湘江新區智能系統測試區內,工作人員在進行緊張調試。 長沙晚報記者 王志偉 攝
深拓智能的控制櫃融入人工智慧理念,為中央空調找到能耗與功效的平衡點。長沙晚報記者 王志偉 攝
說到智能製造,許多人會聯想到布滿機器人的工廠車間、高度自動化的流水生產線。
對於許多企業來說,降低成本、提高效率的核心目標已經達到,「我們實現了用機器替代人力,為何還要做人工智慧的改造?」
其實人工智慧所賦予的,是自動化與IT技術的深度融合。通俗地說,就是為自動化設備安裝「最強大腦」,讓整個生產工序更加協調可靠。正如中國工程院院士、清華大學自動化系教授吳澄所說,智能製造要在人工智慧的支持下,實現從「有沒有」到「好不好」的轉變。
近年來長沙在智能製造的推進過程中,以新一代人工智慧技術的產業化和集成化應用為重點,推進人工智慧和製造業深度融合,湧現了一批圍繞人工智慧領域的開拓型企業。他們把人工智慧帶進生產車間以及各種生活應用場景,讓長沙製造更具智慧、更通人性。
工業物聯,給你的車間裝上「大腦」
在從工業3.0到工業4.0的過程中,許多工業企業面臨著信息孤島、缺乏頂層設計、建設多個煙囪式的垂直應用、MES軟體項目推廣困難等問題。
長沙晶石信息科技有限公司是一家初創型企業,2017年註冊成立。「我們辦公場所『風水』好,前一家租戶是做智能家居的,發展壯大後搬家了。」晶石信息總經理郭廣輝此前一直從事製造行業,非常看好人工智慧發展前景的他,創辦了這家公司,為數字車間的工業物聯網提供解決方案,以及基於數字互聯的產能共享平臺建設和維護。
為什麼企業需要人工智慧?人工智慧可以為企業帶來什麼?郭廣輝舉了個例子,「許多生產型企業最怕計劃外停機,一條生產線上,某個環節突然出現故障,導致整個生產線停擺,造成巨大損失,」而人工智慧則可以實現預測性維護,「一個工業網關,每秒可以採集50次數據,比如轉速、電壓、溫度等等,然後基於一定算法進行分析,實時『體檢』並進行診斷,作出預警提示。」
這樣的效果,依賴於工業物聯網。通過信息化手段,把整個車間串聯起來,以工業大數據分析為核心,讓生產更加可控和高效。
柔性生產在智能製造領域非常普遍,但人工智慧卻可賦予它更高層次的效率。「一條飲料生產線,上午做可樂,下午要改成做雪碧,這就需要對設備和控制系統進行切換。」在生產線配方變化時,人工智慧的介入,則可以提高效率,做到「一鍵切換」。「又比如車間裡粉塵濃度過高,排風系統就自動開啟;溫度太低,空調就自動升溫。」能耗的降低,也能為企業創造價值。
你能想像,或許有一天,你的監考官是機器人麼?
除了對設備進行智能監測和控制,人工智慧對人類的行為也能作出精準的判斷。比如一批新工人培訓後要考核,傳統的方法是讓人來當考官,但人做判斷是會受到主觀影響的,使用人工智慧後,通過對現場影像的分析,系統就會對考核對象的動作、神態、效率作出判斷,不僅高效而且客觀準確。
按照晶石車間物聯網建設及智能化改造方案,其實施目標,可讓企業採購提前時間縮短40%,停工待料率減少60%,製造成本降低10%。
智慧賦能,尋找能耗與功效的平衡點
停車、共享、人工智慧,這三者被湖南深拓智能設備股份有限公司結合在了一起。
試想一下,當你開車去商場、醫院、學校,一時找不到停車位,打開手機搜索一下,就能在附近的小區裡找到車位,然後通過手機支付停車費,而你家中閒置的車位,也可以採取這種模式短期出租。這樣既解決了停車位不足的問題,又能為用戶創造價值。
這就是深拓智能推出的泊聖智慧停車系統。通過人工智慧,實現一鍵預定停車位、反向找車、共享閒置車位等等。據深拓智能總經理張晨彧介紹,目前該系統即將在泊富國際廣場等多個商圈應用。
在深拓智能的車間,工人們正在加班加點地工作,他們所趕製的,是一批即將交付給客戶的中央空調智能控制櫃。中央空調大家都很熟悉,但是在實際使用的過程中要尋找到功效與能耗的平衡,就需要人工智慧來實現。「比如根據溫度、溼度等等參數,各個分機能夠隨時自動進行調整,既保證了空調的效果,還可以有效節電節氣。」
張晨彧表示,人工智慧是一種賦能行業,它可以給傳統的工業產品賦予智慧,優化用戶體驗,同時更具意義的是,以數據為載體,把實際使用場景的信息反饋給製造業,讓企業能夠更有針對性地提升產品的設計和製造。
