2025,70%。
兩組數(shù)據(jù)揭示了未來(lái)智能制造的新發(fā)展。
一組來(lái)自工信部《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》:到2025年規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本普及數(shù)字化,智能制造裝備國(guó)內(nèi)滿(mǎn)足率超70%。
一組來(lái)自國(guó)際數(shù)據(jù)公司IDC:2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將增長(zhǎng)至270億個(gè),將來(lái)超過(guò)70%的數(shù)據(jù)和應(yīng)用正在邊緣產(chǎn)生和處理。
中國(guó)制造業(yè)智能化、數(shù)字化正在轉(zhuǎn)型提速。在這樣一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代,云、5G驅(qū)動(dòng)的連接、人工智能和智能邊緣四個(gè)“超級(jí)力量”已成為推動(dòng)全行業(yè)下一輪增長(zhǎng)和進(jìn)化的決定性因素。
在英特爾與Science/AAAS聯(lián)合出品的科技題材紀(jì)錄片系列《物聯(lián)新時(shí)代致敬破局者》中,第二集《與時(shí)偕行》聚焦制造領(lǐng)域,通過(guò)代表企業(yè)的真實(shí)故事,展現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)制造企業(yè)如何順應(yīng)科技時(shí)代浪潮,進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí),在國(guó)際智能智造浪潮中占有一席之地的。
AI搭檔邊緣智能,英特爾視覺(jué)能力推動(dòng)焊接工藝智能化
隨之以深度學(xué)習(xí)為代表的第三次人工智能浪潮發(fā)展,基于AI的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域,視頻數(shù)據(jù)的體量更大,蘊(yùn)含的價(jià)值也更高。
而邊緣計(jì)算使每一臺(tái)設(shè)備都有可能成為信息存儲(chǔ)的載體,傳統(tǒng)工業(yè)制造的轉(zhuǎn)型路上,更離不開(kāi)AI視覺(jué)技術(shù)與邊緣計(jì)算的搭檔。
《與時(shí)偕行》中講述了一個(gè)轉(zhuǎn)型壓力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的行業(yè)故事——無(wú)錫信捷電氣幫助焊接行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。
事實(shí)上,焊接是生產(chǎn)制造不可或缺的一個(gè)工序,大到艦船、飛機(jī)的組裝,小到電路板的制造,都需要焊接工序的深度參與。
但如今相關(guān)行業(yè)卻出現(xiàn)了明顯的“用工荒”,原因有二:
一是精密焊接對(duì)于技術(shù)有著非常嚴(yán)苛的要求,溫度、電流、距離、角度等差一點(diǎn)都不行,因此可以勝任這項(xiàng)技術(shù)的技工數(shù)量嚴(yán)重不足;
二是焊接過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)長(zhǎng)期積累可能會(huì)對(duì)工人的身體健康帶來(lái)不小的危害,也會(huì)帶來(lái)人員的不穩(wěn)定性。
過(guò)往的焊接行業(yè)過(guò)于傳統(tǒng),嚴(yán)重依賴(lài)人工,信捷視覺(jué)部門(mén)產(chǎn)品總監(jiān)覃高鄂評(píng)價(jià)道:“我們常常開(kāi)玩笑說(shuō),整個(gè)傳統(tǒng)的中國(guó)制造,其實(shí)是70、80這一代付出了很多關(guān)節(jié)手指。”
信捷電氣與英特爾一起,以先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與產(chǎn)品,助力焊接企業(yè)的關(guān)鍵產(chǎn)線(xiàn)中構(gòu)建全新的3D機(jī)器視覺(jué)焊接解決方案。
新方案以一系列基于英特爾架構(gòu)的產(chǎn)品為基礎(chǔ),融合了視覺(jué)相機(jī)、邊緣服務(wù)器以及焊接機(jī)器人等部件,通過(guò)對(duì)焊接件的3D識(shí)別與定位,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)焊接視覺(jué)識(shí)別與引導(dǎo)自動(dòng)化。
通過(guò)工業(yè)智能相機(jī)與視覺(jué)處理平臺(tái)相互配合,構(gòu)建起焊接系統(tǒng)與曲面器件之間的3D空間模型,進(jìn)而打造焊接機(jī)器人持續(xù)、穩(wěn)定和高速的焊接能力。
但3D模型的應(yīng)用也帶來(lái)了更大的數(shù)據(jù)量和計(jì)算需求,不僅需要智能相機(jī)具有更強(qiáng)的視頻采集、I/O以及預(yù)處理性能,也要為視覺(jué)處理平臺(tái)配備強(qiáng)有力的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。
在視覺(jué)采集端,為了高效采集和預(yù)處理3D掃描過(guò)程中生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù),信捷電氣智能相機(jī)搭載了低功耗、低發(fā)熱的英特爾凌動(dòng)處理器以及具有強(qiáng)大并行計(jì)算性能的英特爾FPGA。
在邊緣服務(wù)器中,信捷電氣同樣為視覺(jué)處理平臺(tái)選擇了擁有卓越計(jì)算性能的英特爾酷睿i5/i7處理器。這一系列處理器能從BIOS層面和操作系統(tǒng)層面針對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算進(jìn)行了大量調(diào)優(yōu),能進(jìn)一步提升自動(dòng)焊接過(guò)程中,機(jī)器視覺(jué)引導(dǎo)的響應(yīng)速度。
同樣,除硬件基礎(chǔ)設(shè)施外,軟件工具套件OpenVINO也被引入方案中,它還有著豐富的通用API接口,能方便地部署在各類(lèi)基于英特爾架構(gòu)的硬件設(shè)備,有效地幫助提升系統(tǒng)部署的靈活性和擴(kuò)展性。
漆黑礦井之下,機(jī)器視覺(jué)守護(hù)工人安全
采礦也是一個(gè)關(guān)系民生、安全要求高的傳統(tǒng)行業(yè),機(jī)器視覺(jué)有了用武之地。
《與時(shí)偕行》中,在山東一處煤礦,下到距離地面幾百米的礦下是工人們的工作日常。礦下的視覺(jué)環(huán)境條件差,增大了工人們的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
是否能夠讓機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷?
