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    “懂行”的5G智慧工厂:大国重器背后的制造业数字化转型

      [  品牌资讯   ]  

        ——本文作者 于洪涛

        建设空间站、登陆月球、探测火星……中国航天正在不断迈向新高度,探索宇宙的脚步迈得越来越远。

        不仅是航天,我国的航空、航海、高铁等大国重器领域,近年来都在快速发展。这背后,也离不开中国制造提供的强有力支撑。中国自主研发和生产的核心材料,已经在这些领域得到了广泛应用,其中就包括广西南南铝加工有限公司(以下简称“南南铝加工”)生产的高端铝材产品。作为“国家重大战略”的排头兵,南南铝加工正在按照国家的战略部署,加速数字化转型的步伐,向着智能制造的目标迈进。近日,在华为的支持下,南南铝加工成功实施了5G智慧工厂项目,通过5G、AI、云计算等新兴技术的应用,大幅提高整体生产过程的产品良品率及生产安全和效率,提升了企业竞争力。在工信部主办的第三届“绽放杯”5G应用征集大赛上,“南南铝加工5G智慧工厂”项目受到了评委的高度评价,最终荣获一等奖。这一项目被认为是制造行业数字化转型升级的标杆案例,具有良好的示范作用和推广价值,将助力中国制造的创新驱动,提升现代化、数字化和智能化水平。

        大国重器之下的南南铝加工

        成立于2010年的广西南南铝加工有限公司,是由广西投资集团有限公司投资控股的现代化国有股份制企业。

        作为广西高端铝材加工的龙头企业、国家航空航天航海铝材料的主要提供商,南南铝加工的产品被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、船舶、3C电子等领域。在航天领域,南南铝加工为长征系列火箭提供超薄高级蒙皮板、铝合金超宽幅板材、超大直径锻坯等高精尖铝材料。同时,南南铝加工也是中国火箭超大锻坯提供商,为大推力火箭提供的2219锻坯,直径达到了8.7米,为中国航天事业的发展做出了贡献。在大国重器方面的突出表现,使得南南铝加工受到了国家领导人的高度重视。2017年4月20日,习近平总书记考察南南铝加工,作出了国有企业要做落实新发展理念的排头兵、做创新驱动发展的排头兵、做实施国家重大战略的排头兵的重要指示。在此后的三年里,南南铝加工在高新铝合金领域不断取得新的突破,通过自主研发打破了国外技术束缚,实现国产自主生产工艺和质量可控。

        “懂行”的5G智慧工厂方案

    在不断取得新突破的同时,南南铝加工的生产过程仍面临着诸多挑战。对人工的过多依赖,使得工人的工作强度很大,易产生安全隐患;同时工作效率的低下,也阻碍了产品质量的进一步提高。

        机器轰隆,噪音大;火花四溅,温度高;有害气体多,污染重……这是很多人对于金属冶炼工厂的固有印象。实际情况也的确如此。为改变落后的传统生产模式,数字化转型无疑是方向所在。但对于南南铝加工来说,应该从哪里入手呢?显然,南南铝加工需要一个既有数字技术创新能力、又懂制造行业业务特点的合作伙伴。最终,南南铝选择了华为来支持自己的数字化转型之路,根据业务需求打造场景化解决方案。按照“从行业发展的业务中来,加速到行业数字化场景中去”的理念,华为正在致力于帮助千行百业实现数字化转型。为此,华为培养了一大批“懂行”的专家,并且亲自深入行业当中去,深挖痛点需求,发现核心业务场景与数字技术应用的契合点、利用数字技术来结合业务场景形成最终的转型方案。根据南南铝加工的业务特点和核心需求,华为的专家深入到其生产一线进行详细考察,通过与合作伙伴和客户的深度交流,最终确定了以AI和5G技术为核心的场景化解决方案。其中AI可以用来替代传统人工方式,解决生产过程中的难题;而5G则可以突破复杂的生产环境,提供更好的网络连接支撑。由此,“南南铝加工5G智慧工厂”项目落地实施。

