未來(lái)的“智能自動(dòng)化工廠”究竟什么樣?

　　設(shè)備自動(dòng)化、生產(chǎn)透明化、物流智能化、管理移動(dòng)化、決策數(shù)字化……在其頂層設(shè)計(jì)層面，通過(guò)產(chǎn)品的平臺(tái)化標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的精益自動(dòng)化(LCIM)，加上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化系統(tǒng)及IT系統(tǒng)的深度融合;在技術(shù)層面，智能自動(dòng)化布局通過(guò)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)用，智能識(shí)別、工業(yè)AI等關(guān)鍵技術(shù)的突破，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化和柔性化、智能化。

　　智能自動(dòng)化工廠按照“自動(dòng)化+數(shù)字化”框架進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)字孿生等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)感知、智能控制和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，工廠整體運(yùn)營(yíng)將更加柔性、可靠和高效。在智能工廠中，傳統(tǒng)品質(zhì)檢驗(yàn)的崗位都替換成了AI智能檢驗(yàn)，“去人工化”實(shí)現(xiàn)了質(zhì)檢流程全部自動(dòng)化;整個(gè)生產(chǎn)物流幾乎無(wú)人參與，各類(lèi)AGV移動(dòng)機(jī)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(dòng)運(yùn)行。

　　在5G、AI、機(jī)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(jí)，上述種種智能自動(dòng)化工廠的場(chǎng)景將逐漸落地變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)——2020年12月23日，美的集團(tuán)美云智數(shù)“AI質(zhì)檢&智能物流自動(dòng)化集成產(chǎn)品”正式亮相!

AI之眼

　　相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó)每天有超過(guò)350萬(wàn)工人在生產(chǎn)線上進(jìn)行產(chǎn)品外觀檢查，僅3C行業(yè)就有150萬(wàn)以上。這些檢測(cè)工人每天有8-10個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間，一旦超時(shí)，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(zhǔn)確性低，檢測(cè)速度慢，穩(wěn)定性差，容易影響整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率;另一方面是人工檢測(cè)的延時(shí)性，難以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

　　質(zhì)檢是內(nèi)控的剛需，可即使企業(yè)愿意高薪聘請(qǐng)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(zhǎng)時(shí)間靠肉眼檢測(cè)工業(yè)產(chǎn)品好壞，會(huì)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(wèn)題。如何合理應(yīng)用高新技術(shù)，通過(guò)創(chuàng)新產(chǎn)生更大的價(jià)值，成為整個(gè)行業(yè)思考的議題。

　　相對(duì)于人工質(zhì)檢來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)能夠更加精準(zhǔn)地把關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還可以24小時(shí)不間斷工作，甚至可以在各種不適合人類(lèi)工作的惡劣生產(chǎn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)高速在線檢測(cè)，且檢測(cè)的準(zhǔn)確度隨著模型訓(xùn)練不斷提升。因此，隨著企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)量的擴(kuò)大，采用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)替代人工來(lái)完成質(zhì)量檢測(cè)工作，已具備極大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

　　基于此現(xiàn)狀，以新一代人工智能、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為主導(dǎo)的工業(yè)質(zhì)檢設(shè)備登上舞臺(tái)，AI應(yīng)用潛力正在被加速釋放。據(jù)IDC《中國(guó)AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢解決方案市場(chǎng)分析》報(bào)告顯示，2019年工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)份額達(dá)1.07億美元。報(bào)告指出，機(jī)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(chē)間預(yù)測(cè)性防護(hù)、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(méi)有完全滲透到細(xì)分場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)的視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景影響較大，檢測(cè)環(huán)境與需求不同(例如需要進(jìn)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(gè)項(xiàng)目都需要定制方案(包括相機(jī)、光源、算法)，還要進(jìn)行大量的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證其可行性。

　　針對(duì)這些AI應(yīng)用中的“產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)”，美的集團(tuán)充分把握工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的客戶(hù)需求，基于美的AI云平臺(tái)，美云智數(shù)研發(fā)解決行業(yè)核心問(wèn)題的AI質(zhì)檢產(chǎn)品，以先進(jìn)的AI工業(yè)視覺(jué)技術(shù)賦能工業(yè)領(lǐng)域，為生產(chǎn)線裝上“智慧眼”自動(dòng)“揪”出產(chǎn)品缺陷。

　　美的集團(tuán)全力構(gòu)建基于AI技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、模型訓(xùn)練、算法部署于一體的AI云平臺(tái)。除了具備工件標(biāo)定、圖像定位及校準(zhǔn)等功能外，通過(guò)部署優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型和預(yù)測(cè)模型，來(lái)縮短開(kāi)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(tuán)AI云平臺(tái)的能力，采用一體化硬件平臺(tái)、一體化客戶(hù)端平臺(tái)、一體化云平臺(tái)構(gòu)建“軟+硬”解決方案，形成整體合并，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)施及可持續(xù)應(yīng)用。

