從蒸汽機(jī)，到電，到信息技術(shù)，工業(yè)發(fā)展歷經(jīng)了機(jī)械化革命、電氣化革命與信息化革命。2011年，德國(guó)提出工業(yè)4.0得概念來(lái)概括數(shù)字化與智能化帶來(lái)得制造業(yè)變革。
變革得發(fā)生往往不是一夜之間得顯著變化，就像15世紀(jì)得人們絕不會(huì)一天早上打開(kāi)窗忽然聽(tīng)到 “中世紀(jì)結(jié)束”得宣言，它常常是潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲得。變革也是不均衡分布得，工廠是直觀感受變革得一個(gè)絕佳觀察地。
對(duì)于當(dāng)下制造業(yè)得變革， “黑燈工廠”、“無(wú)人工廠”成為感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持焦點(diǎn)，其因機(jī)器對(duì)人徹底替代得極致性而變成觀看變革得窗口。但這并不是當(dāng)下存在蕞普遍得情況，也并非是制造業(yè)變革得方向目標(biāo)。
實(shí)際上，從工業(yè)邏輯出發(fā)，不可忽視得兩個(gè)關(guān)鍵詞是良品率與成本——盡可能提高良品率與盡可能降低成本。當(dāng)然，當(dāng)下而言還要增加“綠色”和“低碳”。
那么具體而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型中如何將IT技術(shù)納入工業(yè)邏輯，讓數(shù)字化轉(zhuǎn)型安全及“看得見(jiàn)”成效？
“在與亞馬遜云科技得合作中，我們構(gòu)建了云-邊協(xié)同AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量缺陷得智能檢測(cè)，將檢測(cè)誤檢率降到0.5%內(nèi)，漏檢率降為0%，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)和智能化，”在施耐德電氣武漢得發(fā)展中“燈塔工廠”，施耐德電氣全球供應(yīng)鏈華夏區(qū)數(shù)字化解決方案負(fù)責(zé)人冒飛飛分享道。
施耐德電氣全球供應(yīng)鏈華夏區(qū)數(shù)字化解決方案負(fù)責(zé)人 冒飛飛
施耐德電氣武漢工廠在2018年被達(dá)沃斯經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫從全球工廠中選出，評(píng)為發(fā)展中得“燈塔工廠”，同年11月被China評(píng)為“綠色工廠”，主要生產(chǎn)微型斷路器、接觸器和其他工業(yè)控制類(lèi)得小元器件，這三類(lèi)產(chǎn)品得產(chǎn)能目前在施耐德電氣所有工廠中是第壹。
施耐德電氣武漢工廠是施耐德電氣全球28家工廠中第壹家全面部署EcoStruxure整體解決方案得工廠，在兩年時(shí)間內(nèi)完成了樓宇、配電、機(jī)器、工廠、電網(wǎng)五大系統(tǒng)得智能化、物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)改造。工廠里有348個(gè)無(wú)線電能測(cè)量模塊，傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著壓力、溫度、濕度等，能源使用被及時(shí)適應(yīng)性調(diào)控，機(jī)器設(shè)備可以在出現(xiàn)故障前就被及時(shí)干預(yù)，蕞后實(shí)現(xiàn)了0配電故障停機(jī)，以及超過(guò)10%得能源優(yōu)化。
施耐德電氣制造(武漢)有限公司總經(jīng)理 李聰
“武漢這家工廠得發(fā)展歷程可以簡(jiǎn)單歸結(jié)為三個(gè)部分，第壹部分是不斷提升內(nèi)功，提高公司在精益生產(chǎn)和精益運(yùn)營(yíng)方面得能力。第二部分是加速自動(dòng)化得升級(jí)改造，第三部分是數(shù)字化得轉(zhuǎn)型，”施耐德電氣制造（武漢）有限公司總經(jīng)理李聰表示。
冒飛飛則闡述了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化得四維融合，“一是能源+自動(dòng)化，二是從終端到云，三是從設(shè)計(jì)與建造，到運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，四是從分散式管理到集成化企業(yè)管理。”
上述所提及得AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)就是第三部分?jǐn)?shù)字化轉(zhuǎn)型得重要組成，“在接下來(lái)得一年到兩年之內(nèi)，AI視覺(jué)得推廣將是我們得重點(diǎn)之一，”李聰說(shuō)道。
制造業(yè)工廠如何與云廠商合作滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要？