飛機上的黑匣子,可以把飛行的情況儲存下來。它的誕生,為飛機製造業的升級提供了一手素材。同樣的原理,深拓智能結合人工智慧,應用在汽車身上。
與飛機上的黑匣子有所區別的時,深拓智能的車載黑匣子,可以與網絡管理平臺智能聯動,對車輛的突發故障、報警救援、日常養護、故障診斷、車況信息等數據進行管理和分析,實時反饋到使用終端。
目前,深拓智能產品主要服務遠大空調、眾泰汽車、中聯重科、鄭州日產、海馬汽車、獵豹汽車等設備製造商、設備運營商及區域管理中心之類的客戶,為其提供自動化、信息化的控制系統及設備以及自動化、信息化一攬子解決方案,建設物聯網平臺,並提供數據採集、存儲、診斷、故障預警、報表等平臺的技術支持及服務。
裝上「眼睛」,分揀準確率達99.99%
菸草專賣店隨處可見,但店裡的菸草產品從何而來呢?它們來自菸草物流中心,通過中心的手工分揀線和自動分揀線進行分揀,再運輸到菸草專賣店中。其中,每條線每天的分揀量為3萬至10萬條,錯誤分揀情況頻頻發生,給終端客戶和物流中心造成巨大損失。這正是湖南睿圖智能科技有限公司致力解決的問題之一。
睿圖智能總經理周博文介紹,他們設計了一套機器識別系統,可以抓取菸草產品的外觀關鍵特徵,自動識別出不同的菸草產品,滿足菸草分揀中心實時、高速的分揀需求,準確率可達99.99%。
「這就相當於給機器裝上了眼睛,不僅克服了人眼識別速度和準確度的有限性,而且提高了生產效率。」周博文介紹,除了菸草物流行業,視覺識別系統在快遞、食品藥品等物流行業中的應用,也是當前睿圖智能深耕的方向。
除了物流領域,睿圖智能還致力於開拓醫療健康領域。在當前的醫療診斷中,細胞的識別率一般在80%左右,對於細胞數量的簡單統計以及不夠詳細的細胞分類,對醫生診斷的參考價值不大。
周博文說,睿圖智能希望運用視覺識別系統,標記某些細胞的特徵,放大並識別細胞,輔助醫生做出診斷。「像社區中的一些基層醫療點,診療水平相對有限,視覺識別系統安裝的成本不高,可以改善這些基層醫療點的環境,提供一些更有效的輔助診療手段。」
記者了解到,這些系統在給機器裝上眼睛的同時,也試圖讓機器擁有大腦。「視覺識別系統具有一定的自學能力,可以根據外界環境的緩慢變化,對系統進行自主調節,以適應環境變化。」周博文說,系統的自學能力,也大大減少了售後服務的需求和成本,目前睿圖智能公司產品應用於全國近40個城市,團隊僅1人負責售後服務工作。
目前,這個成立僅2年的公司,團隊中80%為研發和技術人員,大多數人來自湖南。生於斯長於斯,周博文在湖南大學完成了本碩博階段的學習,而後又在清華大學深造。出於對這片土地的留戀和天然的親近感,最後他又回到這裡,在桃子湖畔創辦了睿圖智能。
雷達辨物,攝像頭變身「千裡眼」
軍校17年,再工作一年,就可以自主擇業,每月即使不工作,依然有近萬元的工資。但他毅然選擇復員創業,有人不解,有人質疑,他卻不以為意。
「我做事向來是只有A選項,沒有B選項,不給自己留退路。」昨日,長沙莫之比智能科技有限公司董事長陳浩文調侃道,也是這份勇敢,讓自己逐漸實現創業夢。
這一點早現端倪。本科畢業時,陳浩文放棄以全系第一名的成績保送本校研究生的資格,自主報考國防科大並於2012年博士畢業。創業之前,陳浩文在國防科大教書數年,是國內最早研究毫米波雷達的專家之一。
2016年,陳浩文復員,於次年創辦了莫之比智能,基於毫米波雷達產品,深挖該產品在智能網聯汽車、智慧城市、農用無人機等領域的應用。
陳浩文告訴記者,毫米波雷達的毫米波通常處於30~300GHz頻域,與紅外、雷射、微波雷達相比,穿透霧、煙、灰塵的能力更強,分辨能力和測角精度更高,具有全天候、全天時的特點。
停車場智慧停車系統是他們深耕的領域之一。陳浩文說,以往停車場的放行杆識別車輛是否通行,主要是依靠停車場進出口的攝像頭和地下埋設的線圈。但一旦下雨,攝像頭起霧變模糊,線圈又無法識別人和車,很容易造成識別故障。
隨著毫米波雷達的應用,這些問題迎刃而解。「今年我們預計可以產出停車場毫米波雷達產品近3000套、無人機毫米波雷達4000套。」陳浩文向記者透露,從潛在客戶需求來看,未來停車場毫米波雷達訂單有望達6萬套,無人機毫米波雷達產品有望達4萬套。
