三大智慧製造工藝背後的「利器」

「數字化轉型是一項長期艱鉅的任務,多數企業需要3-5年甚至更長時間才能取得顯著成果。」

傳統企業數智化轉型，道阻且長。

如今，在傳統產業數字化轉型的道路上，湧現出了包括5G、大資料、邊緣計算及人工智慧等新一代資訊科技，新技術的出現可謂給傳統產業注入了新的能量。

5G成為傳統企業轉型最重要的應用場景；大資料技術提供了資料收集、分析以及治理等服務；在資料爆炸式增長的條件下，邊緣計算彌補了雲端計算的不足，提供資料實時處理分析的能力...

如果說，5G、大資料等技術讓企業越來越數字化，那麼AI就是企業智慧化轉型的最佳利器。

圖源：《中國人工智慧軟體及應用市場半年度研究報告(2019H2)》

據IDC釋出的《中國人工智慧軟體及應用市場半年度研究報告(2019H2)》報告顯示，到2024年，中國人工智慧市場規模將達到127.5億美金，2018-2024年複合增長率達39.0%。

這就預示著，AI不但是新基建的最強驅動力，也將成為工業數智化轉型的下一個風口。

那麼，如何將AI技術更好地應用到工業製造中，是眼下急需解決的問題。

成立於2003年的深圳市匯川技術股份有限公司（以下簡稱「匯川技術」），在工業自動化控制和驅動技術方面具有豐富經驗。數字化轉型的背景下，匯川技術深度瞭解各行各業在智慧升級中的需求，致力於為當前製造業提供智慧化、定製化的解決方案。

同時，在這一過程也得到了英特爾在技術、生態等方面的強大支撐，二者合力在工業場景落地中不斷佈局、突破。

英特爾中國戰略合作與創新業務部董事總經理、英特爾創新加速器總負責人李德勝曾表示，AI發展的三要素分別是算力、資料、演算法。5G能夠幫助AI更好地獲取資料、處理資料，以及傳輸資料，讓AI發揮出更大的價值。同時，5G+AI可以拓展出很多新的應用領域，AI 讓網路和邊緣更智慧，5G 和邊緣讓 AI 無處不在，5G 和 AI 讓邊緣解鎖新機遇。

足以證明，英特爾對AI技術的重視。同時，英特爾也身體力行，在加速智慧應用落地方面有很多規劃與實踐，充分發揮了賦能、融合作用，聯合了各類客戶及合作伙伴助推各行各業在智慧方面的應用落地。

目前，匯川技術作為英特爾重要的合作伙伴之一，已經實現了AI在醫療、新能源汽車、裝備製造等多個領域的賦能並且還在不端延伸。

那麼，匯川技術又是如何應用英特爾的技術實現工業賦能的呢？下面就讓我們通過三個小故事來了解匯川技術的智慧製造經。

軟硬兼施：智慧燈檢機更快、更準

對於中國乃至全球來講，新冠疫情一直是焦點話題。在全球新冠疫情步入常態化的背景下，新冠疫苗的研發成為全球人民持續關注的焦點。據預測，疫苗的生產要滿足每年 4-5 億人的接種需求，年產量需達到 8-10 億支。

在此背景下，為了更大限度提升疫苗的生產速度和質量，匯川技術研發了智慧燈檢機一站式解決方案。

眾所周知，燈檢機的工作流程分為進瓶、外觀檢測、旋瓶、旋瓶急停、內容檢測以及分類出瓶六個步驟。從疫苗的生產、檢測、分類、灌裝等環節，燈檢機一直參與其中，無疑成為了掌控疫苗生產速度和質量的重要武器。

在匯川技術看來，為了適應疫苗生產現狀，燈檢機一定要具備更快更準的檢測速度，即實現燈檢機運動控制系統和視覺系統的快速反應和高度協同，意味著從旋瓶電機啟動到擺臂到位、再到影象獲取、實施機器視覺檢測的全流程必須控制在毫秒級。

未來，燈檢機也將被貼上智慧化的標籤。

雷鋒網注意到，在運動控制系統方面，匯川技術的智慧燈檢機一站式解決方案，結合了英特爾賽揚處理器提供的計算處理能力，以及工業邊緣控制平臺打造了AC801高效能智慧機械控制器。

