【工業智慧】用AI來做工業裝置的故障診斷，目前還停留在“雞尾酒療法”階段

案例一

海爾 COSMO Plat 空調噪音大資料智慧分析

應用領域：家電行業、智慧製造 

應用背景：海爾膠州空調互聯工廠部署有國內唯一的分貝檢測裝置，當空調測試分貝大於標準分貝時，系統判斷為不合格並將結果輸出至 COSMOPlat-IM（MES）系統，但此裝置無法識別空調執行中的異音，如摩擦音、共振音、口哨音等。此外，每天快節拍、高強度的空調裝配流水線工作導致檢測工人聽取噪音時間過長，易產生疲勞和誤判，偶爾有不合格品流到下線，影響產線整體檢驗的可靠性。因此，急需找到新式噪音識別方法，解決企業當前痛點。

核心方案：基於標準化思路的核心問題研究：COSMOPlat 是海爾自主研發、自主創新的共創共贏工業網際網路平臺，通過整合平臺上的軟體及硬體資源，與美林資料共同開發了空調噪音智慧檢測系統，有效地解決了無法準確、可靠識別異音的痛點。解決方案包括非結構化音訊資料實時採集與儲存、分析建模與智慧識別、結果輸出與視覺化展現三大部分，核心過程如下： 

階段 1：模型搭建的標準化研究 

針對生產線採集的大量歷史檢測音訊，利用端點檢測技術對產品運轉過程中起、停機階段的音訊區段進行智慧切割，利用數字濾波技術自動對音訊進行降噪。通過特徵自動提取與樣本標定，利用機器學習技術構建智慧分類模型，模擬人工判斷行為，構建標準化的模型研究思路。 

階段 2：引數調優的標準化思路 

智慧分類模型需通過大量音訊資料進行模型訓練與優化，並驗證其準確性。演算法專家利用歷史音訊對模型進行驗證與引數調優，通過不斷擴充訓練樣本及模型自學習，確保識別準確率滿足生產線質檢精度要求，最終形成一套基於標準化思路的調優方法。

階段 3：上線實施，技術標準研究成果的應用 

構建音訊採集系統，實現產品分貝檢測產線對音訊的實時同步採集與型號關聯。智慧識別模型自動完成音訊檔案的接入、特徵提取、智慧判別等工作，輸出對應產品條碼號的實時判別結果，對異音自動報警，並針對識別結果對產品異音原因進行智慧分類，輔助返修排故。系統將智慧檢驗結果實時反饋至企業COSMOPlat 工業網際網路平臺，支援產線質量問題線上統計與分析。

系統核心思路

專案實施過程中參考了《資訊科技 大資料 術語》《非結構化資料管理系統技術要求》《資訊保安技術 資料庫管理系統安全技術要求》等大資料相關標準，並與海爾工業智慧研究院有限公司一起，結合專案具體實施過程中的現場問題和解決過程為《資訊科技 大資料 儲存與處理系統功能測試規範》《非結構化資料訪問介面規範》《實時資料庫通用介面規範》等在研以及擬研製的大資料相關國家標準反饋了標準立項訴求和標準內容建議。 

實際效果：海爾 COSMOPlat 空調噪音大資料智慧分析專案通過感測器、分貝檢測系統、業務系統、模型演算法的整合與互動，在企業解放人力、減少誤判、提高檢驗可靠性等方面均有了極大提升。此項智慧檢測系統的實施充分利用了裝置端的嵌入式智慧計算技術，以分散式資訊處理的方式實現了裝置端的智慧和自治，通過伺服器、業務系統間的互動協作，實現了檢測系統整體的智慧化。專案的實施為海爾集團在旗下其他分廠生產線部署基於聲音檢測的空調狀態智慧識別系統積累了豐富經驗，為行業內公司在產線智慧化改造與轉型升級等方面做出了示範。

