来源 :武汉经信2024-06-08
华工科技产业股份有限公司
“智”造先锋集
【编者按】
近日，武汉市首批人工智能赋能制造业转型升级典型案例发布，19项案例锚定高端化、智能化、绿色化目标，展现人工智能赋能传统产业焕发新质生产力的蓬勃生态。今起，“武汉经信”公众号推出《“智”造先锋集》专栏，带领公众一窥人工智能赋能新型工业化的成果。我市还有更多的企业正在积极探索人工智能与先进制造业深度融合的道路，我们共同推动武汉市制造业转型升级和高质量发展。
焊工被称为“工业裁缝”，八级焊工可以说是顶级工匠，他们能观察到电弧产生到熔池凝固的过程，以形成合格的接头、焊缝，但这种“火候”一般人很难掌握。华工科技创新开发的“基于工业大模型的智能焊缝引导与识别检测系统”，让人工智能在毫秒间生成精确路径，并以视觉引导机械臂进行高精度焊接。工业大模型“速成”智能焊接，在建筑、造船、装备制造、汽车等多个下游行业也具有极强的推广应用价值。
企业介绍
华工科技产业股份有限公司（以下简称“华工科技”）孵化自中国知名学府——华中科技大学，是“中国激光第一股”、中国高校成果产业化的先行者。经过多年的技术、产品积淀，形成了以激光加工技术为重要支撑的智能制造装备业务，以信息通信技术为重要支撑的光联接、无线联接业务，以敏感电子技术为重要支撑的传感器业务格局，产业基地近2000亩。
华工科技以“创新联动美好世界”为使命，拥有20000多平米的研发、中试基地，在海外设有3个研发中心，与华中科技大学共建激光加工国家工程研究中心、国家防伪工程研究中心、敏感陶瓷国家重点实验室，通过产学研用纽带，公司牵头承担国家“863”计划、国家科技支撑计划、“十三五”国家重大科技计划专项等50余项课题，牵头制定中国激光行业首个国际标准，获得国家科技进步奖3项。
华工科技积极向智能制造领域探索，助力机械制造、铁路机车、汽车工业、消费电子、钢铁冶金、通信网络等国民经济重要领域掀开转型升级新篇章，产品出口80多个国家和地区。
应用场景
在我国，自动化焊接比例不足30%，与美国、日本、德国等发达国家相比，我国在切割焊接过程中的钢材浪费率多出近10%，一年浪费的钢材达到3000万吨，价值约1500亿元。因此，焊接技术的智能化发展成为一个重要课题。但在实际生产制造中，焊接往往发生在复杂的环境里，例如高温、高湿、高尘、狭小空间等。这些环境条件可能对传感器和设备的正常运行产生负面影响，从而降低焊缝跟踪技术的准确性和稳定性。同时，不同的焊接任务可能涉及多种类型的焊缝，包括角焊缝、对接焊缝、横焊缝等。每种焊缝的形状和特点都不相同，这也给焊缝跟踪技术带来了挑战。
实践路径
针对复杂场景下装备智造生产线焊接存在的准确性、稳定性差和效率低等问题，华工科技中央研究院的AI焊缝跟踪机器人采用了基于工业大模型的焊缝跟踪技术，由武汉人工智能研究院研发的“紫东太初”通用大模型作为智能底座，代替传统的计算机视觉小模型，通过对工业行业的焊缝跟踪场景进行赋能，实现高精度、高效率的实时焊缝跟踪技术。
基于工业大模型的焊缝跟踪技术，运用“紫东太初”大模型对工业场景的行业数据进行行业数据的适配，从而打造出L1行业?模型，即紫东太初·工业大模型。紫东太初·工业大模型在海量的工业场景数据集中，利用像素级别对比学习实现自监督预训练。进一步，对L2任务场景进行微调，包括了大模型具体应用场景的模型微调，大模型的轻量化剪枝，大模型对小模型的特征蒸馏学习，以及大模型的量化部署。
基于工业大模型的焊缝跟踪技术架构图。
在共轭焊缝跟踪场景中，“紫东太初”工业大模型通过在海量工业场景数据微调、焊缝跟踪场景数据微调、面向焊缝跟踪场景的轻量化模型剪枝、工业大模型对焊缝轻量化小模型的特征蒸馏及工业大模型引导的焊缝跟踪小模型的量化部署等技术，对机械臂进行AI视觉引导，实现了高精度、高效率的工业焊缝跟踪技术。
应用效果
华工科技基于武汉人工智能研究院的“紫东太初”工业大模型打造焊缝引导与识别检测系统，可实时捕捉焊缝数据，不受外部影响并能迅速做出反应，响应时间为毫秒级，通过算法自动生成精确路径，引导机器人进行高精度焊接，精准度更高，稳定性更强，识别效率?传统CV技术提升了50%。
焊缝跟踪应用场景。
受益于国家制造业转型升级，智能制造技术不断创新突破，整个焊接市场目前以每年13%的速度快速增长。2025年我国焊接材料?业市场规模或将突破400亿元。基于“紫东太初”工业大模型技术的焊接技术可以让焊缝品质得到更好的管控，已在华工科技的产线上正式落地。华工科技通过自上而下地推动各个业务板块积极拥抱人工智能，结合实际业务需求寻找可能的结合点，正在进一步探索和研究，同时加强与外部院校、科研机构的合作，在多种工业场景中，聚焦机器视觉、运动控制等关键技术实现突破。
激光焊接是智能制造的关键核心技术，而在激光焊接过程中，焊缝的智能识别、跟踪和检测技术非常重要，通过焊缝引导与识别检测系统的应用，可以大幅度提高生产效率，惠及建筑、造船、装备制造、汽车、化工等多个下游行业，具有极大的推广应用价值。