此外，為了實現更快更準的訴求，在視覺檢測流程中，匯川技術搭建了高效的視覺處理平臺——KINOVISION (麒麟) 視覺控制器。

該平臺不僅具有超強算力的英特爾處理器，還融入了英特爾OpenVINO工具套件，除了對傳統 OpenCV、OpenCL 影象處理庫的指令集進行了全方位優化外，還融合了優化視覺庫以及英特爾MediaSDK等元件，並通過內建英特爾 深度學習部署工具來有效提升推理速度，為燈檢機整體解決方案提供了高效、可靠的異物檢測能力。

據雷鋒網瞭解，通過KINOVISION (麒麟) 視覺控制器的搭建，能在邊緣側對被檢物影象進行實時推理運算，獲得精確、高效的檢測結果，並根據疫苗等藥劑的質量狀況實施快速分類，能很大程度上實現燈檢系統各模組的快速響應和協同。

匯川技術解釋道，在英特爾軟硬體產品的支援下，智慧燈檢機一站式解決方案，實現了更快的檢測效率、更好的運行穩定性以及更高的檢測質量。

圓刀模切機：更快、更準、更穩

隨著移動網際網路的快速發展、硬體技術的成熟和消費者認知度的提升，電子產品朝著智慧化方向不斷髮展，新的智慧終端產品也是層出不窮。

同時，新的消費電子產品的出現也將對功能性器件的體積、質量等方面提出更高的要求，要想滿足其在穩定性、安全性方面的需求，就必須保證電子功能器件的質量。因此，提升其重要加工裝置——圓刀模切機的技術水平已成為共識。

在匯川技術看來，一般電子配件產品需要多次的模切、貼合、剝離，加之多臺貼合機與模切機共同配合才能完成。

在電子產品的迭代更新下，顯然，圓刀模切機在張力控制、模切精度以及工藝組合上已不能滿足電子產品對功能器件的要求，圓刀模切機革新被提上日程。

「快、準、穩」是未來圓刀模切機發展的三大關鍵要素。

匯川技術認為，要達到這三點要求，一方面控制系統要具備多軸同步運動控制、準確定位與追標、高響應速度以及實時控制等能力；另一方面，需要實現對產線的實時監控和智慧檢測，能夠對不良品自動標識。

基於此，高效、精準且可靠的圓刀模切機解決方案應運而生。

在匯川技術看來，提高模切機控制系統的計算處理能力是重中之重。

於是，圓刀模切機解決方案使用的 AC800系列智慧機械控制器，就配備了計算處理能力優異的英特爾 酷睿 i5處理器。

匯川技術認為，結合英特爾 睿頻加速技術，能有效提升圓刀模切機的響應速度，同時還能以良好的功耗和穩定性適用於環境複雜的產線環境。

另外，英特爾 工業邊緣控制平臺也為該方案賦能，將實時計算和控制能力有效串接，為AC800 系列高效能控制系統提供了虛擬化、標準化工業協議、實時計算、資訊保安等一系列子模組，使方案實現邊緣側的負載整合，幫助使用者增強系統響應以及降低運維難度。

經雷鋒網觀察發現，與智慧燈檢一站式解決方案相同的是，圓刀模切機方案中的KINOVISION (麒麟) 視覺控制平臺，同樣融入了英特爾 OpenVINO 工具套件。

匯川技術表示，基於英特爾軟硬體產品和技術的結合，圓刀模切解決方案很大程度上解決了電子產品功能性材料器件模切過程中的技術難點問題，顯著提升了裝置的生產效率、穩定性和加工精度，保障了模切機高效、可靠的運轉。

三足鼎立，搶佔鋰電智慧的制高點

近年來，隨著汽車行業產業結構的調整，新能源汽車的使用量逐年遞增，這種新能源汽車的出現，大大減少了傳統汽車的碳排放量，有效實現了綠色化出行。

鋰電池因其容量高、安全性強以及綠色環保受到了各大汽車生產商的青睞。據相關資料顯示，2020年鋰電池產量增長至188.45億隻，同比增長19.86%，截至2021年第一季度我國鋰離子電池產量為47.9億隻，同比增長76.29%。

在市場需求量不斷增加的情況下，為了保障鋰電池的供應數量和質量，許多生產企業將鋰電池生產與工業智慧化技術相結合，運用於工序自動化、產線自動化以及整體數字化工廠，使得先進的智慧化製造裝置和生產技術正成為高品質、高效率鋰電池生產的重要保障。

