當(dāng)AI視覺遇上“燈塔工廠”

一場疫情讓我們深刻意識(shí)到了數(shù)字化的價(jià)值。無人工廠避免了人群聚集，數(shù)字化增強(qiáng)了供應(yīng)鏈柔性，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)滿足了共享和協(xié)同需求，制造企業(yè)紛紛加快了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐。有研究發(fā)現(xiàn)，人工智能的應(yīng)用可為制造商降低最高20%的加工成本，到2035年，人工智能將推動(dòng)勞動(dòng)生產(chǎn)力提升27%，拉動(dòng)制造業(yè)GDP達(dá)27萬億美元。更為重要的是，人工智能可以帶動(dòng)制造業(yè)的價(jià)值鏈重構(gòu)，成為制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最佳利器。

中國作為制造業(yè)大國，為人工智能提供了豐富的應(yīng)用場景，人工智能在制造企業(yè)中的應(yīng)用融合成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合點(diǎn)。施耐德電氣武漢工廠作為智能制造的“明星工廠”，正在嘗試將AI視覺應(yīng)用到質(zhì)檢流程，并逐步將成功經(jīng)驗(yàn)復(fù)制到全球。

綠色制造與智能制造融合發(fā)展

走進(jìn)施耐德電氣武漢工廠，映入眼簾的是全自動(dòng)的裝備生產(chǎn)線、各種類型的機(jī)器人，穿梭的智能物流車、視覺檢測儀等智能設(shè)備。

施耐德電氣制造（武漢）有限公司總經(jīng)理李聰介紹說，武漢工廠于2012年4月份開始量產(chǎn)，2014年開始不斷提升在精益管理和精益生產(chǎn)方面的能力，為接下來的轉(zhuǎn)型做準(zhǔn)備。2015年開始加速自動(dòng)化改造。2016年開始，武漢工廠在全球超過200家工廠當(dāng)中被評(píng)選為首家施耐德電氣產(chǎn)品數(shù)字化解決方案的試點(diǎn)。2018年年初，獲評(píng)世界經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)選的發(fā)展中的“燈塔工廠”以及工業(yè)和信息化部認(rèn)證的“綠色工廠”稱號(hào)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型每年可以為武漢工廠帶來12%以上的運(yùn)營及管理效率提升，15%以上的產(chǎn)品質(zhì)量提升。此外，施耐德電氣EcoStruxure數(shù)字化平臺(tái)還可以對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)管理，提升了設(shè)備可靠性和安全性。

李聰表示，在施耐德電氣，數(shù)字化轉(zhuǎn)型更加關(guān)注的是上下游的協(xié)同效應(yīng)?！拔覀冊诓渴饠?shù)字化系統(tǒng)的時(shí)候，會(huì)把上游的供應(yīng)商也整合進(jìn)來，將供應(yīng)商計(jì)劃、庫存、訂單拉動(dòng)、質(zhì)量管理等能力協(xié)同進(jìn)來。同時(shí)將客戶庫存管理、滿意度持續(xù)跟蹤等也整合到信息系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)上下游的真正協(xié)同?！?/p>

施耐德電氣全球供應(yīng)鏈中國區(qū)IT總監(jiān)曹捷認(rèn)為，施耐德電氣的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是把綠色制造與智能制造融合在一起的，數(shù)字化夯實(shí)了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過數(shù)字化手段不斷提升能源使用效率，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。下一步可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)會(huì)放在綠色能源推進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)所有能源的電氣化，并進(jìn)一步提高能源的利用效率。

云邊協(xié)同構(gòu)建AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)

施耐德電氣業(yè)務(wù)遍及全球100多個(gè)國家和地區(qū)，擁有眾多的工廠，僅在中國就有23家工廠、7家物流中心，生產(chǎn)種類繁多的各類產(chǎn)品。為了確保產(chǎn)品的高質(zhì)量，施耐德電氣所有生產(chǎn)線都遵循嚴(yán)格的質(zhì)量檢測流程。

為了解決傳統(tǒng)人工質(zhì)檢效率低、傳統(tǒng)視覺檢測漏檢率和誤檢率高等問題，提升檢測效率和精確度，施耐德電氣決定構(gòu)建AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢測的自動(dòng)化和智能化?！俺晒?gòu)建AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)的關(guān)鍵是檢測模型的建模、訓(xùn)練和迭代，如果采用傳統(tǒng)的自建服務(wù)器方式，我們將面臨兩方面的挑戰(zhàn)：其一是模型的訓(xùn)練和迭代需要巨大的算力，成本非常高；其二是在進(jìn)行模型訓(xùn)練時(shí)需要工程師到全國各地工廠去采集數(shù)據(jù)，需要投入大量的人力?！笔┠偷码姎馊蚬?yīng)鏈中國區(qū)數(shù)字化解決方案負(fù)責(zé)人冒飛飛說。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，施耐德電氣決定采用“云邊”協(xié)同的方式構(gòu)建AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)，經(jīng)過多重考量和選型，施耐德電氣選擇與亞馬遜云科技合作，利用亞馬遜云科技的機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)Amazon SageMaker及其他相關(guān)服務(wù)，構(gòu)建智能化的AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的誤檢和漏檢，提升了質(zhì)量檢測效率，推動(dòng)了施耐德電氣供應(yīng)鏈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

