人工智能是国家战略性新兴产业。随着广东制造产业信息建设的不断完善,且产业布局较为完整,诞生了一批信息化程度高的工业制造企业。 12月3日,在2019阿里云广东峰会上,由广东省人民政府和阿里巴巴集团主办,广东省工业和信息化厅、佛山市人民政府、阿里云计算有限公司承办,佛山市南海区人民政府执行承办的2019广东工业智造创新大赛圆满收官。大赛围绕工业互联网升级展开,聚焦布匹疵点智能识别和面料剪裁利用率优化,联合全球顶级AI人才,以落地为导向,推动人工智能技术在广东纺织行业的探索与发展。
图注:2019阿里云广东峰会主论坛大赛成果发布
作为国内人工智能领域的重量级赛事,此次大赛成功为佛山南海吸引算法人才、创新应用、产业集聚创造了有利条件。大赛自8月15日开赛以来,共吸引到3546支团队报名,约4000人参加比赛,选手来自11个国家和地区。
同时,大赛还涌现了大量优秀的研究成果。在布匹瑕疵检测方面,选手利用深度学习算法,实现业内首次挑战花布瑕疵智能检测,准确率超过91%;在布匹切割方面,使用进化计算、临界多边形检测及高精度像素化技术,结合新颖的排布策略,将面料利用率提高至业内先进水平,优化效果超过国内标杆产品,平均利用率提升2.21%,有瑕疵面料的利用率最高达86.28%。
引入阿里云工业互联网打造“广东智造”的新工业基础设施
据了解,广东省正积极贯彻落实党中央、国务院关于加快网络强国、数字中国的战略部署,出台了数字经济发展规划以及信息基础设施、互联网+、大数据、人工智能、工业互联网、4K/8K等专项政策措施,促进了网络强省、数字经济强省加快建设。
广东省政府的这一战略目标,正与阿里云的新定位相吻合。在今年9月杭州云栖大会上,阿里巴巴集团CTO兼阿里云智能总裁张建锋提出,阿里云智能将成为新型数字经济基础设施,推动整个数字经济转型升级。
为配合广东省工业互联网建设文件精神和区内经济发展需求,佛山市南海区推出了“腾云计划”、引进阿里云创新中心等一系列举措,大力度推动制造业企业接入工业互联网。仅2018年,佛山南海区的工业互联网相关企业新增884家,同比增幅为72%,工业互联网产业集聚发展效应明显。
同时,佛山智能产业建设也离不开人才生态,急需挖掘和培育一批高层次的产业应用型人才。基于《广东省人民政府阿里巴巴集团战略合作框架协议》,广东省与阿里巴巴集团联手打造的2019广东工业智造创新大赛,就成功将有人工智能技术融合转化需求的政府、机构和组织与全球的人工智能开发者实现两端链接,为数字化转型中的需求方提供智力支持。阿里云天池大数据众智平台通过为本次大赛提供技术、产品和运营支撑,调动天池开发者生态优势,保障了大赛专业化、产业化的运作。
图注:广东工业智造创新大赛现场
布匹疵点智能识别赛成果显著天池平台发布首个花布图像匹配数据集
2019年6月,佛山市南海区正式印发了《佛山市南海区“腾云计划”发展行动纲要(2019~2021年)》,提出借力工业互联网赋能传统产业的同时提出了构建工业互联网产业链条形成新的产业集聚的工作思路。这次大赛决赛在南海区举办也是南海区落实“腾云计划”的具体举措,借大赛的影响力为南海传统产业的工业互联网创新应用加入来自全国的智慧技术助力,同时在赛后也将于参赛队伍进行进一步深入对接,希望优质参赛项目可以落地南海。
纺织业是佛山南海的传统优势产业,但布匹疵点检验作为纺织行业生产和质量管理的重要环节,却高度依赖人工,降低了布样检测的效果和效率。引入人工智能和计算机视觉技术,推动布匹质检自动化逐渐成为行业共识。
