中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 張垚
廢鋼智能檢測系統,是廢鋼行業(yè)大幅提升效率,進(jìn)入信息化、智能化階段的重要組成部分,能夠助力廢鋼行業(yè)和鋼鐵行業(yè)發(fā)展。國內這一領(lǐng)域起步于2018年前后。6月22日,《中國冶金報》記者采訪(fǎng)了這一領(lǐng)域的探索者——北京同創(chuàng )信通科技有限公司總經(jīng)理、建龍重工智能制造研究所所長(cháng)王保紅,了解目前我國廢鋼智能檢測系統的開(kāi)發(fā)和實(shí)際應用現狀。
01為產(chǎn)業(yè)服務(wù) 堅持自主創(chuàng )新
“2018年,我們就開(kāi)始做廢鋼自動(dòng)檢測和分類(lèi)項目的可行性研究,并于同年正式開(kāi)始進(jìn)入研發(fā)階段??梢哉f(shuō),我們是最早在國內開(kāi)展用機器視覺(jué)、人工智能對廢鋼做智能識別,并把這種方法用于實(shí)際廢鋼驗質(zhì)的企業(yè)?!蓖醣<t表示,研發(fā)這一系統的初衷就是為了減輕工人勞動(dòng)強度,避免人為主觀(guān)因素對質(zhì)量的影響。
多年來(lái),人工廢鋼驗質(zhì),一般會(huì )在車(chē)輛卸車(chē)前、中、后用肉眼或卡尺測量,對廢鋼做3次類(lèi)別、等級判定,往往一個(gè)級別的差距就會(huì )導致每噸30元的出入,這給一些驗質(zhì)人員帶來(lái)不小的灰色收入空間,也會(huì )使廢鋼質(zhì)量更容易波動(dòng),影響后續的冶煉生產(chǎn)。
“3年前剛剛接到這個(gè)課題時(shí),我就想,能不能通過(guò)圖像識別或者其他非人為手段,解決廢鋼驗質(zhì)的痛點(diǎn)問(wèn)題?!蓖醣<t說(shuō),通過(guò)分析、篩選,該公司最終確定了通過(guò)圖像識別和人工智能解決這一問(wèn)題的思路。該系統通過(guò)多角度多次拍照,用幾十萬(wàn)張照片最終達到極高的判定準確度。通過(guò)1年多與人工驗質(zhì)進(jìn)行對比,該系統的判定終于與人工一致。
然而,建立一個(gè)可用、方便、可以為企業(yè)節省成本的系統,并非易事。據介紹,廢鋼照片的拍攝質(zhì)量和攝像頭與廢鋼的距離、角度關(guān)系密切,近大遠小的問(wèn)題就需要特定的算法解決;經(jīng)過(guò)摸索,車(chē)的??课恢脤z像頭的觀(guān)察結果非常敏感,雖然現在看來(lái)結論很簡(jiǎn)單,但是要解決這些問(wèn)題,需要經(jīng)過(guò)大量的產(chǎn)業(yè)知識積累和計算機建模過(guò)程,特別是獲得真實(shí)數據的難度很大。同時(shí),人工智能需要大量數據和時(shí)間進(jìn)行自學(xué)習?!斑@些都是技術(shù)上的困難和最終做成系統的成本?!蓖醣<t表示。
不僅如此,由于系統能夠規避人工操作帶來(lái)的波動(dòng)和作弊的可能性,在推廣初期,系統遭到很多廢鋼供應商的抵制?!暗?,某鋼企用戶(hù)的相關(guān)負責人非常支持我們,讓我們頂住。我們也做了大量工作,一段時(shí)間以后,供應商們也逐漸意識到,有了這一系統后,驗質(zhì)公平公正,再也不必偷偷摸摸?!?/div>
2019年7月份,北京同創(chuàng )信通科技有限公司獲得“廢鋼智能檢測系統V1.0”國家版權局計算機軟件著(zhù)作權登記證書(shū)。
02有先發(fā)優(yōu)勢 融入產(chǎn)業(yè)血液
