城市基础设施养护:走向智能化时代

原文链接:https://t.cn/A6MY3GYQ

人工智能等新一代信息技术,正在加快走向城市基础设施建设与养护的各个环节。

通过AR巡检与远程“孪生”指导技术,专家可以在电脑前标记,将三维空间物体标识和检修说明推送到巡检人员的AR眼镜上,快速解决现场作业难题,提升协同效率。

在高铁检修领域,一个分析人员每天要判定8000张图片,智能分析系统则结束了人工分析的繁琐,推动检测效率提升20倍;在城市供电系统作业现场,运维人员使用AR眼镜代替肉眼,自动识别环境中的目标……

当前,加速推进的新基建,为城市道路、供水及供电系统等传统基建带来了焕发新生的难得机遇,不仅为基础设施养护降本增效,还推动基础设施实现自我感知、主动预警、辅助决策。

智能传感器、智能分析系统……新基建与传统基建的结合,正变得越来越紧密。

供水系统更安全

数据显示,随着我国城镇化进程的深入发展,基础设施养护成本在我国基础设施建设投资中的占比将持续上升。如何延长基础设施的安全使用寿命、降低养护成本,越来越成为我国城镇化进程中面临的重要挑战。

对此,国外已有许多创新实践。美国南卡罗来纳州运输部(SCDOT)发现,人工检查员往往会低估桥梁的强度,进而导致不必要的更换和维护成本。

在桥梁上安装上自动传感器后,则能够实时监测桥梁信息,使桥梁的安全使用寿命延长数年。并且,基于传感器的数据分析,可以识别桥梁是需要重建还是仅需翻修,从而减少不必要的建设投资。

DC Water是美国首都华盛顿特区及其周边地区的饮用水供应公司,管理着1300英里长的供水管道和1800英里长的下水管道,其中一些管道的使用寿命已经长达100多年,维护起来既昂贵又困难。

为了自动化检测并识别管道异常情况,DC Water采用了微软认知工具包系统。该系统使用传感器、人工智能和物联网对供水系统进行检测分析,将检测过程从数小时缩短至几分钟。并且,通过主动识别潜在的水管破裂情况和水质问题,大大降低了DC Water的养护成本,提升了供水系统的安全性和可靠性。

在城市供水系统监测方面,美国密歇根州安娜堡则通过开源传感器、硬件和算法,来测量和控制雨水。借助传感器节点,系统可以收集有关水流和水质的数据,并通过蜂窝网络传输数据,提供实时水情。在暴雨后,城市供水系统还可远程控制开启和关闭阀门,以释放或保存雨水。

类似的传感装置,也被许多城市用于监测污水中的病毒和药物等物质含量。在疫情蔓延的背景下,这项技术正变得越来越重要。通过污水监测,城市甚至能够在病毒暴发之前就发现疫情,对公共卫生决策具备重要指导作用。

高铁监测更智能

在国内,人工智能等新一代信息技术,也在加快走向基础设施建设与养护的各环节。

作为国家名片“中国高铁”的典型代表,京沪高铁在运用人工智能技术实现铁路电网检测数据智能分析方面,走在了时代前沿。

牵引电力是高铁列车运行的重要动力装置,是确保列车运行的前提条件;其中,接触网是牵引供电系统的关键组成部分。因此,做好接触网运行状态检测、减少接触网故障的发生,是保障牵引供电系统可靠运行的关键环节。

2013年,京沪高铁在济南维管段率先引入4C检测设备(接触网悬挂状态检测监测装置),该设备能够对接触网零部件实施高精度成像检测。2016年底,全线列车实现4C检测常态化。

在4C检测应用的过程中,京沪高铁运维部门逐渐发现,单纯依靠人工分析仍然存在诸多问题,突出表现为人工分析效率低、差异性大、漏检率高等。

京沪高铁每季度需分析300万张图片,20余人加班加点才能在20天内完成分析。如此一来,每人每天要判定8000张图片、约30万个零部件,不仅分析质量无法保证,还容易引发职业疾病。

