隨著(zhù)人工智能等新一代技術(shù)的逐步成熟,第四次工業(yè)革命的浪潮席卷全球,智能制造也已成為我國的重要方略。而汽車(chē)工業(yè)作為工業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一,其智能化轉型也得到產(chǎn)業(yè)鏈上下游的重點(diǎn)關(guān)注。

　　近期,在汽車(chē)行業(yè)的“燈塔工廠(chǎng)”和“智能制造示范工廠(chǎng)”——福田康明斯發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)工廠(chǎng)的總裝車(chē)間里,響起了此起彼伏的快門(mén)聲。一聲聲的“咔嚓”,如同汽車(chē)工業(yè)在新時(shí)代的脈搏,展現了人工智能技術(shù)與汽車(chē)工業(yè)相結合而碰撞出的強大生命力。支持這份生命力的,是基于商湯SenseCore AI大裝置打造的光機電軟算一體化的深泉工業(yè)質(zhì)檢推訓平臺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)深泉平臺)。依托這套平臺,福田康明斯不僅實(shí)現了對發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵零部件的表面缺陷和裝配缺陷的自動(dòng)檢測,大大提升了質(zhì)檢效率,更是提升了工人的能力,將工人從枯燥乏味的質(zhì)檢工作中解放了出來(lái)從事工藝等更高水平的工作,最終提升了企業(yè)整體的競爭力,邁出了向智能制造轉型升級的關(guān)鍵一步。

　　福田康明斯的高級項目經(jīng)理表示:“商湯科技的深泉平臺與我司生產(chǎn)實(shí)踐相結合,實(shí)現了多個(gè)場(chǎng)景下AI質(zhì)檢能力的快速上線(xiàn),提升了質(zhì)檢效率,也幫助我們提高了智能制造的水平,為AI質(zhì)檢在汽車(chē)工業(yè)制造領(lǐng)域的敏捷創(chuàng )新和應用奠定了基礎。”

　　深泉平臺落地,賦能工業(yè)質(zhì)檢“質(zhì)”、“敏”、“柔”

　　在今天的汽車(chē)工廠(chǎng)里,機器人的應用已經(jīng)隨處可見(jiàn)。但是在質(zhì)檢這個(gè)環(huán)節,仍然對人工目檢存在巨大需求及挑戰。要解決好這個(gè)問(wèn)題,需要演繹好“質(zhì)、敏、柔”三步曲,讓汽車(chē)生產(chǎn)動(dòng)作和音樂(lè )旋律一樣準確、輕快、靈活。

　　“質(zhì)”,即要足夠的精準。衡量精準度的指標一般有兩個(gè),漏檢率和誤檢率。漏檢率影響生產(chǎn)的良品率,而誤檢率影響生產(chǎn)的產(chǎn)能,只有漏檢率和誤檢率都足夠低,才意味著(zhù)質(zhì)檢產(chǎn)品可以被實(shí)際應用。

　　“敏”,即落地全流程要足夠的高效,讓工廠(chǎng)各個(gè)部門(mén)高效落地AI智能化應用,充分利用產(chǎn)線(xiàn)上每一寸空間,并讓工人手眼與智能化應用共同協(xié)作、完美配合,“人機協(xié)同”實(shí)現高效生產(chǎn)。

　　“柔”,即缺陷檢測要具備足夠的柔性,隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展,大規模生產(chǎn)的定義已經(jīng)從單件大批次已經(jīng)變?yōu)槎嗉∨?。要求在有限的產(chǎn)線(xiàn)空間內,能夠支持多種零件的生產(chǎn)。

　　可以說(shuō),深泉平臺在“質(zhì)”、“敏”、“柔”三個(gè)方面都表現出色,這也保證了深泉平臺能在福田康明斯諸多工位形成真正的落地實(shí)踐。

　　“質(zhì)”的提升:AI精度超過(guò)工業(yè)紅線(xiàn)

　　工業(yè)場(chǎng)景往往面臨零部件種類(lèi)多、型號多、缺陷種類(lèi)多的“三多”難題。一是零部件種類(lèi)多,據統計一輛汽車(chē)上的零部件多達上萬(wàn)種;二是零部件型號多,哪怕是同一種零部件,用到不同汽車(chē)上的型號往往千差萬(wàn)別;三是零部件缺陷多,不同的生產(chǎn)工藝就會(huì )產(chǎn)生不同的缺陷。要想針對每種缺陷檢測的場(chǎng)景,均達到“質(zhì)”的要求,就變得極為困難。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題,深泉平臺從多光學(xué)方案支持、多零部件形態(tài)支持、多重質(zhì)檢支持三個(gè)角度提供了解決方案。在多光學(xué)方案支持方面,平臺里支持了十余種不同的圖像處理方案,從明視場(chǎng)到暗視場(chǎng),從同軸光到穹頂彌散光,都可以很好的完成圖像的質(zhì)量檢測、數據預處理、數據增強等。工業(yè)成像特點(diǎn)是,整張圖像素范圍較大,但缺陷通常都較小。為了對這類(lèi)缺陷進(jìn)行檢測,在深泉平臺提供了高精度的圖像分割能力,可以在上億級像素分辨率的極端場(chǎng)景下,對僅有3-5個(gè)像素的缺陷實(shí)現精準檢出,讓缺陷位置一目了然。

