近日，由天津市津南區人民政府和阿里雲主辦，天津津南城市建設投資有限公司承辦的天池大賽津南數字製造演算法挑戰賽第二賽場在天津大學舉行總決賽。最終，德國柏林工業大學X-Force團隊脫穎而出成功奪冠，首屆津南數字製造演算法挑戰賽至此圓滿收官。
據介紹，本項賽事由阿里雲天池平臺聯合津南政府共同打造，旨在以實體經濟需求為導向，以智慧製造+產業升級為主題，為津南數字化轉型量身打造解決方案，用資料智慧為製造業賦能。大賽共吸引了4839支創新團隊、5520名開發者參賽，選手分佈全球13個國家和地區。
AI技術變革傳統服務業 兩大賽題解決行業“剛需”
本次，阿里雲天池平臺設定了兩個賽題，全面對準津南“剛需”：一是原料企業工藝優化（以漢德威藥業真實需求為場景），二是物流貨物限制品預測，讓AI融入安檢等行業。
總體而言，這兩個賽題契合津南的發展現狀，既有單點突破又有複製到多行業的可能。作為本次比賽的重頭戲即演算法總決賽的結果亦相繼出爐。5月15日，廈門大學_ATCG_團隊和德國柏林工業大學X-Force團隊兩支隊伍最終分別奪冠。
賽題一關注津南區類似漢德威藥業的工業企業，津南區是天津工業經濟重鎮，轄區內有大量類似漢德威藥業這樣的工業企業，他們的共性之一就是普遍屬於重資產經營方式，數字化轉型速度慢、產線效率提升不明顯。加之雲端計算、大資料和AI等新興技術所需投入大，導致資料層面的價值一直屬於沉睡狀態，利用率低。
因此，以提升該企業“異煙酸原料製備成品收率”做為賽題，算是相當關鍵而精準。
在比賽中，選手們以異煙酸生產過程中的各引數，設計了智慧的優秀演算法，找出了與異煙酸收率相關的關鍵工藝步驟，能夠根據工藝引數來精確預測收率，誤差率僅1%。據瞭解，異煙酸被用作醫藥中間體，主要用於制抗結核病藥物異煙肼，也用於合成醯胺、醯肼、酯類等衍生物。整個生產過程中每個步驟會受到溫度、時間、壓強等各因素影響，易造成收率的不穩定。
該賽題的最佳演算法團隊，通過AI演算法重新組合並優化各引數步驟，模型預測的最終收率達到99%以上。超過企業目前92%的平均收率7個百分點，投入使用後將為企業創造大量經濟效益。據冠軍團隊成員張春光介紹，使用控制與對照實驗進行樣本增強，同時結合boruta選特徵方法是問題得以解決的關鍵。
活動現場，天津漢德威藥業有限公司總工程師陳慶芬對大賽成果表示了肯定：“本次大賽選手通過組合並優化所有工藝引數，模型最優收率達到99%以上。我們正根據大賽的產出改進工藝流程，相信能為提升異煙酸產品收率起到重要作用。”
與賽題一有所不同的是，賽題二關注的是一個行業層面的難題，即物流貨物限制品的監測，與物流、會展、機場、地鐵等安檢業務高度相關。
我們知道，安檢的目的是為了保障人的生命財產安全、確保人或物的合規合法。當前階段的檢測技術依舊是用機器掃描、人眼辨別，對安檢人員的專業技能提出了極大要求，因此融入AI技術十分緊迫。
本次津南數字製造演算法挑戰賽所開啟的第二賽場，圍繞物流貨物限制品監測這一課題展開，當下以人工查驗為主流解決方案的安檢流程，平均每個物體通過機器的檢查時間大約為5-6秒，不僅效率低，而且對人員的專業素質要求較高。而本次大賽的核心，即是要求選手設計深度學習演算法，準確定位X光圖片中限制品的位置、給出其輪廓掩膜，降低漏檢風險及誤報率，提升危險品管理效率，探索用AI實現“智慧安檢”。
這場賽事中，參賽隊伍從資料工程、網路結構設計、訓練策略等切入，在設計演算法時重點考慮了X光成像特點，提出不同的結構解決特定問題，並通過前景背景融合等方法，充分利用有限資料擴充訓練樣本, 參賽最優演算法實現常見違禁品平均檢測準確率76%。最終來自德國柏林工業大學的X-Force團隊憑藉整體完備的系統工程及針對X光問題的edge loss增強等改進，最終摘得冠軍。
