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#商汤AI大装置落地汽车质检,演绎“质、敏、柔”工业三步曲#
随着人工智能等新一代技术的逐步成熟,第四次工业革命的浪潮席卷全球,智能制造也已成为我国的重要方略。而汽车工业作为工业的关键领域之一,其智能化转型也得到产业链上下游的重点关注。
近期,在汽车行业的“灯塔工厂”和“智能制造示范工厂”——福田康明斯发动机生产工厂的总装车间里,响起了此起彼伏的快门声。一声声的“咔嚓”,如同汽车工业在新时代的脉搏,展现了人工智能技术与汽车工业相结合而碰撞出的强大生命力。支持这份生命力的,是基于商汤SenseCore AI大装置打造的光机电软算一体化的深泉工业质检推训平台(以下简称深泉平台)。依托这套平台,福田康明斯不仅实现了对发动机关键零部件的表面缺陷和装配缺陷的自动检测,大大提升了质检效率,更是提升了工人的能力,将工人从枯燥乏味的质检工作中解放了出来从事工艺等更高水平的工作,最终提升了企业整体的竞争力,迈出了向智能制造转型升级的关键一步。
福田康明斯的高级项目经理表示:“商汤科技的深泉平台与我司生产实践相结合,实现了多个场景下AI质检能力的快速上线,提升了质检效率,也帮助我们提高了智能制造的水平,为AI质检在汽车工业制造领域的敏捷创新和应用奠定了基础。”
在今天的汽车工厂里,机器人的应用已经随处可见。但是在质检这个环节,仍然对人工目检存在巨大需求及挑战。要解决好这个问题,需要演绎好“质、敏、柔”三步曲,让汽车生产动作和音乐旋律一样准确、轻快、灵活。
“质”,即要足够的精准。衡量精准度的指标一般有两个,漏检率和误检率。漏检率影响生产的良品率,而误检率影响生产的产能,只有漏检率和误检率都足够低,才意味着质检产品可以被实际应用。
“敏”,即落地全流程要足够的高效,让工厂各个部门高效落地AI智能化应用,充分利用产线上每一寸空间,并让工人手眼与智能化应用共同协作、完美配合,“人机协同”实现高效生产。
“柔”,即缺陷检测要具备足够的柔性,随着时代的发展,大规模生产的定义已经从单件大批次已经变为多件小批次。要求在有限的产线空间内,能够支持多种零件的生产。
可以说,深泉平台在“质”、“敏”、“柔”三个方面都表现出色,这也保证了深泉平台能在福田康明斯诸多工位形成真正的落地实践。
工业场景往往面临零部件种类多、型号多、缺陷种类多的“三多”难题。一是零部件种类多,据统计一辆汽车上的零部件多达上万种;二是零部件型号多,哪怕是同一种零部件,用到不同汽车上的型号往往千差万别;三是零部件缺陷多,不同的生产工艺就会产生不同的缺陷。要想针对每种缺陷检测的场景,均达到“质”的要求,就变得极为困难。
为了解决这个问题,深泉平台从多光学方案支持、多零部件形态支持、多重质检支持三个角度提供了解决方案。在多光学方案支持方面,平台里支持了十余种不同的图像处理方案,从明视场到暗视场,从同轴光到穹顶弥散光,都可以很好的完成图像的质量检测、数据预处理、数据增强等。工业成像特点是,整张图像素范围较大,但缺陷通常都较小。为了对这类缺陷进行检测,在深泉平台提供了高精度的图像分割能力,可以在上亿级像素分辨率的极端场景下,对仅有3-5个像素的缺陷实现精准检出,让缺陷位置一目了然。
在多零件形态支持方面,平台里支持凹型件、拱形件、多面体等多种零部形态。在复杂零部件拍摄时也会出现判断是否是缺陷标准不清晰的问题,标注出现错误的情况较难避免。针对这一情况,深泉平台提供了诸如Auto Denoise等技术,能够保证训练数据集件在有噪声的情况下也能收敛到最优点。
