百度飞桨携手精诺数据打造智慧熔炼，AI让年轻人一秒变身“老师傅”
凌晨2點，年近50的張師傅接到電話，鑄造廠一個熔煉爐的配料過程出了一些問題，需要他緊急算一下補(bǔ)救方案。張師傅遠(yuǎn)程指導(dǎo)下調(diào)了三四爐，才得到了合格的結(jié)果。
2000年的時候我國的鑄造已經(jīng)達(dá)到世界第一的產(chǎn)量，但無論是質(zhì)量還是在能耗方面，其實都跟先進(jìn)國家有非常大的差距。比如，鑄件熔煉是鑄造工廠的重要工序。然而在中國工業(yè)4.0下，鑄件熔煉還全靠人工經(jīng)驗，穩(wěn)定性不高，工廠里有經(jīng)驗的老師傅也越來越少。
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在熔煉領(lǐng)域，往往一個新手需要二十年甚至是三十年的沉淀和學(xué)習(xí)，才能做到像張師傅一樣十拿九穩(wěn)。而工廠的惡劣環(huán)境、炙熱的熔煉爐、不太體面的工作職稱……都是年輕人將鑄造業(yè)拒之門外的原因。缺少新鮮血液的注入，鑄造業(yè)真正的高精技術(shù)人才又接近退休年齡，所以，鑄造廠始終面臨著技術(shù)傳承，工藝沉淀等問題，關(guān)于鑄件質(zhì)量、能耗方面也始終無法更加優(yōu)化。
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在百度飛槳（PaddlePaddle）的助力下，一直專注于工業(yè)人工智能的精諾數(shù)據(jù)推出精諾智能熔煉系統(tǒng)，用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的方式解決了熔煉難題。
01
站在數(shù)據(jù)的肩膀上，人人都能成為熔煉大師
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精諾數(shù)據(jù)成立于2014年，由河北工業(yè)大學(xué)教授、河北省大數(shù)據(jù)計算重點實驗室副主任劉晶博士創(chuàng)建，精諾數(shù)據(jù)提供硬件、軟件、客戶服務(wù)、后臺支持等智能解決方案。作為國家高新技術(shù)企業(yè)、天津市博士后創(chuàng)新實踐基地天津市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，天津市技術(shù)領(lǐng)先型企業(yè)，精諾數(shù)據(jù)希望為中國從制造大國邁向制造強(qiáng)國貢獻(xiàn)自己的力量。
精諾數(shù)據(jù)基于百度飛槳，研發(fā)了一套鑄造熔煉生產(chǎn)智能解決方案。這套解決方案研發(fā)之初，精諾請教了100多位老師傅，并用數(shù)據(jù)把老師傅們30年的配料經(jīng)驗，做成了3秒就能給出最優(yōu)配比的模型，讓鑄造熔煉變成一門容易掌握的技術(shù)，讓小師傅可以撐起鑄造熔煉的一片天。
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熔煉過程的配料是一個非常復(fù)雜的過程，需要把工廠現(xiàn)有的生鐵、廢鋼、回爐料以及各種合金料，按照不同的工藝要求進(jìn)行配比和熔煉。由于工藝要求范圍窄，每一次配料都對配比要求較高。
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預(yù)配料階段大都憑借老師傅的經(jīng)驗，難以保證成本最低化和質(zhì)量最優(yōu)化，比如說熔煉過程中加一些“廢料”可以降低生產(chǎn)成本，但是由于難以計算，熔煉師傅都不愿意用。
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在預(yù)配料準(zhǔn)備過程中，基于百度飛槳的熔煉預(yù)配模塊會根據(jù)材料庫存、原材料價格、金屬成分快速計算出最佳預(yù)配方案，保證了成本最低化和質(zhì)量最優(yōu)化。經(jīng)過核算，使用前和使用后差不多可以有平均15%的原料節(jié)省，最大降幅達(dá)27%之多。
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并且在配料過程中，熔煉精配模塊會利用百度飛槳提供的AI模型，聯(lián)動光譜檢測結(jié)果，精確計算不同工業(yè)要求下的最優(yōu)調(diào)整方案，精準(zhǔn)控制合金材料添加量，有效提高了熔煉成品質(zhì)量及穩(wěn)定性。以往，普通師傅精配步驟一般用時10分鐘左右，而如今只需要幾秒鐘，這中間節(jié)約的時間能夠讓工廠的生產(chǎn)效率提升15%左右。原來1個老師傅可以看2個爐，現(xiàn)在可以看4個爐，節(jié)約了人力的同時也精簡了操作流程。
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對于元素值控制方面，傳統(tǒng)的方法是為了方便計算，工廠主要考慮幾種對工藝要求影響大的元素，比如碳、硅、錳和重點合金元素。而其他元素數(shù)值和價格基本被忽略，這就導(dǎo)致一次配不準(zhǔn)、需要多次配，甚至廢爐的情況容易發(fā)生。所以在算法方面，飛槳則會通過計算一次性完成，不再需要逐個對比，不僅提高了性價比，還讓產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證。
可以說，有了這套方案，剛剛?cè)胄械男“滓材軇偃卫蠋煾祩兊墓ぷ?#xff0c;再也不用大半夜給師傅打電話尋求幫助了，而且坐在控制室就能操控加料配料工作，熔煉行業(yè)的門檻大大降低。相比原來，鑄造廠也能招募到年輕人的加入，人才稀缺狀況得到了有效改善。
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此外，熔煉過程的自動化還能節(jié)省大量能源。對于大多數(shù)鑄造廠來說，電費是不可忽視的一筆大開銷，因此不少工廠會選擇在晚上開工，因為晚上電費便宜。而熔煉過程，人工計算材料配比時，爐子在1500度的高溫下需要不少電費，這個過程由AI來承擔(dān)后能節(jié)省時間，能節(jié)省大量能源，在提升工廠效率節(jié)省工廠支出的同時，還能為保衛(wèi)藍(lán)天做出貢獻(xiàn)。