        解决实际业务的痛点

        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,分别设计了相应的解决方案。这些细分场景的解决方案,目的在于解决南南铝加工在实际业务中面临的各种痛点需求。痛点之一,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(上图)。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,华为为南南铝加工提供了5G+机器视觉+AI分析的解决方案,通过云端AI深度学习、边端检测推理,利用5G网络的低时延、大带宽能力进行边云协同,实现铝材表面的AI图像智能检测,替代传统的人工目测方式。其主要实现方式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图像,将缺陷图形提取并通过5G网络方式回传云端,在华为云AI开发平台Modelarts将质量缺陷进行标注后,利用Modelarts的一站式AI开发能力开发AI模型进行学习训练,使得AI模型具备与生产线专家相同的检测水平,并不断迭代。该方案采用华为Atlas500智能小站,联合北京科技大学工程科学研究院的BKVision工业视觉算法,使缺陷识别分辨率从人工目测的厘米级提升到业内顶级的0.2mm精度,将铝表面识别准确率从71%提升至99.98%,最终铝良品率从59%提升到65%。

    痛点之二来自资产管理方面。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。传统上是采用如上图的手工标记方式,出入库管理效率低,材料可视化可溯源程度低。在5G智慧工厂的建设过程中,参考华为东莞工厂的仓储管理模式,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。

    痛点之三是铝型材的生产过程中安全隐患也非常多,最典型的就是高温铝和常温铝无法通过肉眼区分,高温铝在移动过程中非常容易产生烫伤。除此之外,危险区域监控、违规操作和疲劳作业识别等也需要加强监管。对此,南南铝加工采用了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,提高安全生产水平。通过解决上述痛点需求,南南铝加工5G智慧工厂项目顺利实施,并成为重型材料制造领域的标杆项目。基于这一项目的成功,广西自治区政府、自治区工业和信息化厅正大力推动打造数字广西,全力将南南铝打造成全国智慧制造先进示范区。随后,这一示范项目将向整个广西进行推广,创造更大的社会效益。

        南南铝加工的经验借鉴

        目前,南南铝加工5G智慧工厂项目已经取得了良好的预期效益,并且还在向更深入的应用场景推进。其成功实施,也为5G赋能智能制造进行了有益的探索,推动了制造业的数字化转型进程。

        回顾这一项目的整个过程,有几点经验值得我们借鉴。一是,抓住痛点需求,解决实际问题。制造业的数字化转型,必须从企业的实际需求入手,只有切实解决企业问题,为企业带来效益回报,才能实现可持续发展。南南铝加工仅铝表检一项,通过6%的铝良品率提升,每年就可以带来600万元的成本节省。这一项目推广到广西全区,带来的直接经济效益可达7.2亿元。二是,聚焦业务场景,找到懂行伙伴。如今,行业数字化转型已经进入深水区,“产品技术驱动”已经不够,“业务需求驱动”变得尤为重要,两者结合才能真正服务好千行百业的数字化转型。华为不仅是国内最具技术实力的ICT企业,而且拥有丰富的行业经验和业务认知,实现了技术创新与场景应用的深度融合,帮助南南铝加工打造出贴近业务场景的解决方案。三是,发挥生态价值,汇聚各方力量。数字化转型是一个系统性工程,需要汇聚整个生态的力量,围绕着企业的核心需求来构建应用方案。在南南铝加工5G智慧工厂项目中,中国-东盟(华为)人工智能创新中心提供了技术支持,数字广西集团提供整体方案,广西移动提供5G网络建设,北京科技大学工程科学研究院等合作伙伴提供算法支持,最终形成合力,完美满足客户需求。同时,这个项目也得到广西壮族自治区大数据发展局等政府部门的大力支持。四是,注重人才培养,实现技术传承。作为典型的传统行业,制造业对于新兴技术的应用非常渴望,但过往自身积累较少,需要技术提供方给予更多支持。该项目在实施过程中,华为及时为南南铝加工提供了人工智能工程师认证培训,提高了大家对AI在智能制造领域的整体认知,积累了企业解决相关问题的实践经验,为企业的智能升级做好了人才储备。

        结语

        伴随着数字经济的发展,我国的行业数字化转型步伐正在加快。即使是重型制造这样的传统行业,也正在借助新技术来提升能力,提高效率,增强行业整体竞争力。

        空间站、商用飞机、航空母舰、大型桥梁、高速铁路、城市轨道交通等一系列国家大型基础设施的快速建设,也对制造行业的数字化转型提出了更高的要求,推动着我国制造业的创新转型。

    net.zol.com.cn true http://net.zol.com.cn/756/7567904.html report 6772 ——本文作者 于洪涛建设空间站、登陆月球、探测火星……中国航天正在不断迈向新高度,探索宇宙的脚步迈得越来越远。不仅是航天,我国的航空、航海、高铁等大国重器领域,近年来都在快速发展。这背后,也离不开中国制造提供的强有力支撑。中国自主研发和生产的核心...
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