片材瑕疵檢測專案順利實施,透過在生產線上搭配工業高畫質攝像頭輔以光源裝置,配合創新奇智深度學習演算法,外部工作臺能夠自動檢測並記錄CFRT片材上的瑕疵種類及位置,針對每個瑕疵點進行拍照並生成彩色版的“病例報告”,讓每一卷CFRT片材上的瑕疵都一目瞭然,檢測精度高達99.9%,解除了CFRT片材在未來深加工環節的“後顧之憂”。
循序漸進,基於場景逐步釋放AI潛能
目前,系統上線至今已有半年時間,耿峰介紹各功能模組執行穩定,正按照預期目標發揮著作用。談到本次專案為中集新材料帶來的優勢,耿峰認為主要體現在以下方面:
1、提質增效。透過機器視覺自動檢測並記錄瑕疵,實現了CFRT片材100%全方位的詳細檢測,利用機器學習實現檢測能力的不斷提升,保證產品檢測質量越來越穩定。
2、增強核心競爭力。質檢自動生成帶有每個瑕疵照片及種類、位置資訊的彩色版“質檢報告”,實現了同類產品“人無我有、人有我優”,成為中集新材料的核心競爭力,提升了下游合作伙伴的信任度。
3、降低人力成本。透過人工智慧全自動質檢模式替代工人,解放了人力資源,降低人員招聘需求和培訓成本。
4、賦能工藝改進。透過積累瑕疵大資料,並透過機器學習建模進行深度分析,可以反向對新材料生產工藝進行最佳化,從設計端提升產品質量。
耿峰強調,未來智慧製造的一個核心特徵是需要深入到場景應用中,而這恰恰是人工智慧的強項。“在技術日新月異和市場充滿不確定性的今天,企業推進智慧化不能再像之前那樣花費巨大的資源建立一個大而全的平臺,而是需要根據業務需求解決場景下的實際問題。”接下來,中集青島冷藏產業基地也將持續推進人工智慧應用。一方面將目前已有的成熟模式在產線中拓展,將基於人工智慧的瑕疵檢測拓展到新材料新增的九條生產線中;另一方面,也會進一步在冷箱/標箱OCR識別、集裝箱表面噴塗上應用人工智慧技術,實現集裝箱生產過程的能效最佳化。
最後,在總結傳統制造企業如何更好的應用人工智慧技術,耿峰給出瞭如下建議:
1.弄清楚對於人工智慧的需求。要知道人工智慧只是手段,不是目的,企業需要結合自身業務場景讓人工智慧落地,才能帶來實際價值。
2.選擇適合的合作伙伴。未來基於人工智慧的應用都是共聯共建專案,對於企業而言有場景有需求,對於供應商而言有技術有團隊,可謂是“一邊有酒一邊有故事”,找準合作伙伴才能實現更好的融合。
3.大處著眼、小處著手。耿峰建議企業最好的啟動計劃是從小專案著手,在3~6個月或更短時間內形成可度量的結果,實現人工智慧和傳統模式之間的快速迭代。