編者按：為全面落實(shí)《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于組織開展移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)秀案例征集活動(dòng)的通知（工信廳通信〔2020〕268號(hào)）》要求，上海市通信管理局會(huì)同市經(jīng)信委組織開展了上海地區(qū)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)秀案例征集評(píng)選活動(dòng)，評(píng)選出了一批移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新應(yīng)用、新產(chǎn)品、新平臺(tái)，為繼續(xù)提升移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣度和深度、構(gòu)建高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，現(xiàn)開展優(yōu)秀案例宣傳推廣活動(dòng)，推動(dòng)產(chǎn)生更多的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、治理智能化、生活智慧化應(yīng)用。

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一、基本情況

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中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司上海市分公司（簡稱上海聯(lián)通）于2008年10月15日與中國聯(lián)通集團(tuán)同步完成融合重組，是中國聯(lián)通在上海的重要分支機(jī)構(gòu)，擁有包括移動(dòng)和固定通信業(yè)務(wù)在內(nèi)的全業(yè)務(wù)經(jīng)營能力。在集團(tuán)聚焦戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，上海聯(lián)通植根上海這一片熱土，主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展，助力地方基礎(chǔ)設(shè)施能級(jí)提升。

近年來，上海聯(lián)通更是加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，打造新型企業(yè)，積極深化體制機(jī)制改革，堅(jiān)持走以創(chuàng)新為引領(lǐng)的差異化發(fā)展道路，加快培育依托CT能力的IT能力，在5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等方面打造特色優(yōu)勢(shì)，聚焦智慧城市、智能制造、智慧醫(yī)療、智慧教育等重點(diǎn)領(lǐng)域，成功打造了上飛“5G未來工廠”項(xiàng)目，為上海市教育單位獨(dú)家提供教育行業(yè)云服務(wù)，助力滬上三甲醫(yī)院上線為首批互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院等，力爭成為數(shù)字化綜合信息服務(wù)運(yùn)營商，為上海“五個(gè)中心”建設(shè)，打造全球卓越城市和建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國際大都市、推動(dòng)智慧城市建設(shè)積極貢獻(xiàn)力量。

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二、解決方案及應(yīng)用情況

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當(dāng)前制造業(yè)產(chǎn)品瑕疵缺陷的檢查，多是人工檢查或半自動(dòng)檢測(cè)，生產(chǎn)線檢查的勞動(dòng)力量很大，效率低，質(zhì)檢對(duì)質(zhì)量控制和產(chǎn)能都產(chǎn)生了很大影響，甚至抑制了生產(chǎn)量。上海金智達(dá)復(fù)合材料有限公司成立于2002年，是一家專業(yè)從事汽車內(nèi)飾復(fù)合材料生產(chǎn)的企業(yè)，為200多家國內(nèi)外客戶提供高質(zhì)量汽車復(fù)合內(nèi)飾的產(chǎn)品，包括頂棚、門板、座椅、頭枕等數(shù)萬個(gè)種類，并配合客戶參與新產(chǎn)品開發(fā)、提供完整的產(chǎn)品解決方案。

質(zhì)量檢測(cè)是任何一家制造企業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，但是越來越高的客戶要求和復(fù)雜的質(zhì)量問題對(duì)質(zhì)檢工作帶來多重挑戰(zhàn)，與此同時(shí)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)無法得到傳承，經(jīng)驗(yàn)不足的員工無法有效判斷缺陷。

中國聯(lián)通5G+AI工業(yè)質(zhì)檢解決方案，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，從產(chǎn)品圖像中訓(xùn)練和洞察出缺陷，提升質(zhì)檢效率，降低質(zhì)檢成本，提升產(chǎn)品的競爭力；同時(shí)，該方案結(jié)合了5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延的特性，及時(shí)將前端采集到的高清圖像傳輸至云端進(jìn)行AI識(shí)別，滿足了企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中對(duì)質(zhì)檢效率的要求。

圖1聯(lián)通AI機(jī)器視覺檢測(cè)方案總體架構(gòu)

AI機(jī)器視覺檢測(cè)解決方案，采用AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)，從產(chǎn)品圖像中洞察缺陷，提升工業(yè)制造質(zhì)檢效率，降低質(zhì)檢成本。

用機(jī)器代替人進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的識(shí)別、判斷和測(cè)量，能完成人眼所不能勝任的某些工作，解決工業(yè)領(lǐng)域的痛點(diǎn)，其方案特點(diǎn)主要包括：