由于采用了云邊協(xié)同的融合架構(gòu)，在云端可以實(shí)現(xiàn)海量樣本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、標(biāo)注，同時(shí)在云端通過Amazon SageMaker框架和彈性算力的提供來訓(xùn)練工業(yè)模型，通過云邊協(xié)同的方式，把云端的模型下發(fā)到產(chǎn)線邊緣側(cè)，執(zhí)行邊緣推理，并通過產(chǎn)線端的數(shù)字化和智能化改造完成和工業(yè)控制元件的集成，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體的閉環(huán)回路。

目前，施耐德電氣已經(jīng)在中國的5家工廠、9條產(chǎn)線完成了AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)的部署，取得了相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了漏檢率為0，以及生產(chǎn)效率的大幅提升。按計(jì)劃，中國的其他8家工廠、44條產(chǎn)線也會(huì)陸續(xù)集成到這套AI工業(yè)覺檢測平臺(tái)上。

冒飛飛表示，施耐德電氣數(shù)字化轉(zhuǎn)型通過四維融合全面提升效率，第一，是能源和自動(dòng)化的融合；第二，是從終端到云的融合；第三，貫穿整個(gè)生命周期的融合，從設(shè)計(jì)與建造，到運(yùn)營與維護(hù)；第四，是從分散式管理到集成化的企業(yè)管理。而AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)不僅實(shí)踐了從邊到云，從設(shè)計(jì)到運(yùn)營，隨著未來推廣到中國23家工廠，也實(shí)現(xiàn)了從分布式到集中式管理的數(shù)字化四維融合理念。

將中國經(jīng)驗(yàn)復(fù)制到全球

由于武漢工廠是施耐德電氣在全球的數(shù)字化解決方案的試點(diǎn)工廠，施耐德電氣在科技方面的創(chuàng)新投資和技術(shù)應(yīng)用會(huì)選擇在武漢工廠進(jìn)行試點(diǎn)。未來，這些數(shù)字化技術(shù)會(huì)從武漢工廠走向全球。

談及選擇亞馬遜云科技的原因，冒飛飛認(rèn)為施耐德電氣是一個(gè)全球性組織，施耐德電氣需要全球性的云基礎(chǔ)設(shè)施來支撐自己的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略。亞馬遜云科技不僅在中國的本土化做得非常好，在全球也有非常好的網(wǎng)絡(luò)，可以幫助施耐德電氣把數(shù)據(jù)無縫傳輸?shù)饺虻钠渌S，同時(shí)將經(jīng)驗(yàn)和能力也輸送到全球。

在全球化部署方面，亞馬遜云科技在全球有25個(gè)地理區(qū)域、81個(gè)可用區(qū)，這使得施耐德電氣未來可以方便地將AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)復(fù)制到全球其他區(qū)域，避免重復(fù)開發(fā)。

此外，在技術(shù)層面，Amazon SageMaker在單個(gè)工具集中提供了用于機(jī)器學(xué)習(xí)的所有組件，使用戶能以更低的成本、更輕松地在更短的時(shí)間內(nèi)將模型投入生產(chǎn)。施耐德電氣AI工業(yè)視覺檢測平臺(tái)的核心是模型訓(xùn)練，來自生產(chǎn)線的正樣本上傳到云端，并作為訓(xùn)練的輸入數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)器學(xué)習(xí)框架中進(jìn)行模型訓(xùn)練，通過持續(xù)的訓(xùn)練和迭代，提升模型的精準(zhǔn)度，在模型精準(zhǔn)度達(dá)標(biāo)后再部署到生產(chǎn)系統(tǒng)上。同時(shí)，Amazon SageMaker與亞馬遜云科技周邊服務(wù)緊密協(xié)同，極大地降低了開發(fā)難度，提升了系統(tǒng)的整體性能。

冒飛飛說：“在技術(shù)支持上，亞馬遜云科技始終把客戶的需求放在第一位，為客戶提供及時(shí)的支持服務(wù)?！蔽磥硎┠偷码姎鈱⒃谂c亞馬遜云科技的合作中，持續(xù)部署領(lǐng)先的AI解決方案，推動(dòng)質(zhì)量管理方式的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。