在山東自貿試驗區煙臺片區,一家名為隆達鋁業(煙臺)有限公司(以下簡稱“隆達鋁業”)的生產車間內,正呈現出一派熱火朝天的工作場景:生產線有序運轉,叉車來回穿梭,工人們有條不紊地開展生產工作;經預處理、熔煉、精煉、鑄錠等生產工序后,一個個再生鋁錠就這樣被生產出來。

在這熱火朝天的場景中,配料工程師的工作則顯得“冷清”許多。只見配料師在電腦上輸入各項指標數據,電腦隨后輸出最優配比方案,他即依照電腦給出的方案開始配料工作。其實,隆達鋁業的配料工程師的工作并非一直如此“冷清”:如果說其他工序上的工作人員是揮汗如雨,而配料師們則是“焦頭爛額”。
此前,配料工程師需要對原材料足夠了解,并擁有豐富的配比經驗,還需要進行繁雜的計算過程,才能得出比較好的配比方案;經常需要在生產過程中進行多次配料添加,再計算再配比,如此往復,直至產品質量符合最終要求。現在,隆達鋁業的配料工程師之所以能如此高效率地完成工作,正是因為有了華為云“AI配料師”的幫忙,這也成就了隆達鋁業智慧工廠轉型的精彩故事。
在這則故事中,華為云充當了技術賦能者的角色,通過與隆達鋁業的聯合創新,為其打造了“AI配料師”——智能配料解決方案,真正實現了對于配料師經驗的固化與傳承。這位“AI配料師”通過收集生產過程中的原材料數據、以往配比方案數據、生產工藝數據,根據原料配比和加入量,預測合金爐終點產出物中Si、Fe、Mg、Zn、Mn、Cu等金屬含量。當需要鑄造高品質的再生鋁時,“AI配料師”還可通過分析已有數據,利用機器學習優化算法,快速計算出輸出最優的原料配比,如鋁渣A%、廢鋁合金B%、生鋁復化錠C%……直接提供最優方案,大大提升配比效率,節省人財物資源。得益于華為云“AI配料師”,隆達鋁業的配料時間節省50%以上,年成本節省近百萬元,廢品率降低20%,真正助力隆達鋁業降本增效,實現從傳統制造向智慧制造的轉型。

那么,這則隆達鋁業轉型智慧工廠的故事,該從何說起呢?
再生鋁配料痛點何解?隆達鋁業向AI尋求優化之道
當前,鋁冶煉行業主要分為氧化鋁、電解鋁和再生鋁三大板塊,其中再生鋁能耗、碳排放量不足電解鋁的3%,節能減排優勢明顯。因而,隨著國家“雙碳”目標的提出,以及對循環經濟、低碳發展的重視,再生鋁行業迎來新的發展機遇,越來越多的企業加入再生鋁鑄造的賽道。
隆達鋁業坐落于山東自貿試驗區煙臺片區,不僅是當地制造行業的重點企業,也是國內各大汽車廠商的主要合金鋁供應商,主要鑄造鋁合金材料、汽車發動機用輕量化材料、有色金屬復合材料,滿足汽車及零部件產業輕量化新材料需求配套供應。在再生鋁鑄造的賽道上,隆達鋁業即是選手之一,并依托自身在再生資源的回收加工利用方面的經驗優勢,在再生鋁生產方面處于行業領先地位。

在激烈的市場競爭和企業發展要求下,隆達鋁業意識到,唯有不斷降低生產成本、同時提升產品質量,才能提高市場競爭力,牢牢占據市場領先地位。如何兼顧成本與品質?再生鋁原材料配比的優化是關鍵所在。具體而言,隆達鋁業的產品是根據客戶需求定制的,產品質量的標準和指標不同,因此幾乎每爐都需要單獨進行配料,在傳統工藝中,配料師需多次調整配料方案以達到客戶要求,無形中增加了很多重復勞動,同時造成材料浪費及能源消耗,增加了生產成本。
正是因為配比優化的重要性,連帶著使配料師成為再生鋁鑄造企業的“寶藏資源”。一個好的配料師需要對原材料有充分了解、擁有過硬的專業能力,以及長期的配料經驗積累等,可以說是可遇不可求。然而,寶藏難尋,公司一旦出現人事變化,配料師離職或退休等,將對企業生產造成較大影響。因而對于配料師的強“依賴”,無形中也增加了企業成本。
如何破解以上難題,實現成本與品質的雙贏?隆達鋁業開始尋求AI技術的幫助,希望通過搭建AI系統,解決產品定制化程度高的情況下配料工作繁瑣的問題,實現“一鍵式”生成精準配料方案,幫助配料師更快的實現最優配料,從源頭降低生產成本。通過煙臺片區對人工智能技術扶持政策的“牽線搭橋”,隆達鋁業攜手華為(煙臺)人工智能創新中心開展智能配料項目研究,借助華為云AI技術深度賦能,探究再生鋁配料優化之道。
華為云ModelArts使能,助力隆達鋁業實現再生鋁智能配料
工欲善其事,必先利其器。在雙方合力攻關智能配料項目過程中,華為云ModelArts發揮了重要作用。ModelArts作為華為云面向AI開發者的一站式開發平臺,提供了海量數據預處理及半自動化標注、大規模分布式訓練、自動化模型生成及端-邊-云模型按需部署能力,幫助用戶快速創建和部署模型,管理全周期AI工作流。

基于華為云ModelArts平臺,通過輸入原輔料數據、生產工藝數據、鋁水成分等生產數據,利用機器學習優化算法來尋找最優的原料配比,構建鋁水配料優化、鋁水成分預測等AI模型,為配料工藝人員提供最優方案。至此,隆達鋁業有了自己的“AI配料師”——基于AI的智能配料解決方案,實現了再生鋁智能配料。
通過應用該方案,對比人工配料,隆達鋁業的配料工作在人力、物力、以及時間等方面都得到優化:人力上,有效解決了對配料師經驗的依賴;物力上,配料調整次數實現由3-4次降低為1-2次,減少了原材料浪費;時間上,節省配料時間50%以上。與此同時,隆達鋁業還實現高精度配料成分預測和最優合金配比,節省原輔料年成本百萬元以上,同時有效降低廢品率,最終真正達成了降本增效的預期效果。
此外,隆達鋁材和華為云還就配料信息化達成合作,進行了配料過程中的數據關聯性分析,保障每爐產品質量的一致性。依托智能配料業務管理系統,將不同物料所適宜的最佳溫度、爐壓、融化時間等數據實時傳輸到系統中,在生產過程中通過實時監測給出最佳控制范圍,避免參數設置不當導致材料損失,給再生智能配料提供較為準確的數據支持,最終助力隆達鋁業降低生產成本、穩定產品質量。
制造業智能化是智能時代的發展必然。隨著智能制造的不斷推進,鋁材生產企業傳統的生產配料方式,愈發成為企業發展瓶頸,提高配料效率、整合數據分析、智能化生產已成為大勢所趨,企業必須通過更高效便捷的生產方式優化產品質量,提高生產效率。依托華為云ModelArts平臺,華為(煙臺)人工智能創新中心助力隆達鋁業打造了智能配料管理方案,助力隆達鋁業實現再生鋁智能配料,向智能制造邁出跨越式的一步。
到目前為止,華為云已上線超過220個云服務、超過210個解決方案,聚合超180萬全球開發者。未來,華為云將繼續推進實現“用得起、用得好、用得放心”的普惠AI,攜手千行百業持續創新,助力制造業、政務、互聯網、金融、園區等各行各業智能升級。
責任編輯:胡金鵬