未來的“智能自動化工廠”究竟什么樣?
設(shè)備自動化、生產(chǎn)透明化、物流智能化、管理移動化、決策數(shù)字化……在其頂層設(shè)計層面，通過產(chǎn)品的平臺化標準化、低成本的精益自動化(LCIM)，加上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了自動化系統(tǒng)及IT系統(tǒng)的深度融合;在技術(shù)層面，智能自動化布局通過對機器人的運用，智能識別、工業(yè)AI等關(guān)鍵技術(shù)的突破，最終實現(xiàn)自動化、無人化和柔性化、智能化。
智能自動化工廠按照“自動化+數(shù)字化”框架進行規(guī)劃和設(shè)計，通過數(shù)字孿生等技術(shù)，實現(xiàn)IT系統(tǒng)對生產(chǎn)自動化過程的實時感知、智能控制和動態(tài)優(yōu)化，工廠整體運營將更加柔性、可靠和高效。在智能工廠中，傳統(tǒng)品質(zhì)檢驗的崗位都替換成了AI智能檢驗，“去人工化”實現(xiàn)了質(zhì)檢流程全部自動化;整個生產(chǎn)物流幾乎無人參與，各類AGV移動機器人在智能調(diào)度系統(tǒng)指揮下相互協(xié)調(diào)配合，全天候自動運行。
在5G、AI、機器人等技術(shù)的加持下，隨著一系列“黑科技”產(chǎn)品不斷升級，上述種種智能自動化工廠的場景將逐漸落地變?yōu)楝F(xiàn)實——2020年12月23日，美的集團美云智數(shù)“AI質(zhì)檢&智能物流自動化集成產(chǎn)品”正式亮相!
AI之眼
相關(guān)統(tǒng)計顯示，中國每天有超過350萬工人在生產(chǎn)線上進行產(chǎn)品外觀檢查，僅3C行業(yè)就有150萬以上。這些檢測工人每天有8-10個小時的工作時間，一旦超時，就很難集中注意力工作，難免漏檢。而且，傳統(tǒng)的質(zhì)檢模式存在許多局限性：一方面，人工質(zhì)檢準確性低，檢測速度慢，穩(wěn)定性差，容易影響整個生產(chǎn)過程的效率;另一方面是人工檢測的延時性，難以第一時間發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。
質(zhì)檢是內(nèi)控的剛需，可即使企業(yè)愿意高薪聘請質(zhì)檢工人，傳統(tǒng)人工質(zhì)檢仍然面臨“用工難”現(xiàn)象。原因是質(zhì)檢員每天長時間靠肉眼檢測工業(yè)產(chǎn)品好壞，會損害員工的視力和健康。所以，傳統(tǒng)質(zhì)檢一直存在人力成本高、招工難及人員離職率高等問題。如何合理應(yīng)用高新技術(shù)，通過創(chuàng)新產(chǎn)生更大的價值，成為整個行業(yè)思考的議題。
相對于人工質(zhì)檢來說，機器視覺檢測能夠更加精準地把關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，同時還可以24小時不間斷工作，甚至可以在各種不適合人類工作的惡劣生產(chǎn)環(huán)境下，實現(xiàn)高速在線檢測，且檢測的準確度隨著模型訓練不斷提升。因此，隨著企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)量的擴大，采用機器視覺系統(tǒng)替代人工來完成質(zhì)量檢測工作，已具備極大的應(yīng)用優(yōu)勢。
基于此現(xiàn)狀，以新一代人工智能、機器視覺技術(shù)為主導的工業(yè)質(zhì)檢設(shè)備登上舞臺，AI應(yīng)用潛力正在被加速釋放。據(jù)IDC《中國AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢解決方案市場分析》報告顯示，2019年工業(yè)質(zhì)檢市場份額達1.07億美元。報告指出，機器制造、電子制造業(yè)將有很大的AI應(yīng)用潛力，其應(yīng)用潛力在于車間預測性防護、產(chǎn)品質(zhì)檢/分揀等。
