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337近年來(lái)，我國(guó)航空、航海、高鐵等大國(guó)重器領(lǐng)域的快速發(fā)展，離不開(kāi)中國(guó)制造提供的強(qiáng)有力支撐。中國(guó)自主研發(fā)和生產(chǎn)的核心材料，已經(jīng)在這些領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中就包括廣西南南鋁加工有限公司（以下簡(jiǎn)稱“南南鋁加工”）生產(chǎn)的高端鋁材產(chǎn)品。
作為“國(guó)家重大戰(zhàn)略”的排頭兵，南南鋁加工正在按照國(guó)家的戰(zhàn)略部署，加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐，向著智能制造的目標(biāo)邁進(jìn)。近日，在華為的支持下，南南鋁加工成功實(shí)施了5G智慧工廠項(xiàng)目，通過(guò)5G、AI、云計(jì)算等新興技術(shù)的應(yīng)用，大幅提高了整體生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品良品率及生產(chǎn)安全和效率，提升了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
在工信部主辦的第三屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽上，“南南鋁加工5G智慧工廠”項(xiàng)目榮獲一等獎(jiǎng)，被認(rèn)為是制造行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的標(biāo)桿案例，具有良好的示范作用和推廣價(jià)值，將助力中國(guó)制造的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，提升現(xiàn)代化、數(shù)字化和智能化水平。
大國(guó)重器之下的南南鋁加工
成立于2010年的廣西南南鋁加工有限公司，是由廣西投資集團(tuán)有限公司投資控股的現(xiàn)代化國(guó)有股份制企業(yè)。作為廣西高端鋁材加工的龍頭企業(yè)、國(guó)家航空航天航海鋁材料的主要提供商，南南鋁加工的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、汽車、船舶、3C電子等領(lǐng)域。
在航天領(lǐng)域，南南鋁加工為長(zhǎng)征系列火箭提供超薄高級(jí)蒙皮板、鋁合金超寬幅板材、超大直徑鍛坯等高精尖鋁材料。同時(shí)，南南鋁加工也是中國(guó)火箭超大鍛坯提供商，為大推力火箭提供的2219鍛坯，直徑達(dá)到了8.7米，為中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
在大國(guó)重器方面的突出表現(xiàn)，使得南南鋁加工受到了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視。2017年4月20日，習(xí)近平總書記考察南南鋁加工，作出了國(guó)有企業(yè)要做落實(shí)新發(fā)展理念的排頭兵、做創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的排頭兵、做實(shí)施國(guó)家重大戰(zhàn)略的排頭兵的重要指示。
在此后的三年里，南南鋁加工在高新鋁合金領(lǐng)域不斷取得新的突破，通過(guò)自主研發(fā)打破了國(guó)外技術(shù)束縛，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自主生產(chǎn)工藝和質(zhì)量可控。
“懂行”的5G智慧工廠方案
在不斷取得新突破的同時(shí)，南南鋁加工的生產(chǎn)過(guò)程仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。機(jī)器轟隆，噪音大；火花四濺，溫度高；有害氣體多，污染重……而對(duì)人工的過(guò)多依賴，則使得工人的工作強(qiáng)度很大，易產(chǎn)生安全隱患；工作效率的低下，也阻礙了產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
為改變落后的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，數(shù)字化轉(zhuǎn)型無(wú)疑是方向所在。為此，南南鋁加工需要一個(gè)既有數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新能力、又懂制造行業(yè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)的合作伙伴。最終，南南鋁選擇了華為。