基於對行業市場的了解,陳浩文更大膽預判,國內市場上即將出現「毫米波雷達+攝像頭融合高級駕駛輔助系統(ADAS)」熱潮。據他研究,目前同款產品的國內市場,主要被歐美等國的大型企業壟斷。
經過不斷優化算法和測試論證,該公司的毫米波雷達取得了關鍵技術突破,填補了國內車載77G毫米波雷達廠商的空白。目前團隊已研發出24G、77G視頻系列產品,相關產品的FCW、AEB、PCW、BSD等多項功能指標達到博世、德爾福等國際著名公司產品的水平。
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人工智慧
人工智慧(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。
目前人工智慧領域的主要目標,是生產出一種新的能以與人類智能相似的方式做出反應的智能機器,該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。
根據《中國人工智慧發展報告2018》,在專利上,中國已經成為全球人工智慧專利布局最多的國家,數量略微領先於美國和日本;產業上,中國的人工智慧企業數量排在全球第二;風險投資上,中國人工智慧領域的投融資佔到了全球的60%,成為全球最「吸金」的國家。
隨著智能科技和產業的發展,數據和計算正在成為驅動經濟增長和發展的關鍵要素。作為第四次工業革命的引擎,智能科技和經濟在中國的發展內生於經濟轉型升級中所創造的智能化需求。
基於獨特的信息環境和數據生態,中國在智能科技領域正在快速崛起為世界不可忽視的力量。
專家觀點
人工智慧有多「能」?結合場景才有意義
在大數據、計算能力和深度學習算法的共同推動下,現在,我們已處於人工智慧第三次浪潮之中。未來十年,物聯網將構建更加先進的基礎設施,AI(人工智慧)將構建更加先進的生產力,人工智慧技術的產業化將是大勢所趨。
在BAT(百度、阿里巴巴、騰訊)的引領下,中國企業在計算機視覺、機器學習、圖像識別、生物識別、語音識別和自然語言處理關鍵技術領域不斷取得突破。與前三次工業革命不同,在智能科技和產業領域,中國已經不再是被動的跟隨者,正在成為積極的引領者,尤其是在應用領域。
「預測性維護、高能耗設備能源管理、工藝參數的優化調整、車間生產效率的資源優化,這些都是人工智慧目前在工業生產環節中應用最多的領域,」晶石信息總經理郭廣輝認為,從工業3.0跨越到工業4.0,並不能急於求成,也不是一件一蹴而就的事情。
「人工智慧的到來,並不是要讓企業發生翻天覆地的改變,而是可以結合實際場景,對某些生產環節加以改善。」郭廣輝舉了個例子,檳榔是湖南的特色產業,「檳榔有大有小,怎麼分揀?有檳榔廠就提出來,能不能以人工智慧來改變傳統模式。這就可以結合視覺識別,讓機器人學會分辨,自動分揀。」
不同於以往的幾次大規模工業變革,人工智慧不會輕易顛覆生產方式,它更加精準,可以對某一個生產環節賦能,從而逐步提高製造業的水平。
深拓智能總經理張晨彧認為,沒有應用場景,人工智慧就是空中樓閣。「企業最關心的就是,人工智慧究竟可以給他們帶來什麼。」工業3.0讓機器替代人,而人工智慧所要做的,就是讓機器更加「聰明」,「所以不論是生產企業還是終端用戶,都需要對人工智慧有一個全新的認識和定位,它不僅來到了我們身邊,而且對於從量到質的改變,意義非凡。」
根據《湖南大學2017屆畢業生就業質量報告》數據,與智能科學有關的信息科學與工程學院畢業生中,有49.23%的本科生和51.53%的研究生選擇到一線城市就業。「長沙在人工智慧方面的人才儲備,存在明顯的斷層分化。」長沙人工智慧產業創新聯盟秘書長張閎博認為,就行業本身而言,人才是制約長沙人工智慧發展的主要障礙之一。
此外,湖南人工智慧企業獲取投資渠道有限,鮮有成熟投資行為,更缺經典投資案例。這種現狀,需要政府出臺引導政策,合理安排政府自有產業基金,引導社會資本關注人工智慧早中期企業。「可借鑑一線城市的成功經驗,例如2017年上海就設立了人工智慧創新發展專項基金,其在2018年第1批項目中,共支持金額10009萬元,為當地人工智慧的發展打了一針強心劑。」張閎博說。
本版撰文 長沙晚報記者 陳登輝 伍玲 實習生 金顏顏