以前的南南铝加工热轧车间横切生产线,采用传统的人工目测方式进行质检,检查铝材表面是否有划痕、凹坑、油污等质量问题。这种纯粹依靠视力和经验来进行质量检查的方法,不仅效率低,而且差错率高,无法满足高速生产的需求。对此,华为工业互联网平台为南南铝加工提供了5G+机器视觉+AI的解决方案,基于产线缺陷图像数据,在华为云ModelArts平台上,训练高精度缺陷识别模型,模型经过持续迭代,已经达到生产线专家相同水平。在热轧产线合适位置,分别部署专业的工业摄像机,采集铝材上下表面图像,通过5G网络实时回传云端,基于缺陷识别模型实时识别铝材表面缺陷。缺陷识别实现分辨率从人工目测的厘米级提升到业内顶级的0.2mm精度,将铝材表面识别准确率从71%提升至99.98%,铝材良品率从59%提升到65%。
在资产管理方面。有些不同型号的铝材料,产品形状完全一样,无法通过肉眼进行识别,容易用错货。传统上是采用手工标记方式,出入库管理效率低,材料可视化可溯源程度低。采用5G+RFID+AI智能朔源,实现铝材料的可溯源、可视化。这一方案也得到了南南铝加工重要客户宝马汽车的认可,符合其铝材供应商认证要求。
除此之外,南南铝加工还采用了5G+AI智能全方位预警,利用5G+红外摄像头监控、5G+机器人巡检、5G+电子围栏、5G+行为画像等解决方案,建立全方位预警机制,识别危险区域监控、违规操作和疲劳作业识别等,大幅提升安全生产水平。
02 多维度转型实现智能化
生益科技自主生产覆铜板、半固化片、绝缘层压板、金属基覆铜箔板、涂树脂铜箔、覆盖膜类等高端电子材料,是全球电子电路基材核心供应商。生益覆铜板板材产量到2018年度已达到8860多万平方米。企业产量逐年递增,给产线的自动化、数字化以及数据安全稳定带来严峻考验。
在经营管理方面,生益科技基于SAP构建核心业务,开发了大量函数处理数据,随着业务的发展,越来越多的IT系统被引入,多系统之间需要实现数据互通、快速集成。通过华为云ROMA平台,快速实现数据同步,有效解决数据报表、预算测算等问题,极大方便了周边业务调用,单接口集成周期从3~5人天降低到0.5人天,快速实现企业内和第三方应用的连接互通。
在生产制造过程中,当前覆铜板的质量检测主要通过人工目检,人工成本高,同时人工目检由于检查员视力疲劳等因素,很多产品的微小瑕疵并不能被高效识别,导致部分瑕疵遗漏,影响产品质量;传统人工质检很难量化统计缺陷类别,难以进行后续的质量改进,影响产品工艺优化。华为云ModelArts联合伙伴提供AI质检方案,提供一站式AI开发训练平台,支持数据标注、算法开发、模型训练、模型部署、模型升级等;支持多产线统一管理和维护,通过云上ADC应用统一管理多条产线AI模型,支持缺陷分类管理、模型一键更新,最终实现4秒判图、检出率为95%以上。
03 工业知识与AI深度融合实现智能配煤
在煤焦化领域,炼焦需要大量的原料煤,并按照一定比例进行配煤,配煤在影响焦炭成本的关键因素中占了高达80%的比例,而影响配煤的关键因素则有原料煤质量、配比和备煤工艺等。这意味着,降低配煤成本,将直接降低焦炭成本,提升企业在市场上的竞争力。
传统配煤以胶质层叠为理论基础,主要根据人工经验来确定配煤比。依靠人工经验存在很多不稳定性,一方面需要高度依赖专业配煤师,而培养一个专业配煤师,无论是时间成本还是经济成本都不低;另一方面,人工模式下炼焦的试验周期长,不仅对产品质量的预测准确度较差,而且存在关键指标易造假的问题,容易导致大量浪费。并且,随着炼焦配煤形式的发展,每一个煤种由中国传统的A、S、V、G、Y五大参数,骤然增加至30多个参数,这既对当下的炼焦理论提出了挑战,也将使得靠人脑配煤与优化无法运行。
河南鑫磊集团和华为云从配煤入手,打造了全新的智能配煤解决方案:河南鑫磊集团通过业务系统,将运营数据、焦炭数据、原料煤数据、生产过程设备传感器数据等数据进行整合上传到华为云,并由华为云EI对其进行智能计算、分析,得出最优配煤比例并开放API接口给河南鑫磊集团。依托华为工业智能体先进的训练架构及强大的算力,对已有历史数据进行预处理后利用人工智能算法构建焦炭质量预测模型和配煤比例优化模型。模型部署后可以基于原料煤及对应比例预测焦炉生产后的焦炭质量,也可以基于现有的原料煤质量输出当前生产条件下的最优配比。平均准确率达到94%以上,后续伴随配煤数据采集样本多样化,模型准确度还会持续提升,配煤优化结果会更加智能。
区别于传统方式焦煤质量检测需要1天以上,智能配煤方案可以对焦煤质量进行实时预测,炼焦过程中发现质量不达标,可以马上调整原料煤配比,既减少了不必要的资源浪费,又进一步保证了焦炭的产出质量。此外,按照华为工业智能体智能配煤解决方案,生产每吨焦炭时,配合煤成本结合生产实际工况节约在20元/吨--70元/吨。以每年130万吨的产量来推算,每年至少可节省成本约3000万,大大提升了其在市场中的竞争力。
04 知识计算打造“AI炼钢术”
中国早已成为世界钢铁生产大国。统计数据显示,2019年我国钢铁产量接近10亿吨,占全球总产量18.7亿吨的一多半,超过了其他国家的总和。在数量占据绝对领先地位的同时,中国在高端合金钢材方面的市场份额却比较低。因此,钢铁行业原有的靠规模扩张的粗放发展模式难以为继,落后的产能将逐渐被淘汰,生产方式急需从批量式向精细化转变。在这样的背景下,产品的成本、质量、档次和稳定性,将成为企业生存的有力保障。
合金钢也叫特种钢,是通过在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,并具备硬度大、耐磨、耐腐蚀、耐高温等不同的特殊性能,从而应用到严苛的生产环境中。
在合金钢的生产过程中,合金配料是关键环节。传统的合金配料是由人工完成,配料过程主要依赖于专家经验,配比结果会出现较大波动。同时,由于原料价格随市场波动,不同批次成分含量不同,为人工配料增加了难度,往往需要重复多次调整配比。
华新不锈钢目前配料过程往往需要多次调整动作完成,钢水出钢的准确率约在80%。传统主要依赖于专家经验的生产方式,已经满足不了企业创新生产的要求。华新不锈钢基于华为工业智能体,将合金配料的元素守恒机理模型、专家经验等隐性知识注入到AI中;基于多模态的数据感知驱动,构建成分软测量AI模型,赋能合金配料工程师进行优化决策,找到符合钢水质量的最优合金配料比例,同时保证合金成本最低。