近日,人工智能與自動(dòng)化學(xué)院黃劍教授團(tuán)隊(duì)與軟件學(xué)院和機(jī)械學(xué)院合作,聯(lián)合華工科技成功研發(fā)“融合多模感知交互的智能分揀系統(tǒng)”,并落地應(yīng)用。
該系統(tǒng)以“2D視覺(jué)+3D建模+AI算法”深度融合為核心,內(nèi)嵌12大行業(yè)定制化算法,通過(guò)多模感知與數(shù)據(jù)處理構(gòu)建多模態(tài)數(shù)據(jù)集,利用自注意力機(jī)制和遷移學(xué)習(xí)優(yōu)化算法搭建感知-決策模型,采用迭代控制算法保障
機(jī)器人執(zhí)行的柔順性與安全性。該系統(tǒng)能在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中精準(zhǔn)定位、隨動(dòng)抓取海量異形工件,即便1mm以內(nèi)的零件割縫也可清晰識(shí)別,整體識(shí)別準(zhǔn)確率超99%,重構(gòu)了工業(yè)生產(chǎn)“眼-腦-手”協(xié)同范式,為船舶海工、能源裝備等離散型制造行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
當(dāng)前,船舶海工、工程機(jī)械、能源裝備等領(lǐng)域雖已逐步用自動(dòng)化分揀替代傳統(tǒng)人工作業(yè),但行業(yè)痛點(diǎn)仍未徹底解決,嚴(yán)重制約智能分揀的工程化應(yīng)用。一方面,人工分揀遺留的效率與穩(wěn)定性問(wèn)題尚未完全突破,部分場(chǎng)景仍依賴人工輔助,重工環(huán)境下勞動(dòng)強(qiáng)度大、疲勞導(dǎo)致的分揀錯(cuò)誤率高、生產(chǎn)周期延長(zhǎng)等問(wèn)題依舊存在;另一方面,現(xiàn)有
自動(dòng)化系統(tǒng)面臨多重新挑戰(zhàn):工件特性復(fù)雜,異形件、多工藝零件的識(shí)別定位難度大;環(huán)境感知干擾強(qiáng),粉塵、光線變化等因素易導(dǎo)致系統(tǒng)成像偏差、識(shí)別精度下降;同時(shí)安全隱患突出,機(jī)器人執(zhí)行的柔順性不足,易出現(xiàn)碰撞損傷或操作風(fēng)險(xiǎn)。此外,工件整理難度居高不下,不同工件工藝路線復(fù)雜、尺寸重量差異顯著,傳統(tǒng)產(chǎn)線固定流程與現(xiàn)有自動(dòng)化系統(tǒng)的適配性有限,難以滿足料框選擇、碼盤調(diào)度的柔性需求,進(jìn)一步制約企業(yè)生產(chǎn)效率提升。
針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn),“融合多模感知交互的智能分揀系統(tǒng)”從技術(shù)突破與功能優(yōu)化雙維度形成系統(tǒng)性解決方案,核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯。在“看得清”上,憑借弱特征切割件識(shí)別定位技術(shù),實(shí)現(xiàn)99%識(shí)別率、≤0.5s響應(yīng)時(shí)間與≤1mm定位精度,搭配魯棒輪廓提取模型與行業(yè)專屬AI檢測(cè)模型,超大件檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)100%,同時(shí)大幅降低對(duì)環(huán)境穩(wěn)定性的依賴;在“抓得穩(wěn)”上,依托輪廓與位置信息,通過(guò)柔性端拾器開磁算法適配異形零件,結(jié)合多機(jī)器人協(xié)同抓取技術(shù)實(shí)現(xiàn)40%-60%效率提升,搭配自適應(yīng)雙臂協(xié)同計(jì)算與多機(jī)控制,抓取成功率穩(wěn)定在99%,切斷線生成與識(shí)別技術(shù)更徹底解決行業(yè)卡料難題;在“碼得齊”上,基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的任務(wù)決策模型提升分揀效率20%,多約束碼盤調(diào)度算法則實(shí)現(xiàn)料框利用率提升20%、零件齊套性提升15%。此外,系統(tǒng)開發(fā)配置標(biāo)準(zhǔn)化單元站設(shè)計(jì),可根據(jù)項(xiàng)目需求快速適配應(yīng)用,高復(fù)用性與高擴(kuò)展性讓中小企業(yè)智能化改造更靈活、成本更低,最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景下人員減少80%、效率提升100%的高效柔性分揀目標(biāo)。
該系統(tǒng)憑借技術(shù)創(chuàng)新性與行業(yè)價(jià)值,已獲得多方高度認(rèn)可與廣泛應(yīng)用。目前該成果被央視新聞聯(lián)播報(bào)道,成為“AI + 工業(yè)制造”領(lǐng)域的典型案例,向全國(guó)展示我國(guó)智能制造技術(shù)突破;同時(shí)第五十屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展中斬獲金獎(jiǎng),充分彰顯我國(guó)在工業(yè)智能識(shí)別領(lǐng)域的自主創(chuàng)新實(shí)力。應(yīng)用層面,技術(shù)已成功落地中聯(lián)重科、太重集團(tuán)、蕪湖船廠、新能船業(yè)、順特電氣等國(guó)家或行業(yè)級(jí)標(biāo)桿工廠,助力近百家智能工廠建設(shè)。其不僅推動(dòng)工程機(jī)械、船舶海工、能源裝備等行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,更以綠色高效的技術(shù)特性驅(qū)動(dòng)全球工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型,為共筑人類可持續(xù)未來(lái)提供 “中國(guó)方案”。
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