“有大量的數據和產(chǎn)業(yè)人員參與做支撐,是我們公司廢鋼智能檢測系統V1.0的優(yōu)勢?!蓖醣<t介紹,研發(fā)至今,該系統已經(jīng)積累了大量企業(yè)數據,為河鋼石鋼搭建的系統已經(jīng)進(jìn)入驗收階段,與三鋼集團已簽訂合同,常州東方特鋼已簽合同并付預付款……“數十家企業(yè)數據以及幾十萬(wàn)張的圖片,可以大大確保系統判別的水平?!睋私?,該系統判斷廢鋼類(lèi)型和分級的判別準確率在95%,特別是對重型廢鋼的分級精度可達2毫米。
“該項目避免了人工扣雜的主觀(guān)性,將大大降低現場(chǎng)員工勞動(dòng)強度,改善石鋼員工的工作環(huán)境,提高現場(chǎng)工作效率,相信這一系統在精細化管理方面一定能為我們創(chuàng )造巨大的經(jīng)濟效益?!焙愉撌撓嚓P(guān)負責人介紹,該系統于今年6月17日~21日在石鋼通過(guò)了壓力測試,自動(dòng)拍照率為99%,廢鋼等級智能識別判定準確率超過(guò)90%,并自動(dòng)生成廢鋼等級判定報告。
另?yè)私?,該系統的主要研發(fā)團隊成員大約有30人,主要是IT人員和業(yè)務(wù)人員?!爸皇荌T人員的話(huà),這個(gè)系統是做不成的?!蓖醣<t感慨說(shuō),產(chǎn)業(yè)信息化智能化改造,產(chǎn)業(yè)人員參與是基本條件。在該系統的研發(fā)團隊中,不乏資深廢鋼驗質(zhì)師和廢鋼標準制定者。
據該公司調研顯示,很多競爭系統目前已經(jīng)處于半停滯狀態(tài),原因就在于只靠資金投入和算法優(yōu)化,而沒(méi)有行業(yè)知識,這樣構建起來(lái)的系統,無(wú)法很好地適應企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、嵌入企業(yè)的工作流程。
03獲鋼協(xié)認可 堅守原創(chuàng )價(jià)值
據了解,2020年11月份,中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )組織包括北京科技大學(xué)原校長(cháng)徐金梧等在內的相關(guān)專(zhuān)家,組成專(zhuān)家組,對這一方法進(jìn)行鑒定。專(zhuān)家組高度評價(jià)這一成果:“首創(chuàng )了廢鋼等級智能檢測算法技術(shù),開(kāi)發(fā)了全自動(dòng)無(wú)人化廢鋼等級智能檢測系統與成套設備,徹底取代了人工驗質(zhì)。該技術(shù)成果整體達到國際先進(jìn)水平,其中廢鋼等級識別準確率達到國際領(lǐng)先水平?!?/div>
同時(shí),鑒定證書(shū)肯定了這一成果的3個(gè)主要創(chuàng )新點(diǎn):一是開(kāi)發(fā)了基于機器視覺(jué)和深度學(xué)習的全自動(dòng)無(wú)人化廢鋼智能檢測系統,首次實(shí)現了廢鋼驗收全流程的無(wú)人化廢鋼等級智能識別與自動(dòng)驗判;二是研發(fā)了基于掃描路徑最優(yōu)化的攝像機角度自適應調整算法,實(shí)現了廢鋼圖像的高效精確分類(lèi);三是基于歷史數據庫,開(kāi)發(fā)出智能識別廢鋼等級的多維度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型和收儲中的廢鋼分類(lèi)檢測系統,實(shí)現廢鋼物資自動(dòng)扣雜功能,提高廢鋼等級判定的科學(xué)性。今年5月份,中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )、中國金屬學(xué)會(huì )冶金科學(xué)技術(shù)獎評出獲獎項目115項,其中,由北京建龍重工集團、山西建龍實(shí)業(yè)公司和北京同創(chuàng )信通科技公司完成的“基于機器視覺(jué)的廢鋼等級智能識別技術(shù)及應用”獲得二等獎。