按照“從行業(yè)發(fā)展的業(yè)務(wù)中來(lái)，加速到行業(yè)數(shù)字化場(chǎng)景中去”的理念，華為正致力于幫助千行百業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。為此，華為培養(yǎng)了一大批“懂行”的專家，親自深入行業(yè)生產(chǎn)一線深挖痛點(diǎn)需求，與合作伙伴和客戶深度交流，從而發(fā)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)場(chǎng)景與數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的契合點(diǎn)，形成最終的轉(zhuǎn)型方案。
根據(jù)南南鋁加工的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和核心需求，華為的專家最終確定了以AI和5G技術(shù)為核心的場(chǎng)景化解決方案。其中，AI可以用來(lái)替代傳統(tǒng)人工方式，解決生產(chǎn)過(guò)程中的難題；而5G則可以突破復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，提供更好的網(wǎng)絡(luò)連接支撐。由此，“南南鋁加工5G智慧工廠”項(xiàng)目落地實(shí)施。 解決實(shí)際業(yè)務(wù)的痛點(diǎn) 在“南南鋁加工5G智慧工廠”項(xiàng)目中，華為針對(duì)客戶的不同應(yīng)用場(chǎng)景，分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的解決方案，意在解決南南鋁加工在實(shí)際業(yè)務(wù)中面臨的各種痛點(diǎn)需求。
痛點(diǎn)之一在于，以前的南南鋁加工熱軋車間橫切生產(chǎn)線，采用傳統(tǒng)的人工目測(cè)方式進(jìn)行質(zhì)檢，檢查鋁材表面是否有劃痕、凹坑、油污等質(zhì)量問(wèn)題（上圖）。這種純粹依靠視力和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行質(zhì)量檢查的方法，不僅效率低，而且差錯(cuò)率高，無(wú)法滿足高速生產(chǎn)的需求。
對(duì)此，華為為南南鋁加工提供了5G+機(jī)器視覺(jué)+AI分析的解決方案，通過(guò)云端AI深度學(xué)習(xí)、邊端檢測(cè)推理，利用5G網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延、大帶寬能力進(jìn)行邊云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)鋁材表面的AI圖像智能檢測(cè)，替代傳統(tǒng)的人工目測(cè)方式。其主要實(shí)現(xiàn)方式，是在熱軋產(chǎn)線合適位置，分別部署專業(yè)的工業(yè)攝像機(jī)采集鋁材上下表面圖像，將缺陷圖形提取并通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)方式回傳云端；在華為云AI開(kāi)發(fā)平臺(tái)Modelarts將質(zhì)量缺陷進(jìn)行標(biāo)注后，利用Modelarts的一站式AI開(kāi)發(fā)能力開(kāi)發(fā)AI模型進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，使得AI模型具備與生產(chǎn)線專家相同的檢測(cè)水平，并不斷迭代。
該方案采用華為Atlas500智能小站，聯(lián)合北京科技大學(xué)人工智能研究院的MacroView工業(yè)視覺(jué)算法，使缺陷識(shí)別分辨率從人工目測(cè)的厘米級(jí)提升到業(yè)內(nèi)頂級(jí)的0.2mm精度，將鋁表面識(shí)別準(zhǔn)確率從71%提升至99.98%，最終鋁良品率從59%提升到65%。
痛點(diǎn)之二來(lái)自資產(chǎn)管理方面。有些不同型號(hào)的鋁材料，產(chǎn)品形狀完全一樣，無(wú)法通過(guò)肉眼進(jìn)行識(shí)別，容易用錯(cuò)貨。傳統(tǒng)上是采用如上圖的手工標(biāo)記方式，出入庫(kù)管理效率低，材料可視化可溯源程度低。
5G智慧工廠的建設(shè)，參考了華為東莞工廠的倉(cāng)儲(chǔ)管理模式，采用5G+RFID+AI智能朔源，實(shí)現(xiàn)鋁材料的可溯源、可視化。這一方案也得到了南南鋁加工重要客戶寶馬汽車的認(rèn)可，符合其鋁材供應(yīng)商認(rèn)證要求。
痛點(diǎn)之三是鋁型材的生產(chǎn)過(guò)程中安全隱患也非常多，最典型的就是高溫鋁和常溫鋁無(wú)法通過(guò)肉眼區(qū)分，高溫鋁在移動(dòng)過(guò)程中非常容易產(chǎn)生燙傷。除此之外，危險(xiǎn)區(qū)域監(jiān)控、違規(guī)操作和疲勞作業(yè)識(shí)別等也需要加強(qiáng)監(jiān)管。
對(duì)此，南南鋁加工采用了5G+AI智能全方位預(yù)警，利用5G+紅外攝像頭監(jiān)控、5G+機(jī)器人巡檢、5G+電子圍欄、5G+行為畫像等解決方案，建立全方位預(yù)警機(jī)制，提高安全生產(chǎn)水平。
