“神经元”系统破解模具行业非标定制困局

杨芝

随着全球制造业的发展，工业企业标准化规模化生产能力已达到较高水平。而模具制造恰恰与标准化规模化无缘，甚至被称为“智能改造的禁区”。其原因是，模具作为“工业之母”，是所有工业制造的基础，是标准化规模化生产的前提，其产品设计随机性高，生产工艺复杂，存在产品质量、交货期、成本均不稳定等问题。多年来，企业、行业、政府等多方都在探索模具行业共性问题的解决方案。

2017年，宁波创元信息科技有限公司自主研发的“神经元”网络智能生产操作系统（Neural-MOS）一举解决了模具行业的数字化管理难题，在半年时间内让模具企业实现产能翻番，帮助数十家模具企业突破产能瓶颈。该系统于2019年入选浙江省级工业互联网平台，获浙江省数字化赋能智慧城市发展创新成果奖。今年5月21日，浙江省智能制造专家委员会主任毛光烈赴北仑调研时也对该系统赞不绝口。

无心插柳

模具车间里孕育出“神经元”系统

2012年5月，在德国攻读完博士学位的沃天斌带着一套自主研发的神经元网络模糊编解码技术回到家乡北仑，创立了宁波创元信息科技有限公司，致力于通信芯片的研发。然而，彼时国内通信设备行业的产业链不够成熟，相关产业集群不够完备，单靠一套芯片技术难以打开市场，沃天斌的技术成果接连遭遇“水土不服”，成果转化一度陷入僵局。

2016年初，在机缘巧合下，宁波恒奇精密模具有限公司总经理沃海杰找到沃天斌，希望他能帮忙改进一套仓库管理软件。“本來以为仓库管理无非进货、出货，但是经过我们的工程师多次反复修改，依然不能解决客户的问题。”沃天斌不明白自己的技术团队怎么就被一个仓库软件难住了，便亲自出马。在多次深入企业调研后，他发现制造业尤其是模具行业的数字化改造比想象中更加复杂烦琐。

“软件开发是用数学语言表达逻辑思维的过程，包括仓储在内的工厂生产活动也有它的内在逻辑，同样可以用这种数学逻辑来进行描述。”用数学逻辑将看似杂乱无章的过程理清，这是沃天斌的强项。果然，在经过一段时间的调研后，他对仓库软件的改造方案让沃海杰拍案叫绝。“你先别管仓库软件了，我的生产车间更需要这个。”沃海杰立即决定让沃天斌对恒奇的生产车间进行数字化改造。

“要做出强而有力的工业互联网产品，一定要了解工厂，了解生产。”吃过之前仓储软件的亏，沃天斌明白纸上谈兵解决不了问题。自此，他便牢牢地“钉”在了恒奇的车间里，获取了大量一手的数据信息。经过一年多的研发，“神经元”系统就这样问世了。自此，恒奇原本“随性”的生产流程步入严谨的“逻辑”轨道。企业产能从上半年的300多套，猛增到下半年的600多套。

也正是这次尝试和探索，使得一直困扰着沃天斌的其自主研发技术应用方向的问题得到了解答。这套“神经元”系统运用的正是他最初在芯片领域的研究成果。他把这个结果称为“无心插柳”，但在记者看来，这何尝不是“水到渠成”。

高能“开挂”

“神经元”实现模具业跨越提升

宁波君灵模具技术有限公司是北仑区一家集研发、设计、制造于一体的压铸模具生产企业，2019年实现产值1.2亿元。

这样一家快速发展的企业也曾遭遇“成长的烦恼”。企业负责人姚贤君表示，在快速发展的过程中，君灵已是满负荷生产。为突破产能瓶颈，提升行业地位，他必须进行数字化改造来提高生产效率，实现转型升级。

模具企业数字化转型重点在工艺管理、生产过程管理和排程优化等几个主要方面。“神经元”系统为君灵模具提供了优秀的解决方案。

“一套模具由许多零配件组成，少则几十个、几百个，多则几千个。这些零配件前期经过设计、制造、打磨等多道工序，再交由工人手工组装、检测。”沃天斌告诉记者，因设计需求多变，加工工序繁多且无规律，一旦组装过程中遇到问题，很难第一时间找到原因，更别说加以解决，这个产品可能就被搁置。

想要快速解决问题，对产品各环节的追踪溯源便成为当务之急。要追踪管理每个零配件，必须先对其进行标识。记者了解到，如今许多智能车间已用芯片植入的方式对每件产品进行标识追踪，而君灵并未使用这种最前沿的技术。姚贤君告诉记者，模具配件要反复经过“水里来火里去”的锻造，芯片根本承受不住。思量再三之后，他们决定使用激光打标的方式，在每个模具配件上烙刻一个独一无二的编号。在设计、生产、检测等各个环节中，这个身份信息会同步到系统后台，方便管理人员实时追踪。

“如今每个零配件都有了自己的‘身份证号码，在生产过程中，每个环节都需要经手的工人在专用的工业平板电脑上确认该产品是顺利完成还是存在问题。如果顺利完成，则该产品自动进入下一生产环节；如果存在问题，‘神经元系统会将信息反馈给各个环节的相关负责人，并且该产品整个流程线都会报警，提醒管理人员须在规定时间内解决问题。”沃天斌说，该系统还具有记忆和学习能力，在经过一定时间的问题数据积累后，能自动提出解决方案，若系统认为问题没有及时得到解决，就会利用大数据经验自动决策。

原来，“神经元”系统属于事件驱动型系统，在不确定性事件频繁发生的情况下，能够对人、机、料实现科学及时的优化调度，将被动式记录变为主动式控制，最大限度满足模具生产车间的管理需求。这个过程就像人的神经反射，“神经元”的名字便由此而来。

如今，走进君灵模具的生产车间，给人的第一印象便是整齐有序。客户要想了解自己产品的生产进度，只需移步至旁边中央控制室，在墙面触摸屏上输入相应的模具型号或订单号，产品信息便一目了然。管理人员通过同样的方式，也能第一时间了解每个岗位上员工的生产情况，从而进行合理的人员安排，避免了生产力闲置或流程无序等状况。

“过去要2—3个月才能解决的问题，现在2—3天就能解决，整个工厂像‘开挂一样保持高节奏、高效率地运转。”姚贤君说。

2017年6月，基于“神经元”系统的模具工业互联网平台应运而生，为整个模具制造产业提供数字化服务，覆盖模具设计、制造、检验等生产过程。此外，平台还将服务触角伸向模具上下游产业链，形成面向模具行业特定场景的工业App。自正式上线以来，平台已连接工业设备620台，开发集成工业App 30余个，平台用户数量达2000余人，普遍提升模具企业生产效率30%以上，节约成本15%以上。■