与此同时,据测试,同样300公里4C数据,两组人分别分析,重复率不超过15%,差异性较大。

为解决京沪高铁接触网检测面临的问题,中铁电气化局集团有限公司京沪高铁维管公司携手商汤科技组建联合研发团队,开发出“4C智能分析系统”。

该系统基于智能视觉分析技术,推动检测效率提升了20倍,不仅大大降低了检测分析的劳动强度,提高了接触网维管的智能化水平和检测效率,也开启了高铁供电维管“智能时代”。

电网巡检更便捷

新基建不仅在高铁领域大展身手,也已在城市供电系统发挥重要作用,推动电网数字化、智能化发展。

在城市的输电系统中,换流站检修至关重要,对易发生故障的变电设备进行及时巡查,才能将故障隐患降到最低,切实提高变电运行的稳定性。

目前,商汤科技等企业开发出了智能换流站巡检系统。借助基于增强现实技术的“AR巡检”,换流站运维人员可提前根据工作任务,设定最优巡检路线。

运维人员佩戴AR眼镜等智能装备,便可自动识别现场环境,实时获知巡检人员所在设备区域;借助人机交互技术,巡检人员可全程记录作业过程和巡检数据,作业完毕后系统将自动分析处理,一键生成巡检报告,有效提高电力运维效率、节省时间和人力成本。

此外,通过AR巡检与远程“孪生”指导技术,专家可以在电脑前标记,将三维空间物体标识和检修说明推送到巡检人员的AR眼镜上,快速解决现场作业难题,提升协同效率。

并且,AR巡检还能将运维过程中优质的作业过程储存起来,提炼后形成标准、直观的培训课件,为企业高效开展技术、技能培训等提供便利。

未来,在新基建的加持下,传统基建将会变得更加绿色、智能、可持续,为城市实现高质量发展提供更加可靠的基础支撑。

(作者胡正坤系商汤智能产业研究院科技政策研究专家、田丰系商汤智能产业研究院院长)

监制:夏宇
编辑:顾佳贇
制作:张静、万宏蕾、郭赛玲

日产汽车智能工厂揭幕
创新制造工艺助力公司实现2050碳中和目标

(2021年10月11日,北京)近日,日产汽车公司在日本枥木工厂展示了其全新生产线,全面开启“日产智能工厂”(Nissan Intelligent Factory),通过利用创新技术支持新车型制造,为公司实现碳中和做出贡献。同时,日产汽车公司还宣布了到2050年在其全球制造工厂实现碳中和的路线图。
日产汽车公司生产和供应链管理执行副总裁坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)表示:“汽车行业正处于变革时期,解决全球气候变化所带来的挑战迫在眉睫。这是增强日产汽车DNA——‘产品制造’(monozukuri)实力的良好契机,以研发和应用创新技术来应对挑战。”
自智能工厂建设以来,日产汽车通过高质量、高效率的制造流程和“工匠”(Takumi)级的精湛技能不断打磨汽车生产工艺。当下,制造业相关的商业环境正在经历着重大改变。如在日本,为应对老龄化社会和严重的劳动力短缺问题,传统的劳动密集型制造业亟需转型,以及对不可预见情况如气候变化、流行病等的管控。与此同时,随着汽车行业向电驱化、智能化和智能网联化的转变,汽车结构和功能变得更加先进和复杂。
日产汽车公司在其位于日本的枥木工厂引进了“日产智能工厂”(Nissan Intelligent Factory)计划,以应对这些需求和趋势,包括:
1.利用掌握“工匠”(Takumi)生产工艺的机器人生产新一代高品质车型;
2.改善工作环境,使工人们能够舒适地工作;
3.实现零排放生产体系,加快实现脱碳社会。
枥木工厂计划在本财年生产全新纯电动跨界SUV车型——日产Ariya。