但是，盡管AI應(yīng)用逐步涵蓋各行業(yè)，卻仍面臨“三座大山”：其一是沒有完全滲透到細分場景;二是AI算法工程師不了解業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)不了解AI;三是普通AI質(zhì)檢產(chǎn)品受非標準的視覺應(yīng)用場景影響較大，檢測環(huán)境與需求不同(例如需要進行不同角度的拍攝，環(huán)境亮度和表面曲率差異等)造成了幾乎每一個項目都需要定制方案(包括相機、光源、算法)，還要進行大量的測試來驗證其可行性。
針對這些AI應(yīng)用中的“產(chǎn)業(yè)痛點”，美的集團充分把握工業(yè)檢測領(lǐng)域的客戶需求，基于美的AI云平臺，美云智數(shù)研發(fā)解決行業(yè)核心問題的AI質(zhì)檢產(chǎn)品，以先進的AI工業(yè)視覺技術(shù)賦能工業(yè)領(lǐng)域，為生產(chǎn)線裝上“智慧眼”自動“揪”出產(chǎn)品缺陷。
美的集團全力構(gòu)建基于AI技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、模型訓練、算法部署于一體的AI云平臺。除了具備工件標定、圖像定位及校準等功能外，通過部署優(yōu)化的深度學習訓練模型和預測模型，來縮短開發(fā)周期和成本，并提高設(shè)備的易用性與通用性。美云智數(shù)AI質(zhì)檢產(chǎn)品基于集團AI云平臺的能力，采用一體化硬件平臺、一體化客戶端平臺、一體化云平臺構(gòu)建“軟+硬”解決方案，形成整體合并，實現(xiàn)快速實施及可持續(xù)應(yīng)用。
美的AI云平臺將AI與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，將所有視覺檢測終端設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接到云端，在云端實現(xiàn)圖像大數(shù)據(jù)的收集，并將這些數(shù)據(jù)在深度學習框架中予以訓練，從而獲得通用化特征參數(shù)與模型，實現(xiàn)敏捷、高性能的通用化缺陷檢測能力，并具備圖像分類、物體檢測、OCR識別、人臉識別、聲音分類、數(shù)據(jù)預測的能力。
美的AI質(zhì)檢產(chǎn)品在其集團內(nèi)部應(yīng)用成效顯著，解決了柔性線易錯頻發(fā)且?眼易疲勞、?機多?多?檢測信息難?致等很多問題，通過外觀AI視覺檢測降低了物料?錯頻率，有效避免了后續(xù)影響。
在美的集團生產(chǎn)工廠中，套外箱環(huán)節(jié)為總裝末端，以前?檢測?序，柔性線現(xiàn)場?產(chǎn)轉(zhuǎn)型快，紙箱?錯識別難度?，使用AI視覺檢測后，可?動核對紙箱logo，杜絕了套錯箱?庫;在紙箱噴墨環(huán)節(jié)，分為內(nèi)機和外機噴墨檢測，AI質(zhì)檢技術(shù)利用自研圖像識別算法對噴墨的外觀進行檢測，自動判定是否合格，單臺報警停線，數(shù)據(jù)實時上傳系統(tǒng)，避免人工抽檢覆蓋率不全，實現(xiàn)了對產(chǎn)品品質(zhì)的全面把控;在軸承座環(huán)節(jié)，通過采?視覺AI技術(shù)，識別軸承座的漏裝、反裝、裝歪等不良類型，分揀剔除不良品，全?提升了質(zhì)檢效果……
而此次美的發(fā)布的AI新品，更是聚焦平臺能力以及工業(yè)AI質(zhì)檢細分領(lǐng)域，有效地銜接業(yè)務(wù)與AI，通過平臺豐富的能力，支撐更多“碎片化”AI應(yīng)用。
移動機器人
除了AI技術(shù)，智能物流也是聯(lián)接供應(yīng)、制造及客戶的重要環(huán)節(jié)，是構(gòu)建未來智能工廠的基石。
