AI 助力汽車零部件工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

中國有超過 3 億輛汽車在路上行駛，是全球最大的汽車市場(chǎng)，且由于該國的電動(dòng)汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，其市場(chǎng)體量只會(huì)繼續(xù)增加。對(duì)于汽車零部件制造商來說，這種快速增長帶來了巨大的商機(jī)：他們有機(jī)會(huì)在日益激烈的競(jìng)爭環(huán)境中瓜分市場(chǎng)份額。

但制造商要想提高工廠自動(dòng)化水平和生產(chǎn)能力，面臨的難度超乎想象。究其原因，他們往往依賴于勞動(dòng)密集型生產(chǎn)流程，在不增加員工數(shù)量的情況下很難提高產(chǎn)能。這最終會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能瓶頸，阻礙發(fā)展，讓公司無力獲得競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，因而令人倍感沮喪。

手動(dòng)流程無法拓展規(guī)模，工廠需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

輪轂制造這一典型例子就很好地詮釋了此現(xiàn)象。

此流程的主要問題在于，要專門針對(duì)每個(gè)車輪型號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡檢查，這是一項(xiàng)重要的質(zhì)量保證測(cè)試。因此，必須先將生產(chǎn)線上的輪轂進(jìn)行分類，然后再送入檢查區(qū)。但傳統(tǒng)上，在制造過程中，這一步完全是手動(dòng)完成的。

顯然，這樣做的效率不高。另外，新輪轂型號(hào)的頻繁推出，迫使公司不斷對(duì)工人進(jìn)行再培訓(xùn)，幫助他們識(shí)別新產(chǎn)品。

“制造商試圖自動(dòng)完成輪轂的分揀和分類。但結(jié)果喜憂參半，”為汽車行業(yè)提供人工智能制造解決方案的信捷電氣公司工業(yè)控制和視覺研發(fā)總監(jiān)覃高鄂表示，“基于早期機(jī)器視覺應(yīng)用的解決方案很難識(shí)別結(jié)構(gòu)復(fù)雜的車輪，也很難區(qū)分結(jié)構(gòu)相似的車輪。”

但借助人工智能和邊緣計(jì)算的最新進(jìn)展，結(jié)合使用下一代處理器，工廠自動(dòng)化解決方案將幫助制造商更高效地運(yùn)營，同時(shí)降低成本，增加利潤。

針對(duì)分揀和分類的制造流程自動(dòng)化

信捷公司基于人工智能的輪轂分揀和分類解決方案就是實(shí)際運(yùn)用此技術(shù)的一個(gè)例子。

該解決方案就實(shí)施在生產(chǎn)線上。成品輪轂到達(dá)初始檢查點(diǎn)，圖像采集設(shè)備將檢測(cè)每個(gè)輪轂，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁浇倪吘壏?wù)器進(jìn)行處理。

計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用程序按類型對(duì)輪轂進(jìn)行分揀，并相應(yīng)地進(jìn)行標(biāo)記。在先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)的助力下，人工智能模型能夠達(dá)到的精度遠(yuǎn)高于此前的機(jī)器視覺解決方案。此外，由于處理是在邊緣執(zhí)行的，因此網(wǎng)絡(luò)延遲大大縮短，同時(shí)也加快了推理速度。

然后將輪轂沿生產(chǎn)線移至分類工序（該工序同樣由邊緣上的計(jì)算機(jī)視覺推理進(jìn)行處理），接著就可以將輪轂發(fā)送到相應(yīng)的測(cè)試區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡檢查。

該解決方案標(biāo)志著傳統(tǒng)分揀和分類流程已實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。覃高鄂表示，此項(xiàng)任務(wù)的完成得益于信捷公司與英特爾的技術(shù)合作伙伴關(guān)系?！坝⑻貭柼幚砥鞣浅＿m合計(jì)算機(jī)視覺和邊緣計(jì)算任務(wù)，其軟件開發(fā)工具在構(gòu)建和訓(xùn)練人工智能模型時(shí)發(fā)揮了很大的作用。”

信捷公司在其解決方案中利用了多種不同的英特爾技術(shù)：

?第 11 代英特爾? 酷睿? 處理器為高性能處理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在需要處理圖形和人工智能計(jì)算任務(wù)的情況下尤其適用。

?內(nèi)置英特爾? Gaussian Neural Accelerator 2.0 支持人工智能應(yīng)用程序，并為深度學(xué)習(xí)模型提供了推理和訓(xùn)練支持。

?英特爾? OpenVINO? 工具套件和英特爾? oneAPI 庫有助于簡化計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用程序的開發(fā)，并進(jìn)一步加速和優(yōu)化人工智能模型。

人工智能工廠自動(dòng)化：案例研究

信捷是中國的一家輪轂制造商，該公司實(shí)施的此類解決方案就是一個(gè)很好的例子。為了滿足不斷飆升的需求，客戶希望增加產(chǎn)能。但與許多其他制造商一樣，該公司仍然依靠手動(dòng)車輪分揀流程，因而造成了產(chǎn)能瓶頸。

雇用更多員工并不可行，而且原因不僅僅是成本較高。“即便有增員預(yù)算，目前要在中國招聘到員工也不容易，”覃高鄂解釋道。“中國的制造業(yè)面臨嚴(yán)重的勞動(dòng)力短缺問題，這個(gè)問題對(duì)生產(chǎn)力和盈利能力都造成了一定威脅?！?/p>

信捷解決方案的部署最終取得了出色的成果。輪轂分類的效率提高了 18 倍，這幫助公司大幅提高了產(chǎn)能。該制造商實(shí)際上進(jìn)行了減員。監(jiān)督生產(chǎn)所需的員工數(shù)有所下降，大約節(jié)省了約 75% 的勞動(dòng)力成本。

最重要的是，不必為了追求速度而犧牲質(zhì)量，因?yàn)槿斯ぶ悄苣Ｐ偷臏?zhǔn)確率高達(dá) 99%，十分可靠。

更智能、更安全的未來

對(duì)低效流程進(jìn)行自動(dòng)化可幫助中國的汽車行業(yè)滿足國內(nèi)外買家日益增長的需求。

但覃高鄂表示，人工智能工廠自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)并不局限于某一個(gè)行業(yè)，他說：“人工智能在制造業(yè)領(lǐng)域蘊(yùn)含諸多潛在的應(yīng)用。例如，我們的解決方案支持材料分類、測(cè)試以及計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品的制造?！?/p>

人工智能工廠自動(dòng)化不僅讓公司和消費(fèi)者從中獲益，還能讓員工獲得幫助。覃高鄂表示，“人工智能填補(bǔ)并拓寬了人類智能，它讓工人不必再去執(zhí)行工廠中那些重復(fù)、危險(xiǎn)的任務(wù)?！?/p>

人工智能可提高生產(chǎn)力和盈利能力，保障員工的健康和安全，最終將推動(dòng)全球制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

本文由 insight.tech 的編輯副主管 Georganne Benesch 編輯。