5G接入能力：實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳

本地/邊緣識(shí)別能力：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)識(shí)別、判定

邊云協(xié)同：平臺(tái)推送已訓(xùn)練模型至邊緣切點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)至平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)、模型優(yōu)化

融合圖像處理：兼容多種數(shù)據(jù)采集設(shè)備及格式，軟硬件集成能力強(qiáng)

多種部署模式：根據(jù)客戶需求模塊化集成，可靈活選擇本地部署、邊緣云部署、云部署等

圖2聯(lián)通整體優(yōu)勢(shì)

由中國聯(lián)通研發(fā)5G+AI視覺檢測(cè)解決方案已順利落地嘉定上海金智達(dá)復(fù)合材料有限公司，并克服了材料瑕疵種類多、瑕疵難成像、瑕疵標(biāo)準(zhǔn)模糊等技術(shù)難題，通過高功率光源、8K+4K高清工業(yè)相機(jī)的成像設(shè)備，建立了共計(jì)28大類復(fù)合材料瑕疵檢測(cè)模型，幫助客戶對(duì)織物類、PVC類成品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、質(zhì)量分析，最終提供生產(chǎn)工藝改進(jìn)建議。目前AI視覺檢測(cè)已經(jīng)順利完成一期，得到客戶認(rèn)可，項(xiàng)目二期進(jìn)行與5G做深度融合，實(shí)現(xiàn)每臺(tái)檢驗(yàn)機(jī)的復(fù)制，逐漸豐富算法增強(qiáng)算力，實(shí)現(xiàn)5G與智慧工業(yè)的深度融合。

圖3 高精度瑕疵定位平臺(tái)

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三、服務(wù)規(guī)模及成效

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通過端+5G網(wǎng)絡(luò)+邊緣云+云服務(wù)的協(xié)作的解決方案，解決端側(cè)算力成本越來越高、單點(diǎn)系統(tǒng)維護(hù)成本過高、數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)不能有效共享、工廠車間有線互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本過高、容量不足、通用性、智能性和同類應(yīng)用快速復(fù)制性欠佳、實(shí)際應(yīng)用中視覺檢測(cè)準(zhǔn)確率較低、不可自學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化等問題，達(dá)到了以下效果：

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、動(dòng)態(tài)閉環(huán)

通過5G網(wǎng)絡(luò)連接，產(chǎn)線上每個(gè)工業(yè)視覺應(yīng)用不再是獨(dú)立的數(shù)據(jù)孤島，帶來的價(jià)值包括但不局限于以下方面：a）工廠中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲得每個(gè)被檢測(cè)對(duì)象的結(jié)果、狀態(tài)，納入全工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)；b）云端訓(xùn)練平臺(tái)能實(shí)時(shí)獲取多個(gè)現(xiàn)場端的樣本圖像，快速更新及實(shí)時(shí)部署優(yōu)化后模型；c）實(shí)現(xiàn)新檢測(cè)應(yīng)用的快速部署及推廣，使能柔性生產(chǎn)；d）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的云端統(tǒng)一維護(hù)監(jiān)控等；

提升設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平

隨著被檢測(cè)對(duì)象復(fù)雜性的增加，越來越多的視覺檢測(cè)要依賴于深度學(xué)習(xí)算法，而深度學(xué)習(xí)需要大量的樣本及強(qiáng)大的GPU 能力不斷迭代訓(xùn)練以提升檢測(cè)成功率；現(xiàn)有深度學(xué)習(xí)更多的是依靠在現(xiàn)場人工樣本的采集及模型的更新，推理訓(xùn)練一體化的設(shè)備又大多局限于成本及特定的應(yīng)用場景，極大的限制了深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用。5G+AI 的解決方案通過多點(diǎn)樣本的實(shí)時(shí)獲取，在云端統(tǒng)一架構(gòu)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)推理訓(xùn)練，支持快速的新模型迭代更新，能使得深度學(xué)習(xí)在工業(yè)視覺應(yīng)用中被廣泛推廣，普遍提升視覺檢測(cè)成功率；