　　在多零件形態(tài)支持方面,平臺里支持凹型件、拱形件、多面體等多種零部形態(tài)。在復雜零部件拍攝時(shí)也會(huì )出現判斷是否是缺陷標準不清晰的問(wèn)題,標注出現錯誤的情況較難避免。針對這一情況,深泉平臺提供了諸如Auto Denoise等技術(shù),能夠保證訓練數據集件在有噪聲的情況下也能收斂到最優(yōu)點(diǎn)。

　　在多重質(zhì)檢支持方面,針對工業(yè)生產(chǎn)中的裝配類(lèi)缺陷、生產(chǎn)工藝類(lèi)缺陷,提供了無(wú)監督、半監督、強監督完整的模型訓練體系進(jìn)行了支持。并在推理時(shí)綜合使用,確保最低程度的漏檢和最高質(zhì)量的檢出。

　　“敏”的踐行:工藝提升進(jìn)入快速迭代模式

　　每一個(gè)AI質(zhì)檢的項目,都是一套系統化的工程,涉及光機電軟算的多個(gè)系統,也會(huì )涉及原有質(zhì)檢流程的更新和重組,如何將智能化技術(shù)和產(chǎn)線(xiàn)完美融合提升產(chǎn)線(xiàn)效率,深泉平臺提供了完善的解決方案,將工藝的迭代從“月”為單位改變?yōu)?ldquo;周”為單位。真正踐行“敏”。

　　深泉平臺針對生產(chǎn)前-輕量化產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)中-軟硬一體高效推理、生產(chǎn)后-工藝快速迭代提供了多方面解決方案:

　　輕量化產(chǎn)線(xiàn),深泉平臺提供了云化和輕量邊緣側兩種推理產(chǎn)品形態(tài),助力產(chǎn)線(xiàn)云化、輕量化、無(wú)線(xiàn)化。減少產(chǎn)線(xiàn)上繁雜的各種設備。讓工人生產(chǎn)時(shí)有一個(gè)一目了然的生產(chǎn)視野。打造智慧“生產(chǎn)艙”,為更快的生產(chǎn)節拍奠定基礎。也為產(chǎn)線(xiàn)未來(lái)?yè)Q型等各種變化時(shí)夯實(shí)了基礎。

　　軟硬一體高效推理,結合公司自研AI芯片形成了軟硬一體高效推理方案,確保了商湯的學(xué)術(shù)和工業(yè)實(shí)踐成果可以最大化利用AI算力,實(shí)現最優(yōu)的算法精度和速度。深泉平臺還打通了工業(yè)相機、PLC、機械臂等生產(chǎn)線(xiàn)上的端設備,實(shí)現了多個(gè)設備的協(xié)同工作,從而保證AI質(zhì)檢能滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)上幾百毫秒甚至幾十毫秒的極限節拍。

　　工藝快速迭代,通過(guò)對工藝生產(chǎn)缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)數據分析,將缺陷數量、類(lèi)別、等級等信息以報表形式提供給企業(yè)生產(chǎn)管理者,使其對生產(chǎn)質(zhì)量一目了然,實(shí)現以量化數據指導生產(chǎn)工藝改進(jìn),大大提高生產(chǎn)質(zhì)量管理效率。

　　在福田康明斯的工位,隨著(zhù)缺陷的精準識別和缺陷匯總分析,讓工廠(chǎng)更快的區分關(guān)鍵缺陷和一般缺陷。關(guān)鍵缺陷的工藝迭代依托數據,已經(jīng)在按周為單位在進(jìn)行工藝優(yōu)化。真正演繹了深泉平臺的效果之“敏”。

　　“柔”的追求:低代碼支撐柔性質(zhì)檢

　　傳統的汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)模式是“剛性”生產(chǎn),即以實(shí)現單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)為主。但隨著(zhù)生產(chǎn)理念和技術(shù)的發(fā)展,現在的工業(yè)企業(yè)開(kāi)始轉向“柔性”生產(chǎn),強調要高質(zhì)量的生產(chǎn)小批量的產(chǎn)品,這無(wú)論對生產(chǎn)制造還是對質(zhì)量檢測,都提出了更高的要求。

