1月13日，第二屆“中國工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新競賽”決賽答辯會議在中國信息通信研究院舉行，本次會議由工業(yè)和信息化部指導(dǎo)，中國信息通信研究院聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、華為、富士康、積微物聯(lián)共同主辦。天澤智云基于與富士康合作開展的“無憂刀具”項目，為比賽提供技術(shù)、賽題設(shè)計、方案評審等支持。

“無憂刀具”背景簡介及概況

銑削加工過程中，刀具磨耗程度是影響模具成品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，由于刀具失效引起數(shù)控機床停機的時間總數(shù)占故障停機時間的20%-30%。[1-2]

以往，刀具的磨損、破損、斷刀等問題是通過人為憑經(jīng)驗等傳統(tǒng)方法對刀具壽命進行預(yù)測，在實際應(yīng)用中存在兩大痛點：

設(shè)備發(fā)生故障時間無法預(yù)測，尤其是主軸等核心部件。這些關(guān)鍵部件采購周期長（3個月~半年以上），成本高（主軸價格15~30萬RMB），一旦發(fā)生故障停機時間長，造成極大損失。

生產(chǎn)加工過程刀具磨損狀態(tài)不透明。刀具磨損是一個動態(tài)變化的過程，受刀具材料、切削參數(shù)及切削液等多種因素影響，很難通過產(chǎn)品質(zhì)量檢查來監(jiān)測其磨損情況。[3]因此刀具在實際應(yīng)用中，可能提前更換導(dǎo)致成本上升，或已經(jīng)損壞卻仍在使用，影響產(chǎn)品質(zhì)量甚至嚴(yán)重時對加工設(shè)備造成損害。

為解決以上問題，富士康與攜手天澤智云，打造“無憂刀具”項目，對多源數(shù)據(jù)進行融合同步，結(jié)合智能的分析算法進行特征提取，主軸健康預(yù)診，刀具健康度評估、剩余壽命預(yù)測以及壽命終止警報，為CNC機床提供刀具壽命預(yù)測及主軸在線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)。

經(jīng)評估，該系統(tǒng)可降低60%的意外停機，減少50%監(jiān)控機臺狀態(tài)所需的勞動力，質(zhì)量缺陷率從6‰降至3‰，節(jié)約16%的成本。

富士康基于該系統(tǒng)搭建的精密工具智能制造工廠，獲得工信部“2018智能制造試點示范項目”，也于1月10日入選世界經(jīng)濟論壇未來制造燈塔工廠，成為代表新一輪工業(yè)革命轉(zhuǎn)折點的16家工廠之一。

富士康（位于中國深圳的工廠）：又被稱為“關(guān)燈工廠”，這家專門生產(chǎn)智能手機等電氣設(shè)備組件的工廠采用全自動化制造流程，配備機器學(xué)習(xí)和人工智能型設(shè)備自動優(yōu)化系統(tǒng)、智能自我維護系統(tǒng)和智能生產(chǎn)實時狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。 富士康注重優(yōu)先引入第四次工業(yè)革命技術(shù)，令生產(chǎn)效率提高30%，庫存周期降低15%。

——世界經(jīng)濟論壇

真實場景結(jié)合落地經(jīng)驗 天澤智云助力工業(yè)大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)

第二屆工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新競賽自2018年11月啟動以來，吸引了來自海內(nèi)外近3000名參賽選手，較去年增長近一倍。其中70%以上來自于高校學(xué)生，尤其是清華大學(xué)，華中科技大學(xué)，上海交大等，涉及計算機、自動化控制、機械工程、統(tǒng)計、動力工程等多個專業(yè)領(lǐng)域。

大賽共設(shè)立“刀具壽命預(yù)測”和“鋼卷倉儲吞吐量趨勢預(yù)測”兩道賽題，數(shù)據(jù)來源于真實的工業(yè)環(huán)境。其中，“刀具壽命預(yù)測”有700支隊伍參賽，“鋼卷倉儲吞吐量趨勢預(yù)測”有329支隊伍參加。

答辯現(xiàn)場

業(yè)內(nèi)人士指出，工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新競賽是產(chǎn)學(xué)共同攜手培養(yǎng)人才的典型代表，為該領(lǐng)域的相關(guān)研究人員和創(chuàng)業(yè)者們提供了一個成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的交流平臺。相比首屆競賽，本屆企業(yè)參賽選手比例下降，而高校等學(xué)術(shù)研究相對發(fā)展更為迅速，但工業(yè)大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展需要依靠產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)界共同作用。因此，專家呼吁并鼓勵更多的人才進入工業(yè)場景，為催化工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)的形成注入更多動力。

決賽當(dāng)天，兩個賽題專家組分別由美國智能維護系統(tǒng)（IMS）中心主任、富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)副董事長李杰教授和清華大學(xué)軟件學(xué)院院長王建民擔(dān)任組長，聽取了決賽隊伍的方案介紹，并從賽題理解、算法選擇、模型驗證和方案創(chuàng)新性等方面對決賽隊伍進行打分和點評，決出最終獲獎名次，頒獎儀式將在2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)峰會上進行。天澤智云首席數(shù)據(jù)科學(xué)家晉文靜博士作為“刀具壽命預(yù)測”賽題組專家評審出席會議。

天澤智云首席數(shù)據(jù)科學(xué)家 晉文靜博士（中）

“參賽選手答辯思路清晰，很多選手對工業(yè)背景做了詳細(xì)的調(diào)研，將工業(yè)領(lǐng)域知識與算法相結(jié)合，展現(xiàn)了非常強的工業(yè)數(shù)據(jù)分析及場景化能力?！睍x文靜博士表示，“天澤智云一直致力于推動工業(yè)智能領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)結(jié)合，積極地與合作伙伴、高校、專家學(xué)者攜手，共同構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用新生態(tài)，為中國工業(yè)的發(fā)展輸送專業(yè)的技術(shù)人才?！?/p>

比賽過程中，參賽選手們引用了國內(nèi)外非常多相關(guān)案例和方法論作為參考，比如其中一支進入決賽的團隊就引用了晉文靜博士發(fā)表的論文中的方法論作為指導(dǎo)。此次工業(yè)大數(shù)據(jù)競賽為學(xué)術(shù)的前沿性探索與智能制造實踐的結(jié)合提供了對接的平臺，讓人才看到了中國制造業(yè)蓬勃發(fā)展的動力，也為制造產(chǎn)業(yè)引入了更多的技術(shù)人才和智慧，為我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展儲備和積蓄力量。

Reference：

[1] Tlusty J.A Critical Review of sensors for Unmanned Machining. Annual of the CIRP. 1983, 32

[2] Tonsboff H.K. Developments and Trends in Monitoring and Control of Machining Processes.Annual of the CIRP. 1988, 37(2)

[3] 張柏霖.高速切削技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.7