曩昔几年中,“柔性化”这个词常常被各大主机厂商挂在嘴边。
简略地说就是千人千面的柔性出产,越来越多的工厂初步实施订单制出产方法,每一台车都能根据客户的需要特性化定制,同一条产线可以完成suv、mpv、轿车等不一样车型的混合出产。
只是在柔性出产的大布景下,制造环节还有一些待解的老疑问。
比方轿车焊接技能中广泛存在的两个不断定性:一是需要的不断定性,产线需要根据不一样的需要,不断方案出产线的技能进程和参数;二是进程的不断定性,存在漏焊、虚焊等缺陷,需要精准辨认焊接缺陷并进行补焊。
在刚刚结束的昇腾ai立异大赛2023上,由一名博士生和三名研讨生构成的“山东大学大山坡轿车焊工技能
效能队”,斩获了昇腾ai立异大赛2023开发者套件立异赛道全国总决赛金奖,他们将轿车制造仿照产线和昇腾ai基础软硬件平台联系,让困惑轿车制造作业多年的焊接技能疑问有了可行的新解法。
01 云边协同,驱动制造场景智能化
在叙说“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”的解题思路前,先来晓得下轿车作业比照常见的处置方案,究竟“智能制造”的论题现已喊了许多年,而焊接技能缺陷恰恰无法跳过的一个中心环节。
一种是靠工人用肉眼辨认判另外笨办法,即质检员用肉眼查看漏焊、虚焊等不良疑问,再由焊接工人进行补焊。价值是功率低下且本钱很高,而且如今的年青人对作业环境的需求越来越高,即便高薪也很难招到熟练的蓝领人才。
另一种是对出产线进行智能化改造,常见做法是经过终端获取实时数据,将数据上载到云端进行辨认,再将核算成果下发到终端,控制焊接机器人等进行作业。某种程度上替代了人力,但仍然存在时延高、平稳性缺乏等疑问。
“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”深化上汽通用等出产车间进行实地调研,联系工厂车间的真实环境,提出了云—边—端的架构方案。
在云端安设了领域建模东西和流程工厂东西,前者经过cad图纸文件、功用标准阐明等了解需要,并将需要规划化后构建场景模型;后者对生成的模型进行代码的编列和组合,完成了场景代码的规划。云端一起也是面向用户的操作端,使用远程效能调度、低代码等对产线进行远程控制。
边端的主力是atlas 200i dk,承载了代码生成、在线推理、智能抉择计划等多重人物。在焊接点缺陷处置中,摄像头搜集的图像数据,可以直接在边端进行实时的解码处置,主动辨认漏焊、虚焊等缺陷,并向焊接机器人发送补焊指令。正本需要在云端处置的抉择计划和调度,下沉到了边端。
终端仿照真实的产线环境,复原了轿车焊接制造的一整套流程,包括车型辨认视觉套件、焊点辨认视觉套件、机械臂、传送带、缓存区轨迹、底层通讯模块等等,首要担任数据的搜集、传输和操作实施。以补焊场景为例,从实时感知、在线推理、智能抉择计划到指令下发,全程在1秒内结束。
和市道上已有的方案比较,“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”创造性地选用了云边协同的思路,因为边端有了更强的算力支撑,正本需要在云端处置的作业,下沉到了边端进行实时处置,为制造场景的智能化转型给出了新解法:
以往对智能控制精度和时延的忌惮,如今可以在边端实时处置,整个进程都不需要人工的参加;以往有必要分红多个产线才干完成的特性化需要,如今有了依照需要智能抉择计划的才能,可以在一条产线上混线出产……或许其时的使用场景还比照简略,但在很大程度上印证了云边协同的可行性。
02 软硬交融,开释汹涌的立异力气
让人想不到的是,在参加昇腾ai立异大赛2023之前,“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”的四名成员都只需软件开发的经历。不到四个月的“急行军”,对整个团队来说都是一场从0到1的探究。
作为队长的李赢坦言:“一初步是有些冲突的,因为我们的心思都在软件上,天性地认为软硬联系比照难。但去做后发现,做软件的必需要懂硬件,软硬件联系对咱们思路和视界的开阔对错常重要的。”
视界上的开阔,可以从硬件的迭代说起。
在触摸到atlas 200i dk前,他们运用的是一款撑持openmv的智能摄像头,既可以录制视频,还可以做一些简略的数据处置。因为昇腾ai对视频流的精度需求比照高,“被逼”替换成了cg1200p工业摄像头。