掌握“工匠”(Takumi)生产工艺的机器人生产新一代高品质车型
实现碳中和目标
日产汽车计划到2050年在整个集团的企业运营和产品生命周期*实现碳中和。公司将从“日产智能工厂”(Nissan Intelligent Factory)开始,进行生产工艺创新以提高汽车装配的生产力,并努力提高能源和材料的使用效率,在制造环节实现碳中和。到2050年,公司通过引进创新生产技术,减少能源使用,让工厂设备实现全面的电驱化。为实现制造工厂的碳中和目标,所有使用的电力都将从可再生能源和/或使用替代燃料的燃料电池中获得。

“日产智能工厂”( Nissan Intelligent Factory)的所有电力都将来自可再生能源和/或使用替代燃料的燃料电池
坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)先生补充道:“日产汽车公司将以枥木工厂为起点,在全球范围内推广‘日产智能工厂’(Nissan Intelligent Factory),同时公司将以更加灵活、高效和实用的方式为脱碳社会打造新一代车型。与此同时,公司还将继续推动制造业创新,丰富人们的生活,获得长远发展。”

日产汽车公司将以更加灵活、高效和实用的方式为脱碳社会打造新一代车型
关于“日产智能工厂”(Nissan Intelligent Factory)
四大支柱
1) 打造移动出行的未来:应对智能网联、自动驾驶、共享服务和电驱化(CASE)的机遇
日产汽车公司旨在对生产线进行创新,打造集电驱化、智能化、更具互联为一体,搭载更先进、复杂技术的新一代车型。
2) 为机器人注入“工匠”工艺:最高品质的制造
不断提高的“工匠”技能将“传授”给机器人。工匠们将通过对工作场所做出改善和专注于全新的、需要进一步探索的非自动化专业领域,支持高品质车辆的制造。

被注入“工匠”工艺的“日产智能工厂”( Nissan Intelligent Factory)机器人
3) 利用机器人创造更好的生产环境
公司将利用机器人来辅助完成困难的任务,努力营造易于工作的环境。日产汽车还将致力于工作方式多样化,更利于女性和高龄职员工作。
4) 零排放生产体系
为实现2050碳中和目标,日产汽车正在努力使所有生产设备完全电驱化,并全面使用可再生能源和/或替代能源。
支持技术(括号内数字表示适用于上述“支柱”的技术)
地板下安装同步操作 (SUMO) (1,3)
传统上通过劳动密集型、多道工序安装的多个动力总成部件现在可以从一个台车上批量安装。
台车的双层架构,分为前、中、后三个部分,允许在一个单一设备中进行 27 种不同的模块组合(3 x 3 x 3)。
使用实时车辆位置测量和高精度 (±0.05 mm) 部件位置校正。
自动拧紧和对准悬架连杆 (2,3)
过去需要通过多道工序手动安装的工序流程现已改良为具有自动对准调整功能的单一工序。
拧紧过程需要高扭矩的高负荷作业已实现完全自动化。
由机器人进行调整作业,精准度达0.1°,确保高精度对准,超越工匠的操作水准。
车顶蓬蒙板自动化安装 (2,3)
通常需要在高负载位置作业的工序现已实现自动化。此外,由于添加了智能互联部件,车顶区域重量也在增加。
曾经难以实现自动化的软部件安装作业,现已通过将工匠的技艺转移到机器人身上,实现了自动化。
一般需要用手指进行精细感应,如今可通过使用力传感器实时检查插拔力,实现自动夹子插拔。
自动化驾驶舱模块安装(2)
机器人再现工匠的高水平工艺,控制安装过程中的变化和左右方向的差异。
对于比例均匀无缝的驾驶舱,高速视觉系统可精确测量尺寸并以±0.05毫米的增量校正位置。
全新凹坑焊接方法(1)
凹坑焊接工艺使车身门窗框(窗框)的凸缘宽度减少了4.5毫米,为驾乘者提供了更宽阔的视野。
满足日益增长的汽车智能化需求的电气系统(1)
汽车智能化技术的提高又推动了数据写入量的增加。为满足这一需求,扩大了写入阶段,并将通信速度提高了20倍。
自动化八极励磁绕组电机(无磁)(1)
喷嘴式高精度绕组装置进行高精度和高密度的高速绕组。
同时缠绕八个电机可实现批量生产。
自动化涂料检测(1,2)
11台机器人检查车身和保险杠,实现对灰尘和碎屑的100%检测(直径可达0.3毫米)。
检测结果被传输并存储到中央管理系统,增强了可追溯性。
检测员可利用智能手机查看检测结果。
规格和缺陷的集成自动检测(1,3)
6台机器人进行规格检测和缺陷识别。
通过移动斑马照明系统并反复成像,提高了缺陷检测率。
车身和保险杠的一体化喷漆和烤漆(4)
使用新研发的可在低温环境下固化的水性涂料,可以将车身和保险杠一起涂漆和烤漆,从而减少25%的能耗。
该工艺带来世界顶级的水性涂料涂层。