在多重质检支持方面,针对工业生产中的装配类缺陷、生产工艺类缺陷,提供了无监督、半监督、强监督完整的模型训练体系进行了支持。并在推理时综合使用,确保最低程度的漏检和最高质量的检出。
每一个AI质检的项目,都是一套系统化的工程,涉及光机电软算的多个系统,也会涉及原有质检流程的更新和重组,如何将智能化技术和产线完美融合提升产线效率,深泉平台提供了完善的解决方案,将工艺的迭代从“月”为单位改变为“周”为单位。真正践行“敏”。
深泉平台针对生产前-轻量化产线、生产中-软硬一体高效推理、生产后-工艺快速迭代提供了多方面解决方案:
轻量化产线,深泉平台提供了云化和轻量边缘侧两种推理产品形态,助力产线云化、轻量化、无线化。减少产线上繁杂的各种设备。让工人生产时有一个一目了然的生产视野。打造智慧“生产舱”,为更快的生产节拍奠定基础。也为产线未来换型等各种变化时夯实了基础。
软硬一体高效推理,结合公司自研AI芯片形成了软硬一体高效推理方案,确保了商汤的学术和工业实践成果可以最大化利用AI算力,实现最优的算法精度和速度。深泉平台还打通了工业相机、PLC、机械臂等生产线上的端设备,实现了多个设备的协同工作,从而保证AI质检能满足生产线上几百毫秒甚至几十毫秒的极限节拍。
工艺快速迭代,通过对工艺生产缺陷进行实时数据分析,将缺陷数量、类别、等级等信息以报表形式提供给企业生产管理者,使其对生产质量一目了然,实现以量化数据指导生产工艺改进,大大提高生产质量管理效率。
在福田康明斯的工位,随着缺陷的精准识别和缺陷汇总分析,让工厂更快的区分关键缺陷和一般缺陷。关键缺陷的工艺迭代依托数据,已经在按周为单位在进行工艺优化。真正演绎了深泉平台的效果之“敏”。
传统的汽车工业生产模式是“刚性”生产,即以实现单一产品的大批量生产为主。但随着生产理念和技术的发展,现在的工业企业开始转向“柔性”生产,强调要高质量的生产小批量的产品,这无论对生产制造还是对质量检测,都提出了更高的要求。
为了解决解决这个问题,深泉平台提供了工业模型训练组件、推理工作流调度组件、报表配置组件。工业模型训练组件可以充分利用商汤SenseCore AI大装置的能力,如同流水线工厂一般,实现不同场景的算法模型的底层抽象。深泉平台不仅集成了SenseCore AI大装置,更是在其之上打造了零代码的工业模型生产平台,使用“授人以渔”的方式,将AI模型生产的能力全面赋能给工业开发者。深泉平台中还集成了AutoML技术,与常规AutoML不同,该技术专门针对工业小数据集设计,以在工业质检这类细分场景中达到算力与精度的最佳平衡,以做到真正的不调一个参数。实践表明,在福田康明斯的多个工位上,通过超参自动搜索得到的AI模型,其漏杀率和误杀率都明显优于普通模型。
推理工作流调度组件可以在完成 AI模型自由定制后,对质检工艺进行灵活调整。质检工艺依赖于光机电软算各部分的紧密配合,要实现有效调整,就需要统筹考虑。深泉平台集成了业内主流厂商的工业相机,无论是百万像素还是千万像素,无论是面阵相机还是线阵相机,均能即插即用。同时,深泉平台还支持多款PLC主流协议,可以实现与几十款PLC的互联互通。当光机电设备充分连接之后,作为质检产线的中枢,深泉平台将通过低代码平台来灵活设计质检工艺,从而实现对流水线、机械臂等各类机械自动化设备的控制,确保多设备的高效协同工作。在这套低代码平台中,工业相机、PLC、机械臂等均被抽象为一个个的节点,用户只需要通过可视化配置的方式,即可对节点进行不同的排列组合,从而轻松实现质检工艺的再定义。通过几分钟的重新配置,就可以实现质检工艺的快速切换,确保了对“柔”的支撑。