通過(guò)解決上述痛點(diǎn)需求，南南鋁加工5G智慧工廠項(xiàng)目順利實(shí)施，成為重型材料制造領(lǐng)域的標(biāo)桿項(xiàng)目?；谶@一項(xiàng)目的成功，廣西自治區(qū)政府、自治區(qū)工業(yè)和信息化廳全力將南南鋁打造成全國(guó)智慧制造先進(jìn)示范區(qū)；這一示范項(xiàng)目將向整個(gè)廣西進(jìn)行推廣，以大力推動(dòng)數(shù)字廣西的打造，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益。 南南鋁加工的經(jīng)驗(yàn)借鑒
南南鋁加工5G智慧工廠項(xiàng)目其的成功實(shí)施，為5G賦能智能制造進(jìn)行了有益的探索，推動(dòng)了制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。其中，有幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。
一是抓住痛點(diǎn)需求，解決實(shí)際問(wèn)題。制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須從企業(yè)的實(shí)際需求入手，只有切實(shí)解決企業(yè)問(wèn)題，為企業(yè)帶來(lái)效益回報(bào)，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。南南鋁加工僅鋁表檢一項(xiàng)，通過(guò)6%的鋁良品率提升，每年就可以帶來(lái)600萬(wàn)元的成本節(jié)省。這一項(xiàng)目推廣到廣西全區(qū)，帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)7.2億元。
二是聚焦業(yè)務(wù)場(chǎng)景，找到懂行伙伴。如今行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)進(jìn)入深水區(qū)，“產(chǎn)品技術(shù)驅(qū)動(dòng)”已經(jīng)不夠，“業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)”變得尤為重要，兩者結(jié)合才能真正服務(wù)好千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。華為不僅是國(guó)內(nèi)最具技術(shù)實(shí)力的ICT企業(yè)，而且擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)認(rèn)知；其實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與場(chǎng)景應(yīng)用的深度融合，幫助南南鋁加工打造出了貼近業(yè)務(wù)場(chǎng)景的解決方案。
三是發(fā)揮生態(tài)價(jià)值，匯聚各方力量。數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要匯聚整個(gè)生態(tài)的力量，圍繞著企業(yè)的核心需求來(lái)構(gòu)建應(yīng)用方案。在南南鋁加工5G智慧工廠項(xiàng)目中，中國(guó)-東盟（華為）人工智能創(chuàng)新中心提供了技術(shù)支持，數(shù)字廣西集團(tuán)提供了整體方案，廣西移動(dòng)提供了5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，北京科技大學(xué)人工智能研究院等合作伙伴則提供了算法支持；同時(shí)，廣西壯族自治區(qū)大數(shù)據(jù)發(fā)展局等政府部門提供了大力支持。最終，各方形成了合力，滿足了客戶需求。
四是，注重人才培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)傳承。作為典型的傳統(tǒng)行業(yè)，制造業(yè)對(duì)于新興技術(shù)的應(yīng)用非?？释^(guò)往自身積累較少，需要技術(shù)提供方給予更多支持。在該項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，華為及時(shí)為南南鋁加工提供了人工智能工程師認(rèn)證培訓(xùn)，提高了大家對(duì)AI在智能制造領(lǐng)域的整體認(rèn)知，積累了企業(yè)解決相關(guān)問(wèn)題的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)的智能升級(jí)做好了人才儲(chǔ)備。 結(jié)語(yǔ)
伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐正在加快。即使是重型制造這樣的傳統(tǒng)行業(yè)，也正在借助新技術(shù)來(lái)提升能力，提高效率，增強(qiáng)行業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。
空間站、商用飛機(jī)、航空母艦、大型橋梁、高速鐵路、城市軌道交通等一系列國(guó)家大型基礎(chǔ)設(shè)施的快速建設(shè)，也對(duì)制造行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提出了更高的要求，推動(dòng)著我國(guó)制造業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。
