听音辨刀！华为云联手海之晨打造智能工业刀具声音检测方案，刀具质量管理不再难

“插铣刨旋，剔槽卧键”，现代机械制造过程中包含大量高速切削场景，需要各类车床及各类标准与非标准刀具配合。这些刀具不仅型号、种类繁多，且生产选择时还需与加工件的工艺、结构、材料、工序进行匹配，管理难度较大，稍不留心可能直接影响企业经营效益。

这绝不是危言耸听。机械加工制造企业每年在刀具上投入的成本以千万乃至上亿元计算。车刀的精度、刚度、耐用性及动平衡性能，在一定程度上决定着加工品的质量。如果无法及时就刀具状态对工艺进行调整，对有问题刀具进行修磨或者报废，会对企业的生产造成直接影响，甚至带来不必要的损失。工欲善其事，必先利其器，如今数字化正在让千行百业加速发展，有什么手段能帮助广大机械加工企业做好刀具质量管理吗？

人海战术搞不出精益化管理  

数字技术助力海之晨打通刀具质量管理闭环

“质量控制做得好，刀具就是创造利润的利刃，反之就是为企业增加成本的快刀。”青岛海之晨工业装备有限公司董事长陈栋告诉我们。

作为一家专注于机器视觉应用的高新技术企业，海之晨为客户提供整套机器视觉系统解决方案、机器视觉软件开发服务、AI软件开发、机器视觉配合自动化整体方案、机器视觉检测设备、工业机器人集成系统，海之晨及其服务客户工厂的数控加工车间有大量车床设备，产线上各类刀具数量超过5000把，每年公司在刀具上投入达数千万元。

“有一次产线中一台车床的钻头忽然断掉了，由于不是常用的设备，公司没有做配件储备。结果就是从国外采购这一刀具花费了一个多星期的时间，直接影响了设备的交付。”陈栋告诉我们。

这件事让海之晨意识到刀具质量管理的重要性，经过深入调研海之晨发现，传统刀具质量管理模式依靠有经验的技术工人，刀具状况如何、每条产线配多少刀具、是否需要采购新刀具，全由人主观进行判断，不仅使得刀具质量管理各个环节效率极为低下，更为企业发展增添了极大的不确定性。

“要做好生产的精益化管理，必须拥抱数字化技术，让AI赋予机器感知、分析的能力，帮助企业解决困扰。”陈栋表示。

终于经过大量探索，针对机械加工企业普遍存在的刀具质量管理难题，海之晨凭借自身技术积累，以华为云全栈全场景AI能力为支持，打造出通过声音识别刀具生产过程中磨损状态并进行准确分析的刀具智能化管理设备。通过对刀具生产加工中发出的声音进行智能分析，便可确认其使用状态，对刀具磨损异常、断裂等问题进行感知，并进行声光报警，从而有效避免了因刀具磨损、崩刃等问题出现的生产事故。

目前，通过该方案海之晨在用刀具使用寿命得到了有效提高，每年至少帮助客户降低了20%因刀具消耗而产生的成本。该方案还实现了刀具的无接触检测，避免了对企业生产加工的影响，提升了企业的生产效率；同时也为强化企业工艺管理、提升生产一致性、制定更为合理的生产计划提供了有力的数据支持。

华为云如何训练“听音识破绽”的AI

“听音辨刀”，如此厉害的AI海之晨是如何训练出来的呢？这就不得不提一下华为云提供的助力了。

早在2018的华为全联接大会上，华为公司针对AI产业化应用中暴露的痛点，面向政府、企业与开发者，提供全栈全场景AI解决方案——华为云EI，帮助客户进一步降低AI开发、部署及实用的成本，提升AI在各行各业的大规模应用。

海之晨正是华为云EI能力的受益者。2021年，华为（青岛）数字城市联合创新中心正式上线，被机加工企业刀具智能化管理问题困扰的海之晨联系了创新中心，创新中心凭借华为云多年积累的技术实力为其提供了AI开发、训练、部署全栈能力支持，让海之晨事业发展迈入了快车道。

“通过声音检测刀具的磨损状态，对于海之晨而言也是一项大胆的技术创新。如果仅凭海之晨自己团队研发时间会很漫长，但是通过华为云EI能力、通过青岛创新中心的助力，我们看到这个周期大大缩短了。”陈栋介绍道。

为了打造更懂世界的AI，华为云团队持续进行深耕。2020年以来，研究团队已在图像分类、弱标注场景下的图像分类、图像检测，多模态数据处理、语音语义等领域取得多项世界第一。华为云通过“云－边－端”的连接方式，将华为云深度机器学习能力向边端进行无限延展，大大提升了人工智能部署场景的线下适用性和灵活度，为很多过去企业棘手、AI无力插手的难题，找到了人工智能部署可行通路。

“刀具质量管理”正是人工智能行业应用过程中典型问题之一。目前行业内，对刀具质量管理的意识还比较淡薄，部分投入成本较高的企业也大多选择以管理外包进行成本控制。鲜有人通过智能化、数字化方案进行管理。这一方面是因为企业数字化转型的意识不足，另一方面则是过去人工智能部署成本太高，根本不能渗透进入这些产业发展的细节之中。

现在情况发生了根本性的扭转，企业在不改变产线现状的条件下，通过华为云智能边缘平台接入，便可实现产线从自动化到智能化升级。海之晨 “智能刀具管理系统”项目中，边缘服务器与企业产线各种音频传感器连接，将产线上采集的音频数据上传至云端，为AI模型的设计、开发及训练提供数据基础；华为云领先的人工智能技术与丰富的云端生态，为企业针对特定场景开发AI提供全栈助力，大大减少AI开发训练成本，让过去企业无力承担的AI开发真正变为现实方案；训练完成后AI算法模型在边端服务器上进行部署，对接企业产线管理系统、声光报警系统、产品追溯系统，形成有效闭环，从而为企业提供稳定、迅捷的人工智能处理能力，让自动化产线实现向智能化的飞跃式升级。

“不光是刀具声音检测AI算法研发，海之晨与华为云在机器视觉领域进行了更为广泛的合作。通过机器视觉与AI算法的结合，将工业零部件缺陷检测率从90%提升到95%以上，得到了客户的广泛好评。”陈栋告诉我们。

目前，针对利用音频智能算法进行“刀具声音检测”这一创新方案，海之晨和华为正在展开更多的合作，打造可以被行业复用的通用方案。“在前端利用机器视觉打造智慧仓储，替代技术工人进行刀具出入库管理；在管理端，我们也正在围绕刀具全生命周期打造全套的资源管理系统，让AI技术渗透进入企业制造链条各个环节，用数字技术填补中国工业制造业发展空白，为制造业企业降本增效做一份贡献。”陈栋表示。

人工智能发展不仅是“鸿篇巨制”“诗和远方”，还需要“细枝末节”“润物无声”。在千行百业的数字化转型过程中，在人工智能行业普及过程中，华为云也愿意发挥自身优势为企业提供更丰富、更便捷、更普惠的人工智能技术服务，成为数字创新、智能创新生根发展的“一方黑土地”，真正让数字化、智能化在千行百业落地生根、开花结果。