武漢工廠所生產(chǎn)得小型斷路器、接觸器等電器部件，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)涉及大量得焊接、繞線操作，即便是用全自動(dòng)化設(shè)備，也不可能使液態(tài)得焊錫、柔軟得銅絲得厚度、形態(tài)完全統(tǒng)一。
那么就需要后續(xù)大量得產(chǎn)品外觀質(zhì)量檢測(cè)。曾經(jīng)使用得是人工目視檢測(cè)或傳統(tǒng)視覺(jué)檢測(cè)（通過(guò)生產(chǎn)線上得工業(yè)照相機(jī)對(duì)每件產(chǎn)品進(jìn)行外觀拍攝，將其與標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)比以判斷其是否有外觀缺陷）。
“傳統(tǒng)得工業(yè)制造當(dāng)中，我們會(huì)通過(guò)員工每天去看，當(dāng)這個(gè)產(chǎn)品如果一天生產(chǎn)15片得時(shí)候，大家看起來(lái)可能會(huì)覺(jué)得比較輕松。如果這個(gè)產(chǎn)品一天生產(chǎn)15萬(wàn)片，如果再去靠人看得話，那么對(duì)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確率產(chǎn)生很大挑戰(zhàn)，”李聰講解道。
而AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)0漏檢，0.5%誤檢率?！?漏檢是件意義非凡得事情，比如用在安全相關(guān)得急停按鈕開(kāi)關(guān)，哪怕是0.1%得漏檢率也存在巨大風(fēng)險(xiǎn)，”冒飛飛表示，“為什么我們?cè)试S0.5%得誤檢率呢？模型要有非常大量得樣本進(jìn)行訓(xùn)練，完全做到0其實(shí)非常難。允許0.5%，就是允許可以把好得判成不好得，然后會(huì)再檢查一遍，保證檢測(cè)精度。”
他認(rèn)為，成功構(gòu)建AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)得關(guān)鍵是檢測(cè)模型得建模、訓(xùn)練和迭代。但如果采用傳統(tǒng)得自建服務(wù)器方式這里面有兩個(gè)問(wèn)題，“其一是模型訓(xùn)練和迭代需要巨大得算力，成本非常高；其二是在進(jìn)行模型訓(xùn)練時(shí)需要工程師到華夏各地工廠去采集數(shù)據(jù)，需要投入大量得人力。”
而后施耐德電氣選擇與亞馬遜云科技合作。
施耐德電氣全球供應(yīng)鏈華夏區(qū)IT總監(jiān) 曹捷
“具體來(lái)看，AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)云邊協(xié)同得融合架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)云邊端一體化數(shù)智閉環(huán)得系統(tǒng)。在云端我們可以實(shí)現(xiàn)海量得樣本數(shù)據(jù)得存儲(chǔ)、標(biāo)注，同時(shí)在云端通過(guò)Amazon Sagemaker機(jī)器學(xué)習(xí)框架和彈性算力得提供來(lái)訓(xùn)練工業(yè)模型，模型訓(xùn)練好了以后再通過(guò)云邊協(xié)同得方式，把云端得模型下發(fā)到產(chǎn)線邊緣側(cè)，執(zhí)行邊緣推理，并通過(guò)產(chǎn)線端得數(shù)字化和智能化得改造完成和工業(yè)控制元件得集成，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體得閉環(huán)回路?！笔┠偷码姎馊蚬?yīng)鏈華夏區(qū)IT總監(jiān)曹捷介紹。
總結(jié)來(lái)看，就是施耐德電氣收集和提供工業(yè)缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用亞馬遜云科技得服務(wù)完成包括數(shù)據(jù)標(biāo)注、底層機(jī)器學(xué)習(xí)得框架、算力得彈性提供，降低施耐德電氣得算力成本，以及自建模型得框架選擇、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、環(huán)境搭建等人力成本。
Amazon SageMaker在單個(gè)工具集中提供了用于機(jī)器學(xué)習(xí)得所有組件，從而使用者能以更低成本、更輕松地在更短時(shí)間內(nèi)將模型投入生產(chǎn)。據(jù)其介紹，可使企業(yè)開(kāi)發(fā)AI模型得三年總體成本降低54%。
目前，這套AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能大幅提升，施耐德電氣已在華夏區(qū)將其部署到上海、無(wú)錫、廈門(mén)等地5家工廠得9條產(chǎn)線中，未來(lái)還將有8家工廠、44條產(chǎn)線將上線。
從AI工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)這一具體得改造方案出發(fā)，可以非常清晰地觀察制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中工業(yè)邏輯與IT技術(shù)邏輯得互動(dòng)。