由計(jì)算機(jī)視覺(jué)工程化后產(chǎn)生的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)吸引到了無(wú)錫信捷的注意。信捷一直專(zhuān)注于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用,他們將機(jī)器視覺(jué)引入至礦井的開(kāi)采中,用于井下的工況監(jiān)視,這樣可以進(jìn)一步保障礦井工人的安全。
例如,在井下煤礦中,為了防止有害氣體串流、以及瓦斯積聚,兩道風(fēng)門(mén)必須確保不能同時(shí)打開(kāi)。以前的生產(chǎn)經(jīng)常會(huì)在氣體不符合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下停止運(yùn)行,耽誤生產(chǎn),人工干預(yù)要耗費(fèi)大量時(shí)間。
如今,機(jī)器視覺(jué)可以自動(dòng)檢測(cè)風(fēng)門(mén),比如當(dāng)有人或者有車(chē)到達(dá)風(fēng)門(mén)前,相機(jī)可以采集到門(mén)前的圖像,然后通過(guò)邊緣控制器的處理,轉(zhuǎn)化成信號(hào)傳輸給PLC,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)的控制。
如此一來(lái),采礦業(yè)工人的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大大降低,它給人身安全帶來(lái)了保障,也提高了工作自由度,科技真實(shí)地給工人們帶來(lái)了益處。
英特爾高級(jí)首席工程師、物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)首席技術(shù)官?gòu)堄畈┦空劦郊夹g(shù)發(fā)展的最終目的時(shí)表示:
物聯(lián)網(wǎng)最終并不是為做物聯(lián)網(wǎng)而做物聯(lián)網(wǎng),其實(shí)真正的一個(gè)目的還是為了我們的生活更加的美好。技術(shù)其中扮演著越來(lái)越重要的一個(gè)角色,我們真正感受到的生活改變是來(lái)自于數(shù)據(jù)發(fā)揮價(jià)值帶來(lái)的支撐。那就離不開(kāi)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理,這也就是物聯(lián)網(wǎng)所需要完成的工作。
英特爾找到工業(yè)制造加「數(shù)」升級(jí)關(guān)鍵:邊緣計(jì)算
智能制造的發(fā)展某種程度上正是推進(jìn)數(shù)據(jù)分析的普及。
2020年,一家智能工廠(chǎng)一天就可以產(chǎn)生1PB的數(shù)據(jù)。
在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中邊緣計(jì)算設(shè)備可在生成和使用數(shù)據(jù)的傳感器和執(zhí)行器附近處理與存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而無(wú)需將數(shù)據(jù)傳到遙遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心,如此可以實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)速度、更低的成本、更安全的數(shù)據(jù)保護(hù)等。
針對(duì)智能邊緣,一直以來(lái)英特爾致力于打造云邊協(xié)同的軟硬件產(chǎn)品組合。其中硬件產(chǎn)品包括用于計(jì)算的各類(lèi)XPU,用于通訊的以太網(wǎng)通信和硅光電子以及用于存儲(chǔ)的傲騰技術(shù)等等。鑒于邊緣計(jì)算的工作情況,以上硬件具備與消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品不同的性能,如寬溫,超長(zhǎng)生命周期支持,高可靠性等;在云邊協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)需求方面,能夠無(wú)縫融合5G以及其他網(wǎng)絡(luò)接口。
此外,搭配多種硬件,英特爾也具備種類(lèi)多樣的軟件優(yōu)勢(shì),例如OpenVINO工具套件、OneAPI、工業(yè)邊緣洞見(jiàn)平臺(tái)(EII)、工業(yè)邊緣控制平臺(tái)(ECI)等產(chǎn)品。
邊緣計(jì)算不僅是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì),也為人工智能的應(yīng)用提供了落腳點(diǎn)。AI視覺(jué)的應(yīng)用是挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的其中一種方式,也是傳統(tǒng)工業(yè)邁向智能制造的一個(gè)縮影。
中國(guó)制造企業(yè)在智能智造之路上的探索故事遠(yuǎn)不止于此。海爾如何助力大國(guó)重器,創(chuàng)新性開(kāi)展柔性生產(chǎn)線(xiàn),成為世界燈塔工廠(chǎng)?智能造車(chē)新勢(shì)力小鵬汽車(chē)又是如何在設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)更加面向未來(lái)的目標(biāo)——碳中和與碳達(dá)峰?