其實，瀚川智慧早就認識到了鋰電智慧化的重要性。

瀚川副總經理陳雄斌曾表示，目前，鋰電池製造行業中，裝置資產投入巨大；裝置自動化程度雖然很高，但關鍵工藝裝置同質化導致無法明顯的拉開和同行之間的差距；各製程段資料未連通，形成資料孤島等。為解決這些問題，鋰電頭部企業選擇鋰電生產融合工業智慧化技術的方式，實現企業多維度提升，鋰電製造逐步智慧化已成為新趨勢。

由此可見，任何製造行業都在圍繞智慧作文章。

眾所周知，鋰電池製造工藝流程包括勻漿、塗布、模切、疊片、繞卷、化成、分容等多道工序。

以化成工序為例，由於裝配後的鋰電池並不具備放電能力，需要通過化成環節來進行初始化，在這一環節中，在電池負極表面形成的固體電解質相界膜（SEI膜），這層模在鋰電池製造環節中起著關鍵性的作用，其表層的厚度會直接影響鋰電池的自放性、迴圈壽命，安全性以及穩定性。

換言之，高質量鋰電池的生產，必須保證SEI膜的均勻穩定。

在匯川技術看來，SEI膜的均勻穩定其實很難實現。

首先，在實際生產中，企業通常採用階梯式充放電的方法來生成SEI膜，但每個階梯由於所用材料和具體工藝的差異，對充放電電流、電壓，以及擱置時間有著不同的要求。同時，在生產過程中，需要對溫度和壓力情況進行準確監測和控制，以減小壓合力波動帶來的影響，保證產品的質量與一致性。

不難看出，鋰電池的質量取決於SEI膜的穩定性，而SEI膜的穩定取決於裝置控制系統，這就需要採用具備資料採集分析、智慧決策以及操作控制等功能的智慧化控制技術來賦能裝置控制系統。

雖然，現在整個行業都在說人工智慧是萬能的，但在陳雄斌看來，實現智慧製造，鋰電企業面臨著另一個難題：缺乏數字化、智慧化製造整體規劃。

在這些問題的困擾下，由瀚川智慧聯合英特爾和匯川技術共同研發的智慧化鋰電池化成分容解決方案的出現滿足了智慧化方案對平臺效能不斷提升的需求。

首先，為確保鋰電池化成環節中SEI膜的生成質量，瀚川智慧構建了瀚川智慧化成分容一體機，一方面，通過加入模擬量模組，收集來自溫度、壓力感測器的大量資料，同時採用多點壓力監控的方式，精確控制生產過程中的壓力，減壓合力波動；另一方面，在階梯式充放電過程中，對不同階段所需的電流和電壓予以精確控制，確保了鋰電池在化成、分容等生產階段保持一致性。

其次，基於鋰電池製造對裝置控制器以及控制平臺提出的算力處理要求，瀚川智慧引入了匯川技術打造的AC800系列高效能智慧機械控制器。

在鋰電池化成環節階梯式充放電過程中，需要系統實時根據生產情況的變化對電流、電壓等參數進行計算並調整，基於這一特殊工藝的考慮，利用英特爾 酷睿 i5 處理器為精密而複雜的 SEI 膜生成過程提供了強大的算力支撐。

其後，這些實時計算和控制能力又通過英特爾工業邊緣控制平臺有效串接起來，為匯川AC800系列控制器提供了虛擬化、實時計算及資訊保安等一系列子模組。

通過英特爾軟硬體技術結合為整個解決方案提供了強大的帶軸和算力，使其能夠替代傳統產線中基於可程式設計邏輯控制器、人機介面等一系列單功能控制器，從而實現邊緣側工作負載的高效整合。

據調研資料顯示，在英特爾工業邊緣控制實時計算模組支援下，匯流排週期可達1ms，並支援EtherCAT匯流排一網到底，生產效率可提升15%。

憑藉自身技術的優勢以及英特爾，匯川技術的軟硬體支援，鋰電池化成分容解決方案已在實際部署應用中取得了顯著成效，形成三足鼎立之勢，試圖搶佔鋰電智慧的制高點。

寫在最後

數智化已然成為各行各業發展的主要方向。傳統企業數智化轉型是一個由點到線，由線及面的過程，從目前來看，傳統企業的數智化轉型才剛剛開始，未來，AI技術的優勢將持續顯現。