隨著人口老齡化加劇，人口紅利逐漸消失，產(chǎn)業(yè)鏈背后凸顯“多米諾骨牌”效應(yīng)：據(jù)統(tǒng)計，2012年開始，中國16歲至59歲的勞動力總數(shù)逐年降低，2018年跌破9億。在勞動力數(shù)量下降的同時，勞動力成本則以每年約11%的速度增長，而與之相對應(yīng)的是，工業(yè)機器人的造價正以每年10%的速度縮減。越來越多的企業(yè)意識到，唯有注重技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建核心競爭優(yōu)勢，才能維持長久可持續(xù)發(fā)展。
具體到物流領(lǐng)域，2020年的“雙十二”剛剛過去，最新行業(yè)數(shù)據(jù)出爐：1-11月全國快遞服務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)量累計完成741億件，同比增長30.5%。各大物流快遞企業(yè)迎來業(yè)務(wù)“井噴期”，物流爆倉，屢見不鮮，而且未來市場一片紅?！袊鴤}儲物流業(yè)市場規(guī)模正以年均23%的速度增長。于是，AGV智能物流成為許多企業(yè)降本增效的重要抓手之一。
逐鹿中原，誰能問鼎?天下武功，唯快不破!面對消費者，物流快遞企業(yè)即將迎來一場“速度戰(zhàn)”。為保障出庫速度，就需要一定的運力支持，智能物流輸送車便成為應(yīng)對爆倉壓力的一款新型武器。
不僅如此，AGV還是光伏、汽車、煙草、3C電子、食品飲料等行業(yè)重要的“搬運工”。《2019-2020中國移動機器人(AGV)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》顯示，2019年AGV市場規(guī)模達61.75億元，較之于2018年增長幅度為45.2%。2019年銷量33400臺，同比2018年增長12.8%。
智能物流車已經(jīng)廣泛應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)物流的各個領(lǐng)域，代替人工作業(yè)是未來發(fā)展的必然趨勢。不僅僅可以大幅度降低人工成本，還可以避免因人為失誤造成送料錯誤、不及時等問題，在有限的時間和空間內(nèi)，最大限度地提升物流工作效率。
智能物流裝備規(guī)模已突破千億，發(fā)展空間很大，卻面臨著“三大掣肘”——缺乏全局思維，只重視物流設(shè)備性能;物流與信息流脫節(jié)，導致信息孤島式自動化物流產(chǎn)生;復雜的應(yīng)用環(huán)境，與滯后的通訊之間的矛盾越來越突出。而隨著“高速率、低時延、高可靠、大聯(lián)接”的5G技術(shù)的誕生，這些問題迎刃而解。
5G為萬物互聯(lián)按下了快進鍵，有行業(yè)專家曾比喻：如果4G建設(shè)是“修路”，那么5G其實是在“造城”。5G為機器人遠程協(xié)作創(chuàng)造了條件，移動機器人自然能以此為加速度，憑借5G高效傳輸能力，提升多臺機器人間的協(xié)作能力，構(gòu)建柔性化場景。
基于5G技術(shù)的賦能，在智能制造系統(tǒng)中，企業(yè)還把物聯(lián)網(wǎng)、云計算及大數(shù)據(jù)融入到產(chǎn)品設(shè)計中，讓移動機器人不只是貨物搬運的工具，而是成為一種智能決策、精確識別、自動執(zhí)行、實時互聯(lián)、多重安全的新型智能工業(yè)設(shè)備。如何結(jié)合5G提升物流輸送的智能化水平，應(yīng)對復雜的使用場景，滿足人機協(xié)作及高度柔性化制造需求，成為移動機器人下一代技術(shù)發(fā)展的核心。
美的集團美云智數(shù)在移動機器人應(yīng)用與智能制造相結(jié)合的探索實踐過程中，提出了“5G賦能智能物流”的整體解決方案。美云移動機器人集成5G通訊+激光Slam導航技術(shù)，通過基于5G網(wǎng)絡(luò)通訊的物聯(lián)網(wǎng)，打通企業(yè)上層管理系統(tǒng)與底層智能設(shè)備之間的物流及信息流?？蛻魺o需場景改造，美云移動機器人能夠自動生成環(huán)境地圖，快速實現(xiàn)智能調(diào)度和路徑規(guī)劃。目前，美云智數(shù)可以做到在客戶現(xiàn)場一周之內(nèi)完成部署，從而能快速切換應(yīng)用場景與調(diào)整生產(chǎn)線。