一体化喷漆和烤漆带来世界顶级的水性涂料涂层
干漆房利用高效的空气循环系统(4)
使用干粉吸收漆雾并重复利用油漆废料有助于实现零排放。
喷漆房中的循环空气可将能耗降低25%。
基于物联网的质量保证管理系统(1)
在每个工序中进行的自动化质量检测可以防止人为失误。
自动记录所有生产车辆的检测结果,增强可追溯性。
通过数字技术(智能运营支持系统)获得的前期作业能力(1)
利用混合现实(MR)技术完成现场操作培训,同时在生产线上查看产品,从而实现前期作业能力。
远程设备维护(1)
使用集中控制室通过物联网网络连接信息并将最佳恢复方法传递给现场维护人员,从而使设备故障恢复时间减少30%。
设备故障诊断系统和预见性/预防性设备维护 (1)
基于设备状况的维护诊断技术用于防止设备故障。
该系统采用诊断逻辑的自动化开发和高精度分析方法的扩展应用。
以1/100秒为增量进行持续测量和监控,并利用各种诊断方法自动检测故障迹象,将生产损失尽可能降至为零。
*产品生命周期包括车辆原材料的提取,制造,利用和报废车辆的循环/再利用。

#印度135家燃煤电厂平均仅剩4天余量# 【印度煤炭严重短缺,燃煤电厂平均仅剩4天余量】英国不是现在唯一一个能源短缺的国家。印度政府发出警告称,该国火电厂煤炭储备严重不足,国家正面临一场深刻的能源危机。

据《金融时报》(FT)10月4日报道,印中央电力局(CEA)数据显示,截至9月29日,135家火电厂中有16家的煤炭库存为零,超过80%的电厂煤炭库存不足一周,其中一半以上的库存不够使用3天。

印度能源部表示,截至10月1日,印度135家火力发电厂平均只有4天的煤炭库存。而8月初的平均库存是13天。

能源垂直媒体“能源技术”(Power Technology)分析称,当前的危机主要是由于国际煤炭价格飙升,印度能源政策失败,导致在国际煤炭价格上涨的背景下能源生产商缩减进口。印度煤电占比为57%,到2040年将缩小到42%,但能源结构短期内无法改变。

自己制造的问题

野村金融咨询和证券公司的印度经济学家奥罗迪普·南迪(Aurodeep Nandi)表示,随着国内需求不断增加但供应不足,印度电力行业正面临一场“完美风暴”(意思是多种因素叠加下造成的灾难)。
印度国内方面,煤炭供应效率低下。国营产媒巨头——印度煤炭公司(CIL,Coal India Limited)一直未能实现年度生产目标。CIL占国内煤炭产量的83%,供应量的63%。印度能源行业对于CIL依赖导致,这家大国企越发供不应求。

国际方面,全球煤炭价格和国内价格的差距不断拉大,导致生产商不愿进口。印度煤炭公司9月29日表示,全球煤炭价格和运费成本上涨导致,使用进口煤炭的工厂减少发电量,加大了使用国内开采煤炭的火电厂的生产压力。