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不僅如此，工廠管理者還可以通過設(shè)置推送方式，通過手機(jī)APP、短信、微信小程序等方式，隨時隨地掌握生產(chǎn)信息，讓工廠數(shù)據(jù)更透明，告別數(shù)據(jù)黑匣子。
而最好的證明就是，以某中型廠為例，每個月用料成本約為200萬元人民幣，平均每天生產(chǎn)鑄件20噸。在使用百度飛槳與精諾共同打造的智能熔煉系統(tǒng)的一個月時間內(nèi)，該廠原料成本節(jié)約10%左右（即20萬元人民幣），配料計算時間節(jié)省90%，電費節(jié)約2萬余元人民幣。與此同時，能夠幫助工廠進(jìn)行生產(chǎn)過程的規(guī)范化和透明化管理，并且留存了大量一手的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為工廠經(jīng)營、管理優(yōu)化奠定了堅實基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)都是該套解決方案真正實現(xiàn)降本增效的最好證明。
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02
百度飛槳助力各行各業(yè)，工業(yè)賦能只是起點
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精諾智能熔煉系統(tǒng)的成功落地，離不開百度飛槳的底層技術(shù)支持。據(jù)精諾數(shù)據(jù)介紹，他們一開始在設(shè)計這套智能熔煉解決方案時，用的是其他的AI平臺來訓(xùn)練模型，調(diào)整了5-6個月，也沒有達(dá)到令人滿意的效果。后來，他們看到飛槳在工業(yè)應(yīng)用的案例，轉(zhuǎn)向飛槳，在2-3個月的時間完成了模型訓(xùn)練。
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在此期間，精諾對上百家鑄造企業(yè)進(jìn)行實地調(diào)研、對企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和一線員工共計500余人次進(jìn)行訪談，經(jīng)過30余次原型探討和方案修改，并且技術(shù)團(tuán)隊經(jīng)過100多個日夜的密集研發(fā)，最終成功研制成了精諾智能熔煉系統(tǒng)。
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在前期研發(fā)的過程當(dāng)中，精諾遇到的最大問題是，經(jīng)常會遇到在生產(chǎn)中需要加入不低于或不高于某個比例的特定原料，從而模型無法計算出最優(yōu)方案的問題。由于原料和比例的不確定性較大，這一問題同時也對模型的穩(wěn)定性產(chǎn)生了一定挑戰(zhàn)。團(tuán)隊為此投入了5名研發(fā)和產(chǎn)品人員（3名研發(fā)人員和2名產(chǎn)品人員），通過對5000行代碼的反復(fù)測試，歷時1個月的時間最終成功解決了這一模型研發(fā)過程中情況不確定性最大、邏輯最復(fù)雜的技術(shù)問題。
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在系統(tǒng)研發(fā)成功后，如何讓工廠接受這一新興技術(shù)也是一大難題。熔煉屬于很傳統(tǒng)的制造業(yè)，通常難以接受新技術(shù)，精諾科技的一位90后員工在2個月拜訪了100多家企業(yè)，去到工廠里演示新技術(shù)的應(yīng)用。一開始，企業(yè)和熔煉師傅們都有些質(zhì)疑，在看到現(xiàn)場實驗的結(jié)果后，才開始相信AI技術(shù)能讓熔煉這樣的傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)降本增效。
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目前，精諾的智能熔煉系統(tǒng)已經(jīng)在大、中、小型的鑄造廠中落地，比如，邢臺德龍機(jī)械軋輥有限公司，邯鄲慧橋復(fù)合材料科技有限公司，滄州浩泰管道裝備制造有限公司等，在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)為企業(yè)帶來智能化變革。
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作為開源開放、功能完備的產(chǎn)業(yè)級深度學(xué)習(xí)平臺，百度飛槳已經(jīng)成為全面推動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)智能化升級的重要基石。正如飛槳在第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會入選“世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果”那樣，其技術(shù)領(lǐng)先、功能完備、生態(tài)豐富等特點向世界展示著中國科技的力量。與此同時，借助百度飛槳與百度智能云的“云+AI”領(lǐng)先技術(shù)實力，正助力中國工業(yè)智能化升級。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的百度飞桨携手精诺数据打造智慧熔炼，AI让年轻人一秒变身“老师傅”的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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