作为大赛指导顾问,西樵华南纺织城产业执行董事刘秩表示,纺织业对于算法人才求贤若渴。纺织业人工成本越来越高,人工智能信息化技术渗透率却非常低,行业之人都深受其痛,迫切需要引进一批算法人才能够投身到这个产业,让整个行业有一个飞跃地改变。
大赛发布了业界首个花布智能检测数据集,这也是业内首个高质量模板匹配数据集,能够为花布、PCB、瓷砖等背景复杂多变下场景的算法研究提供数据支撑,并应用于产业实践。
在大赛中,选手们通过使用深度学习技术,对从佛山南海纺织车间现场采集的布匹图像数据进行算法处理,选手们利用高质量的花色背景模板,成功完成了业内首个花布瑕疵智能检测的挑战,准确率超过90%。最终,“哪儿都是坑”团队凭借92%的瑕疵识别率,获得评委的一致认可,摘得本场赛事冠军。
通过将布匹质量信息数字化,还为提高面料剪裁利用率奠定了基础。算法模型在自动识别有瑕疵的样本,并确定出瑕疵是什么和具体位置后,把整卷布质量信息数字化,给出整条布的瑕疵分布,方便地导入到赛场二做排版优化。
图注:广东工业智造创新大赛决赛路演现场
面料剪裁利用率优化赛亮点频出算法案例超过国际领先水平
与赛场一重在提高纺织业生产效率不同,赛场二重点关注利用算法提升面料利用率,帮助企业节约成本。以往,由于面料切割工艺要求较高,南海纺织企业所使用的面料切割方案大多源自国外,不仅费用高昂,而且裁剪工艺也与国内以T-shirt为主流剪裁场景不同,导致切割成功率不高,成本高达40%。
来自清华大学的“行星防御理事会”队成功获得了面料剪裁利用率优化赛冠军。利用赛场一获得的瑕疵布匹数据,选手使用了进化计算、临界多边形检测及高精度像素化技术,结合新颖的排布策略,朝着排版图像让面料剪裁更省的目标,实现将面料利用率提高至业内先进水平,超过国内标杆产品,在部分算例上甚至超过国际领先的同类算法产品,有望加速国内纺织产业生产精细化。
作为本场赛事的数据提供方,广东瑞洲科技有限公司董事长郭华忠表示:“大赛涌现了很多很优秀的算法团队,将为我们整个材料排版行业带来突破性的发展。选手们输出的算法对比国内顶级切割面料设备商,能把面料剪裁利用率平均提升2.21%,能有效降低企业面料裁剪的成本,具有较高的商用价值。”
面料剪裁利用率优化算法技术,不仅可应用于纺织产业,还可广泛应用于钣金、板材、管材和管道、木材、复合材料等行业的切割优化,有待进一步推广。为保障大赛相关成果落地,佛山南海还将提供风投、孵化空间、产业优惠政策等一系列举措,打造工业互联网新标杆。
华南理工大学教授贾奎接受采访时表示,今年的参赛选手队伍水平相比去年有了进一步提高,说明天池大赛确实有助于加深工业对人工智能、算法的理解。希望选手们持续输出原创性成果,成为推动人工智能从学术应用到工业落地的有生力量。
“希望今天的成果能形成全方位生产力,进一步推动南海在工业互联网方面的应用。”佛山市南海区经济促进局副局长岑镜苏对本次大赛取得的成果加以肯定。从2017年开始联合阿里云天池大赛打造广东工业制造创新大赛,推进工业互联网在南海落地。到现在,大赛质量一次比一次更好,也得到企业的认可和关注。
当下,全球制造工业正步入一个新的变革时代,云计算、大数据、人工智能已经成为产业发展的新引擎。阿里云天池大赛通过聚集全球顶尖AI开发者,发挥阿里云计算的力量,技术赋能纺织业创新,让机械化的织布机安装上了新型引擎,携手佛山南海共同打造“广东智造”的新工业基础设施。