簡單、易部署，支持規(guī)模應(yīng)用

在工業(yè)中實(shí)現(xiàn)一個(gè)匹配用戶需求的視覺檢測(cè)系統(tǒng)，需要具備光學(xué)、網(wǎng)絡(luò)及圖像算法的專業(yè)技能，對(duì)用戶是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。5G+AI 的解決方案中將復(fù)雜的樣本標(biāo)注、圖像處理等統(tǒng)一在云端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，并通過AI 算法實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)注、智能閉環(huán)，降低系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜性，使得工業(yè)視覺檢測(cè)能被應(yīng)用到更多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。

提升生產(chǎn)效率，減少維護(hù)成本

5G+AI的解決方案能極大的提升生產(chǎn)效率，一方面部分工業(yè)應(yīng)用場景具有移動(dòng)性訴求：如安裝于機(jī)械臂的視覺定位相機(jī)，因?yàn)闄C(jī)械臂的頻繁移動(dòng)而使線纜纏繞損耗嚴(yán)重，需要經(jīng)常更換，另外如后裝視覺應(yīng)用、不固定部署場景，無線傳輸?shù)姆绞蕉伎梢院芎玫慕鉀Q；另一方面，工程技術(shù)人員可以在云端進(jìn)行操作維護(hù)，無需到到現(xiàn)場即可進(jìn)行軟件更新、設(shè)備調(diào)測(cè)、功能擴(kuò)展等操作，能大幅降低系統(tǒng)維護(hù)成本，提升效率。

降低視覺規(guī)模部署低成本

根據(jù)公開資料，工業(yè)是目前機(jī)器視覺應(yīng)用比重最大的領(lǐng)域，其中又以電子制造和汽車制造為主，但也僅占到整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的10~20%，傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)占比更低；導(dǎo)致該結(jié)果的主要原因一方面是因?yàn)椴煌袠I(yè)被檢測(cè)對(duì)象差別極大而技術(shù)實(shí)現(xiàn)困難，另一方面是因?yàn)槎藗?cè)一體化的視覺檢測(cè)系統(tǒng)成本過高限制了應(yīng)用。5G+AI的工業(yè)視覺解決方案中，可以將需要強(qiáng)大軟硬件算力支持的計(jì)算統(tǒng)一在云端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，并同時(shí)支持多類不同應(yīng)用場景，端側(cè)僅部署標(biāo)準(zhǔn)的圖像采集系統(tǒng)，進(jìn)而降低全系統(tǒng)部署成本；同時(shí)，遠(yuǎn)端維護(hù)的方式也可以極大的降低系統(tǒng)的操作維護(hù)成本。

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四、應(yīng)用前景

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圖4工業(yè)AI機(jī)器視覺檢測(cè)分類

目前汽車內(nèi)飾行業(yè)、織物類生產(chǎn)加工行業(yè)等生產(chǎn)紡織端為中國質(zhì)量視覺檢測(cè)主要需求市場，除了工業(yè)級(jí)的應(yīng)用外、煙草薄片、造紙等行業(yè)也為AI視覺識(shí)別貢獻(xiàn)了少部分市場份額，部分視覺識(shí)別技術(shù)也應(yīng)用于模具生產(chǎn)、金屬制品深加工等行業(yè)。但是由于受到人工智能技術(shù)及算法算力的限制，在化工、煉鋼、機(jī)械制造、新材料等領(lǐng)域存在大量空白市場。

圖5工業(yè)AI機(jī)器視覺檢測(cè)的行業(yè)應(yīng)用

未來，基于5G技術(shù)的多AI視覺檢測(cè)機(jī)器協(xié)同作業(yè)技術(shù)能夠輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下工作，從而填補(bǔ)化工、煉鋼、機(jī)械制造、新材料等領(lǐng)域的空白市場，并不斷開拓視覺檢測(cè)項(xiàng)目建設(shè)新模式，即通過對(duì)瑕疵樣品的數(shù)據(jù)采集以及平時(shí)生產(chǎn)環(huán)境下遇到的瑕疵品類，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)相機(jī)對(duì)產(chǎn)品瑕疵檢測(cè)的智能化判別和分析，數(shù)據(jù)的不斷豐富使識(shí)別精準(zhǔn)度不斷提高。能夠?yàn)闃I(yè)主節(jié)省大量檢驗(yàn)人員投入與運(yùn)維成本，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)柔性工廠的二次升級(jí)。

（轉(zhuǎn)載自上海市通信管理局“上海通信圈”）

原文標(biāo)題：基于5G和邊緣計(jì)算技術(shù)的復(fù)合材料AI視覺檢測(cè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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