导语:工业革命如同一颗璀璨的星辰,照亮了人类文明的进程,无数的发明和革新产品应运而生,开启了前所未有的新时代。然而,当我们沉醉于织布机的精巧、蒸汽机的轰鸣、电力的便捷以及福特流水线的壮观时,往往忽略了这些伟大发明的孕育过程与内在机制。它们究竟是如何诞生的?又为何能在历史的舞台上留下如此深刻的印记?
事实上,创新并非总是横空出世,更常孕育于设备维护、质量保障和供应链优化等看似平凡的制造环节之中。这些在常规制造流程中的点滴创新,其对现代工业和制造流程的重要性,丝毫不亚于一个多世纪前的那些划时代的发明。然而,在当今全球市场规模日益庞大、复杂程度持续攀升的背景下,如何将这些创新理念成功落地,仍然是一个充满挑战的课题。幸运的是,随着大数据和机器学习技术的不断融合,我们正迎来一个重新定义工业制造的新纪元。
数据驱动:工业制造的智能化转型
在这个信息爆炸的时代,企业每天都在生产现场的边缘地带产生海量的数据,并将其存储在云端,这些数据蕴藏着巨大的潜力,等待着我们去挖掘和利用。为了更好地释放数据的价值,从而做出更快、更明智的决策,越来越多的企业,尤其是那些在制造业、能源、采矿业、交通运输业和农业等关键领域的企业,正积极拥抱新型的智能机器技术,以优化其各种工作负载,包括工程设计、生产和资产优化、供应链管理、预测性维护、质量管理、智能产品和机器等各个环节。
毋庸置疑,人工智能和机器学习正在悄然地改变着工业生产的方方面面。从提升运营效率到加强质量控制,再到优化资源配置,企业正在通过以下四种主要方式,借助机器学习技术,彻底变革传统的工业生产流程:
案例一:通用电气的预测性维护革命
对于许多工业和制造企业而言,持续性地维护设备始终是一项极具挑战性的任务。长期以来,大多数设备维护策略要么是被动型的,即在机器发生故障后才进行维修;要么是预防型的,即通过定期检查来避免潜在的故障。然而,这两种策略都存在着成本高昂、效率低下的问题。真正理想的解决方案是预测性维护,即企业能够提前预测设备需要维护的时间,从而避免突发故障带来的损失。然而,大多数企业往往缺乏相关的人员和专业知识,难以自主开发出有效的预测性维护解决方案。
令人欣慰的是,像通用电气(GE)这样的行业领军企业,正在引领着预测性维护的革命。作为全球领先的电力设备、解决方案与服务供应商,通用电气已经成功实现了对其设备的预测性维护。借助基于传感器和机器学习技术的端到端系统,企业无需具备深厚的机器学习或云技术背景,即可轻松地检测到机器振动或温度的异常波动,并及时收到警报,从而防患于未然。
这项技术的应用使得通用电气能够利用传感器实现信息的快速更新,并通过云端实时分析,将基于时间的维护操作转变为预测性和规范性维护。随着系统规模的不断扩大,通用电气可以通过该系统对传感器组进行远程更新和维护,而无需派遣人员进行现场操作,极大地提高了效率,降低了成本。
案例二:中科创达助力产品异常检测
产品质量是企业生存和发展的基石,其重要性与确保设备正常运行是不相上下的。传统的生产过程中的目视检查通常需要耗费大量的人力,而且容易受到主观因素的影响,难以保证一致性和准确性。为了提升质量控制的水平,越来越多的工业企业希望采用计算机视觉技术,以提高缺陷识别的速度和准确性。然而,在构建、部署和管理基于机器学习技术的视觉异常系统时,企业仍然面临着诸多复杂的挑战。如今,企业可以借助高精度、低成本的异常检测解决方案,每小时处理数千张图像,从而快速发现缺陷和异常,识别出与基线不符的图像,以便及时采取下一步行动。
全球知名的智能操作系统产品和技术提供商——中科创达,敏锐地捕捉到了这一趋势,并将全球领先的机器学习服务集成到其智慧工业ADC(Automatic Defect Classification,自动缺陷分类)系统中,旨在帮助制造业客户在其工业生产过程中轻松获得人工智能质检的能力。借助这项技术,客户无需进行复杂的机器学习部署,即可在一个统一的界面中构建、训练、解释、检查、监视、调试和运行机器学习模型。在电气行业ADC系统的实施中,这项技术帮助最终用户一次性投入成本降低了42%,软件开发的工作量降低了39%,系统的上线时间缩短了50%,系统运行效率是传统检测的35倍,从而有效解决了ADC系统落地工业场景的障碍。
案例三:瑞典Dafgards公司的视觉质量控制
瑞典知名家庭食品制造商Dafgards公司也在其下属品牌Billy's Pan Pizza的生产过程中,成功应用了计算机视觉技术。Billy’s Pan Pizza是一种广受欢迎的微波披萨,其生产线每秒能完成2块披萨的烘烤和包装。Dafgards公司曾安装过机器视觉系统,并成功用于检测披萨上的奶酪比例。然而,一旦披萨上馅料种类过多,该功能就会失效。通过采用基于计算机视觉的新型机器学习技术,Dafgards公司轻松获得了经济高效的检测能力,从而保证了产品的质量和口感。在获得显著成效后,Dafgards公司计划将计算机视觉应用扩展至更多种类的披萨以及汉堡、法式蛋饼等其他产品线。
案例四:英国石油公司提升运营效率
许多工业和制造企业都希望借助计算机视觉技术来提升运营效率。传统上,企业会通过视频对工厂现场进行人工监测和审核,以验证设施访问权限,检查出货,检测泄漏或其他危险情况。然而,这种方式不仅效率低下,而且极易出错,导致额外的成本支出。为了解决这些问题,企业可以将现有的IP摄像头升级为智能摄像头,以便拥有更强的处理能力来运行计算机视觉模型。但是,这种升级方案不仅价格昂贵,而且效果并不理想,即使采用智能摄像头,也未必能够达到高精度和低延迟的要求。事实上,企业可以通过使用硬件设备将计算机视觉技术应用到现有的本地摄像头中,甚至可以使用软件开发包来构建新的摄像头,从而在边缘就能运行计算机视觉模型,取得更高的效率和更低的成本。
全球能源巨头英国石油公司(BP)正计划在全球18,000个服务站部署计算机视觉系统。他们计划利用计算机视觉 技术自动控制燃料车进出设施,并确认有效订单的完成情况。此外,如果存在碰撞危险,计算机视觉技术可以及时提醒工人,还可以识别动态隔离区内的异物,并检测漏油情况,从而有效地保障了人员和设备的安全。
结语:智能制造,无限可能
人工智能和机器学习技术正在以前所未有的速度和规模改变着工业制造的格局。从预测性维护到质量控制,再到运营效率的提升,这些技术正在为企业创造巨大的价值。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,我们有理由相信,智能制造将释放出更加巨大的潜力,为构建更加高效、智能、可持续的工业未来贡献力量。