傳統(tǒng)AGV局限于WIFI通訊的限制，無法進行實時高密度多維度導航，通常導航精度>5mm，重復精度更難以保證。美云智行重負載智能物流叉車基于美的集團自動化應(yīng)用與智能制造實踐，憑借5G通訊網(wǎng)絡(luò)，通過搭載高精度激光雷達、深度視覺系統(tǒng)等智能傳感器，對自身位置及周邊環(huán)境進行高密度連續(xù)3D識別，既保證人、車、物的安全，同時更可以讓叉車重復精度達到毫米級，實際項目運行中，結(jié)合輔助導向可實現(xiàn)單邊1mm的重載貨物放置精度。
美云智能物流設(shè)備以人工智能與機器人技術(shù)相結(jié)合，激發(fā)企業(yè)智能創(chuàng)新，其解決方案由智能物流設(shè)備本體、物流管理系統(tǒng)組成，通過對物流設(shè)備智能化、端到端無人化、物流周轉(zhuǎn)柔性化、物流信息數(shù)字化，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低運營成本，降低不良率，減少能耗。目前，美云智數(shù)已推出美云智行系列(重負載智能物流叉車)、美云潛行系列(重負載背負式智能物流車)、美云慧行系列(輕載高舉升智能物流車)等產(chǎn)品：
美云智行系列(中負載智能物流叉車)
適用于大尺寸負載貨物的提升搬運，主體結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體使用場景定制化配置，如叉臂形狀尺寸、支撐腿的形狀尺寸、高度等。自重輕、寬度大、最大荷載可達2T。創(chuàng)新豎式車體結(jié)構(gòu)布局，結(jié)合獨有的S形彎道導航路線技術(shù)，適合復雜超窄通道的重載貨物搬運及高精度毫米級定位。如常見的貨物托盤、定制料筒料灌等載具，多用于倉庫，設(shè)備上下料等。
美云慧行系列(輕載高舉升智能物流車)
適用于各種箱體式、物料箱等載具的搬運及舉升、出入庫、設(shè)備對接上下料等，主體結(jié)構(gòu)能根據(jù)具體使用場景按需定制，如叉齒形狀尺寸、支撐腿的形狀尺寸、高度等。
美云潛行系列(重負載背負式智能物流車)
基于5G+激光SLAM+視覺融合導航的1T級背負式智能物流車，該系列產(chǎn)品在尺寸背負比(運載貨物長度與車體尺寸比)及重載背負比(運載貨物重量與車體尺寸比)都達到了行業(yè)領(lǐng)先水平，可實現(xiàn)跨樓層、電梯自動交互，智能切換地圖，實現(xiàn)全工廠作業(yè)范圍內(nèi)全域暢行，滿足客戶柔性制造需求。同時，該款設(shè)備還可用于各種形式的料架等底部，有避讓空間的工裝載具，多用于機臺間的搬運及設(shè)備對接。主體結(jié)構(gòu)還可根據(jù)具體的使用場景定制化配置，如車體的長寬高，以及頂升高度設(shè)計，車體屬具多功能化等。
傳統(tǒng)制造行業(yè)經(jīng)歷了從網(wǎng)絡(luò)化到數(shù)字化，再到智慧化的演進過程，在現(xiàn)在智慧化的時代，5G等高新技術(shù)正在創(chuàng)造許許多多以前無法想象的“黑科技”：一直被大眾所倡導和期待的自動駕駛，現(xiàn)在已經(jīng)開始初露頭角;高清直播配合AR技術(shù)可以讓人感受到更加震撼的畫質(zhì);VR技術(shù)可以讓人做到身臨其境;MR無縫融合虛擬環(huán)境和現(xiàn)實場景，可以遠隔千里通過網(wǎng)絡(luò)為病人做手術(shù)……在應(yīng)用驅(qū)動的信息化時代，將會有越來越多的“黑科技”產(chǎn)品服務(wù)于各行各業(yè)的智慧化應(yīng)用。(來源：中國工業(yè)和信息化)
（轉(zhuǎn)載）