　　美的AI云平臺(tái)將AI與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，將所有視覺(jué)檢測(cè)終端設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云端，在云端實(shí)現(xiàn)圖像大數(shù)據(jù)的收集，并將這些數(shù)據(jù)在深度學(xué)習(xí)框架中予以訓(xùn)練，從而獲得通用化特征參數(shù)與模型，實(shí)現(xiàn)敏捷、高性能的通用化缺陷檢測(cè)能力，并具備圖像分類(lèi)、物體檢測(cè)、OCR識(shí)別、人臉識(shí)別、聲音分類(lèi)、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的能力。

　　美的AI質(zhì)檢產(chǎn)品在其集團(tuán)內(nèi)部應(yīng)用成效顯著，解決了柔性線易錯(cuò)頻發(fā)且?眼易疲勞、?機(jī)多?多?檢測(cè)信息難?致等很多問(wèn)題，通過(guò)外觀AI視覺(jué)檢測(cè)降低了物料?錯(cuò)頻率，有效避免了后續(xù)影響。

　　在美的集團(tuán)生產(chǎn)工廠中，套外箱環(huán)節(jié)為總裝末端，以前?檢測(cè)?序，柔性線現(xiàn)場(chǎng)?產(chǎn)轉(zhuǎn)型快，紙箱?錯(cuò)識(shí)別難度?，使用AI視覺(jué)檢測(cè)后，可?動(dòng)核對(duì)紙箱logo，杜絕了套錯(cuò)箱?庫(kù);在紙箱噴墨環(huán)節(jié)，分為內(nèi)機(jī)和外機(jī)噴墨檢測(cè)，AI質(zhì)檢技術(shù)利用自研圖像識(shí)別算法對(duì)噴墨的外觀進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)判定是否合格，單臺(tái)報(bào)警停線，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳系統(tǒng)，避免人工抽檢覆蓋率不全，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的全面把控;在軸承座環(huán)節(jié)，通過(guò)采?視覺(jué)AI技術(shù)，識(shí)別軸承座的漏裝、反裝、裝歪等不良類(lèi)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(tái)能力以及工業(yè)AI質(zhì)檢細(xì)分領(lǐng)域，有效地銜接業(yè)務(wù)與AI，通過(guò)平臺(tái)豐富的能力，支撐更多“碎片化”AI應(yīng)用。

移動(dòng)機(jī)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(hù)的重要環(huán)節(jié)，是構(gòu)建未來(lái)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(jì)，2012年開(kāi)始，中國(guó)16歲至59歲的勞動(dòng)力總數(shù)逐年降低，2018年跌破9億。在勞動(dòng)力數(shù)量下降的同時(shí)，勞動(dòng)力成本則以每年約11%的速度增長(zhǎng)，而與之相對(duì)應(yīng)的是，工業(yè)機(jī)器人的造價(jià)正以每年10%的速度縮減。越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到，唯有注重技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，才能維持長(zhǎng)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(guò)去，最新行業(yè)數(shù)據(jù)出爐：1-11月全國(guó)快遞服務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)量累計(jì)完成741億件，同比增長(zhǎng)30.5%。各大物流快遞企業(yè)迎來(lái)業(yè)務(wù)“井噴期”，物流爆倉(cāng)，屢見(jiàn)不鮮，而且未來(lái)市場(chǎng)一片紅?！袊?guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)市場(chǎng)規(guī)模正以年均23%的速度增長(zhǎng)。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(shuí)能問(wèn)鼎?天下武功，唯快不破!面對(duì)消費(fèi)者，物流快遞企業(yè)即將迎來(lái)一場(chǎng)“速度戰(zhàn)”。為保障出庫(kù)速度，就需要一定的運(yùn)力支持，智能物流輸送車(chē)便成為應(yīng)對(duì)爆倉(cāng)壓力的一款新型武器。

　　不僅如此，AGV還是光伏、汽車(chē)、煙草、3C電子、食品飲料等行業(yè)重要的“搬運(yùn)工”?！?019-2020中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人(AGV)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》顯示，2019年AGV市場(chǎng)規(guī)模達(dá)61.75億元，較之于2018年增長(zhǎng)幅度為45.2%。2019年銷(xiāo)量33400臺(tái)，同比2018年增長(zhǎng)12.8%。

　　智能物流車(chē)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)物流的各個(gè)領(lǐng)域，代替人工作業(yè)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。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(cuò)誤、不及時(shí)等問(wèn)題，在有限的時(shí)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(dǎo)致信息孤島式自動(dòng)化物流產(chǎn)生;復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，與滯后的通訊之間的矛盾越來(lái)越突出。而隨著“高速率、低時(shí)延、高可靠、大聯(lián)接”的5G技術(shù)的誕生，這些問(wèn)題迎刃而解。

