讓配料更智能——華為云AI賦能隆達鋁業(yè)實現(xiàn)智慧工廠轉(zhuǎn)型

在山東自貿(mào)試驗區(qū)煙臺片區(qū)，一家名為隆達鋁業(yè)（煙臺）有限公司（以下簡稱“隆達鋁業(yè)”）的生產(chǎn)車間內(nèi)，正呈現(xiàn)出一派熱火朝天的工作場景：生產(chǎn)線有序運轉(zhuǎn)，叉車來回穿梭，工人們有條不紊地開展生產(chǎn)工作；經(jīng)預處理、熔煉、精煉、鑄錠等生產(chǎn) 工序 后，一個個再生鋁錠就這樣被生產(chǎn)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(shù)據(jù)，電腦隨后輸出最優(yōu)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(yè)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(jīng)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(jīng)常需要在生產(chǎn)過程中進行多次配料添加，再計算再配比，如此往復，直至產(chǎn)品質(zhì)量符合最終要求?，F(xiàn)在，隆達鋁業(yè)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(yè)智慧工廠轉(zhuǎn)型的精彩故事。

　　在這則故事中，華為云充當了技術(shù)賦能者的角色，通過與隆達鋁業(yè)的聯(lián)合創(chuàng)新，為其打造了“AI配料師”——智能配料解決方案，真正實現(xiàn)了對于配料師經(jīng)驗的固化與傳承。這位“AI配料師”通過收集生產(chǎn)過程中的原材料數(shù)據(jù)、以往配比方案數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，根據(jù)原料配比和加入量，預測合金爐終點產(chǎn)出物中Si、Fe、Mg、Zn、Mn、Cu等金屬含量。當需要鑄造高品質(zhì)的再生鋁時，“AI配料師”還可通過分析已有數(shù)據(jù)，利用機器學習優(yōu)化算法，快速計算出輸出最優(yōu)的原料配比，如鋁渣A%、廢鋁合金B(yǎng)%、生鋁復化錠C%……直接提供最優(yōu)方案，大大提升配比效率，節(jié)省人財物資源。得益于華為云“AI配料師”，隆達鋁業(yè)的配料時間節(jié)省50%以上，年成本節(jié)省近百萬元，廢品率降低20%，真正助力隆達鋁業(yè)降本增效，實現(xiàn)從傳統(tǒng)制造向智慧制造的轉(zhuǎn)型。

　　那么，這則隆達鋁業(yè)轉(zhuǎn)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(yè)向AI尋求優(yōu)化之道

　　當前，鋁冶煉行業(yè)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(jié)能減排優(yōu)勢明顯。因而，隨著國家“雙碳”目標的提出，以及對循環(huán)經(jīng)濟、低碳發(fā)展的重視，再生鋁行業(yè)迎來新的發(fā)展機遇，越來越多的企業(yè)加入再生鋁鑄造的賽道。

　　隆達鋁業(yè)坐落于山東自貿(mào)試驗區(qū)煙臺片區(qū)，不僅是當?shù)刂圃煨袠I(yè)的重點企業(yè)，也是國內(nèi)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(fā)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(chǎn)業(yè)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(yè)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(jīng)驗優(yōu)勢，在再生鋁生產(chǎn)方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

　　在激烈的市場競爭和企業(yè)發(fā)展要求下，隆達鋁業(yè)意識到，唯有不斷降低生產(chǎn)成本、同時提升產(chǎn)品質(zhì)量，才能提高市場競爭力，牢牢占據(jù)市場領(lǐng)先地位。如何兼顧成本與品質(zhì)？再生鋁原材料配比的優(yōu)化是關(guān)鍵所在。具體而言，隆達鋁業(yè)的產(chǎn)品是根據(jù)客戶需求定制的，產(chǎn)品質(zhì)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(tǒng)工藝中，配料師需多次調(diào)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(chǎn)成本。

　　正是因為配比優(yōu)化的重要性，連帶著使配料師成為再生鋁鑄造企業(yè)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(yè)能力，以及長期的配料經(jīng)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(xiàn)人事變化，配料師離職或退休等，將對企業(yè)生產(chǎn)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(yè)成本。

　　如何破解以上難題，實現(xiàn)成本與品質(zhì)的雙贏？隆達鋁業(yè)開始尋求AI技術(shù)的幫助，希望通過搭建AI系統(tǒng)，解決產(chǎn)品定制化程度高的情況下配料工作繁瑣的問題，實現(xiàn)“一鍵式”生成精準配料方案，幫助配料師更快的實現(xiàn)最優(yōu)配料，從源頭降低生產(chǎn)成本。通過煙臺片區(qū)對人工智能技術(shù)扶持政策的“牽線搭橋”，隆達鋁業(yè)攜手華為（煙臺）人工智能創(chuàng)新中心開展智能配料項目研究，借助華為云AI技術(shù)深度賦能，探究再生鋁配料優(yōu)化之道。

華為云ModelArts使能，助力隆達鋁業(yè)實現(xiàn)再生鋁智能配料

　　工欲善其事，必先利其器。在雙方合力攻關(guān)智能配料項目過程中，華為云ModelArts發(fā)揮了重要作用。ModelArts作為華為云面向AI開發(fā)者的一站式開發(fā)平臺，提供了海量數(shù)據(jù)預處理及半自動化標注、大規(guī)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(chuàng)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(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、鋁水成分等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用機器學習優(yōu)化算法來尋找最優(yōu)的原料配比，構(gòu)建鋁水配料優(yōu)化、鋁水成分預測等AI模型，為配料工藝人員提供最優(yōu)方案。至此，隆達鋁業(yè)有了自己的“AI配料師”——基于AI的智能配料解決方案，實現(xiàn)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(yè)的配料工作在人力、物力、以及時間等方面都得到優(yōu)化：人力上，有效解決了對配料師經(jīng)驗的依賴；物力上，配料調(diào)整次數(shù)實現(xiàn)由3-4次降低為1-2次，減少了原材料浪費；時間上，節(jié)省配料時間50%以上。與此同時，隆達鋁業(yè)還實現(xiàn)高精度配料成分預測和最優(yōu)合金配比，節(jié)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(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性分析，保障每爐產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。依托智能配料業(yè)務管理系統(tǒng)，將不同物料所適宜的最佳溫度、爐壓、融化時間等數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)较到y(tǒng)中，在生產(chǎn)過程中通過實時監(jiān)測給出最佳控制范圍，避免參數(shù)設(shè)置不當導致材料損失，給再生智能配料提供較為準確的數(shù)據(jù)支持，最終助力隆達鋁業(yè)降低生產(chǎn)成本、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

　　制造業(yè)智能化是智能時代的發(fā)展必然。隨著智能制造的不斷推進，鋁材生產(chǎn)企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)配料方式，愈發(fā)成為企業(yè)發(fā)展瓶頸，提高配料效率、整合數(shù)據(jù)分析、智能化生產(chǎn)已成為大勢所趨，企業(yè)必須通過更高效便捷的生產(chǎn)方式優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。依托華為云ModelArts平臺，華為（煙臺）人工智能創(chuàng)新中心助力隆達鋁業(yè)打造了智能配料管理方案，助力隆達鋁業(yè)實現(xiàn)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(fā)者。未來，華為云將繼續(xù)推進實現(xiàn)“用得起、用得好、用得放心”的普惠AI，攜手千行百業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，助力制造業(yè)、政務、互聯(lián)網(wǎng)、金融、園區(qū)等各行各業(yè)智能升級。