案例二

長安汽車智慧製造技術研究所衝壓質量大資料專案

應用領域：汽車工業、智慧製造 

長安汽車作為中國知名汽車製造企業，中國品牌汽車產銷累計已突破 1000萬輛，並連續 10 年位於中國品牌汽車銷量前茅。近些年，長安總體戰略也是從傳統汽車製造企業轉向智慧製造服務型企業，重點發展科技、智慧製造、服務三大方面，並在重慶本部成立了智慧化中心。長安汽車某工廠衝壓車間共建有三條衝壓生產線，主要負責生產側圍、翼子板、車門、引擎蓋等輪廓尺寸較大且具有空間曲面形狀的乘用車車身覆蓋件。 

目前在衝壓生產過程中，一方面由於衝壓裝置效能、板材材料效能、生產加工過程引數等波動，部分側圍在拉伸工序中易產生區域性開裂現象，需反覆進行引數調整與試製；另一方面，在衝壓產線線尾，需對衝壓件外觀質量進行統一檢測，現有檢測方式為人工手動檢測，需在有限生產節拍時間內，快速分揀出帶有開裂、刮傷、滑移線、凹凸包等表面缺陷的衝壓件，檢測標準不統一、穩定性不高、質檢資料難以有效量化和儲存，不利於企業資料資源收集、質量問題分析與追溯。 

美林資料通過建設大資料儲存與處理平臺，實現了工廠衝壓車間的所有裝置、

模具、材料、生產製造過程資料、質量檢驗資料的整合、儲存與統一管控。平臺

建設過程參考了《資訊科技大資料參考架構》《大資料儲存與處理平臺技術要求》《資訊科技資料質量評價指標》《非結構化資料訪問介面規範》等標準。

解決方案

依據大資料儲存與處理平臺，藉助基於機器學習的資料探勘、基於機器視覺的智慧檢測技術，實現了衝壓側圍件開裂預測與產品件表面缺陷的智慧識別檢驗。 

▶ 依據衝壓裝置加工引數、板材引數、模具效能引數及維修記錄等，通過資料探勘機器學習演算法，建立衝壓工藝側圍開裂智慧預測模型。通過樣本積累與模型訓練調優，準確預測衝壓側圍件的開裂風險。最後，確定了衝壓製造過程影響因素間的相關性，制定了生產過程引數組合控制策略，為衝壓製造過程工藝優化和質量把控提供支援。 

▶ 基於機器視覺的衝壓件缺陷智慧識別檢測，立足生產線現有條件，設計影像採集系統，通過影像實時採集與智慧分析，快速識別衝壓件是否存在表面缺陷，並自動將所有檢測影像及過程處理資料儲存至大資料平臺。通過質檢資料、生產過程工藝引數、產品設計引數間的關聯，藉助大資料分析技術，形成衝壓產品質量問題分析管理的閉環連線，實現衝壓產品質量的精確控制和優化提升。 

▶ 專案實施總體框架如下：

專案實施總體框架圖

在專案具體實施過程中，美林資料通過與長安汽車專案團隊進行業務研討及評定，綜合製造業底層資料採集、平臺資料規範設計、資料質量檢測、大資料分析總體技術要求等方面內容，編寫了企業級《製造業大資料分析業務指南》。此外，根據專案實施經驗，為工業大資料領域相關標準、應用規範的立項、研製、釋出等提供了資訊反饋和經驗積累，後續將協助大資料標準工作組確定並推出相關標準內容。

案例三

江蘇省重點領域共性技術攻關專案---工業大資料後設資料規範與驗證技術攻關專題---工業大資料標準體系研究及重點標準編制

應用領域：工業 

1、主要攻關內容分為兩大部分：工業大資料標準體系研究和重點標準編制。 

（1）工業大資料標準體系研究 

全面分析智慧製造發展的要求和工業大資料產業發展趨勢，研究智慧製造企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式，分析國內外工業大資料服務產業標準的現狀、趨勢和需求，梳理相關國際標準、國家標準、行業標準、團體標準、企業標準，提出符合針對智慧製造相關技術研發和業務應用需求，研究工業大資料標準化需求，以指導成體系成系統的標準制定工作，形成工業大資料發展趨勢的標準體系框架和標準體系表。 