据印度电力部称,9月份煤矿区的大雨对煤炭的生产和运输都造成了打击,而电厂本身也未能在恶劣季节到来之前增加库存。

新冠肺炎大流行也加剧了电力危机。疫情导致2020年能源部门的投资下降了15%,进一步加大了全面的财务压力,特别是对印度众多配电公司来说。

电力部已告知电力公司建立库存,预计需求水平可能会在相当长的一段时间内保持在这个水平。然而,由于印度煤炭公司未能提供必要的国内供应,大规模电力波动和电价上涨的可能性越来越大。
“能源技术”分析,印度十分依赖煤炭且仍在从“德尔塔”毒株的打击中恢复的过程中,却忽视了煤炭供应问题,导致危机正在蔓延。且印度庞大的人口和不发达的能源基础设施意味着其电力危机可能比英国更严重,持续时间更长。

印度很可能不得不增加进口以弥补供需差,但这将付出巨大的成本。印度煤炭主要供应国之一印度尼西亚的煤炭价格从3月份的60美元/吨上涨至9月200美元/吨。

为什么国内外价差越拉越大?

据路透社10月1日报道,国内煤炭价格基本由印度煤炭公司决定,而煤炭价格上涨会造成能源价格上涨、通货膨胀等连带反应,因此该公司对于调价非常慎重。

2020年,印度煤炭公司始终控制煤炭价格稳定,即使国际煤价持续上涨。虽然公司高层表示将会涨价,但不知道什么时候会发生。

与此同时,由于经济开放,全球对发电燃料的需求推动了亚洲煤炭基准价格近期创下历史新高。最近中国发生的电力不足也推动燃料需求进一步走高。
为什么无法转嫁上涨的成本?

根据“国际燃油价格网”(globalpetrolprices.com)的数据,印度的销售电价由各邦自行设定,由于国有配电公司已经吸收了更高的进口成本以保持电价稳定,所以电力价格在世界上处于低位。但这也使许多配电公司负债累累,累计负债达到数十亿美元。

这些配电公司由于债务情况,一直拖欠电力生产商的款项,也影响了现金流,并抑制对发电行业的进一步投资。

与配电公司签订长期协议的印度电力生产商,通常无法转嫁更高的投入成本——除非他们的合同中包含相关条款。

对全球煤炭市场的影响是什么?

据路透社,印度是世界第二大煤炭进口国、消费国和生产国,拥有世界第四大煤炭储量,主要从印度尼西亚、澳大利亚和南非进口煤炭。

评级机构标普(S&P)旗下的CRISIL表示,由于供应限制以及中国和其他地方的需求旺盛,预计澳大利亚和印度尼西亚的动态煤价格将在本财年剩余时间内继续上涨。

根据数据分析公司Kplr统计,8月至9月下旬,全球煤炭价格上涨了40%以上,这期间印度平均每周煤炭进口量较今年1至7月下降30%,只有不到300万吨。

9月最后一个星期,印度煤炭进口总量跌到150万吨以下,是至少两年以来的最低水平。主要煤炭进口邦的公用事业公司网站显示,10月尚没有任何新的进口招标记录。

谁“赢”谁“输”?

