鯤鵬從“可用”到“好用”的跨越

蒲陽伯

俗話說：“民以食為天，食以稻為先”。水稻在中國種植已經有7 000多年的歷史了，是人類重要的糧食作物之一。從一顆稻谷到另一顆稻谷，它代表著豐收，也代表著輪回，在這樣一個循環往復的過程中，創新科技為秋糧豐收提供了全面、高效的支撐。

要知道，在水稻成長過程中，從育種到栽培再到豐收，凝聚了無數科研人員的心血，科技正在為每一粒米護航，為端牢中國飯碗注入力量。其中，“水稻適度加工技術”正在為水稻提質增收發揮著重要作用。

近日，鯤鵬應用創新大賽2022全國總決賽在杭州閉幕。哈爾濱工程北米科技有限公司“數智識米———基于鯤鵬服務器的水稻適度加工解決方案”從全國21個賽區2 000多支隊伍中脫穎而出，獲得全國總決賽企業數字化賽題金獎。

據了解，哈爾濱工程北米科技有限公司，是由哈爾濱工程大學、黑龍江省政府和黑龍江新產業投資集團持股孵化的國家高新技術企業。公司是黑龍江省技術創新示范企業，并擁有省級技術創新中心———水稻適度加工智能技術創新中心。

本次斬獲金獎的是工程北米公司的數智識米團隊，該團隊組建于2021年9月。團隊成員涵蓋軟件、算法、測試、運維等方面。團隊使命是助力鯤鵬生態的基礎技術全棧發展和產業落地，共推稻米加工數字化轉型。

“水稻適度加工”痛點多

水稻適度加工，是采用特殊技術在加工過程中保留傳統加工工藝無法保留的胚芽和糊粉層，實現了在加工過程的節糧減損。由于胚芽占整個大米3 %～5 %的重量，如果能夠得到保留，相當于糧食增產3 %～5 %。該項技術涉及水稻加工、檢測、包裝、儲運等多個行業，是高端裝備制造、信息技術和農業等多個學科相互交叉而產生的新興領域。

如今，我國約有一萬余家稻米加工企業，年加工量達到2.1億噸。從國家糧食和物資儲備局獲悉，據測算，我國糧食在加工環節損失量每年在75億千克以上，其中我國每年在水稻加工環節就損失了近30億千克。

數智識米團隊負責人表示，水稻適度加工存在諸多痛點：

一人對多機，檢測數據不準確

在加工過程中產生，絕大部分加工企業憑借人工巡檢實現碾米工藝、設備性能和操作管理水平等指標。普遍出現工藝不合理、設備不合適、流量不平衡、礱碾設備技術參數不當、高溫（濕）差、撞擊以及操作不當等現象，從而造成加工浪費。

數據、工藝調整不及時

當前，最嚴謹的檢測，僅2 h檢測一次，每次檢測時間不少于10 min，而稻米加工以每小時5 000～25 000 kg的流速推進，檢測速度遠跟不上加工生產速度。同時，檢測樣本量小，數據具有很大的隨機性，檢測結果無法在加工過程中作為評價依據使用。

碾磨精度靠經驗

加工精度依賴技術工人的經驗。在加工不同大小稻米時未進行分離處理，特別是特小或特大稻谷，包括礱谷機、谷糙分離機、碾米機、拋光機等設備加工精度達不到要求，摩擦碾白時壓力大小不系統，產生極大的浪費。

針對上述痛點，最終，數智識米團隊決定采用鯤鵬服務器為核心計算設備，創新地提出了基于鯤鵬服務器的水稻適度加工解決方案。該方案的整體架構由設備端、邊緣端及云端3部分組成。通過使用靠近數據源頭的邊緣計算來提供強實時、高效率的數據處理服務。邊云協同進一步實現編排調度、資源管理從而為無所不在的計算提供高效、穩定、安全的算力支撐。

據數智識米團隊負責人表示，該方案有兩大創新點：

其一，該方案是首次將鯤鵬服務器應用于農業加工領域。基于昇騰AI完成云端訓練和邊緣側推理，將推理得到的數據上傳到鯤鵬服務器，服務器進行大數據分析形成加工工藝參數，下發到產線進行執行，進一步提高糧食產量。

其二，團隊通過在鯤鵬服務器上搭建稻米加工大數據平臺，利用大數據分析將采集的水稻加工的設備運行數據轉化為我們需要的各類匹配信息。通過匹配數據的挖掘，使用聚類算法，將不同水稻品種的加工策略分為不同的類簇，再對類簇中的加工策略進行對比研究，發現其潛在的模式規律，實現加工策略與加工對象的精準匹配。多品種稻米加工的通用模型的構建，能夠使得生產環境擺脫必須依賴技術工人的經驗的問題，實現端云協同，加速產業升級與復制落地。

在實際價值方面，據數智識米團隊負責人透露，團隊以前用的是x86平臺。在x86平臺上，大數據分析算法耗費時間較長，影響稻米的加工生產效率。而鯤鵬平臺采用ARM架構，多核，非常適合大數據、高性能計算以及數據庫等應用場景。

數智識米團隊負責人表示，鯤鵬平臺在水稻加工大數據分析時的性能非常突出。尤其是在運行機器學習算法時，性能平均提高了10倍左右，提高了加工生產效率，在數據庫存取方面，性能也得到了3倍左右的提升。

應用創新大賽打造創新人才聚集高地

鯤鵬應用創新大賽作為鯤鵬計算產業面向全棧開發者的年度高端賽事，已經連續舉辦三屆，今年這場大賽依舊火熱。

人才是鯤鵬計算產業的“星星之火”，本屆大賽共吸引了2 000多個團隊，產生了1 000多份高質量初賽作品，引領了5 000多個開發者加入鯤鵬生態建設，為計算產業的發展和數字經濟發展創新提供了強大的新動能。

據觀察，2022年大賽有7個賽道，比賽隊伍有企業，有運營商，還增加了不少科研團隊和高校團隊，大賽推動把大量的應用從原有的傳統計算體制，遷移到當前規模部署的鯤鵬+openEuler系統上，提升了使用率，大部分參賽作品使用了鯤鵬生態軟硬件工具。

如今，鯤鵬生態已經覆蓋到了政府、金融、電信等各大行業，正在向著更加廣闊的應用領域發展，為行業數字化提供更加強大的根基。

數智識米團隊負責人表示，這幾個月來，團隊一直在積極籌備比賽，包括軟件的開發、移植、調優以及系統的整體聯調，項目解決方案的設計、修改等。鯤鵬生態創新中心給了我們資源上的支持，而在調試過程中，鯤鵬的技術人員給了我們技術上的支持，幫我們解決了很多問題。

作為鯤鵬展翅合作伙伴，工程北米獲得了鯤鵬生態創新中心的算力支持、技術支持等，為工程北米在農業加工領域注入了源源不斷的動能。

可能有人要問了，為什么鯤鵬要連續3年舉辦鯤鵬應用創新大賽？除了加速推動應用創新之外，個人覺得鯤鵬更看重的是人才的培養。國之重器離不開大國工匠，鯤鵬應用創新大賽讓更多的產業人才和企業認識并使用鯤鵬生態基礎軟硬件設施，匯聚人才，凝心聚力，筆者感覺到鯤鵬生態從技術到產品，從應用到生態取得了快速的發展，給產業更多的信心，從而為數字中國建設添磚加瓦。