（2）重點標準編制。 

結合產業需求，針對現階段工業領域急需解決的問題，採用急用先行的原則，結合工業大資料標準體系框架，研製《工業大資料產品核心後設資料規範》、《工業大資料 OID 標識分配與註冊解析規範》、《工業大資料 OID 物件識別符號編碼與儲存規範》等重點關鍵的工業大資料領域重點標準。 

2、本案例先進性和技術路線 

（1）總體設計 

1）各項研究任務協調配合、有機互動、整體推進 

本專案研究內容包括相關技術、相關標準體系和文字的研製工作。各項工作相互配合，相互促進。

工作流程圖

2）標準研究與標準驗證、應用驗證等內容協調互動 

工業大資料相關業務、產品和標準化三者之間是相互促進、相互制約的，標準的需求主要來自業務和系統的需求。這三者之間相互依託，層層遞進，協同完成專案目標。

邏輯結構圖

3）相關標準研製 

工業大資料相關服務標準的制定將徵集使用者需求，並針對尚未規範化的、緊迫需要規範和統一的內容，適時推出標準內容。

以現有技術為基礎，提煉適合系統的技術及引數要求，結合技術發展趨勢，聯合相關生產廠商、學術機構、高等院校和行業協會及使用者等各方組成標準起草組共同研究標準內容。

（2）專案實施 

按照標準化法規定，標準在研製過程中主要經歷起草、徵求意見、送審和報批等四個階段。

專案實施階段說明

3、案例實施

（1）江蘇中堃資料技術有限公司基於公關專題，結合工業大資料重點線上纜行業的能耗分析和預警預測、營銷分析和預警預測突破。其中通過能耗橫向對比分析，縱向時間序列分析，發現企業耗能裝置，並結合入廠時間，單位產量能耗等指標，幫助企業能耗下降 5%。通過裝置能源利用率分析，為企業提升10%左右的產品產量。營銷分析預測是通過分析同行業的相關資料，為決策者提供有力的決策支撐，輔助決策者做出最優的選擇。 

（2）在新能源領域，江蘇中天科技軟體技術有限公司在相關標準的指導下構建智慧能源管理平臺，實現了集中資料儲存和大資料分析評估，可以輸出多維度報表；支援平臺電站資產評估分析，投融資決策；充分考慮了大資料的採集和處理穩定性和安全性。 

（3）徐工資訊公司結合工業大資料重點服務標準的研製和標準試點驗證系統建設，在工程機械智慧製造新模式探索中積極應用該標準系統，同步開展產品核心後設資料規範和 OID 標識管理規範標準驗證試點工作，同時擴充套件行業推廣應用。 

（4）江蘇藍創智慧科技股份有限公司將在橡膠機械行業智慧製造新模式中推廣應用系列標準，驗證標準在該行業中產品資料描述匹配能力，提高企業有效維護和管理產品資料的能力，提升工業產品生產溯源查詢和產品資料共享能力。

（5）徐工集團牽頭承擔了標準試點驗證專案，積極參與了標準草案和驗證系統方案的編寫及討論，並在子企業進行試點，開展驗證系統對接研發和驗證系統的應用與驗證，輸出工程機械行業的標準驗證效果和相應的《應用指南》。 

（6）蘇州洞察雲資訊科技有限公司——星雲測試精準測試系統為銳捷網路的大型核心交換機程式提供視覺化、智慧化全生命週期測試解決方案，實現以極低的硬體消耗採集裝置內部程式高速執行的程式碼邏輯資料，提供達到航天級別的測試資料和智慧測試分析結果。