“神經(jīng)元”系統(tǒng)破解模具行業(yè)非標(biāo)定制困局

楊芝

隨著全球制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模化生產(chǎn)能力已達(dá)到較高水平。而模具制造恰恰與標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模化無(wú)緣，甚至被稱(chēng)為“智能改造的禁區(qū)”。其原因是，模具作為“工業(yè)之母”，是所有工業(yè)制造的基礎(chǔ)，是標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模化生產(chǎn)的前提，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)隨機(jī)性高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，存在產(chǎn)品質(zhì)量、交貨期、成本均不穩(wěn)定等問(wèn)題。多年來(lái)，企業(yè)、行業(yè)、政府等多方都在探索模具行業(yè)共性問(wèn)題的解決方案。

2017年，寧波創(chuàng)元信息科技有限公司自主研發(fā)的“神經(jīng)元”網(wǎng)絡(luò)智能生產(chǎn)操作系統(tǒng)（Neural-MOS）一舉解決了模具行業(yè)的數(shù)字化管理難題，在半年時(shí)間內(nèi)讓模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能翻番，幫助數(shù)十家模具企業(yè)突破產(chǎn)能瓶頸。該系統(tǒng)于2019年入選浙江省級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，獲浙江省數(shù)字化賦能智慧城市發(fā)展創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。今年5月21日，浙江省智能制造專(zhuān)家委員會(huì)主任毛光烈赴北侖調(diào)研時(shí)也對(duì)該系統(tǒng)贊不絕口。

無(wú)心插柳

模具車(chē)間里孕育出“神經(jīng)元”系統(tǒng)

2012年5月，在德國(guó)攻讀完博士學(xué)位的沃天斌帶著一套自主研發(fā)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模糊編解碼技術(shù)回到家鄉(xiāng)北侖，創(chuàng)立了寧波創(chuàng)元信息科技有限公司，致力于通信芯片的研發(fā)。然而，彼時(shí)國(guó)內(nèi)通信設(shè)備行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟，相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群不夠完備，單靠一套芯片技術(shù)難以打開(kāi)市場(chǎng)，沃天斌的技術(shù)成果接連遭遇“水土不服”，成果轉(zhuǎn)化一度陷入僵局。

2016年初，在機(jī)緣巧合下，寧波恒奇精密模具有限公司總經(jīng)理沃海杰找到沃天斌，希望他能幫忙改進(jìn)一套倉(cāng)庫(kù)管理軟件。“本來(lái)以為倉(cāng)庫(kù)管理無(wú)非進(jìn)貨、出貨，但是經(jīng)過(guò)我們的工程師多次反復(fù)修改，依然不能解決客戶的問(wèn)題。”沃天斌不明白自己的技術(shù)團(tuán)隊(duì)怎么就被一個(gè)倉(cāng)庫(kù)軟件難住了，便親自出馬。在多次深入企業(yè)調(diào)研后，他發(fā)現(xiàn)制造業(yè)尤其是模具行業(yè)的數(shù)字化改造比想象中更加復(fù)雜煩瑣。

“軟件開(kāi)發(fā)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)邏輯思維的過(guò)程，包括倉(cāng)儲(chǔ)在內(nèi)的工廠生產(chǎn)活動(dòng)也有它的內(nèi)在邏輯，同樣可以用這種數(shù)學(xué)邏輯來(lái)進(jìn)行描述。”用數(shù)學(xué)邏輯將看似雜亂無(wú)章的過(guò)程理清，這是沃天斌的強(qiáng)項(xiàng)。果然，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)研后，他對(duì)倉(cāng)庫(kù)軟件的改造方案讓沃海杰拍案叫絕。“你先別管倉(cāng)庫(kù)軟件了，我的生產(chǎn)車(chē)間更需要這個(gè)。”沃海杰立即決定讓沃天斌對(duì)恒奇的生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行數(shù)字化改造。

“要做出強(qiáng)而有力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，一定要了解工廠，了解生產(chǎn)。”吃過(guò)之前倉(cāng)儲(chǔ)軟件的虧，沃天斌明白紙上談兵解決不了問(wèn)題。自此，他便牢牢地“釘”在了恒奇的車(chē)間里，獲取了大量一手的數(shù)據(jù)信息。經(jīng)過(guò)一年多的研發(fā)，“神經(jīng)元”系統(tǒng)就這樣問(wèn)世了。自此，恒奇原本“隨性”的生產(chǎn)流程步入嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹斑壿嫛避壍馈Ｆ髽I(yè)產(chǎn)能從上半年的300多套，猛增到下半年的600多套。

也正是這次嘗試和探索，使得一直困擾著沃天斌的其自主研發(fā)技術(shù)應(yīng)用方向的問(wèn)題得到了解答。這套“神經(jīng)元”系統(tǒng)運(yùn)用的正是他最初在芯片領(lǐng)域的研究成果。他把這個(gè)結(jié)果稱(chēng)為“無(wú)心插柳”，但在記者看來(lái)，這何嘗不是“水到渠成”。

高能“開(kāi)掛”