大賽演算法成果未來可應用於物流、會展、機場、地鐵等安檢業務中，實現智慧識別，輔助人工安檢，提高安檢效率。
在現場的頒獎儀式上，阿里巴巴集團副總裁劉鬆提到：“今天津南工業智慧大賽，本質上是要解決一個巨大的問題，即一方面我們的工業升級需要大量的資料和演算法的人才；另一方面，我們總是容易下意識地想到人工智慧是那些大企業用的，但是在新制造領域，最先受惠的往往是中小企業。因此我們認為最有意義的事情一個是人工智慧在不斷進行創新與發展，更重要的是人工智慧可以服務那些幾乎沒有AI能力的企業，為他們帶來價值。”
優化賽事成果打造成熟解決方案 為企業數字轉型提供支援
作為國內首個以X光圖片為資料的演算法大賽，本次大賽帶動了產學研各界對該技術領域的關注和參與，大賽團隊所產出的演算法成果加速了AI技術在安檢行業的落地探索，具有一定的現實指導意義。而如何進一步提高演算法的召回率和精度，則成為了優勝團隊下一步研發的首要目標；此外，本次比賽參賽選手的耗時普遍較高，如何進一步提高演算法的時間效率和降低硬體成本也是另一個需要關注的問題。
實際上，安檢的準確與高效，關乎人身與公共安全，一旦發生任何失誤都有可能導致不可預料的嚴重後果。此前，阿里巴巴機器智慧技術實驗室已在當下主流技術研究基礎上，結合X光影像特有的成像特點，自主研發出了適用於X光成像的特定目標識別檢測技術，並結合模型壓縮及加速等技術手段，有效部署於自研的端上系統，形成自動化識別系統。不僅將減少計算對伺服器的壓力，降低整個方案的硬體成本，同時，也將進一步提高檢測速度。
阿里巴巴機器智慧技術實驗室使用自研的模型壓縮加速手段，為演算法帶來數十倍的壓縮及數倍的加速
據悉，目前該款X光限制品檢測產品已在交通及物流行業應用。阿里巴巴機器智慧技術實驗室相關產品負責人表示，我們希望人工智慧像水、電、高速公路、計算機一樣，成為新一代的基礎設施。
津南數字製造演算法挑戰賽賽事二現場答辯
大賽的優秀研究成果與行業成熟的解決方案將共同為企業數字轉型提供指導與支援。把人力從重複性強的工作中解放出來，投入到更有價值的事情中。同時也為企業降低成本，包括人力成本、培訓成本、管理成本，提升企業執行效率。
天津市津南區區委書記劉惠就對本次大賽的成果加以肯定，並表示：“這次與阿里雲共同舉辦大賽，就是想亮明津南政府全力以赴推動智慧製造的態度，同時，藉助阿里雲天池平臺的技術實力和優質資源，解決企業實際問題，探索數字經濟和實體經濟融合發展的路徑。我們希望與阿里雲進一步深入合作，引導企業朝著智慧製造的方向轉型升級，為區內傳統產業轉型升級製造氛圍、樹立標杆、堅定信心。”
瞄準智慧製造 阿里雲天池大賽助力區域製造業數字化升級
作為中國高質量的AI開發者社群，阿里雲天池資料眾智平臺，自2014年推出以來，已擁有來自全球98個國家和地區的30萬位開發者，為政府、企業及社會組織提供專業的資料智慧解決方案，涉及電商、金融、交通、物流、航空、工業、基因、電力、醫療多個領域，旨在讓AI普惠各行各業。
本次津南數字製造演算法挑戰賽，是在天津市與阿里巴巴戰略合作框架下，天津津南與阿里雲合作的又一成功案例，大賽推動津南產業資料開放，薈萃內外腦智慧，推動津南新舊動能轉換，實現“津南製造”向“津南智造”轉變。未來，阿里雲天池平臺也希望透過類似的各項賽事，能夠通過新技術，孵化出更多創新、可複用的高價值行業解決方案。