“昇思mindspore的上手仍是比照简略的,只需逻辑理清的话,开发只用了两周支配的时刻,就把正本的算法更新了一版。因为昇腾ai的在线推理才能很强,摄像头的方案可以实时抓取进行在线解码和模型推理,检测精度比之条件高了82%,比原设备的算法前进了40%,单张相片的处置时刻只需0.014秒。”
思维方法的改动,则体如今安设方法上。
“曩昔的边端设备只能做简略的核算,一切的代码项目都是放在云端的,可是需要批改的时分,进程仍是比照繁琐的,需要如今本地效能器批改、安设、验证,再放到云端安设验证。假定是在真实的出产环境中,整个进程中有许多不断定要素,致使实时性和可靠性打了不小的扣头。”
让李赢感到振奋的是,代码项目安设在边缘端,查验和安设要便利许多,可以直接修耿直接看到成效,而且不太需要思考网络延时,然后可以完成更快的数据传输和呼应速度。再加上推理和安设在同一个节点上,后续的维护和打点也很简略,而且关于车间工厂这样的环境要愈加友爱。
恰恰是“不了解”的软硬交融方法,让“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”用云边协同这种最为“接地气”的处置方案,使仿照出产技能完成了智能化、可视化、模块化实施,走在了工业制造智能化立异的第一线。
而在整个昇腾ai立异大赛2023上,像“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”这样的团队还有许多。
有团队想要用ai处置航空建议机警能视觉缺陷检测,有团队给出了无人机光伏智能巡检处置方案,还有团队提出了深海ai声呐智能感知体系……软硬交融方法正在深化不一样的场景,用新的思路、理念去向置既有疑问,不断开释出汹涌的立异力气。
03 钓胜于鱼,点着工业端立异之火
在大模型浪潮的影响下,人工智能现已融入到出产日子的各个领域。实际上,这也是昇腾ai立异大赛的初心地址,旨在鼓舞全工业开发者打造软硬件处置方案、探究模型算法,加速ai与工业的交融。
或许仍有人不解,像昇腾ai立异大赛这样面向开发者的顶级竞赛,与“ai和工业交融”究竟有啥联络?就这一点来说,“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”可以说是答复类似疑问的“最佳目标”。
正如前面所说到的,智能制造并不是啥新课题,可大多是用纯软件的思路,致使学术和实践之间老是存在某种间隔。“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”看到了边缘核算的愿望空间,并用软硬联系、云边协同的方法提出了新的架构方案,不只进一步前进了功率和精确性,也让整套体系离落地更近。
授人以鱼,不如授之以渔。比焊接技能这种具体疑问更为重要的,其实是用所学常识 处置疑问经历和办法论。
依照李赢的说法:∑轿赛对咱们比照重要的协助是统筹调和的才能。咱们四自个是师兄弟的联络,没有谁指挥谁的说法,遇到某个技能疑问或许下一步怎么做,我们都是一同谈论的。但一个项目可以走到最终,需要清楚的自个分工和协作方案,这个进程中的统筹和调和,对我来说是一次非常好的训练。”
在团队中担任理论学术和算法研讨的史浩然博士,有着纷歧样的作用感:“之前的学习首要是关于某个技能疑问或许某个单一的学术难点,这是初度做一个无缺的有实践落地意义的体系,从软件东西到硬件设备再到算法的完成,如何运用多种技能协同来处置一个作业,让我从大学到了许多。”
首要担任云边调度研讨的傅显坤,表达了相同的感触:“咱们实验室正本就一向在做云核算、云端协同,但之前都是在学术方面,没有很深的落地。这次最大的收成可所以做的东西可以看得见、摸得着,真的可以用技能去向置疑问。”
因为大四做结业方案参加到项目中的陈嘉彬,首要担任边缘开发和软件开发,在他看来:“本科期间学的都是偏理论性的常识,实习的机缘相对比照少。经过这个项目,晓得了这些常识该怎么用,怎么在实践场景中落地实习。”
可以看到,他们参赛的动机并不凌乱,一初步只是是为了“学致使用”。正是这样朴素的主意,在他们心里种下了立异的种子,然后在汗水的润泽下生根、发芽、开花、成果。有理由信赖,焊接技能缺陷只是他们处置的第一个疑问,等候他们的将是星斗大海。
把视角再扩展一些的话,“山东大学大山坡轿车焊工技能效能队”的参赛阅历,何尝不是ai与工业交融的新范式:只需为开发者供给“用得起、用得好、用得定心”的软硬件效能,为他们的立异主意和探究精力供给落地的土壤,终将在工业端燃起智能化的熊熊之火。
这篇文章作者张贺飞,alter聊科技主办人,重视云核算、ai、元世界等前沿科技领域。系福布斯我国撰稿人,宣告观念仅代表自个。