“神經(jīng)元”實(shí)現(xiàn)模具業(yè)跨越提升

寧波君靈模具技術(shù)有限公司是北侖區(qū)一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造于一體的壓鑄模具生產(chǎn)企業(yè)，2019年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1.2億元。

這樣一家快速發(fā)展的企業(yè)也曾遭遇“成長(zhǎng)的煩惱”。企業(yè)負(fù)責(zé)人姚賢君表示，在快速發(fā)展的過(guò)程中，君靈已是滿負(fù)荷生產(chǎn)。為突破產(chǎn)能瓶頸，提升行業(yè)地位，他必須進(jìn)行數(shù)字化改造來(lái)提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

模具企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重點(diǎn)在工藝管理、生產(chǎn)過(guò)程管理和排程優(yōu)化等幾個(gè)主要方面。“神經(jīng)元”系統(tǒng)為君靈模具提供了優(yōu)秀的解決方案。

“一套模具由許多零配件組成，少則幾十個(gè)、幾百個(gè)，多則幾千個(gè)。這些零配件前期經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造、打磨等多道工序，再交由工人手工組裝、檢測(cè)。”沃天斌告訴記者，因設(shè)計(jì)需求多變，加工工序繁多且無(wú)規(guī)律，一旦組裝過(guò)程中遇到問(wèn)題，很難第一時(shí)間找到原因，更別說(shuō)加以解決，這個(gè)產(chǎn)品可能就被擱置。

想要快速解決問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的追蹤溯源便成為當(dāng)務(wù)之急。要追蹤管理每個(gè)零配件，必須先對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)。記者了解到，如今許多智能車(chē)間已用芯片植入的方式對(duì)每件產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識(shí)追蹤，而君靈并未使用這種最前沿的技術(shù)。姚賢君告訴記者，模具配件要反復(fù)經(jīng)過(guò)“水里來(lái)火里去”的鍛造，芯片根本承受不住。思量再三之后，他們決定使用激光打標(biāo)的方式，在每個(gè)模具配件上烙刻一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的編號(hào)。在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)中，這個(gè)身份信息會(huì)同步到系統(tǒng)后臺(tái)，方便管理人員實(shí)時(shí)追蹤。

“如今每個(gè)零配件都有了自己的‘身份證號(hào)碼，在生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要經(jīng)手的工人在專(zhuān)用的工業(yè)平板電腦上確認(rèn)該產(chǎn)品是順利完成還是存在問(wèn)題。如果順利完成，則該產(chǎn)品自動(dòng)進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)；如果存在問(wèn)題，‘神經(jīng)元系統(tǒng)會(huì)將信息反饋給各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)負(fù)責(zé)人，并且該產(chǎn)品整個(gè)流程線都會(huì)報(bào)警，提醒管理人員須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。”沃天斌說(shuō)，該系統(tǒng)還具有記憶和學(xué)習(xí)能力，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的問(wèn)題數(shù)據(jù)積累后，能自動(dòng)提出解決方案，若系統(tǒng)認(rèn)為問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)得到解決，就會(huì)利用大數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)自動(dòng)決策。

原來(lái)，“神經(jīng)元”系統(tǒng)屬于事件驅(qū)動(dòng)型系統(tǒng)，在不確定性事件頻繁發(fā)生的情況下，能夠?qū)θ恕C(jī)、料實(shí)現(xiàn)科學(xué)及時(shí)的優(yōu)化調(diào)度，將被動(dòng)式記錄變?yōu)橹鲃?dòng)式控制，最大限度滿足模具生產(chǎn)車(chē)間的管理需求。這個(gè)過(guò)程就像人的神經(jīng)反射，“神經(jīng)元”的名字便由此而來(lái)。

如今，走進(jìn)君靈模具的生產(chǎn)車(chē)間，給人的第一印象便是整齊有序。客戶要想了解自己產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度，只需移步至旁邊中央控制室，在墻面觸摸屏上輸入相應(yīng)的模具型號(hào)或訂單號(hào)，產(chǎn)品信息便一目了然。管理人員通過(guò)同樣的方式，也能第一時(shí)間了解每個(gè)崗位上員工的生產(chǎn)情況，從而進(jìn)行合理的人員安排，避免了生產(chǎn)力閑置或流程無(wú)序等狀況。

“過(guò)去要2—3個(gè)月才能解決的問(wèn)題，現(xiàn)在2—3天就能解決，整個(gè)工廠像‘開(kāi)掛一樣保持高節(jié)奏、高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。”姚賢君說(shuō)。

2017年6月，基于“神經(jīng)元”系統(tǒng)的模具工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，為整個(gè)模具制造產(chǎn)業(yè)提供數(shù)字化服務(wù)，覆蓋模具設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等生產(chǎn)過(guò)程。此外，平臺(tái)還將服務(wù)觸角伸向模具上下游產(chǎn)業(yè)鏈，形成面向模具行業(yè)特定場(chǎng)景的工業(yè)App。自正式上線以來(lái)，平臺(tái)已連接工業(yè)設(shè)備620臺(tái)，開(kāi)發(fā)集成工業(yè)App 30余個(gè)，平臺(tái)用戶數(shù)量達(dá)2000余人，普遍提升模具企業(yè)生產(chǎn)效率30%以上，節(jié)約成本15%以上。■