在报表配置组件中,深泉平台提供了灵活的报表配置,采用横纵表的设计,确保了产线生产不同类型的设备,系统可以采用插件式装载,报表会自动显示生产零部件的质量情况,真正做到全方面的柔性生产。
以福田康明斯的质检场景为例,在轴瓦检测工位,一次需要完成对两片轴瓦表面的缺陷检测,由于轴瓦形状为拱形,因此每个轴瓦需要两个相机进行拍摄,一个工位则会包含4个工业相机。这4个工业相机的工作模式、拍照顺序、结果整合方式,都会影响给到PLC最终的质检结果,最终影响质检工艺。深泉平台将各种设备和AI模型均抽象为节点,用户可以自行定义节点的工作顺序和流程,从而实现对质检业务流程的自定义。当客户的场景从使用4个相机的轴瓦检测工位,变更为使用1个相机的飞轮壳涂胶工位时,用户只需要重新拖动节点,设计一个符合飞轮壳涂胶工位的质检业务流程,整个流程即可生效。
目前,基于商汤SenseCore AI大装置打造的光机电软算一体化的深泉平台,已经在福田康明斯的多个工位落地。让AI质检在百年汽车工业中找到了自己发光发热的空间。随着被评为“灯塔工厂”和“智能制造示范工厂”,福田康明斯也将持续推动发动机生产向智能制造的转型升级,而商汤科技也将持续通过强大的深泉平台,让智能化助力汽车工业的发展,让汽车工业的生产像华尔兹一样优美和轻快,助力汽车行业在工业4.0的浪潮中不断前行。

【礼本来是指祭祀鬼神之事,随着社会的发展,礼的范围越来越大,由祭祀含义扩大到各种规范,甚至包括治国平天下的典章制度——依然出现在我们生活中的周礼】  春节的脚步近了,在各式各样的活动中,隐藏着一定的礼仪。礼仪是什么?我们常说中国是礼仪之邦,中华文化是礼乐文明。那礼仪之邦的特征是什么?礼乐文明,有哪些优秀的成分?今天我们面对如此的文明,应该如何看待哪些东西可用、哪些东西不可用?如果要用,该怎么用?这些问题都需要思考。
  南京师范大学文学院教授、博士生导师王锷在做客齐鲁大讲坛时,以《周礼与现代社会》为专题,对上述问题作了解读。
“把俗加以规范就变成了礼”
  王锷教授从孔子教子“不学诗,无以言”“不学礼,无以立”的故事入手,引入了礼和周礼的问题。“汉代许慎的《说文解字》中说,‘礼,履也,所以事神致福也’。针对许慎的《说文解字》,清代的学者段玉裁有个注,说‘履,是足所依也。引申之,凡所依皆曰履。’换句话说,人在社会上生存,所要依赖的有关规则,这些都能叫‘礼’。”王锷分析,从本意来说,礼本来是指祭祀鬼神之事,随着社会的发展,礼的范围越来越大,由祭祀含义扩大到各种规范,甚至包括治国平天下的各种典章制度,都应该算到礼的范畴。
  王锷认为,礼是俗的规范化。“我们经常说礼俗,各地的风俗不一样,但当这个俗被大多数人所遵守、信从的时候就可能变成礼。礼的范围要比俗的范围大,当礼被某一个地方接受、大家都遵循,也可能会变成俗,礼俗之间是互动的。所以说礼是俗的规范化,把俗加以规范就变成了礼,且是现实生活的粉饰化。我用了粉饰这个词,粉饰是‘梳妆打扮’的意思。”
  在另一个层面上看,礼是人们行动的准则。“如果人离开了礼,那你做事就不知道该怎么做。礼还是治国理政的典章制度。我们回顾中国历史,从周代以来,所谓周公制礼作乐以来,一直到现在,任何一个朝代、任何一个时期,都会根据当时的实际情况制定各种各样的法规制度等一些条文。这些条文是干什么的?放大来说就是礼。”王锷说。