　　5G為萬(wàn)物互聯(lián)按下了快進(jìn)鍵，有行業(yè)專(zhuān)家曾比喻：如果4G建設(shè)是“修路”，那么5G其實(shí)是在“造城”。5G為機(jī)器人遠(yuǎn)程協(xié)作創(chuàng)造了條件，移動(dòng)機(jī)器人自然能以此為加速度，憑借5G高效傳輸能力，提升多臺(tái)機(jī)器人間的協(xié)作能力，構(gòu)建柔性化場(chǎng)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(jì)算及大數(shù)據(jù)融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，讓移動(dòng)機(jī)器人不只是貨物搬運(yùn)的工具，而是成為一種智能決策、精確識(shí)別、自動(dòng)執(zhí)行、實(shí)時(shí)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(duì)復(fù)雜的使用場(chǎng)景，滿(mǎn)足人機(jī)協(xié)作及高度柔性化制造需求，成為移動(dòng)機(jī)器人下一代技術(shù)發(fā)展的核心。

　　美的集團(tuán)美云智數(shù)在移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用與智能制造相結(jié)合的探索實(shí)踐過(guò)程中，提出了“5G賦能智能物流”的整體解決方案。美云移動(dòng)機(jī)器人集成5G通訊+激光Slam導(dǎo)航技術(shù)，通過(guò)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。客戶(hù)無(wú)需場(chǎng)景改造，美云移動(dòng)機(jī)器人能夠自動(dòng)生成環(huán)境地圖，快速實(shí)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(hù)現(xiàn)場(chǎng)一周之內(nèi)完成部署，從而能快速切換應(yīng)用場(chǎng)景與調(diào)整生產(chǎn)線。

　　傳統(tǒng)AGV局限于WIFI通訊的限制，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)高密度多維度導(dǎo)航，通常導(dǎo)航精度>5mm，重復(fù)精度更難以保證。美云智行重負(fù)載智能物流叉車(chē)基于美的集團(tuán)自動(dòng)化應(yīng)用與智能制造實(shí)踐，憑借5G通訊網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)搭載高精度激光雷達(dá)、深度視覺(jué)系統(tǒng)等智能傳感器，對(duì)自身位置及周邊環(huán)境進(jìn)行高密度連續(xù)3D識(shí)別，既保證人、車(chē)、物的安全，同時(shí)更可以讓叉車(chē)重復(fù)精度達(dá)到毫米級(jí)，實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行中，結(jié)合輔助導(dǎo)向可實(shí)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(jī)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(guò)對(duì)物流設(shè)備智能化、端到端無(wú)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(yùn)營(yíng)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(fù)載智能物流叉車(chē))、美云潛行系列(重負(fù)載背負(fù)式智能物流車(chē))、美云慧行系列(輕載高舉升智能物流車(chē))等產(chǎn)品：

美云智行系列(中負(fù)載智能物流叉車(chē))

　　適用于大尺寸負(fù)載貨物的提升搬運(yùn)，主體結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體使用場(chǎng)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(dá)2T。創(chuàng)新豎式車(chē)體結(jié)構(gòu)布局，結(jié)合獨(dú)有的S形彎道導(dǎo)航路線技術(shù)，適合復(fù)雜超窄通道的重載貨物搬運(yùn)及高精度毫米級(jí)定位。如常見(jiàn)的貨物托盤(pán)、定制料筒料灌等載具，多用于倉(cāng)庫(kù)，設(shè)備上下料等。

美云慧行系列(輕載高舉升智能物流車(chē))

　　適用于各種箱體式、物料箱等載具的搬運(yùn)及舉升、出入庫(kù)、設(shè)備對(duì)接上下料等，主體結(jié)構(gòu)能根據(jù)具體使用場(chǎng)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(fù)載背負(fù)式智能物流車(chē))

　　基于5G+激光SLAM+視覺(jué)融合導(dǎo)航的1T級(jí)背負(fù)式智能物流車(chē)，該系列產(chǎn)品在尺寸背負(fù)比(運(yùn)載貨物長(zhǎng)度與車(chē)體尺寸比)及重載背負(fù)比(運(yùn)載貨物重量與車(chē)體尺寸比)都達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平，可實(shí)現(xiàn)跨樓層、電梯自動(dòng)交互，智能切換地圖，實(shí)現(xiàn)全工廠作業(yè)范圍內(nèi)全域暢行，滿(mǎn)足客戶(hù)柔性制造需求。同時(shí)，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(jī)臺(tái)間的搬運(yùn)及設(shè)備對(duì)接。主體結(jié)構(gòu)還可根據(jù)具體的使用場(chǎng)景定制化配置，如車(chē)體的長(zhǎng)寬高，以及頂升高度設(shè)計(jì)，車(chē)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(jìn)過(guò)程，在現(xiàn)在智慧化的時(shí)代，5G等高新技術(shù)正在創(chuàng)造許許多多以前無(wú)法想象的“黑科技”：一直被大眾所倡導(dǎo)和期待的自動(dòng)駕駛，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)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(huà)質(zhì);VR技術(shù)可以讓人做到身臨其境;MR無(wú)縫融合虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，可以遠(yuǎn)隔千里通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為病人做手術(shù)……在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的信息化時(shí)代，將會(huì)有越來(lái)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(lái)源：中國(guó)工業(yè)和信息化)

（轉(zhuǎn)載）