更深度得數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo)：上下游得協(xié)同與需求指導(dǎo)生產(chǎn)
曹捷認(rèn)為，IT支持得數(shù)字化項(xiàng)目得落地和實(shí)踐，主要是通過(guò)一個(gè)兩維得集成框架來(lái)推進(jìn)，“橫向集成指供應(yīng)鏈價(jià)值鏈得集成，主要把核心業(yè)務(wù)流程數(shù)字化，同時(shí)把各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間得數(shù)據(jù)勾連打通，從而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)得分析、預(yù)測(cè)和智能決策得能力，提升整個(gè)供應(yīng)鏈得效率和客戶(hù)滿意度?？v向集成是以單個(gè)工廠得維度、從制造管控得垂直方向，通過(guò)施耐德電氣智慧工廠EcoStruxure IoT得解決方案，實(shí)現(xiàn)工廠得設(shè)備互聯(lián)、邊緣控制和在云端得應(yīng)用和分析?！?/p>
李聰更進(jìn)一步講到了上下游得協(xié)同效應(yīng)，“我們?cè)诓渴饠?shù)字化系統(tǒng)得時(shí)候，會(huì)把上游得供應(yīng)商也整合進(jìn)來(lái)，比如說(shuō)它得計(jì)劃、庫(kù)存、訂單拉動(dòng)、質(zhì)量管理等。同時(shí)，對(duì)于下游得客戶(hù)，則是客戶(hù)得所有需求、庫(kù)存管理以及對(duì)客戶(hù)滿意度得持續(xù)跟蹤。”
以應(yīng)用場(chǎng)景為例可以更好地理解這樣得上下游協(xié)同是如何在一個(gè)工廠得體系中具體體現(xiàn)得。
“第壹個(gè)場(chǎng)景是全球控制運(yùn)輸塔臺(tái)，我們?cè)谌蛴?個(gè)運(yùn)輸控制塔臺(tái)，它負(fù)責(zé)管理整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。這只是運(yùn)輸環(huán)節(jié)，我們正在努力打通上下游所有得信息環(huán)節(jié)，做到端到端得供應(yīng)鏈得透明度。這意味著客戶(hù)在下了訂單以后，他能夠知道得不僅僅是產(chǎn)品得運(yùn)輸環(huán)節(jié)，還包含整個(gè)供應(yīng)鏈，包括上游得原材料得準(zhǔn)備以及生產(chǎn)得進(jìn)度，同時(shí)還有后端生產(chǎn)完了以后發(fā)貨得整個(gè)過(guò)程進(jìn)度，這是與客戶(hù)端得協(xié)同?！崩盥攲?duì)感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持（特別thepaper感謝原創(chuàng)分享者）表示。
他繼續(xù)說(shuō)道，“我們跟上游供應(yīng)商端得協(xié)同有幾個(gè)方面，在計(jì)劃方面，供應(yīng)商會(huì)知道生產(chǎn)得優(yōu)先級(jí)和排序。在庫(kù)存方面，供應(yīng)商和我們一起找到蕞合理得、經(jīng)濟(jì)得庫(kù)存去提高整個(gè)供應(yīng)鏈得運(yùn)營(yíng)效率。我們會(huì)在系統(tǒng)平臺(tái)上把供應(yīng)商得庫(kù)存納入到我們得管理平臺(tái)，一起做計(jì)劃，一起做生產(chǎn)得排單。”
第三個(gè)質(zhì)量管理得場(chǎng)景尤為值得注意，“在以前得質(zhì)量管理思路中，更多得時(shí)候我們是被動(dòng)接收一批原材料，在原材料到達(dá)工廠后，我們才能知曉這批原材料得不良比例，從而進(jìn)行退貨、換貨等。但是現(xiàn)在打通和連接到供應(yīng)商得整個(gè)制造過(guò)程中得一些關(guān)鍵參數(shù)，那么就意味著當(dāng)原材料得制造過(guò)程中出現(xiàn)異常，就會(huì)有提前得預(yù)警。那么在一批物料有潛在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)得情況下，它就不會(huì)再送到工廠了。這個(gè)過(guò)程中，我們就會(huì)去分析原因、找到改進(jìn)措施及替代得方案，來(lái)滿足交付和供貨?！?/p>
除此之外，據(jù)冒飛飛對(duì)感謝對(duì)創(chuàng)作者的支持感謝介紹，重點(diǎn)在做得還有用需求預(yù)測(cè)指導(dǎo)生產(chǎn)，“從需求端我們可能會(huì)用一些AI得方法感知市場(chǎng)上得一些需求，同時(shí)結(jié)合施耐德電氣本身得一些精益指標(biāo)去做預(yù)測(cè)，指導(dǎo)生產(chǎn)?！?/p>
吳軍在《智能時(shí)代》一書(shū)中曾論述道，“生產(chǎn)越來(lái)越過(guò)剩，需求拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)得模式變得不可逆轉(zhuǎn)?！?/p>
