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中科云谷:AI在制造型企业中的典型应用——智慧商砼

在我国基础行业的发展中,商品混凝土作为一门重要建材,在基建行业中承担着非常重要的作用。其中,混凝土搅拌站作为混凝土的生产基地,在其中扮演非常重要的作用。随着搅拌站和预拌混凝土的逐渐普及,搅拌站企业对于混凝土生产过程中的原料管控、生产管理、运输管理、质量管理、供应链管理又提出了更高的要求。目前混凝土行业竞争日益激烈,在碳中和的大背景下企业的环保压力持续增大,管理运营成本持续增高,因此传统的混凝土企业迫切需要通过数字化、智能化的手段提高企业自身的生产、管理、运营效率,以提升自身的行业竞争力。云谷智慧商砼在传统搅拌站协同生产管理系统的基础上结合机器学习、运筹规划、计算机视觉等人工智能技术,实现了智慧装料、智慧调度、智慧驾驶等典型应用,提高了装料效率,减少了溢料浪费,改善了混凝土供应不及时、等待车辆冗余、人工调度成本高等问题,为客户提供了更严格、安全的监管服务。

智慧装料

为了确保正常生产,搅拌站出砼口与搅拌运输车入料口对位和倒料过程需要人工辅助判断是否对准以及是否完成装料,一方面增加了人力成本,另外一方面人工辅助判断效率不高。云谷智慧商砼提供了软硬件一体的智慧卸料服务,通过在搅拌站安装AI智能摄像头,应用计算机视觉算法进行自动控制砼口对位和倒料,可以节省人力同时大幅度提升装料效率。

整个智慧卸料模块主要由料口对齐和溢料识别两部分组成,技术方案如图1所示,料口对齐即通过语义分割技术判断料口是否对齐;溢料识别即通过语义分割技术判断混凝土液面距离料口边缘的距离。

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智慧调度

当下绝大多数混凝土搅拌站与工地间未建立起一系列科学合理的混凝土配送施工体系,混凝土作业车辆的调度多由调度员人工操作完成,由于工地需求、交通状况实时变动与调度员经验差异,现有调度模式存在混凝土供应不及时、等待车辆冗余、通信方式落后等缺陷。云谷通过建立完整的智慧调度系统,从而帮助客户提高混凝土作业车辆利用率,在减少等待车辆冗余堆积的同时保障混凝土的供应与作业,盘活整个混凝土生产运输体系。

整个智慧调度系统主要分为预测和调度,通过历史施工数据可以对卸料速度,路况等信息进行预测,作为智能调度模块的输入,再结合多种调度策略包括保供优先策略、车辆利用率最大策略、运输车次最少策略等,可同时支持日前预排和实时调度。智慧调度系统技术方案如图2所示,首先通过ERP系统获取搅拌车、泵车数据,通过运筹优化模型、强化学习等模型对各搅拌站进行智能排产、对搅拌车及泵车进行智能调度,最后可将排产及调度结果回传至ERP系统。

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云谷基于强化学习的混凝土搅拌车调度,基于业务规则构建智能调度模型,采用强化学习模型对混凝土搅拌车调度任务进行不断学习与迭代,形成出最优的车辆调度策略,代替了传统人工调度,重构了搅拌车运输调度体系,弥补因经验判断失误造成等待车辆冗余、运输不及时等缺陷。

智慧驾驶

当前各大城市越来越重视交通安全、施工安全,同时对于安全事故的处罚也异常严厉,施工企业或运输企业除了面临巨额罚款,还有被取消参与当地市场经营资格的风险。因此,对设备操作人员的实际操作需要更智能化的监管手段,借此降低安全事故发生概率,对已发生事故快速定责,从而减少不必要的损失。

云谷智慧驾驶通过远程视频监控和危险操作行为识别为客户的安全管理保驾护航,其中远程视频监通过在混凝土搅拌运输车的不同位置安装摄像头,可以对路况、行驶情况与浇筑过程进行监控,实现定位系统与搅拌站信息化管理系统融合;危险操作行为识别针对行驶过程中的各类危险操作行为进行识别监控,包括酒后驾驶、疲劳驾驶、开车看手机或通话等,再结合实时报警系统,检测到危险操作行为后,通过声光告警、联动告警、远程告警进行实时报警推送,降低安全事故发生概率。

云谷智慧驾驶系统技术方案如图3所示,包括以下模块:

1.中联盒子

具备多种连接接口的协议适配,可采集车辆CAN总线数据,通过运营商4G网络上传数据,具备本地视频缓存功能,以及数据分析、模式识别等边缘计算功能。

2.酒精浓度检测仪

采集驾驶室内以及驾驶员呼气的酒精浓度,与中联盒子集成将酒精浓度数据上传。

3.异常驾驶行为分析系统

通过物联网、云计算、大数据分析技术打造的互联网平台,稳定运行“异常驾驶行为分析系统”,支撑车辆连接和数据分析,满足用户的快速响应需求。

4.摄像采集模块

采集眼睛、嘴部、耳部及方向盘区域的二维红外成像数据分析获得眼睛的闭合状态、嘴部张合状态、耳部遮挡状态和方向盘区域手势状态的数据流。

5.车载屏幕

可展示车况信息、驾驶信息以及危险行为告警信息,集成驾驶员的个人信息的身份识别,具备实时定位和路况导航功能。

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图4为视频监控设备的技术架构,通过边缘计算获取危险操作行为并告警,然后推送到远程云平台。

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云谷智慧商砼解决方案基于对场景的理解和深入挖掘,结合人工智能技术改善了传统搅拌站的运营管理问题,从生产、运输、安全等环节切入,提升搅拌站的运营效率,从而降低成本,通过应用该方案,可以大幅减少搅拌车的冗余时间、生产过程的生产浪费,帮助客户降低搅拌站的运营成本10%以上;安全方面通过智慧驾驶加强了混凝土运输过程中的监控,可提升司机的驾驶警惕性,减少30%安全事故。目前云谷智慧商砼解决方案已覆盖近千家企业,存量客户数量持续领跑混凝土企业,服务质量和运营效益长期位于我国行业龙头地位,成为混凝土行业的智慧化解决方案的标杆,同时为混凝土产品全流程的数字化、自动化、智慧化起到了极大的助推作用。

来源:中科云谷

责任编辑: LuYue

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