　　為了解決解決這個(gè)問(wèn)題,深泉平臺提供了工業(yè)模型訓練組件、推理工作流調度組件、報表配置組件。工業(yè)模型訓練組件可以充分利用商湯SenseCore AI大裝置的能力,如同流水線(xiàn)工廠(chǎng)一般,實(shí)現不同場(chǎng)景的算法模型的底層抽象。深泉平臺不僅集成了SenseCore AI大裝置,更是在其之上打造了零代碼的工業(yè)模型生產(chǎn)平臺,使用“授人以漁”的方式,將AI模型生產(chǎn)的能力全面賦能給工業(yè)開(kāi)發(fā)者。深泉平臺中還集成了AutoML技術(shù),與常規AutoML不同,該技術(shù)專(zhuān)門(mén)針對工業(yè)小數據集設計,以在工業(yè)質(zhì)檢這類(lèi)細分場(chǎng)景中達到算力與精度的最佳平衡,以做到真正的不調一個(gè)參數。實(shí)踐表明,在福田康明斯的多個(gè)工位上,通過(guò)超參自動(dòng)搜索得到的AI模型,其漏殺率和誤殺率都明顯優(yōu)于普通模型。

　　推理工作流調度組件可以在完成 AI模型自由定制后,對質(zhì)檢工藝進(jìn)行靈活調整。質(zhì)檢工藝依賴(lài)于光機電軟算各部分的緊密配合,要實(shí)現有效調整,就需要統籌考慮。深泉平臺集成了業(yè)內主流廠(chǎng)商的工業(yè)相機,無(wú)論是百萬(wàn)像素還是千萬(wàn)像素,無(wú)論是面陣相機還是線(xiàn)陣相機,均能即插即用。同時(shí),深泉平臺還支持多款PLC主流協(xié)議,可以實(shí)現與幾十款PLC的互聯(lián)互通。當光機電設備充分連接之后,作為質(zhì)檢產(chǎn)線(xiàn)的中樞,深泉平臺將通過(guò)低代碼平臺來(lái)靈活設計質(zhì)檢工藝,從而實(shí)現對流水線(xiàn)、機械臂等各類(lèi)機械自動(dòng)化設備的控制,確保多設備的高效協(xié)同工作。在這套低代碼平臺中,工業(yè)相機、PLC、機械臂等均被抽象為一個(gè)個(gè)的節點(diǎn),用戶(hù)只需要通過(guò)可視化配置的方式,即可對節點(diǎn)進(jìn)行不同的排列組合,從而輕松實(shí)現質(zhì)檢工藝的再定義。通過(guò)幾分鐘的重新配置,就可以實(shí)現質(zhì)檢工藝的快速切換,確保了對“柔”的支撐。

　　在報表配置組件中,深泉平臺提供了靈活的報表配置,采用橫縱表的設計,確保了產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)不同類(lèi)型的設備,系統可以采用插件式裝載,報表會(huì )自動(dòng)顯示生產(chǎn)零部件的質(zhì)量情況,真正做到全方面的柔性生產(chǎn)。

　　以福田康明斯的質(zhì)檢場(chǎng)景為例,在軸瓦檢測工位,一次需要完成對兩片軸瓦表面的缺陷檢測,由于軸瓦形狀為拱形,因此每個(gè)軸瓦需要兩個(gè)相機進(jìn)行拍攝,一個(gè)工位則會(huì )包含4個(gè)工業(yè)相機。這4個(gè)工業(yè)相機的工作模式、拍照順序、結果整合方式,都會(huì )影響給到PLC最終的質(zhì)檢結果,最終影響質(zhì)檢工藝。深泉平臺將各種設備和AI模型均抽象為節點(diǎn),用戶(hù)可以自行定義節點(diǎn)的工作順序和流程,從而實(shí)現對質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程的自定義。當客戶(hù)的場(chǎng)景從使用4個(gè)相機的軸瓦檢測工位,變更為使用1個(gè)相機的飛輪殼涂膠工位時(shí),用戶(hù)只需要重新拖動(dòng)節點(diǎn),設計一個(gè)符合飛輪殼涂膠工位的質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程,整個(gè)流程即可生效。

　　目前,基于商湯SenseCore AI大裝置打造的光機電軟算一體化的深泉平臺,已經(jīng)在福田康明斯的多個(gè)工位落地。讓AI質(zhì)檢在百年汽車(chē)工業(yè)中找到了自己發(fā)光發(fā)熱的空間。隨著(zhù)被評為“燈塔工廠(chǎng)”和“智能制造示范工廠(chǎng)”,福田康明斯也將持續推動(dòng)發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)向智能制造的轉型升級,而商湯科技也將持續通過(guò)強大的深泉平臺,讓智能化助力汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,讓汽車(chē)工業(yè)的生產(chǎn)像華爾茲一樣優(yōu)美和輕快,助力汽車(chē)行業(yè)在工業(yè)4.0的浪潮中不斷前行。