在电力需求上升的推动下,印度电力生产商们,包括国家火电生产有限公司(NTPC Ltd)、塔塔电力(TTPW)和激流电力公司(Torrent Power),还有印度煤炭公司的股票近几周一直在强劲上涨。
由于国外煤炭价格高企,许多非发电的煤炭消费方和进口煤炭发电厂已经减产。印度官员们表示,虽然在不久的将来似乎不太可能大规模停电,但印度的一些地区可能会面临停电。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 同动物一样,植物也分名贵与否,可在我看来,路边的野花与温室内的花朵各有令人艳羡之处。南园的绿化率比北园(原北京植物园)高很多人明显比北园少✌️呼吸都是大自然的醉
  • #任嘉伦[超话]#rjl#任嘉伦蓝焰突击# rjl#任嘉伦李溪成# 以前看到有人说你心里老不舒服了总想要回怼回去但是现在看多了就觉得这些真的好平常这些人是真的好
  • 罗一舟,我只要你开心罗一舟 我的亲亲老公乖乖女鹅#日行一善[超话]##每日一善##阳光信用# 善行缘于善心,有着善的心灵,就如同一股清泉,永不枯竭,清纯甘甜,发
  • 你最在乎的最后成了什么都不是,最后你连一个人情都没能留住的人。椰岛 小岛 island 姐姐 众多称呼下 我想对你说一句生日快乐 终于迎来19岁 想和你早点见迫
  • 上综艺也要有上综艺的态度,拿着这么多的钱还那么丧气满满、懒惰、只想躺平,那还是别为难自己参加这些节目,把机会留给更需要的人呗。上综艺也要有上综艺的态度,拿着这么
  • 眼前的狗尾草,随处可见的存在着,我应该也不止一次的在雨中踏着或者趟过她们,忽然发现挂满了雨珠以后,很是有些仙风啦!身处异地,只需闻到那卤水的异香,他们便会觉
  • 。。
  • #总博主[超话]# 要你我安康幸福,携手追寻爱真谛! 盼你我爱正能量,实力礼修养纯情! 生动专注爱认真,用心释人物角色! 值得观赏与肯定,你我唯见熠生辉! 我见
  • 若是长久不愈,炎症时间过长,会遗留疤痕,根据痘痘的3度Ⅳ级的分类进行局部外用药与口服系统用药等,近十几年,激光在内的光电疗法与微针水光美塑在临床上已有长足发展。
  • 字节跳动香港公司已更名为抖音集团一名接近字节跳动的人士告诉《科创板日报》记者,目前来看,抖音、今日头条、西瓜视频这些国内互联网业务可能会一起打包上市。《科创板日
  • 所以说呀,要淡定,慢慢来,也许你会收到意想不到的结果呢,简单一点快乐一点,不要把简单的事情复杂化。”成大事者不纠结余生很短,愿大家抓住属于自己的幸福~要学会珍惜
  • “我们这个志愿服务队很有特色,分为党员先锋队、青年突击队、工人先锋队三个队,通过采取铺撒融雪剂、人工打冰的方式,从根本上解决道路安全隐患,保障了群众的安全出行。
  • 老戏骨刘子枫去世,曾凭《黑炮事件》获金鸡奖最佳男主“很难过,不由得淌下泪水...子枫是《黑炮事件》《错位》的主角,他用非凡的表演能力,为中国电影创造了永久留存的
  • 还准备了适用于成为保证金对象的一次性杯子上的退款文句及再利用标识的方法和规格等。同时,资源循环保证金管理中心和从23日开始,以保证金对象事业者及卖场、收集、运输
  • UU们 它可以给你识别出来,并且标红,甚至可能不给你算进总字数!!!就得不偿失了!!!而其他几个系统,目前还没有知网那么强大[泪]…同时还有识别表格,知网绝对是
  • #新补丁让Win10出现死机卡顿等##新补丁让Win10出现死机等问题#,微软正解决】4月20日,微软最新推送的KB4549951 Windows 10系统更新
  • What if,意思为:如果…怎么办?What if I baecame a DJ?如果我是DJ,你会爱我吗?
  • 2 我四月八还回复了 四月九没等到信息 他朋友也是四月九发的信息和退款 四月十对方问我哪个小区 我认为涉及隐私且回了几句话 对方又不回了 这天对方朋友成功退款
  • 说实话,吴京并不是第一个取消这个功能,有被打开的人,基本上明星和网红的账号,都这么操作过,但普通人却一直显示着,这样的操作让很多人不理解,难道我们不是“人人平等
  • 倘一见先期之来,俱以为有余之热,但泄火而不补水,或水火两泄之,有不更增其病者乎!又有先期经来只一、二点者,人以为血热之极也,谁知肾中火旺而阴水亏乎!