“從原理上講,建立廢鋼檢測系統比較簡(jiǎn)單,就是通過(guò)廢鋼智能檢測系統自動(dòng)判別廢鋼等級。也因此,不同方面的企業(yè)嗅到這一商機,市場(chǎng)上出現了一些模仿品。由于前面提到的原因,資本在沒(méi)有專(zhuān)利許可且技術(shù)還不成熟的情況下,涌入這一領(lǐng)域,給廢鋼檢測和鋼企客戶(hù)實(shí)用都帶來(lái)了一定的負面影響?!蓖醣<t表示了他的擔憂(yōu)。
王保紅表示,很多做法已經(jīng)讓用戶(hù)產(chǎn)生困惑。比如,基于人工智能、自學(xué)習等的通常經(jīng)驗,再加上一些硬件投入,正常的實(shí)施周期至少需要6個(gè)月。而一些公司要價(jià)很低甚至免費,稱(chēng)短時(shí)間內就可以使系統功能正常,就有擾亂市場(chǎng)之嫌。
“近兩年內興起的類(lèi)廢鋼視覺(jué)智能識別系統的原理都雷同,在技術(shù)方面,各家多多少少做了一些相應的調整?!蓖醣<t表示,“但是,我們已經(jīng)就這種方法申請了發(fā)明專(zhuān)利?!睋私?,2019年10月上旬,該公司申請相關(guān)專(zhuān)利。2021年4月~5月份,該公司《一種建立廢鋼等級劃分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型方法》(專(zhuān)利號201910958076.8)《一種收儲中的廢鋼等級分類(lèi)檢測方法》(專(zhuān)利號201910958076.9)相繼獲得專(zhuān)利證書(shū)?!翱梢钥隙ǖ卣f(shuō),已經(jīng)拿到國內這一方法專(zhuān)利證書(shū)的,只有我們公司?!蓖醣<t表示。
據了解,目前,該公司搜集了國內10多家類(lèi)似系統的證據,大體上都是通過(guò)在料場(chǎng)安裝攝像頭來(lái)采集圖片,并用圖像識別技術(shù)和人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的方法來(lái)讓系統進(jìn)行學(xué)習,根據定義的廢鋼類(lèi)別,以達到自動(dòng)識別的目的。
“鑒于我們已經(jīng)申請了這一方法的專(zhuān)利,嚴格來(lái)說(shuō),只要采用這種方法,就需要向我們支付一定的知識產(chǎn)權費用,否則就是侵權行為?!蓖醣<t嚴肅地說(shuō),“要尊重原創(chuàng ),更要按照市場(chǎng)規矩做事情?,F在,市場(chǎng)上確實(shí)有這樣的情況,也提醒廣大的鋼廠(chǎng)消費者,不要被這些所謂的現象所迷惑。昨天,我們已經(jīng)委托事務(wù)所,向其中的兩家公司發(fā)出律師函。當然,我們還是希望有可能的話(huà),大家共同尋找合作機會(huì ),把客戶(hù)服務(wù)好,為行業(yè)貢獻積極力量?!?/div>
談及該公司自主研發(fā)的系統,王保紅自信地說(shuō):“目前,我們的系統已經(jīng)開(kāi)始了又一輪的技術(shù)儲備,全部完成后,可以對廢鋼產(chǎn)品進(jìn)行更多維度的判別,判別精度還可以進(jìn)一步提高,保守估計可以在目前的基礎上再為企業(yè)節省40%的成本?!?/div>
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編輯:張雨恬
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