  王锷指出,礼有广义和狭义之分。从广义来说,礼不仅包括风俗信仰、礼仪制度、法律法规,还包括家规乡约。“这几年大家热谈一个话题,叫家风家训,家训也是属于礼的范畴。”
  从狭义来说,礼有两部分,包括礼物、礼仪。“拿礼物送人,要考虑这个礼物以什么样的形式送给对方,对方如何接受,这样一个过程就是礼仪。礼,简单来说包含礼物和礼仪两个部分,是人际交往的准则。”
  如果再细分,礼有很多要素,就是行礼包含很多要素,这些要素包含什么?包括礼法、礼容、礼器、辞令、礼义等要素。在中国谈到礼,必然会包含乐,乐是礼的重要组成部分,所以中华文明也是礼乐文明。
  而周礼是指哪些内容呢?王锷分析,周礼有五礼,叫吉、凶、宾、军、嘉礼。吉礼是指有关祭祀之礼,凡是与祭祀有关的礼仪都是吉礼;凶礼是与忧伤有关的礼仪,比如人去世了,要下葬,有葬礼;宾礼是周天子款待来朝会的四方诸侯以及诸侯派遣使臣向周天子问安的礼节仪式;军礼是协同天下各国之礼;嘉礼,是使万民相亲相爱之礼,具体来说包括饮食之礼、婚冠之礼、宾射之礼、飨燕之礼、贺庆之礼等。
与现代社会相关的饮食礼、冠礼
  我们现在能看到哪些周礼的影子?哪些和我们现代社会还密切相关?王锷教授接着分析了《三礼》与周礼的关系。周礼为什么如此受周人重视?周礼关乎国家民俗民风、国家盛衰。通过《坊记》的记载即可见一斑:“君子之道,辟则坊与?坊民之所不足者也。大为之坊,民犹逾之,故君子礼以坊德,刑以坊淫,命以坊欲。”
  这样的一些礼制,在哪些书中有体现?王锷说,要了解周代礼制,必然要读《周礼》《仪礼》《礼记》。
  《周礼》又叫《周官》,本来有6篇,可《冬官》丢掉了,现在能看到5篇。第五篇是《考工记》,里边记载了很多制作车子、制作弓箭等方面的一些资料。
  《仪礼》在汉代的时候据说有50多篇,而今看到的《仪礼》只有17篇,而且有两篇是分上下的,其实只有15篇。这部书中讲什么内容?大概讲就是男子、女子到一定年龄如何加冠、如何结婚。还有射礼、朝礼、聘礼,包括人去世之后如何举行丧葬礼、祭礼等。
  “《仪礼》这部书对中国人的生活影响非常深远。比如到一定年龄要结婚、家里有人去世要举行丧葬礼、祭祀祖先这些礼仪完全能追溯到《仪礼》。”王锷说。
  《礼记》有49篇。“《仪礼》是大量讲事情该怎么做,但为什么要这样做,有些没有讲。比如结婚,为什么新郎要迎接新娘子?《仪礼》没有讲,《礼记》中有《婚仪》阐释了为什么要迎接。因为男方家里迎接的是能传宗接代的女性。”王锷分析。
  古人讲的礼制特别多,概括起来,与现代社会密切相关的,大概有饮食礼、冠礼、丧葬礼。王锷以饮食礼、冠礼、丧葬礼和祭礼为代表,讲述了记载周代礼制的情形。
  以饮食礼为例,饮食文化中有一个关键词叫“酒肉”。“我们经常说‘酒肉朋友’,酒和肉很重要。吃饭没有酒、没有肉,那就是随便吃。对酒肉,中国文化特别重视。所以《礼记·坊记》中说,‘因其酒肉,聚其宗族,以教民和睦也。’就是用酒肉聚集宗族,教老百姓和睦相处。《礼记·丧服四制》中说‘老病不止酒肉’,就是年长一点的人不能禁止酒肉,当然不要喝多。这是古人对酒肉的理解。”王锷说。
  根据考古发掘的材料,大概6000年前的大汶口文化时期就有酒了。关于饮酒,古人制定了很多的礼节。主人招待客人,主人敬的酒叫“献”,客人得回敬叫作“酢”,然后主人再献酒叫作“酬”。根据不同的级别,最低是一献之礼,最多是九献之礼。
  在先秦时期,招待客人吃饭大概有三种礼仪:飨礼、食礼、燕礼。《左传》记载:“飨以训恭俭,燕以示慈惠。”飨礼规格最高,有酒有肉。食礼有牲牢、无酒,以吃饭为主。
  “食礼和飨礼是有规定的,要坐端正,吃完就走;燕礼没有规定,燕礼是明君臣义,前两种礼是象征性的、有级别的招待,燕礼是招待的时候有酒有肉,而且后面不限制你喝多少、不限乐,音乐伴奏一直在。但也有规定,孔子说过,‘惟酒无量,不及乱’,而且最好是‘饮酒不至变貌’。这样的一些规定,是把饮酒礼引导到一个可控的范围之内,大家又高兴,又不至于喝醉耍酒疯。”王锷说。
  通过分析饮食礼、冠礼、丧葬礼的内涵,王锷指出,周代的这些规定对今天的社会是有一些影响的。从汉代开始,一直到清代,历朝历代都根据《周礼》《仪礼》《礼记》的相关记载,制定适合他们那个时代的相关礼制。
礼是为了节制
  《礼记·乐记》中讲到人出生后在成长过程中,会受到外物的触动。人对外物的触动越来越多,对有些东西喜欢,对有些东西不喜欢。如果人对外物触动的欲望不加以节制,就是人完全被外物带着走,那人就会胡作非为。如果形成这样一个局面,力量大的就会欺负力量小的,人多的就会欺负人少的,聪明的就会欺负愚蠢的,胆子大的就会欺负胆子小的,生病没有人管,鳏寡孤独老人小孩没有人管,这是大乱之道。
  “所以孔子说,正因为这样,先王治理国家的时候,要制定各种各样的礼制,目的就是要把人的性情引导在一个正常的范围之内,不要让他做违法乱纪的事情,不要让他做有害于他人且有害于自己的事情。”王锷分析。
  王锷认为周礼的现代价值体现在四个方面:一是修身养性,二是诚实守信,三是尊敬他人,四是以礼治国。
  就修身养性来说,儒家特别强调人性和人情的关系。《礼记·大学》里提出格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下,这些是一个人修身的结果。“换句话说,我们每个人都应该从自身做起,修养好自己的性情,让自己的性情符合当代礼的范围,这样的话,一个人才能正常发展。”王锷说。
  周礼中特别强调做事要守信。《礼器》中讲到“先王之立礼也,有本有文,忠信,礼之本也,义理,礼之文也。无本不立,无文不行”,就是要讲诚信。如果不讲诚信,规章制度是为部分人服务的,那肯定不行。
  修身养性和诚信,是针对一个人在发展中自我修养要注意的,但人是群居动物,不可能一个人生存。父子之间、师生之间、上下级之间、夫妻之间,都有一个礼仪在。中国文化讲的五伦关系,把夫妇关系摆在最中间,说一个家庭夫妇关系搞不好,必然会影响父子关系、朋友关系、君臣关系等。所以夫妇关系特别重要。夫妇之间应该怎么相处?应该相亲相爱。
  “当你跟别人相处的时候,你要尊敬他人。那怎么尊敬?大家心里都很清楚。在礼书中讲到很多要尊敬他人的做法,和他人交往,自己内心诚信、修身养性做得好,才有可能尊敬他人。只有你尊敬他人,才能得到别人的尊敬。所以《礼记》中有一句话叫作‘自卑而尊人’,就是每个人要把自己放低一点,而把别人抬高一点。”王锷分析。
  “以礼治国是儒家倡导的,也是孔子等人所倡导的。怎样以礼治国?各个时代不太一样,但是孔子对以礼治国在《礼记·礼运篇》也有详尽的论述。如果从广义来说,现代社会有各种各样的法律法规,但也应该认识到,在各个地方、各个部门和有关单位,应该说大量存在着有法不依、有禁不止和违法乱纪的事情,现行的规章制度还是有纰漏之处的。所以从礼的广义角度来说,我们应该按照现代社会的实际情况,借古鉴今,制定适合现代的完善的礼制,崇尚社会主义核心价值观,这样的话我想我们这个社会会更好,人民会更幸福,社会会更安定。”王锷说。


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